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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR COOLING FIXTURES OF A SWITCH CABINET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/005740
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for cooling fixtures of a switch cabinet. The device comprises at least one fan and an air channel, wherein the at least one fan is connected to the air channel in a fluidic manner, wherein the air channel consists of at least two segments connected to each other in a fluidic manner, and wherein the first segment extends essentially in a horizontal manner.

Inventors:
WOHLGEMUTH PIERRE (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/058522
Publication Date:
January 09, 2014
Filing Date:
April 24, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02B1/56; H05K7/20
Foreign References:
JP2001358487A2001-12-26
JP2007267478A2007-10-11
DE19804905A11999-08-19
US20120014062A12012-01-19
DE20018874U12001-01-11
DE9416653U11994-12-01
Other References:
See also references of EP 2853011A1
None
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600), umfassend mindes¬ tens einen Lüfter (201, 202, 203, 204) und einen Luftleitkanal, wobei der mindestens eine Lüfter (201, 202, 203, 204) strömungstechnisch mit dem Luftleitkanal verbunden ist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Luftleitkanal aus mindestens zwei strömungstech¬ nisch miteinander verbundenen Segmenten (301, 302, 303, 304; 351, 352, 353) besteht, wobei das erste Segment (301, 302, 303, 304) im Wesentlichen horizontal verläuft .

Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß Anspruch 1, bei der der mindestens eine Lüfter (201, 202, 203, 204) im Bereich der Front des Schaltschranks (600) am ersten Ende des ersten Segments (301, 302, 303, 304) angeord¬ net ist und das zweite Ende des ersten Segments (301, 302, 303, 304) mit dem zweiten Segment (351, 352, 353).

Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß Anspruch 2, bei der der mindestens eine Lüfter (201, 202, 203, 204) Luft in den Luftleitkanal einsaugt.

Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das zweite Segment (351, 352, 353) im Wesentlichen vertikal verläuft.

Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das erste Segment (301, 302, 303, 304) unterhalb oder oberhalb einer ersten Einbaute (500) verläuft und ein Teil dieser ersten Ein baute (500) an einer von der Front abgewandten Stelle gekühlt wird.

6. Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der

Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste Segment (301, 302, 303, 304) unterhalb oder oberhalb einer ersten Einbaute (500) verläuft und eine zweite Einbaute (501, 502, 503) an einer von der Front abgewandten Stelle gekühlt wird.

7. Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der mindestens zwei Lüfter (201, 202, 203, 204) mit einem ersten Segment (301, 302, 303, 304) des Luftleitkanals verbunden sind.

8. Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der jeder Lüfter (201, 202, 203, 204) mit einem einzigen ersten Segment (301, 302, 303,

304) des Luftleitkanals verbunden ist.

9. Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zu kühlende Stelle

(401, 402, 403) am zweiten Segment (351, 352, 353) an¬ geordnet ist.

10. Vorrichtung (100) zur Kühlung von Einbauten (500, 501, 502, 503) eines Schaltschranks (600) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Luftleitkanal mit ei¬ ner unterschiedlichen Anzahl an ersten Segmenten (301, 302, 303, 304) und zweiten Segmenten (351, 352, 353) ausgebildet ist.

Description:
Beschreibung

Vorrichtung zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks Typischerweise enthalten Schaltschränke elektrische Geräte, sogenannte Einbauten, die vor Umwelteinflüssen durch den Schaltschrank geschützt werden. Ebenso wird durch den Schaltschrank verhindert, dass Benutzer ungewollt in elektrischen oder mechanischen Kontakt mit den Einbauten kommen.

Die elektrischen Geräte - beziehungsweise die Einbauten - er ¬ zeugen im Betrieb Wärme. Zur Abfuhr der Erwärmung der elektrischen Geräte werden Kühleinrichtungen in Schaltschränken verwendet. Beispielsweise sind dies Lüftungsschlitze in den Türen oder Wänden der Schaltanlage. Ebenfalls sind Luftein ¬ trittsöffnungen beziehungsweise Luftaustrittsöffnungen an der Umkapselung eines Schaltschranks bekannt, die die natürliche Konvektion im Inneren des Gehäuses fördern oder erhöhen. Außerdem gibt es verschiedene Kühlmethoden, die sich zum Bei- spiel einer erzwungenen Konvektion bedienen, also einer aktiven Belüftung. Bei einer Zwangsbelüftung mit rotierenden Luftmengenförderungsgeräten, wie zum Beispiel Lüftern, werden diese meist durch einfache Thermostate gesteuert. Die obenge ¬ nannten Maßnahmen zielen darauf ab, einen Schaltschrank ganz- heitlich zu kühlen.

Nachteilig an den bisherigen Lösungen ist, dass insbesondere in einer stark unterteilten elektrischen Anlage der Kühlstrom stark behindert ist. Zusätzlich wird eine Entwärmung oft nur an bestimmten Hotspots benötigt. Insbesondere bei Hochstrom ¬ anwendungen, wie zum Beispiel in einer Niederspannungsanlage, limitieren einzelne Stellen, beispielsweise die elektrischen Kontakte der Stromschienen, die Leistungsfähigkeit des kom ¬ pletten Schaltschranks. Eine allgemeine Kühlung der inneren Umgebung des Schaltschranks oder eine Konvektionsströmungser- höhung haben nur eine geringe Auswirkung auf die wärmetechnisch limitierenden Hotspots. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile überwindet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks umfasst mindestens einen Lüfter und einen Luftleit ¬ kanal, wobei der mindestens eine Lüfter strömungstechnisch mit dem Luftleitkanal verbunden ist, und wobei der Luftleit- kanal aus mindestens zwei strömungstechnisch miteinander verbundenen Segmenten besteht, wobei das erste Segment im We ¬ sentlichen horizontal verläuft.

Vorteilhaft hierbei ist, dass die Vorrichtung zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks gezielt Abwärme von thermi ¬ schen Hotspots abführen kann. Beispielsweise kann Wärme an elektrischen Kontakten der Stromschienen gezielt mit der Vorrichtung zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks abgeführt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Lüfter im Bereich der Front des Schaltschranks am ersten Ende des ersten Segments angeordnet und das zweite Ende des ersten Segments am zweiten Segment.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung saugt der mindestens eine Lüfter Luft in den Luftleitkanal ein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft das zweite Segement im Wesentlichen vertikal.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft das erste Segment unterhalb oder oberhalb einer ersten Einbaute und ein Teil dieser ersten Einbaute wird an einer von der Front abgewandten Stelle gekühlt. Alternativ verläuft das erste Segment unterhalb oder oberhalb einer ersten Einbaute, und es wird eine zweite Einbaute an einer von der Front abgewandten Stelle gekühlt.

In einer weiteren Ausgestaltung sind mindestens zwei Lüfter mit einem ersten Segment des Luftleitkanals verbunden.

Alternativ kann jeder der Lüfter mit einem einzigen ersten Segment des Luftleitkanals verbunden sein.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die zu kühlende Stelle am zweiten Segment angeordnet.

Der Luftleitkanal kann mit einer unterschiedlichen Anzahl an ersten Segmenten und zweiten Segmenten ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.

Fig. 1 Lüfter und Luftleitkanal mit Abdeckung;

Fig. 2 Lüfter und Luftleitkanal;

Fig. 3 Luftleitkanal;

Fig. 4 Einbaute und Lüfter mit Luftleitkanal; und

Fig. 5A und 5B Schaltschrank mit Einbaute und Lüftern mit

Luftleitkanal .

In Fig. 1 ist die Vorrichtung 100 zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks dargestellt. Die Vorrichtung 100 umfasst vier Lüfter 201, 202, 203, 204 und einen Luftleitkanal, wobei die Lüfter 201, 202, 203, 204 strömungstechnisch mit dem Luftleitkanal verbunden sind. Der Luftleitkanal besteht aus strömungstechnisch miteinander verbundenen Segmenten, wobei die ersten Segmente im Wesentlichen horizontal verlaufen. Die ersten Segmente sind in der Figur 1 durch das Leistungsschal- tertragblech 610 verdeckt.

In Fig. 2 sind die ersten Segmente 301, 302, 303, 304 darge- stellt. Jedes der ersten Segmente 301, 302, 303, 304 ist mit einem zugehörigen Lüfter 201, 202, 203, 204 strömungstechnisch verbunden. Die ersten Segmente 301, 302, 303, 304 verlaufen im Wesentlichen horizontal. Die zweiten Segmente 351, 352, 353 des Luftleitkanals verlaufen im Wesentlichen verti- kal . Die zu kühlenden Stellen im Schaltschrank sind mit den Bezugszeichen 401, 402, 403 gekennzeichnet. Beispielsweise können an den zu kühlenden Stellen 401, 402, 403 Verbindungen von Stromschienen angeordnet sein.

In Fig. 3 ist die Vorrichtung 100 zur Kühlung von Einbauten eines Schaltschranks in einer seitlichen Darstellung gezeigt. Das im Wesentlichen horizontal verlaufende erste Segment 301 geht über einen Querkanal 399 in das zweite Segment 351 über, welches im Wesentlichen vertikal verläuft.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung 100 zur Kühlung einer Einbaute 500. Dabei ist die Einbaute 500 oberhalb der ersten Segmente 301, 302, 303, 304 angeordnet. Durch die Lüfter 201, 202, 203, 204 wird Frischluft in den Luftleitkanal eingesaugt und zu den zu kühlenden Stellen 401, 402, 403 transportiert, die sich in einer Position entfernt von der Front mit den Lüftern 201, 202, 203, 204 befindet. Beispielsweise kann an den zu kühlenden Stellen 401, 402, 403 eine Verbindung der Einbaute 500 zu einem Verteilerschiensystem bestehend aus Stromschie ¬ nen 501, 502, 503 gekühlt werden.

In Fig. 5A ist ein Schaltschrank 600 dargestellt mit der Einbaute 500 und der Vorrichtung 100 zur Kühlung der Einbaute 500. Dabei befinden sich Lüfter 201, 202, 203, 204 unterhalb der Einbaute 500. Durch die Lüfter 201, 202, 203, 204 wird Luft in den Luftleitkanal eingesaugt und gezielt zu einer Stelle, die von der Front des Schaltschranks 600 entfernt an ¬ geordneten ist, transportiert. Diese von der Front des Schaltschranks 600 entfernt angeordnete Stelle wird somit ge ¬ zielt gekühlt. Ebenso ist es möglich, dass der Luftstrom im Luftleitkanal eine zweite Einbaute 501, 502, 503 kühlt, bei ¬ spielsweise Stromschienen.

Edenfalls ist denkbar, dass das erste Segment 301, 302, 303, 304 neben einer ersten Einbaute 500 verläuft und einen Teil dieser ersten Einbaute an einer von der Front abgewandten Stelle gekühlt wird. Ebenso kann das erste Segment neben ei- ner ersten Einbaute verlaufen und eine zweite Einbaute 501, 502, 503 an einer von der Front abgewandten Stelle gekühlt werden .

In Fig. 5B ist der Schaltschrank 600 aus Fig. 5A dargestellt, wobei eine Tür im Fach der Einbaute 500 eingesetzt wurde. Die Lüfter 201, 202, 203, 204 werden mit Frischluft durch den Schlitz 520 versorgt, der sich durch die entsprechende Aus ¬ formung beziehungsweise Rücknahme der Tür 510 ergibt. Gemäß Fig. 2 sind die Lüfter 201, 202, 203, 204 im Bereich der Front des Schaltschranks 600 am ersten Ende des ersten Segments 301, 302, 303, 304 angeordnet. Das zweite Ende der ersten Segmente 301, 302, 304 ist strömungstechnisch verbunden mit dem zweiten Segment 351, 352, 353.

Es ist denkbar, dass mehrere Lüfter mit einem ersten Segment des Luftleitkanals verbunden sind. Dadurch wird eine Redun ¬ danz erzeugt und ein Ausfall eines Lüfters bedeutet nicht ei ¬ nen Komplettausfall der Kühlung. Gemäß der Fig. 2 kann eben- falls jeder Lüfter 201, 202, 203, 204 mit einem einzigen ersten Segment 301, 302, 303, 304 verbunden sein.

Die zu kühlende Stelle 401, 402, 403 kann am zweiten Segment 351, 352, 353 angeordnet sein.

Die Vorrichtung 100 zur Kühlung von Einbauten 500 des Schaltschranks 600 kann so ausgebildet sein, dass die Anzahl an ersten Segmenten 301, 302, 303, 304 sich von der Anzahl an zweiten Segmenten 351, 352, 353 unterscheidet.

Die Vorrichtung 100 ist einfach in einen Schaltschrank 600 zu integrieren und bietet neben der sicheren Kühlung eine optimale Platzausnutzung. Die Konstruktion ist vorteilhaft, da durch die Vorrichtung 100 zur Kühlung von Einbauten 500 eines Schaltschranks 600 die Lüfter hinter einer Fronttür gut zu ¬ gänglich sind und im Wartungsfall schnell ausgetauscht werden können. Das Anbringen direkt unter dem Leistungsschaltertrag- blech 610 ist vorteilhaft, da dadurch kein Raum im Kabelanschlussraum oder auf einen eventuellen Gerätträger verbaut wird. Andere Lösungen ragen beispielsweise in diese Funkti ¬ onsräume, was beim Anschluss oder im Betrieb des Schalt- schranks 600 zu Problemen führen kann. Durch das Ansaugen der Kaltluft von der Front des Schaltschranks 600 her erhöht sich die Effektivität gegenüber anderen Lösungen, die die Luft z.B. im Kabelanschlussraum ansaugen. Der Einsatz des im Wesentlichen horizontal verlaufenden ersten Segments und des im Wesentlichen vertikal verlaufenden zweiten Segments ist besonders kostengünstig.