SE519476C2 - Klimatreglering i ett utomhusskåp - Google Patents

Description

30 519 476 --... 2 vanligtvis som ljudföroreningar och betraktas som ett allvarligt problem, eftersom basstationsskåp ofta är placerade i tätbebyggda områden.

Normalt behöver inte enbart värmeavgivningen från den elektriska utrustningen tas med i beräkningen då ett utomhusskåp konstrueras, utan även tillskottet av solstrål- ning. Solstrålningen värmer upp skåpväggama och värmen överförs till det intema av skåpet, vilket ställer stora krav på kylningen. En vanlig lösning på detta problem är att förse skåpväggama med isoleringsmaterial såväl som att ytterligare öka luft- flödena genom skåpet.

Emellertid medför ett ökat luftflöde att ljudföroreningarna ökar.

Dessutom ökar kostnaderna för skåpet om isoleringsmaterial och fläktar med större kapacitet krävs.

SAMMANFATTNING Föreliggande uppfinning söker övervinna de ovan nämnda nackdelarna.

Således är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett utomhus- skåp med ett mindre bullrigt arbetssätt samtidigt som en lämplig temperatur i skåpet upprätthålls.

Detta ändamål uppnås med hjälp av ett utomhusskåp som rymmer elektrisk vänne- genererande utrustning, som innefattar ett första hölje avsett för den elektriska ut- rustningen; en dörr monterad till skåpet som tillhandahåller åtkomst till det första hölj et; en värmeväxlarenhet anordnad i och uppburen av dörren; ett internt luftka- nalsystem som sträcker sig förbi den elektriska utrustningen och som är i flödesför- bindelse med en första sida av värmeväxlarenheten; åtminstone en intern luftfläkt anordnad för cirkulation av ett internt luftflöde i det interna luftkanalsystemet; ett 10 15 20 25 30 519 476, 3 externt luftkanalsystem åtskilt från det interna kanalsystemet och i flödesförbindelse med en andra sida av värmeväxlarenheten; åtminstone en extern luftfläkt anordnad för överföring av ett externt luftflöde inom det externa luftkanalsystemet från ett externt luftinlopp via värrneväxlarenheten till externa luftutlopp, vari de intema och externa luftflödena är anpassade att samverka på ett värmeväxlande sätt inne i vär- meväxlarenheten för reglering av temperaturen i det första hölj et för att upprätthålla funktion och prestanda av den elektriska utrustningen. Utomhusskåpet kännetecknas av att det externa kanalsystemet definieras i ett utrymme mellan det första hölj et och ett andra hölje som omger det första hölj et; att den externa luftfläkten är anordnad nedströms vårmeväxlarenheten för inblåsning av luft i det externa luftkanalsystemet samt att de externa luftutloppen är anordnade på en sida motsatt dörrsidan.

Eftersom skåpet är försett med två väsentligen koncentriskt anordnade hölj en bildas en spalt mellan dem, vilken spalt omger den elektriska utrustningen på nästan alla sidor. Genom att använda denna spalt som en kanal för ett extemt luftflöde äger vänneväxling inte endast rum inne i värmeväxlaren, utan också genom konvektion mellan det externa luftflödet och det andra hölj et (värmeväxling genomförs givetvis också mellan det externa luftflödet och det första hölj et, men är mer eller mindre obetydligt i jämförelse med värmeväxling som äger rum i vänneväxlarenheten).

Således överförs vännen på grund av solstrålning inte till skåpet, utan tas om hand av det externa luftflödet, vilket avlägsnar värmen till omgivande atmosfär. Samtidigt måste ljudet på grund av den extema luftfläktens drift färdas en lång väg genom ka- nalen innan den når de extema luftutloppen. Härmed absorberas ljud och dämpas av väggarna, så att ljud som sänds till skåpets omgivningar är väsentligen reducerat i jämförelse med kända lösningar, där exempelvis extema luftfläktar är placerade i närheten av de extema luftutloppen riktade mot skåpens omgivning. Vänneväxlar- enheten är också ett hinder för ljudtransmissionen från fläkten till det externa luft- inloppet, eftersom den extem luftfläkten är anordnad nedströms värmeväxlarenhe- ten. 10 15 20 25 30 .. . . | vv U - i t v. 1 -t I n i_ »n ». v n a u .H r= - s. x t nn » . - p f v I , o . v v . . .fo ,_...-,_ 4 Företrädesvis är ett flertal externa luftfläktkar anordnade vertikalt ovanpå varandra.

Härmed fördelas det externa luftflödet jämnt i det externa luftkanalsystemet, vilket säkerställer en jämn kylning.

Lämpligtvis är det externa luftkanalsystemet anpassat att tillhandahålla en krökt väg för det externa luftflödet nedströms den externa luftfläkten och/eller är det externa luftkanalsystemet försett med ljudabsorberande material. Härmed undertrycks ljud- transmissionen till skåpets omgivningar än mer.

KORT FIGURBESKRIVNING Fig. la fig. lb fig. 2 fig. 3a fig. 3b fig. 4a fig. 4b fig. 4c fig. Sa fig. Sb är en perspektivvy sedd framifrån av ett utomhusskåp enligt föreliggande uppfinning; är en perspektivvy sedd bakifrån av utomhusskåpet i fig. la; visar en innervy av utomhusskåpet i fig. la-b; är en schematisk tvärsnittssidovy av utomhusskåpet i fig. 2 som visar ett luftflöde i ett internt luftkanalsystem; är en schematisk tvärsnittsvy sedd ovanifrån av utomhusskåpet i fig. 3a som visar luftflödet i det interna luftkanalsystemet; är en schematisk tvärsnittsvy sedd ovanifrån av skåpet i fig. 3a som visar ett luftflöde i ett extemt luftkanalsystem; är en schematisk tvärsnittssidovy av skåpet tagen längs linjen I-I i fig. 4a som visar luftflödet i det externa luftkanalsystemet; är en schematisk tvärsnittsvy sedd framifrån av skåpet taget längs linjen II-II i fig. 4a som visar luftflödet i det externa luftkanalsystemet; visar en delvis sektionerad vy av en dörr till skåpet med fyra extema luft- fläktar och två interna luftfläktar; är en sektionerad vy av dörren i fig. 5a som visar det interna och det externa luftflödet genom vänneväxlarenheten. 10 15 20 25 30 519 476 _ .fy 5 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Fig. la och lb visar en frontvy respektive en bakre vy av ett utomhusskåp 1 avsett för användning i ett telekommunikationssystem. Skåpet 1 är anpassat att rymma elektrisk värmealstrande utrustning, såsom telekommunikationsutrustning eller lik- nande. Skåpet innefattar två yttre sidoväggar 3, 5, en yttre bakre vägg 7, ett yttertak 9 och en dörr ll, vilka bildar ett väderbeständigt yttre hölje, vilket senare kommer hänvisas till som det andra hölj et. Dörren ll är monterad på skåpet l med hjälp av icke visade gångleder och är svängbar runt en vertikal gångledsaxel, att vara öpp- ningsbar och stängningsbar och därmed medge åtkomst till den elektriska utrust- ningen. En knopp 13 eller ett handtag är anslutet till dörren för att underlätta öpp- ning och stängning av dörren.

Främre spjäll eller luftinlopp 15 är anordnade i dörren 11 för att medge ett extemt luftflöde att träda in i skåpet 1. Dessa externa luftinlopp 15 är anordnade vertikalt vid en långsida av dörren i närheten av och i parallell med en icke visad gångledsax- el. Den yttre bakre väggen 7 är försedd med vertikalt anordnade bakre spjäll eller luftutlopp 17. Dessa externa luftutlopp 17 medger det externa luftflödet, som strömmar in i skåpet via de externa luftinloppen, att lämna skåpet. Taket 9 skjuter ut från den yttre bakre väggen av skåpet ungefär 50 mm och skapar dänned ett över- häng 19. Ett nedre kantparti av detta överhäng eller utskjutande parti har icke visade öppningar, vilka också fungerar som utlopp för det externa luftflödet. Detta särdrag förklaras vidare med hänvisning till fig. 4b. Skâpet är dessutom anordnat på en monteringsbotten 21 för att stadigt låsas till marken och för att underlätta öppning och stängning av dörren utan ingrepp med marken.

Fig. 2 till 3 visar innervyer av utomhusskåpet. Det inre av skåpet innefattar en inner- ställning 23, som är försedd med fack eller hyllor 25 anpassade att rymma elektrisk värrnealstrande utrustning, vilken hädanefter kommer att benämnas elektriska enhe- 10 15 20 25 519 476 6 ter 27. De elektriska enheterna är vertikalt staplade ovanpå varandra i facken och skapar därmed horisontella utrymmen mellan varje elektrisk enhet 27. Under drift alstras vänne av de elektriska enheterna 27, vilken måste avlägsnas för att undvika överhettning, i syfte att upprätthålla funktion och prestanda hos de elektriska enhe- tema.

Innerställningen innefattar ett första hölje 23, som rymmer och fullständigt omger de staplade elektriska enheterna på alla sidor utom vid en främre sida 31 riktad mot dörren. Ett andra hölje 33, innefattande den yttre bakre väggen 7, de två yttre sido- väggama 3, 5 och yttertaket_9, omger det första höljet på ett litet avstånd. Således bildas ett mellanliggande utrymme 35 eller spalt mellan det första 23 och det andra 33 höljet. Detta utrymme 35 är anpassat att fungera som ett extemt luftkanalsystem 35 för det externa luftflödet, vilket kommer att beskrivas mer utförligt senare med hänvisning till fig. 4a-c.

En radialfläkt 37 är, såsom visas i fig. 3a, anordnad ovanför varje elektrisk enhet 27 och är anpassad att avlägsna vänne genererad av de elektriska enhetema och vidare- befordra den till ett sammanhängande intemt kanalsystem 39 som har luftinlopp 41 och ett luftutlopp 43 anordnade på den främre sidan 31 av de elektriska enhetema.

Luftutloppet 43 är anordnat ovanför luftinloppen 41. Det intema luftkanalsysternet 39 sträcker sig från luftinloppen 41 och passerar förbi de elektriska enhetema 27 till ett bakre kanalparti 45, anordnat mellan en bakre innervägg 47 hos det första höljet 23 och en bakre sida 48 av de elektriska enhetema. Dessutom ansluter det bakre ka- nalpartiet 45 till ett övre kanalparti 49 anordnat mellan ett innertak hos det första hölj et 23 och de elektriska enhetema, vilket senare mynnar ut vid luftutloppet 43.

Luftinloppen 41 och luftutloppet 43 är, då dörren 11 till skåpet är stängd, i flödes- förbindelse med motsvarande öppningar 51, 53 anordnade i dörren. Dessa öppningar 51, 53 är sammansatta av ett övre luftinlopp 53, i flödesförbindelse med luftutloppet 10 15 20 25 30 519 476 7 43, och två nedre utblåsöppningar 51, i flödesförbindelse med luftinloppen 41, via ett utrymme 55 framför ställningen.

Dörren 11 bär upp en värrneväxlarenhet 57, genom vilken ett internt luftflöde och ett icke visat externt luftflöde cirkulerar, vilka flöden samverkar på ett vänneväx- lande sätt på inbördes åtskilda första och andra sidor av värmeväxlarenheten. Funk- tionen hos värrneväxlarenheten kommer att bli mer detalj erat beskriven med hänvis- ning till fig. 5a-b. Det externa luftflödet tas från omgivningsatmosfären på utsidan av skåpet via externa luftinlopp. Det interna luftflödet består av luften som värms upp av de elektriska enheterna 27 och som cirkulerar inne i skåpet.

Såsom framgår av fig. 3a-b visas också det interna luftflödet i skåpet. Riktningen på det interna luftflödet indikeras med pilarna. En tj ock pil indikerar ett kallt luftflöde, medan en tunn pil indikerar ett mindre kallt luftflöde. Värme som genererats av de elektriska enheterna 27 överförs med hjälp av de interna luftfläktama 37 till det bak- re kanalpartiet 45, där det stiger mot innertaket. Det lärrmar skåpet 1 genom det övre luftutloppet 43, och det således uppvärmda luftflödet träder in i värmeväxlarenheten 57 inne i dörren genom det övre luftinloppet 53 och värme avges inne i värrneväx- larenheten 57, således absorberad av det externa luftflödet, som vidarebefordrar det till omgivande atmosfär. Två utblåsfläktar 59 blåser ut det således kylda intema luft- flödet, då det lämnar vänneväxlarenheten 57, till ett utrymme 55 definierat mellan dörren ll och den främre sidan 31 hos de elektriska enheterna 27. Detta kylda inter- na luftflöde träder in i luftinloppen 41 och kommer än en gång absorbera värme ge- nererad av den elektriska utrustningen. Denna slutna slinga upprepas under drift.

En icke visad tätningsremsa eller dörrpackning är monterad på en främre kant av det första hölj et 23 och är anpassad att täta mot dörren 11, då dörren är stängd, för att åtskilja det inre av det första hölj et 23 från det externa luftkanalsystemet 35. På detta sätt skyddas det inre av det första hölj et från påverkan av luftburna partiklar såväl som fukt som kommer in i de externa luftinloppen. 10 15 20 25 30 519 476 8 Med hänvisning till fig. 4a-c så visas det externa luftkanalsystemet. Såsom nämndes tidigare formas det externa luftkanalsystemet 35 av det mellanliggande utrymmet mellan det första och det andra hölj et 23, 33, och sträcker sig från de externa luftin- loppen 15, anordnade i dörren 11, till de externa luftutloppen 17, anordnade i den extema bakre väggen 7 hos det andra höljet 33. Det mellanliggande utrymmet 35 innefattar ett mellanliggande sidoutrymme 61 med ett inlopp 63 och ett bakre mel- lanliggande utrymme 65 med extema luftutlopp 17, såsom indikeras av fig. 4a, men också med ett mellanliggande övre utrymme 67 definierat mellan yttertaket 9 och innertaket hos det forsta hölj et 23.

Inloppet 63 till det mellanliggande sidoutryrnmet 61 är anordnat vid den främre si- dan 31 av skåpet riktat mot dörren 11 och är i flödesförbindelse med ett motsva- rande fläktutlopp 69 anordnat i dörren 11. Fyra radialfläktar 71 är inbördes vertikalt anordnade ovanpå varandra i dörren 11 nedströms värrneväxlarenheten 57 och är anpassade att blåsa ytterluft, via inloppet 63, till det mellanliggande sidoutrymmet 61 för cirkulation av det externa luftflödet.

Således drar under drift radialfläktama 71 ytterluft från omgivande atmosfär, via de extema luftinloppen 15, genom värmeväxlarenheten 57. Detta indikeras av pilama, där en tj ock pil indikerar ett kallt luftflöde, medan en tunn pil indikerar ett mindre kallt luftflöde. Inne i värmeväxlarenheten 57 absorberas värme från det intema luft- flödet av det externa luftflödet, vilket luftflöde blåses ut till det mellanliggande si- doutrymmet 61 via inloppet 63. Det extema luftflödet länkas av väsentligen vinkel- rätt till vänster innan det ankommer det bakre mellanliggande utrymmet 65, och så- ledes åstadkommes en krökt väg för det extema luftflödet nedströms den extema luftfläkten. Då det extema luftflödet når de extema luftutloppen 17 blåses de uti omgivande atmosfär. Ett externt luftflödet passerar också genom det mellanliggande övre utrymmet 67 mellan yttertaket 9 och innertaket, såsom indikeras i fig. 4b-c. Det extema luftflödet som passerar genom det mellanliggande övre utrymmet 67 lämnar 10 15 20 25 519 476 _ me.- 9 skåpet genom öppningarna anordnade i det utskjutande partiet 19 hos den externa bakre väggen 7, såsom nämnts tidigare.

Fig. 5a är en delvis sektionerad vy av dörren 11 som visar fläktutloppet 69, avsett för det externa luftflödet, tillsammans med radialfläkten 71. Det inses att radialfläk- _ tama 71 är vertikalt anordnade ovanpå varandra vid en sida av dörren. Dessutom vi- sas utblåsfläktarna 59 avsedda för det interna luftflödet såväl som det övre luftinlop- pet 53 i det intema luftkanalsystemet.

Fig. 5b är en sektionerad vy av dörren ll som visar värmeväxlarenheten 57 såväl som det intema och externa luftflödet genom den. Värrneväxlarenheten 57 är i fonn av fyra korsvärrneväxlare med första 73 och andra 75 sidor. Den första sidan 73 är avsedd för det interna luftflödet, medan den andra sidan 75 är avsedd for det externa luftflödet. Således är det interna kanalsystemet 39 i flödesförbindelse med den första sidan 73 hos värmeväxlarenheten, medan det externa luftkanalsystemet äri flödes- förbindelse med den andra sidan 75 av värmeväxlarenheten. Det extema luftflödet passerar genom värmeväxlarenheten 57 väsentligen horisontellt, medan det intema luftflödet passerar genom värmeväxlarenheten väsentligen vertikalt uppifrån och ner. Detta indikeras med hjälp av pilar.

Dessutom är det intema luftflödet uppdelat i två mindre interna luftflöden, vilka var och en passerar genom två av värrneväxlarna, vilka således är anordnade i serie. Det extema luftflödet är å andra sidan uppdelat i fyra mindre externa luftflöden, vilka vart och ett passerar genom en av värrneväxlama, och således är anordnade paral- lellt. På grund av detta arrangemang kan värrneväxlaren göras mindre, d.v.s. passa i en dörr med en mindre tjocklek, samtidigt som en fullgod kylkapacitet upprätthålls. Även om uppfinningen har blivit beskriven med hänvisning till basstationsskåp att utnyttjas i ett telekommunikationssystem är det tänkbart att använda skåpet tillsam- 10 .nn w. n n .n H -n ~. .n fn n n. nn n nn n n n. n l n. v n nn -n n. n a n n n n H .-n n- n «n n n .n n . n . . . i n n .n n n n n n f . n n c n n . n un nn n:- ..n .i _...<. 10 mans med annan elektrisk utrustning och för andra ändamål, såsom skåp som rym- mer likriktarutrustning i kraftdistributionssystem.

Det mellanliggande utrymmet eller det externa luftkanalsystemet är företrädesvis försett med ljudabsorberande material för att undertrycka oljud förorsakat av radial- fläktarna. Då fläktama inte "ser" de externa luftinloppen och -utloppen undertrycks ljudet från fläktarna än mer.

Det externa luftkanalsystemet kan också förses med labyrintorgan som formar en krökt bana för luftflödet.

Det är självklart också tänkbart att använda ett annat antal fläktar än fyra och att uppfinningen inte är begränsad till användningen av korsvärmeväxlare, då även motströms- och medströmsvänneväxlare är tänkbara.

Claims (6)

10 15 20 25 519 476 ll Patentkrav

1. Ett utomhusskåp (1) som rymmer elektrisk vännealstrande utrustning (27), inne- fattande: - ett första hölje (23) avsett för den elektriska utrustningen (27); - en dörr (11) monterad på skåpet som ger åtkomst till det första hölj et (23); - en värrneväxlarenhet (57) anordnad i och uppburen av dörren (11), - ett internt luftkanalsystem (39) som sträcker sig förbi den elektriska utrustningen (27) och som är i flödesförbindelse med en första sida (73) av vänneväxlarenheten; - åtminstone en intern luftfläkt (37, 59) anordnade för cirkulation av ett internt luft- flöde i det interna luftkanalsystemet (23); - ett externt luftkanalsystem (35), åtskilt från det interna kanalsystemet (23) och i flödesförbindelse med en andra sida (75) av värmeväxlarenheten; - åtminstone en extern luftfläkt (71) anordnad för överföring av ett externt luftflöde inom det externa luftkanalsystemet (35) från de externa luftinloppen (15), via vär- meväxlarenheten (57), till externa luftutlopp (l7); varvid de interna och externa luftflödena är anpassade att samverka på ett värme- växlande sätt inne i värrneväxlarenheten (57) för att reglera temperaturen i det första hölj et i syfte att upprätthålla funktion och prestanda hos den elektriska utrustningen, kännetecknat av att - det externa kanalsystemet (3 5) är definierat i ett utrymme mellan det första hölj et (23) och ett andra hölje (33) som omger det forsta höljet; - den externa luftfläkten (71) är anordnad nedströms vänneväxlarenheten (57) för blåsning av luft till det extema luftkanalsystemet (3 5); och - de externa luftutloppen (17) är anordnade på en sida motsatt dörrsidan (11).

2. Utomhusskåp enligt krav 1, vari ett flertal externa luftfläktar (71) är anordnade vertikalt ovanpå varandra. 10 519 476 12

3. Utomhusskåp enligt något av krav 1-2, vari det externa luftkanalsystemet (35) är anpassat att tillgodose en krökt väg för det externa luftflödet nedströms den externa luftfläkten (71).

4. Utomhusskåp enligt krav 3, vari den krökta vägen innefattas av åtminstone en vä- sentligen rätvinklig krök.

5. Utomhusskåp enligt något av krav 1-4, vari vänneväxlarenheten (57) innefattar ett flertal korsströmsvärrneväxlare, vari det interna luftflödet är anpassat att i serie passera korsströmsvänneväxlarna i en vertikal riktning, medan det externa luftflödet är anpassat att parallellt passera korsströmsvärrneväxlaren i en horisontell riktning.

6. Utomhusskåp enligt något av krav 1-5, vari det externa luftkanalsystemet är för- sett med ljudabsorberande material.