WO1999040657A1 - Schaltschrank mit kühlvorrichtung - Google Patents

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WO1999040657A1
WO1999040657A1 PCT/EP1998/008234 EP9808234W WO9940657A1 WO 1999040657 A1 WO1999040657 A1 WO 1999040657A1 EP 9808234 W EP9808234 W EP 9808234W WO 9940657 A1 WO9940657 A1 WO 9940657A1
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Walter Nicolai
Adam Pawlowski
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Rittal Werk Rudolf Loh GmbH and Co KG
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20554—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20572—Forced ventilation of a gaseous coolant within cabinets for removing heat from sub-racks, e.g. plenum
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/56—Cooling; Ventilation
    • H02B1/565—Cooling; Ventilation for cabinets

Definitions

  • the invention relates to a control cabinet with a frame, which is composed of frame profiles and covered with side parts and at least one cabinet door, and which surrounds a cabinet interior, in which electrical fittings are housed, and wherein a cooling device is arranged in the area of at least one vertical side of the frame that dissipates the heat generated in the interior of the control cabinet.
  • Such a control cabinet is known from DE 41 1 1 457 C1.
  • the frame of the control cabinet is made up of twelve identical frame profiles.
  • the sides of the frame are covered with vertical side parts.
  • the control cabinet can be upgraded with a cooling device. For this purpose, a side part is removed from the frame and instead the cooling unit is screwed onto the vertical frame profiles.
  • the cooling device encloses an interior in which the cooling units are housed. Air can be drawn into the interior of the control cabinet, cooled here and then released into the interior of the control cabinet.
  • a separating element is fastened to the frame profiles, spaced apart from the side part, and which forms an air duct together with the side part, and is provided with a plurality of openings which provide a spatial connection of the air duct create the cabinet interior, and that air can be conveyed through the air duct and at least one opening by means of at least one fan.
  • the side part becomes a component of the air conditioning device, so that it does not have to be replaced. This simple measure considerably reduces the design effort for a cooling device.
  • the outer appearance of the switchgear cabinet in the event that the separating element is installed in the interior of the switchgear cabinet, is not impaired, or only to an insignificant extent.
  • the openings made in a vertical wall of the separating element are arranged distributed symmetrically to the horizontal and / or vertical central transverse plane of the separating element.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the separating element is provided with at least two rows of openings equally spaced from one another, and that one of the rows in the bottom area and the second row in
  • Cover area of the interior is arranged.
  • the heated air collected in the lid area can be extracted via the upper openings, cooled in the air conditioning device and then introduced back into the control cabinet via the openings in the floor area.
  • at least one further row of openings is arranged in the middle area between the bottom and the lid area of the control cabinet interior, in order thereby to create further supply or discharge options for air into and out of the air duct.
  • the openings can be closed independently of one another by means of covers. This allows the user to an existing air conditioning device to use the breakthroughs that are suitable for effective cooling in a special application.
  • the openings that are not required are simply closed with the covers.
  • the covers can be designed, for example, as plate-like elements which are hooked onto the separating element and secured to it with a fastening element.
  • fans are provided in the area of one or more openings, which suck in or discharge the air conveyed in the guide channel through the opening through the control cabinet interior.
  • the fans are primarily attached to the side of the separating element facing the control cabinet interior.
  • the separating element can be placed close to the side part, so that a space-saving design is possible.
  • FIG. 1 is a perspective exploded view of a frame of a control cabinet and a separating element that can be attached to it,
  • Fig.2 in partial representation attached to the frame as
  • a frame 10 which is composed of vertical and horizontal frame profiles 1 1, 1 2 and 1 3.
  • the horizontal frame profiles 1 2, 1 3 are designed as depth and width struts. They are put together to form a floor and a cover frame.
  • the bottom and the top frame can be connected to each other via the vertical frame profiles 1 1.
  • the vertical frame profiles are equipped with four professional sides, which are directed towards the interior of the frame 10. These profile sides carry rows of equally spaced apart
  • Each side of the frame 10 is assigned two profile sides per vertical frame profile 11, one of the profile sides being parallel to the associated side.
  • a separating element 20 can be attached to these profile sides of two adjacent vertical frame profiles 11, which are parallel to the side of the frame 10.
  • the 20 essentially has a vertical wall 21, which is provided with horizontal bevels on its top and bottom.
  • the wall 21 three rows of three openings 23 are introduced.
  • the square openings are arranged in the upper, in the lower and in the central region of the wall 21.
  • Two screw receptacles 24 are assigned to each opening 23.
  • the screw receptacles 24 are introduced into the wall 21 in the area of opposite sides of the square openings 23. 1 that the separating element 20 is symmetrical to the horizontal and vertical central transverse plane of the wall 21. To attach the separating element 20 are in the region of the vertical sides
  • Wall 21 holes 22 are provided.
  • the bores 22 can be aligned with fastening receptacles 14 of the vertical frame profiles 11.
  • the separating element 20 can then be screwed onto the vertical frame profiles 11 using fastening elements 15.
  • Covers 25 are used to close one or more openings 23.
  • the covers 25 are designed as rectangular, plate-shaped elements. In the area of one side, the covers 25 are stamped out
  • hook 26 On the side opposite the hook 26, a bore 27 is made in the cover 25. To close an opening 23, the cover 25 can be hooked into the wall 21 with its hooks 26. A fastening element 15 can then be passed through the bore 27 and screwed into the screw receptacle 24.
  • FIG. 2 shows a possible application example for the cooling device shown in FIG. 1.
  • the openings 23 of the lower and the middle row of openings 23 are closed with covers 25. Only one of the openings 23 remains unlocked.
  • a fan 30 is fastened in the region of this unlocked opening 23.
  • the fan 30 is fastened on a platform 29 which is supported by a holder 29a.
  • the holder 29a also has hook elements 26 with which it can be hung in the wall 21 and then fixed in the corresponding screw receptacle 24 by means of a fastening element 15.
  • a side part 40 is attached to the outside of the frame 10.
  • the side part 40 is spaced parallel to the wall 21 of the separating element 20. This forms an air duct between the side part 40 and the separating element 20
  • the air can be sucked out of the air duct 28 by means of the fans 30 and blown into the interior of the control cabinet.
  • FIG. 3 Another application example for the cooling device according to the invention is illustrated in FIG. 3.
  • the openings 23 arranged at the top of the wall 21 are each equipped with a fan 30.
  • the remaining openings 23 of the separating element 20 remain unlocked.
  • the fan 30 the heated air in the lid area of the
  • the side part 40 forms a heat exchanger via which the thermal energy of the sucked-in air can be released to the surroundings.
  • the air cooled in this way then then leaves through the open openings 23 through the air duct 28 and returns to the interior of the control cabinet.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einem Rahmengestell, das aus Rahmenprofilen zusammengesetzt und mit Seitenteilen und wenigstens einer Schranktür verkleidet ist, und das einen Schaltschrankinnenraum umgibt, in dem elektrische Einbauten untergebracht sind, und wobei im Bereich zumindest einer vertikalen Seite des Rahmengestelles eine Klimatisierungsvorrichtung angeordnet ist, die die im Schaltschrankinnenraum entstehende Wärme abführt. Ein solches Kühlgerät kann dann mit einem geringen Teileaufwand aufgerüstet werden, wenn vorgesehen ist, dass parallel beabstandet zu dem Seitenteil ein Trennelement an den Rahmenprofilen befestigt ist, das zusammen mit dem Seitenteil einen Luftführungskanal bildet, dass das Trennelement mit mehreren Durchbrüchen versehen ist, die eine räumliche Verbindung des Luftführungskanals zu dem Schaltschrankinnenraum schafft, und dass mittels mindestens eines Lüfters Luft duch den Luftführungskanal und wenigstens einen Durchbruch förderbar ist.

Description

SCHALTSCHRANK MIT KÜHLVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einem Rahmengestell, das aus Rahmenprofilen zusammengesetzt und mit Seitenteilen und wenigstens einer Schranktür verkleidet ist, und das einen Schaltschrankinnenraum umgibt, in dem elektrische Einbauten untergebracht sind, und wobei im Bereich zumindest einer vertikalen Seite des Rahmengestelles eine Kühlvorrichtung angeordnet ist, die die im Schaltschrankinnenraum entstehende Wärme abführt.
Ein solcher Schaltschrank ist aus der DE 41 1 1 457 C1 bekannt. Das Rahmenge- stell des Schaltschrankes ist aus zwölf gleichen Rahmenprofilen zusammengesetzt.
Die Seiten des Rahmengestelles sind mit vertikalen Seitenteilen verkleidet. Der Schaltschrank läßt sich mit einem Kühlgerät aufrüsten. Hierzu wird ein Seitenteil vom Rahmengestell abgebaut und an dessen statt das Kühlgerät an den vertikalen Rahmenprofilen angeschraubt. Das Kühlgerät umschließt einen Innenraum, in dem die Kühleinheiten untergebracht sind. In den Innenraum kann Luft aus dem Schaltschrankinnenraum eingesaugt, hier gekühlt und dann wieder in den Schaltschrankinnenraum abgegeben werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Aufrüstung einer Klimatisierungvorrichtung mit geringem
Teileaufwand möglich ist.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß parallel beabstandet zu dem Seitenteil ein Trennelement an den Rahmenprofilen befestigt ist, das zusammen mit dem Seitenteil einen Luftführungskanal bildet, und daß mit mehreren Durchbrüchen versehen ist, die eine räumliche Verbindung des Luftführungskanals zu dem Schaltschrankinnenraum schaffen, und daß mittels mindestens eines Lüfters Luft durch den Luftführungskanal und wenigstens einen Durchbruch förderbar ist.
Zur Aufrüstung des Schaltschrankes wird das Seitenteil zu einer Komponente der Klimatisierungsvorrichtung, so daß dieses nicht ausgetauscht werden muß. Diese einfache Maßnahme reduziert den konstruktiven Aufwand für eine Kühlvorrichtung erheblich. Darüberhinaus wird die äußere Anmut des Schalt-schrankes, für den Fall, daß das Trennelement im Innenraum des Schaltschrankes angebaut wird, nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
Zur vereinfachten Montage kann es vorgesehen sein, daß die, in einer vertikalen Wand des Trennelementes eingebrachten Durchbrüche symmetrisch zu der hori- zontal und/oder vertikal verlaufenden Mittelquerebene des Trennelementes verteilt angeordnet sind.
Eine bevorzugte Erfindungsausgestaltung sieht vor, daß das Trennelement mit mindestens zwei Reihen von zueinander gleichmäßig beabstandeten Durchbrüchen versehen ist, und daß eine der Reihen im Bodenbereich und die zweite Reihe im
Deckelbereich des Innenraumes angeordnet ist. Über die oberen Durchbrüche kann die im Deckelbereich gesammelte, erwärmte Luft abgesaugt, in der Klimatisierungsvorrichtung gekühlt und dann über die Durchbrüche im Bodenbereich wieder in den Schaltschrank eingeleitet werden. Zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, daß wenigstens eine weitere Reihe von Durchbrüchen im Mittelbereich zwischen dem Boden- und dem Deckelbereich des Schaltschrankinnenraumes angeordnet ist, um dadurch weitere Zu- oder Ableitungs-möglichkeiten von Luft in bzw. aus dem Luftführungskanal zu schaffen.
Bevorzugterweise ist es vorgesehen, daßdie Durchbrüche unabhängig voneinander mittels Abdeckungen verschließbar sind. Dies ermöglicht es dem Anwender, bei einer vorhandenen Klimatisieurungsvorrichtung diejenigen Durchbrüche zu nutzen, die im speziellen Anwendungsfall für eine effektive Kühlung geeignet sind. Die nicht benötigten Durchbrüche werden einfach mit den Abdeckungen verschlossen.
Die Abdeckungen können beispielsweise als plattenartige Elemente ausgebildet sein, die mit Haken an dem Trennelement eingehangen und mit einem Befestigungselement an diesem gesichert sind.
Um auf einfache Weise den Lufttransport im Führungskanal zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Bereich eines oder mehrerer Durchbrüche Lüfter angebracht sind, die die in dem Führungskanal geförderte Luft durch den Durchbruch hindurch aus dem Schaltschrankinnenraum ansaugen oder in diesen abgeben. Dabei sind die Lüfter vornehmlich an der dem Schaltschrankinnenraum zugewandten Seite des Trennelementes angebracht.
Hierdurch kann das Trennelement dicht an das Seitenteil herangestellt werden, so daß eine raumsparende Bauweise möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 in perspektivischer Explosionsdarstellung ein Rahmengestell eines Schaltschrankes und ein daran befestigbares Trenn- element,
Fig.2 in Teildarstellung eine an dem Rahmengestell befestigte, als
Kühlvorrichtung ausgebildete Klimatisierungseinrichtung und
Fig.3 die Kühlvorrichtung gem. Fig. 2 jedoch mit einem veränderten
Aufbau. In der Fig. 1 ist ein Rahmengestell 10 dargestellt, das aus vertikalen und horizontalen Rahmenprofilen 1 1 , 1 2 und 1 3 zusammengesetzt ist. Die horizontalen Rahmenprofile 1 2, 1 3 sind dabei als Tiefen- und Breitenstreben ausgebildet. Sie sind zu einem Boden- und einem Deckrahmen zusammenge-setzt. Der Boden- und der Deckrahmen können miteinander über die vertikalen Rahmenprofile 1 1 verbunden werden . Die vertikalen Rahmenprofile sind mit vier Profiiseiten ausgestattet, die zum Innnenraum des Rahmengestelles 10 gerichtet sind. Diese Profilseiten tragen Reihen von in gleicher Teilung zueinander beab-standeten
Befestigungsaufnahmen 14. Jeder Seite des Rahmengestelles 10 sind pro vertikalem Rahmenprofil 1 1 jeweils zwei Profilseiten zugeordnet, wobei eine der Profilseiten parallel zur zugeordnenten Seite steht. An diesen parallel zur Seite des Rahmengestelles 10 stehenden Profilseiten zweier benachbarter vertikaler Rahmenprofile 1 1 kann ein Trennelement 20 befestigt werden. Das Trennelement
20 weist im wesentlichen eine vertikale Wand 21 auf, die an ihrer Ober- und Unterseite mit horizontalen Abkantungen versehen ist. In die Wand 21 sind drei Reihen von jeweils drei Durchbrüchen 23 eingebracht. Die quadratischen Durchbrüche sind dabei im oberen, im unteren und im Mittelbereich der Wand 21 angeordnet. Jedem Durchbruch 23 sind zwei Schraubaufnahmen 24 zugeordnet.
Die Schraubaufnahmen 24 sind dabei im Bereich gegenüberliegender Seiten der quadratischen Durchbrüche 23 in die Wand 21 eingebracht. Der Fig. 1 kann entnommen werden, daß das Trennelement 20 symmetrisch zur horizontal und vertikal verlaufenden Mittelquerebene der Wand 21 ausgebildet ist. Zur Befestigung des Trennelementes 20 sind im Bereich der vertikalen Seiten der
Wand 21 Bohrungen 22 vorgesehen. Die Bohrungen 22 können fluchtend zu Befestigungsaufnahmen 14 der vertikalen Rahmenprofile 1 1 ausgerichtet werden. Mittels Befestigungselementen 1 5 läßt sich dann das Trennelement 20 an den vertikalen Rahmenprofilen 1 1 anschrauben. Zum Verschließen einer oder mehrerer Durchbrüche 23 sind Abdeckungen 25 verwendet. Die Abdeckungen 25 sind als rechteckige, plattenformige Elemente ausgebildet. Im Bereich einer Seite sind die Abdeckungen 25 mit ausgestanzten
Haken 26 versehen. An der den Haken 26 gegenüberliegenden Seite ist eine Bohrung 27 in die Abdeckung 25 eingebracht. Zum Verschluß eines Durchbruches 23 kann die Abdeckung 25 mit ihren Haken 26 in die Wand 21 eingehangen werden. Anschließend kann ein Befestigungselement 1 5 durch die Bohrung 27 hindurchgeführt und in die Schraubaufnahme 24 eingeschraubt werden.
In der Fig. 2 ist ein mögliches Anwendungsbeispiel für die in Fig. 1 gezeigte Kühlvorrichtung dargestellt. Dabei sind die Durchbrüche 23 der unteren und der mittleren Reihe von Durchbrüchen 23 mit Abdeckungen 25 verschlossen. Lediglich einer der Durchbrüche 23 bleibt unverschlossen. Im Bereich dieses unverschlossenen Durchbruches 23 wird ein Lüfter 30 befestigt. Der Lüfter 30 ist auf einem Podest 29 befestigt, das von einer Halterung 29a getragen ist. Die Halterung 29a weist ebenfalls Hakenelemente 26 auf, mit denen sie in die Wand 21 eingehangen und anschließend mittels eines Befestigungselementes 1 5 in der entsprechenden Schraubaufnahme 24 fixiert werden kann.
Wie der Fig. 2 weiter entnommen werden kann, ist an der Außenseite des Rahmengestelles 10 ein Seitenteil 40 befestigt. Das Seitenteil 40 ist dabei parallel beabstandet zu der Wand 21 des Trennelementes 20 angeordnet. Dadurch bildet sich zwischen dem Seitenteil 40 und dem Trennelement 20 ein Luftführungskanal
28.
Mittels der Lüfter 30 kann die Luft aus dem Luftführungskanal 28 abgesaugt und in den Innenraum des Schaltschrankes eingeblasen werden. Die Durchbrüche 23, die im oberen Bereich der Wand 21 angeordnet sind, schaffen eine räumliche Verbindung zwischen dem Schaltschrankinnenraum und dem Luftführungskanal 28. Über diese Durchbrüche 23 kann somit erwärmte Luft aus dem Schaltschrankinnenraum abgesaugt werden.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist in der Fig. 3 veranschlaulicht. Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, sind die oben an der Wand 21 angeordneten Durchbrüche 23 jeweils mit einem Lüfter 30 ausgerüstet. Die restlichen Durchbrüche 23 des Trennelementes 20 bleiben unverschlossen. Über die Lüfter 30 kann die erwärmte Luft im Deckelbereich des
Schaltschrankes abgesaugt und in den Luftführungskanal 28 eingeblasen werden.
Bei den erfindungsgemäßen Kühlvorrichtungen bildet das Seitenteil 40 einen Wärmetauscher über den die Wärmeenergie der angesaugten Luft an die Umge- bung abgegeben werden kann.
Die so gekühlte Luft verläßt dann anschließend durch die offenen Durchbrüche 23 hindurch den Luftführungskanal 28 und gelangt wieder in den Innenraum des Schaltschrankes.

Claims

Patentansprüche
1 . Schaltschrank mit einem Rahmengestell, das aus Rahmenprofilen zusammengesetzt und mit Seitenteilen und wenigstens einer Schranktür verkleidet ist und das einen Schaltschrankinnenraum umgibt, in dem elektrische Einbauten untergebracht sind, und wobei im Bereich zumindest einer vertikalen Seite des Rahmengestelles eine Kühlvorrichtung angeorndet ist, die die im Schaltschrankinnenraum entstehende Wärme abführt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel beabstandet zu dem Seitenteil (40) ein Trennelement (20) an den Rahmenprofilen (1 1 ) angekoppelt ist, das zusammen mit dem Seitenteil
(40) einen Luftführungskanal (28) bildet, daß das Trennelement (20) mit mehreren Durchbrüchen (23) versehen ist, die eine räumliche Verbindung des Luftführungskanals (28) zu dem Schaltschrankinnenraum schaffen, und daß mittels mindestens eines Lüfters (30) Luft durch den Luftführungskanal
(28) und wenigstens einen Durchbruch (23) förderbar ist.
2. Schaltschrank nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die, in eine vertikalen Wand (21 ) des Trennelementes (20) eingebrachten Durchbrüche (23) symmetrisch zu der horizontal und/oder vertikal verlaufenden Mittelquerebene des Trennelementes (20) verteilt angeordnet sind.
3. Schaltschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 8
daß das Trennelement (20) mit mindestens zwei Reihen von zueinander gleichmäßig beabstandeten Durchbrüchen (23) versehen ist, und daß eine der Reihen im Bodenbereich und die zweite Reihe im Deckelbereich des Schaltschrank-Innenraumes angeordnet ist.
4. Schaltschrank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine weitere Reihe von Durchbrüchen (23) im Mittelbereich zwischen dem Boden- und dem Deckelbereich des Schaltschrankinnen- raumes angeordnet ist.
5. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (23) unabhängig voneinander mittels Abdeckungen (25) verschließbar sind.
6. Schaltschrank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (25) als plattenartige Elemente ausgebildet sind, die mit Haken (26) an dem Trennelement (20) eingehangen und mit einem Befestigungselement (15) an diesem gesichert sind.
7. Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich eines oder mehrerer Durchbrüche (23) Lüfter (30) angebracht sind, die die in dem Führungskanal geförderte Luft durch den Durchbruch (23) hindurch aus dem Schaltschrankinnenraum ansaugen oder in diesen abgeben.
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