WO2012116727A1

WO2012116727A1 - Kühlgerät

Info

Publication number: WO2012116727A1
Application number: PCT/EP2011/052941
Authority: WO
Inventors: Martin Doerrich; Dirk Hemann; Michael Nicolai; Jens Satzer; Daniel THEIS
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-07
Anticipated expiration: 2013-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einem Aufnahmeraum, in dem wenigstens ein Wärmetauscher und zwei oder mehrere übereinander angeordnete Lüftereinheiten gehalten sind, wobei der Wärmetauscher als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet ist, und quer zur Luftströmungsrichtung eine Baubreite kleiner oder gleich 300 mm aufweist, wobei alle Lüftereinheiten eine Luftströmung über dem Wärmetauscher erzeugen und jeweils eine Luftvolumenstrom im Bereich zwischen 1.000 m³/h und 1.600 m³/h fördern. Ein solches Kühlgerät ist in seiner Kühlleistung und seiner Dimensionierung ideal auf den Einsatzzweck in einem Rechenzentrum abgestimmt.

Description

Kühlgerät

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einem Aufnahmebereich, in dem ein Wärmetauscher und wenigstens eine Lüftereinheit angeordnet sind.

Ein aus der WO 2009/141610 A1 bekanntes Kühlgerät dient zur Kühlung von Elektronikkomponenten, die in Racks oder Schaltschränken untergebracht sind. Dabei kann beispielsweise das Kühlgerät in einer Reihe von Racks oder Schaltschränken integriert sein, die in einem Rechenzentrum einen Kaltgang gegenüber einem Warmgang abgrenzt. Das Kühlgerät nimmt erwärmte Luft aus dem Warmgang auf, kühlt diese und gibt sie dann in den Kaltgang klimatisiert wieder ab.

Eine andere Bauvariante zeichnet sich dadurch aus, dass das Kühlgerät seitlich an einen Schaltschrank angebaut ist, wie dies die DE 10 2006 051 904 A1 zeigt. Dabei wird ein geschlossenes Luftzirkulationssystem durch den Schaltschrank und das Kühlgerät gebildet. Dementsprechend wird Luft aus dem Schaltschrank angesaugt, durch das Kühlgerät geleitet und dann die gekühlte Luft wieder in den Schaltschrank abgegeben. Bei dieser bekannten Konstruktion sind in einem Rahmengestell drei Lüftereinheiten übereinander angeordnet. Das Rahmengestell ist aus zwölf Rahmenprofilen zusammengesetzt, wobei jeweils vier horizontale Rahmenprofile einen Boden- und einen Deckrahmen bilden. Der Boden- ist mit dem Deckrahmen über vier vertikale Rahmenprofile verbunden. Auf diese Weise ergibt sich eine steife Tragkonstruktion, die zur stabilen Aufnahme der Lüftereinheiten dient. Abhängig von der abführenden Verlustleistung können ein, zwei oder drei Lüftereinheiten im Aufnahmeraum des Kühlgerätes integriert sein. Die Lüftereinheiten lassen sich einfach nachrüsten. Sie müssen lediglich durch die Vorderseite eingeschoben werden. Hierzu weist das Rahmengestell frontseitig die beiden vertikalen Rahmenprofile auf, die zueinander parallel beabstandet einen Einbauöffnung begrenzen.

Im Rechenzentrum wird aus Kostengründen zunehmend gefordert, dass die im Rechenzentrum installierten Baueinheiten auf kleinem Raum hohe Leistungen erbringen. Damit besteht auch die Anforderung, Kühlgeräte mit möglichst kleiner Aufstellfläche zu konzipieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kühlgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das insbesondere für den Einsatz im Rechenzentrum derart konzipiert ist, dass es mit kleinem Bauvolumen hohe Verlustleistungen abführen kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einem Kühlgerät mit einem Aufnahmeraum, in dem wenigstens ein Wärmetauscher und zwei oder mehrere übereinander angeordnete Lüftereinheiten gehalten sind, wobei der Wärmetauscher als Luft- Wasser-Wärmetauscher ausgebildet ist, und quer zur Luftströmungsrichtung eine Baubreite kleiner oder gleich 300 mm aufweist, wobei alle Lüftereinheiten eine Luftströmung über dem Wärmetauscher erzeugen und jeweils einen Volumenstrom (V) im Bereich zwischen 1 .000 m³/h und 1 .600 m³/h fördern. Der Aufnahmeraum bildet mithin einen Luftströmungskanal, wobei die Baubreite maßlich so dimensioniert ist, dass bei der angegebenen Luftförderleistung ein ideales Strömungsprofil ausgebildet wird. Auf diese Weise ergibt sich ein guter Wirkungsgrad und dadurch ein energiesparender Betrieb. Darüberhinaus ist die Baubreite des Kühlgerätes entsprechend der halben Rastereinheit eines gängigen Rechenzentrums. Üblicherweise wird als Rastereinheit ein Maß von 600 mm verwendet. Damit kann das Kühlgerät einfach und platzsparend bausatzartig in ein Rechenzentrum integriert werden.

Da erfindungsgemäß die Lüftereinheiten alle über den Wärmetauscher arbeiten, wird auch eine Redundanz geschaffen. Wenn eine der Lüftereinheiten ausfällt, so wird dennoch die Kühlleistung durch die übrigen Lüftereinheiten aufrechterhalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch den Wärmetauscher Wasser im Volumenbereich zwischen 80 und 160 l/min durchsetzbar ist. Bei der angegebenen Luftförderleistung von 1 .000 m³/h und 1 .600 m³/h pro Lüftereinheit lassen sich dann insbesondere die Anforderungen für Rechenzentren erfüllen und hohe Verlustleistungen nebengeordneter Schaltschrankeinheiten abführen. Insbesondere werden bei diesen hohen Wasserdurchsätzen keine nachteiligen Wechselwirkungen durch die gleichzeitige Beaufschlagung des einen Wärmetauschers mit mehreren Lüftereinheiten bedingt.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsalternative ist es vorgesehen, dass jede Lüftereinheit eine Verlustleistung im Bereich zwischen 8 und 12 kW abfördert.

Es hat sich gezeigt, dass sich im Aufnahmeraum dann ein ideales Strömungsprofil ausbildet, wenn dieser ein Volumen von 0,6 bis 0,8 m³ aufweist. Hierbei sollten insbesondere folgende Dimensionierungsvorschriften für das Kühlgerät eingehalten werden:

Die Kühlgerätbreite sollte < 300 mm, die Kühlgeräthöhe < 2200 mm und/oder die Kühlgerättiefe < 1400 mm betragen.

Um den Luft-Wasser-Wärmetauscher mit hohem Wirkungsgrad betreiben zu können, ist es gemäß einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der Lufttemperatur der zu kühlenden Luft vor dem Wärmetauscher und der gekühlten Luft in Förderrichtung nach den Lüftereinheiten eine Temperaturdifferenz im Bereich zwischen 24 °C < Δΐ > 1 6°C, besonders bevorzugt 22 °C < Δΐ > 18°C, eingeregelt ist. Dabei wird insbesondere für gängige Servertechnologien ein adäquates At zur Verfügung gestellt.

Ein Kühlgerät kann dadurch gekennzeichnet sein, dass es eine Tragkonstruktion mit zwei zueinander parallel beabstandeten vertikalen Rahmenprofilen verwendet, wobei die vertikalen Rahmenprofile frontseitig eine Einbauöffnung begrenzen, und dass die Lüftereinheiten eine in Horizontalrichtung verlaufende Einbaubreite aufweisen, die größer ist als der lichte Abstand zwischen den vertikalen Rahmenprofilen. Mit der Tragkonstruktion wird eine stabile Baueinheit zur Verfügung gestellt, an der der Wärmetauscher und die Lüftereinheiten angekoppelt werden können. Die Lüftereinheiten können über die frontseitige Einbauöffnung im eingebauten Zustand des Kühlgerätes montiert bzw. demontiert werden. Dadurch, dass die Einbaubreite größer ist als der lichte Abstand zwischen den vertikalen Rahmenprofilen, kann in der Lüftereinheit ein Lüfter verbaut werden, der mit maximalem Lüfterraddurchmesser großer Volumenströme fördern kann. Darüberhinaus lassen sich mit solchen Lüftern auch hohe Druckdifferenzen überwinden, sodass zum Zweck der hohen Leistungsausbeute auch entsprechende Wärmetauscher mit hohen Luftwiderständen Verwendung finden können. Wenn vorgesehen ist, dass die Lüftereinheit ein Radiallüfter ist oder einen Radiallüfter aufweist, der die Luft in Richtung seiner Drehachse ansaugt und in Radialrichtung ausbläst, dann können mit hohem Luftfördervolumen hohe Druckdifferenzen überwunden werden. Insbesondere kann es dann vorgesehen sein, dass die Förderschaufeln des Radiallüfters derart angeordnet sind, dass sie entgegen der Drehrichtung des Radiallüfters gekrümmt sind. Dann lässt sich zum Zweck einer hohen Luftvolumenförderleistung eine Steigerung der Leistungsausbeute erreichen. Insbesondere lassen sich mit solchen Radiallüftern die geforderten Luftförderleistungen im Bereich zwischen 1 .000 m³/h und 1 .600 m³/h pro Lüftereinheit erreichen.

Eine alternative Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Radiallüfter einen Luftstrom mit einer Hauptströmungsrichtung durch den Wärmetauscher erzeugt, und dass die Drehachse des Radiallüfters im Winkel kleiner als 90° zu der Hauptströmungsrichtung steht. Hierdurch wird der Radiallüfter zwar nicht ideal in Richtung seiner Drehachse von der Strömung angeströmt, aber es ergibt sich der besondere Vorteil, dass große Lüfterräder in Kühlgeräten mit geringer Gehäusebreite verbaut werden können. Dadurch lässt sich eine erhebliche Leistungssteigerung auch bei nicht idealem Anströmwinkel erreichen.

Die Schrägstellung des Radiallüfters hat zudem den Vorteil, dass bei entsprechender Anordnung einer Ausblasöffnung die gekühlte Luft durch die Frontseite des Klimagerätes ausgeworfen werden kann, sodass sich ein idealer Luftströmungsweg im Kaltgang ergibt. Vorzugsweise ist die Drehachse des Radiallüfters im Winkelbereich zwischen 0° und 90° zu der Hauptströmungsrichtung angestellt. Bei diesem Winkelbereich ergeben sich nur geringe Strömungsverluste infolge der nicht idealen achsparallelen Anströmung des Radiallüfters. Gemäß einer weiteren Erfindungsausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass zwei oder mehrere Lüftereinheiten übereinander angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Radiallüfter benachbarter Lüftereinheiten zueinander im Winkel stehen. Damit sind die Radiallüfter gegeneinander verschränkt angeordnet, sodass sie zum einen die Luft auch versetzt ansaugen und vor allem die Luft auch versetzt auswerfen. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des Kaltganges mit gekühlter Luft erfolgen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Seitenansicht ein Kühlgerät;

Figur 2 eine schematische Detaildarstellung des Kühlgerätes gemäß Figur 1 im

Frontbereich und im Horizontalschnitt;

Figur 3 in perspektivischer Seitenansicht eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Kühlgerätes; und

Figur 4 in schematischer Detaildarstellung das Kühlgerät gemäß Figur 3 im

Frontbereich und im Horizontalschnitt.

Figur 1 zeigt ein Kühlgerät mit einem Rahmengestell 10, das einen Aufnahmeraum umgibt. Das Rahmengestell 10 ist aus acht horizontalen und vier vertikalen Rahmenprofilen 1 1 , 12, 13 zusammengesetzt. Dabei bilden zwei in Richtung der Klimagerättiefe verlaufende horizontale Rahmenprofile 1 1 und zwei in Klimagerätbreitenrichtung verlaufende horizontale Rahmenprofile 12, einen Boden- und einen Deckrahmen. Der Bodenrahmen ist mit dem Deckrahmen über die vier vertikalen Rahmenprofile 13 in den Eckbereichen des Rahmengestelles 10 verbunden. Der Aufnahmeraum kann frontseitig mit einer Abdeckung 14.1 und rückseitig mit einer Abdeckung 14.2 verschlossen werden. Dabei sind die Abdeckungen 14.1 , 14.2 vorzugsweise anschar- niert, sodass sie eine Tür bilden, die den Aufnahmeraum einfach zugänglich macht.

Im Bereich der Rückseite des Rahmengestelles 10 ist eine Halterung 15 am Bodenrahmen und den beiden vertikalen Rahmenprofilen 13 stabil befestigt. Die Halterung 15 trägt eine Anschlussarmatur 1 6, die sowohl den Vorlauf als auch den Rücklauf für einen Wärmetauscher 20 bildet. Der Wärmetauscher 20 ist quaderförmig aufgebaut und als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgeführt. Er ist mit einer bodenseitigen und einer deckseitigen Befestigung 21 gegenüber dem Rahmengestell 10 abgestützt. Dabei erstreckt sich der Wärmetauscher 20 in Vertikalrichtung nahezu über die gesamte Bauhöhe des Rahmengestells 10 in der parallel zu den horizontalen Rahmenprofilen 12 verlaufenden Rahmengestell-Breitenrichtung erstreckt sich der Wärmetauscher 20 ebenfalls nahezu über die gesamte Einbaubreite des Aufnahmeraumes. Der Wärmetauscher 20 ist als konventioneller Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet, der zwischen Wärmetauscherblechen Luftleitkanäle bildet. Die Luftleitkanäle bilden eine Strömungsverbindung zwischen der der Abdeckung 14,2 zugewandten Rückseite des Wärmetauschers 20 und der der Abdeckung 14.1 zugekehrten Frontseite des Wärmetauschers 20. Der Wärmetauscher 20 wird entsprechend in der Hauptströmungsrichtung HS (siehe Figur 2) mit Luft durchströmt. In Strömungsrichtung nach dem Wärmetauscher 20 schließt sich ein Tropfenabscheider 30 an. Dieser ist über Halterungen 31 an einem Kondensatsammler 40 befestigt. Der Kondensatsammler 40 ist als Wanne ausgebildet, die sich in Tiefenrichtung sowohl über den Wärmetauscher 20 als auch über den Tropfenabscheider 30 erstreckt.

Im Frontbereich des Rahmengestelles 10 sind sechs Lüfteraufnahmen vorgesehen. Diese Lüfteraufnahmen sind bei geöffneter frontseitiger Abdeckung 14.1 zugänglich. Die beiden frontseitigen vertikalen Rahmenprofile 13 und die frontseitigen horizonta- len Rahmenprofile 1 1 , 12 begrenzen dabei eine Einbauöffnung, durch die man Zugang zu den Lüfteraufnahmen erhält. Jede Lüfteraufnahme weist einen Boden auf, der eine Führung 65 bildet. Der Boden ist mittels Befestigungen 64 an den vertikalen Rahmenprofilen 12 stabil befestigt.

In jede Lüfteraufnahme kann eine Lüftereinheit 60 eingesetzt werden. Vorliegend sind sechs Lüfteraufnahmen vertikal übereinander angeordnet und es sind drei Lüfteraufnahmen mit drei Lüftereinheiten 60 belegt. Dabei ist zwischen den Lüftereinheiten 60 jeweils eine Lüfteraufnahme nicht belegt. Im Bereich der nicht belegten Lüfteraufnahmen sind Abschlusswände 63 eingesetzt. Diese dienen zum einen dem Luft- abschluss, zum anderen stützen sie die benachbarten Führungen 65 in Vertikalrichtung gegeneinander ab, sodass sich eine stabile Bauweise ergibt. Um eine Fehlbelegung zu vermeiden, sind in die nicht belegten Lüfteraufnahmen Sperrbleche 68 eingebaut.

In Figur 2 ist schematisch ein Horizontalschnitt durch eine Lüftereinheit 60 im Frontbereich des Klimagerätes symbolisiert. Wie diese Darstellung zeigt, wird zwischen den beiden vertikalen Rahmenprofilen 13 eine Einbauöffnung 18 begrenzt. Die Lüftereinheiten 60 sind im montierten Zustand hinter den vertikalen Rahmenprofilen 13 angeordnet. Dabei ist die parallel zur Frontseite verlaufende Einbaubreite B der Lüftereinheiten 60 in Horizontalrichtung größer als der lichte Abstand zwischen den vertikalen Rahmenprofilen 13 in Horizontalrichtung. Hingegen ist die senkrecht zur Frontseite verlaufende horizontale Einbautiefe T der Lüftereinheit 60 kleiner als der lichte Abstand zwischen den vertikalen Rahmenprofilen 13. Dementsprechend kann die Lüftereinheit 60 derart montiert werden, dass sie gegenüber der in Figur 2 gezeigten Einbausituation um 90° gedreht durch die Einbauöffnung 18 hindurchgeschoben werden kann. Das Einschieben der Lüftereinheit 60 gelingt einfach auf der Führung 65. Hinter den vertikalen Rahmenprofilen 13 kann dann die Lüftereinheit 60 gedreht werden, sodass sie den in Figur 2 gezeigten Einbauzustand erreicht. Mittels geeigneter Befestigungselemente lässt sich dann die Lüftereinheit 60 fixieren.

Wie die Figur 2 weiter zeigt, umfassen die Lüftereinheiten 60 einen Radiallüfter 66, der die Luft entlang seiner Drehachse R ansaugt und radial nach außen abgibt. Die Strömungsrichtung ist in Figur 2 mit Pfeilen symbolisiert. Der Radiallüfter 66 ist in der Lüftereinheit 60 in einem Lüftergehäuse 61 verbaut, wobei das Lüftergehäuse 61 eine Ausblasöffnung 62 aufweist, die zur Seite des Kühlgerätes (vorliegend zur linken Seite) gerichtet ist. Der Radiallüfter 66 fördert Luft durch den Wärmetauscher 20, wobei sich dabei die Hauptströmungsrichtung HS ergibt, die von der Rückseite des Klimagerätes zu der Vorderseite des Klimagerätes hin gerichtet ist. Die angesaugte Luft wird mittels des Radiallüfters 66 seitlich in einen angebauten Schaltschrank frontseitig eingeblasen. Die eingeblasene Luft durchströmt den Schaltschrank in Form einer horizontalen Luftwalze und verlässt dementsprechend den Schaltschrank rückseitig. Dort ist eine entsprechende Luft leitende Verbindung zwischen dem Schaltschrank und dem Klimagerät vorgesehen. Die Luft wird dann in Strömungsrichtung vor dem Wärmetauscher 20 wieder in das Klimagerät gesaugt und durch den Wärmetauscher 20 gefördert. Dabei kühlt sich die Luft ab und wird durch den Tropfenabscheider 30 gezogen. Eventuell anfallendes Kondensat wird in dem Tropfenabscheider 30 gefangen und in Schwerkraftrichtung nach unten dem Kondensatsammler 40 zugeleitet. Da der Wärmetauscher 20 ebenfalls in den Kondensatsammler 40 eingestellt ist, wird auch das eventuell am Wärmetauscher 20 anfallende Kondensat im Kondensatsammler 40 gefangen.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das Kühlgerät abhängig vom Anwenderwunsch mit einer oder mehreren Lüftereinheiten 60 bestückt werden. Mit der Anzahl der Lüftereinheiten 60 steigt die Kühlleistung des Kühlgerätes. Ein Anwender kann also abhängig von den gewünschten Leistungsdaten die Anzahl der Lüftereinheiten 60 auswählen. Steigt die erforderliche Kühlleistung, dann können weitere Lüftereinheiten 60 hinzuaddiert werden.

Denkbar ist es auch, dass durch die Anzahl der Lüftereinheiten 60 eine Redundanz abgedeckt werden kann. Sind beispielsweise drei Lüftereinheiten 60 zur Kühlung ausreichend, so kann der Anwender eine vierte Lüftereinheit 60 einsetzen, sodass er eine n + 1 -Redundanz erhält.

Weiterhin können durch die Anzahl der verwendeten Lüftereinheiten 60 auch die Betriebskosten gesenkt werden. Sind beispielsweise drei Lüftereinheiten 60 zum Erreichen der gewünschten Kühlleistung ausreichend, so laufen diese Lüftereinheiten 60 auf maximaler Drehzahl und somit mit maximaler Energieaufnahme. Aus diesem Grund lassen sich nun weitere, beispielsweise drei weitere, Lüftereinheiten 60 (also bis insgesamt sechs Lüftereinheiten 60) einbauen. Dadurch sinkt die Gesamtluftleistung pro Lüftereinheit 60 ab, wodurch auch die Energieaufnahme reduziert wird. Hierdurch ergeben sich deutliche Einsparungen der Betriebskosten und verlängerte Lebensdauern. Wie vorstehend beschrieben wurde, weist das Kühlgerät sechs identische Lüfteraufnahmen auf, in die baugleiche Lüftereinheiten 60 modulartig eingesetzt werden können. Zusätzlich weisen die Lüftereinheiten 60 einen elektrischen Anschluss auf, der über die Gerätesoftware eine Aktivierung der Lüftereinheiten 60 im Plug-and-play-Verfahren ermöglicht.

Wie Figur 1 zeigt, ist in den Aufnahmeraum des Kühlgerätes eine elektrische Steuerschaltung 50 integriert. Diese ist in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher 20 angeordnet. Sie wird damit von dem Wärmetauscher 20 gekühlt und es sind keine sonstigen konstruktiven Maßnahmen hierfür erforderlich. Weiterhin wird durch diese Anordnung des Wärmetauschers 20 eine räumliche Trennung zwischen dem rückseitigen wasserführenden Bereich und der Elektrik erreicht. Zusätzlich ist die elektrische Steuerschaltung 50 hierzu auch im Deckenbereich des Rahmengestelles 10 angeordnet.

Besonders bevorzugt weist das Kühlgerät eine parallel zur Frontseite, also quer zur Luftströmungsrichtung durch den Wärmetauscher 20 (Hauptströmungsrichtung HS) eine Baubreite kleiner oder gleich 300 mm auf. Dies entspricht der halben Standardbaueinheit in gängigen Rechenzentren. Um nun Verlustleistungen im Bereich von 60 kW abführen zu können, ist jede Lüftereinheit 60 derart ausgelegt, dass sie ein Luftvolumenstrom im Bereich zwischen 1 .000 m³ und 1 .600 m³ pro Stunde fördert. Dabei sollte der Wasserdurchsatz durch den Wärmetauscher 20 im Bereich zwischen 90 und 1 60 l/min liegen, um bei dieser schmalen Baubreite eine ausreichend gleichmäßige Auslastung des Wärmetauschers 20 in Breitenrichtung zu erhalten. Dies wird insbesondere dann erforderlich, wenn der Aufnahmeraum des Kühlgerätes ein Volumen im Bereich von 0,6 bis 0,8 m³ aufweist.

Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Kühlgerät entspricht im prinzipiellen Aufbau im Wesentlichen dem Kühlgerät gemäß Figur 1 und 2, sodass nachfolgend nur auf die unterschiedlichen Gestaltungsmerkmale eingegangen wird und im Übrigen auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen wird.

Im Frontbereich des Rahmengestelles 10 sind sechs Lüfteraufnahmen vorgesehen. Diese Lüfteraufnahmen sind bei geöffneter frontseitiger Abdeckung 14.1 zugänglich. Die beiden frontseitigen vertikalen Rahmenprofile 13 und die frontseitigen horizontalen Rahmenprofile 1 1 , 12 begrenzen dabei eine Einbauöffnung, durch die man Zugang zu den Lüfteraufnahmen erhält. Jede Lüfteraufnahme weist einen Boden auf, der eine Führung 65 bildet. Der Boden ist mittels Befestigungen 64 an den vertikalen Rahmenprofilen 12 stabil befestigt. In jede Lüfteraufnahme kann eine Lüftereinheit 60 eingesetzt werden. Vorliegend sind sechs Lüfteraufnahmen vertikal übereinander angeordnet und es sind alle Lüfteraufnahmen mit jeweils einer Lüftereinheit 60 belegt. Denkbar ist es auch, dass nicht alle Lüfteraufnahmen belegt sind. Im Bereich der nicht belegten Lüfteraufnahmen können dann Abschlusswände eingesetzt werden, die einen Luftkurzschluss verhindern. Weiterhin werden mit den Abschlusswänden dann die nicht belegten Lüfteraufnahmen überbrückt und die belegten Lüfteraufnahmen gegeneinander abgestützt. Damit ergibt sich eine stabile Bauweise.

In Figur 4 ist schematisch ein Horizontalschnitt durch eine Lüftereinheit 60 im Frontbereich des Klimagerätes symbolisiert. Wie diese Darstellung zeigt, wird zwischen den beiden vertikalen Rahmenprofilen 13 eine Einbauöffnung 18 begrenzt. Die Lüftereinheiten 60 sind im montierten Zustand hinter den vertikalen Rahmenprofilen 13 angeordnet. Die Lüftereinheiten 60 sind in den Lüfteraufnahmen auf Böden aufgestellt, die als Führung 65 dienen. Die Lüftereinheiten 60 weisen ein Lüftergehäuse 61 mit einer Ausblasöffnung 62 auf. In dem Lüftergehäuse 61 ist ein Radiallüfter 66 untergebracht. Dabei ist der Radiallüfter 66 vorzugsweise so ausgestaltet, dass seine Förderschaufeln entgegen der Drehrichtung des Radiallüfters 66 gekrümmt sind, es sich also um einen rückwärts gekrümmten Radiallüfter 66 handelt. Damit lässt sich zum Zwecke einer hohen Luftvolumenförderleistung eine hohe Leistungsausbeute erreichen.

Wie in der Figur 3 symbolisiert ist, weist der Radiallüfter 66 in Horizontalrichtung nahezu die gleiche Baugröße wie das Lüftergehäuse 61 auf. Die Lüftereinheit 60 weist eine in Richtung der Drehachse R des Radiallüfters 66 verlaufende Einbautiefe T auf und eine in Horizontalrichtung verlaufende senkrecht zur Drehachse R stehende Einbaubreite B auf. Die Einbaubreite B ist dabei größer gewählt als das lichte Öffnungsmaß der Einbauöffnung 18 zwischen den vertikalen Rahmenprofilen 13. Besonders bevorzugt kann auch die Einbaubreite B größer gewählt werden als die Ge- samtbreite des Kühlgerätgehäuses. Dies wird auch insbesondere dadurch möglich, dass der Radiallüfter 66 bezüglich seiner Drehachse R im Winkel α < 90° zu der Hauptströmungsrichtung HS durch den Wärmetauscher 20 angestellt wird. Infolge dieser Schrägstellung saugt der Radiallüfter 66 die Luft winklig an, wie dies in Figur 2 mit der Pfeildarstellung symbolisiert ist. Die Anstellung des Radiallüfters 66 (Anstellwinkel a) ist so gewählt, dass die Ausblasöffnung 62 der Frontseite des Kühlgerätes zugewandt ist, und somit die Luft durch die Einbauöffnung 18 hindurch zur Vorderseite des Kühlgerätes hin ausgeworfen werden kann.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausblasöffnung 62 gegenüber der Frontseite um das Einbaumaß t und gegenüber der Seite um das Einbaumaß b versetzt angeordnet. Damit ergibt sich zwischen dem frontseitigen rechten vertikalen Rahmenprofil 13 und der rechten Kante der Lüftereinheit 60 ein Spalt, der, abhängig von seiner Größe, mit einem Leitblech überdeckt werden kann, um die frontseitige Ausblasung zu optimieren. Besonders bevorzugt wird jedoch die Lüftereinheit 60 so angestellt und angeordnet, dass sie mit ihrer Ausblasöffnung 62 im Abstandsbereich zwischen den beiden vertikalen Rahmenprofilen 13 zum Liegen kommt. Dann wird nicht zwingend ein zusätzliches Luftleitblech erforderlich, und die Luft kann an dem vertikalen Rahmenprofil 13 abgelenkt und zur Vorderseite hin ausgegeben werden.

Der Lüftermotor 67, der den Radiallüfter 66 antreibt, wird platzsparend hinter dem linksseitigen vertikalen Rahmenprofil 13 und vor dem Lüftergehäuse 61 gehalten.

Wie Figur 3 erkennen lässt, sind die Drehachsen R der einzelnen Radiallüfter 66 wechselweise über Kreuz angestellt. Damit bläst beispielsweise der oberste Radiallüfter 66 gemäß Figur 1 seine Luft zur linken Seite, der darunter angeordnete Radiallüfter 66 seine Luft zur rechte Seite und der dann anschließende Radiallüfter 66 seine Luft wieder zur linken Seite aus. Durch diese wechselseitige Anordnung der Aus- blasöffnungen 62 wird eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung eines Kaltganges erreicht.

Die frontseitige Einbauöffnung 18 kann mit der als Tür ausgebildeten Abdeckung 14.1 überdeckt werden. Diese ist als Zugriffsschutz perforiert ausgebildet, sodass eine Luft leitende Verbindung zur Umgebung entsteht. Weiterhin ist auch die rückseitige Abdeckung 14.2 perforiert ausgebildet, sodass zu kühlende Luft durch diese Abdeckung 14.2 hindurch eingesaugt werden kann.

Die Montage der einzelnen Lüftereinheiten 60 gelingt einfach. Sie werden so gedreht, dass sie mit ihrer Einbautiefe T durch die Einbauöffnung 18 hindurch geschoben werden können. Eine zielgerichtete und einfache Montage wird hierbei dadurch erreicht, dass die Lüftereinheiten 60 auf den Führungen 65 geschoben werden können. Hinter den vertikalen Rahmenprofilen 13 kann die Lüftereinheit 60 dann gegebenenfalls in die vorgesehene Position gedreht und sie dann befestigt werden.

Im Kühlbetrieb saugen die Radiallüfter 66 Kühlluft durch die perforierte rückseitige Abdeckung 14.2 aus einem Warmgang an. Die Luft wird dann durch den Wärmetauscher 20 geleitet und mittels diesem abgekühlt. Der Wärmetauscher 20 ist vorliegend als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet, der zueinander beabstandete Wärmetauscherbleche aufweist, zwischen denen Luftleitkanäle gebildet sind. Nachdem die Luft den Wärmetauscher 20 passiert hat, wird sie durch den Tropfenabscheider 30 gezogen. Eventuell anfallendes Kondensat wird im Tropfenabscheider 30 gefangen und in Schwerkraftrichtung nach unten dem Kondensatsammler 40 zugeleitet. Da der Wärmetauscher 20 ebenfalls in den Kondensatsammler 40 eingestellt ist, wird auch das eventuell am Wärmetauscher 20 anfallende Kondensat im Kondensatsammler 40 gefangen. Anschließend gelangt die gekühlte Luft zu den Lüftereinheiten 60 und wird mittels der Radiallüfter 66 durch die Ausblasöffnung 62 abgefördert und durch die perforierte frontseitige Abdeckung 14.1 ausgeworfen. Die Luft gelangt dann in den Kaltgang. Sie steht hier zu Kühlzwecken zur Verfügung.

Weiterhin können durch die Anzahl der verwendeten Lüftereinheiten 60 auch die Betriebskosten gesenkt werden. Sind beispielsweise drei Lüftereinheiten 60 zum Erreichen der gewünschten Kühlleistung ausreichend, so laufen diese Lüftereinheiten 60 auf maximaler Drehzahl und somit mit maximaler Energieaufnahme. Aus diesem Grund lassen sich nun weitere, beispielsweise drei weitere, Lüftereinheiten 60 (also bis insgesamt sechs Lüftereinheiten 60) einbauen. Dadurch sinkt die Gesamtluftleistung pro Lüftereinheit 60 ab, wodurch auch die Energieaufnahme reduziert wird. Hierdurch ergeben sich deutliche Einsparungen der Betriebskosten und verlängerte Lebensdauern. Wie vorstehend beschrieben wurde, weist das Kühlgerät sechs identische Lüfteraufnahmen auf, in die baugleiche Lüftereinheiten 60 modulartig eingesetzt werden können. Zusätzlich weisen die Lüftereinheiten 60 einen elektrischen Anschluss auf, der über die Gerätesoftware eine Aktivierung der Lüftereinheiten 60 im Plug-and-play-Verfahren ermöglicht. Wie Figur 3 zeigt, ist in den Aufnahmeraum des Kühlgerätes eine elektrische Steuerschaltung 50 integriert. Diese ist in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher 20 angeordnet. Sie wird damit von dem Wärmetauscher 20 gekühlt und es sind keine sonstigen konstruktiven Maßnahmen hierfür erforderlich. Weiterhin wird durch diese Anordnung des Wärmetauschers 20 eine räumliche Trennung zwischen dem rückseitigen wasserführenden Bereich und der Elektrik erreicht. Zusätzlich ist die elektrische Steuerschaltung 50 hierzu auch im Deckenbereich des Rahmengestelles 10 angeordnet.

Besonders bevorzugt weist das Kühlgerät eine parallel zur Frontseite, also quer zur Luftströmungsrichtung durch den Wärmetauscher 20 (Hauptströmungsrichtung HS) eine Baubreite kleiner oder gleich 300 mm auf. Dies entspricht der halben Standardbaueinheit in gängigen Rechenzentren. Um nun Verlustleistungen im Bereich von bis zu 60 kW abführen zu können, ist jede Lüftereinheit 60 derart ausgelegt, dass sie ein Luftvolumenstrom im Bereich zwischen 1 .000 m³ und 1 .600 m³ pro Stunde fördert. Dabei sollte der Wasserdurchsatz durch den Wärmetauscher 20 im Bereich zwischen 90 und 1 60 l/min liegen, um bei dieser schmalen Baubreite eine ausreichend gleichmäßige Auslastung des Wärmetauschers 20 in Breitenrichtung zu erhalten. Dies wird insbesondere dann erforderlich, wenn der Aufnahmeraum des Kühlgerätes ein Volumen im Bereich von 0,6 bis 0,8 m³ aufweist.

Claims

Ansprüche

1 . Kühlgerät mit einem Aufnahmeraum, in dem wenigstens ein Wärmetauscher (20) und zwei oder mehrere übereinander angeordnete Lüftereinheiten (60) gehalten sind, wobei der Wärmetauscher (20) als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet ist, und quer zur Luftströmungsrichtung eine Baubreite kleiner oder gleich 300 mm aufweist, wobei alle Lüftereinheiten (60) eine Luftströmung über den Wärmetauscher (20) erzeugen und jeweils einen Luftvolumenstrom (V) im Bereich zwischen 1 .000 m³/h und 1 .600 m³/h fördern.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass durch den Wärmetauscher (20) Wasser im Volumenbereich zwischen 80 und 1 60 l/min durchsetzbar ist.

3. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass jede Lüftereinheit (60) eine Verlustleistung im Bereich zwischen 8 und 12 kW abfördert.

4. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Aufnahmeraum ein Volumen von 0,6 bis 0,8 m³ aufweist.

5. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlgerätbreite < 300 mm, die Kühlgeräthöhe < 2200 mm und/oder die Kühlgerättiefe < 1400 mm beträgt.

6. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen der Lufttemperatur der zu kühlenden Luft vor dem Wärmetauscher (20) und der gekühlten Luft in Förderrichtung nach den Lüftereinheiten (60) eine Temperaturdifferenz im Bereich zwischen 24°C < ΔΤ > 1 6°C eingeregelt ist.

7. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Tragkonstruktion mit zwei zueinander parallel beabstandeten vertikalen Rahmenprofilen (13) verwendet ist, die eine frontseitige Einbauöffnung (18) begrenzen, und

dass die Lüftereinheiten (60) eine in Horizontalrichtung verlaufende Einbaubreite (B) aufweisen, die größer ist als der lichte Abstand zwischen den vertikalen Rahmenprofilen (13).

8. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lüftereinheit (60) ein Radiallüfter (66) ist oder diese einen solchen aufweist, der die Luft in Richtung seiner Drehachse (R) ansaugt und in Radialrichtung ausbläst.

9. Kühlgerät nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Radiallüfter (66) einen Luftstrom mit einer Hauptströmungseinrichtung (HS) durch den Wärmetauscher (20) erzeugt, und

dass die Drehachse (R) des Radiallüfters (66) im Winkel (a) kleiner als 90° zu der Hauptströmungsrichtung (HS) steht.

10. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lüftereinheiten (60) in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher (20) angeordnet sind.