德国专利DE102004008460A1 Anordnung zum Kühlen von Schaltschränken

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专利摘要:
Die Erfindung betrifft eine Geräteanordnung mit wenigstens einem Schaltschrank und einem Kühlgerät, wobei der Schaltschrank einen geschlossenen Innenraum aufweist, in dem elektrische Einbauten unterbringbar sind, wobei das Kühlgerät im Bereich seiner vertikal zur Frontseite stehenden Seitenfläche des Schaltschrankes angebaut ist und sich zumindest über einen Teil der Schaltschrankhöhe erstreckt und mit dem Innenraum über wenigstens einen Lufteinlass und wenigstens eine Ausblasöffnung in räumlicher Verbindung steht und wobei das Kühlgerät einen Aufnahmeraum mit wenigstens einem darin untergebrachten Wärmetauscher aufweist. Damit bei solchen Aufbauten das Kühlgerät auf einfache Weise an veränderte Kühlanforderungen angepasst werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Aufnahmeraum des Kühlgerätes zumindest bereichsweise in zwei oder mehrere vertikal übereinander angeordnete Teil-Aufnahmeräume unterteilt ist und dass in wenigstens einem der Teil-Aufnahmeräume ein Kühlmodul untergebracht ist.
公开号:DE102004008460A1
申请号:DE200410008460
申请日:2004-02-17
公开日:2005-12-08
发明作者:Martin DÖRRICH；Michael Nicolai
申请人:Rittal GmbH and Co KG；
IPC主号:G06F1-20

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft eine Geräteanordnung mitwenigstens einem Schaltschrank und einem Kühlgerät, wobei der Schaltschrankeinen geschlossenen Innenraum aufweist, in dem elektrische Einbautenunterbringbar sind, wobei das Kühlgerät im Bereicheiner vertikal zur Frontseite stehenden Seitenfläche des Schaltschrankes angebautist und sich zumindest übereinen Teil der Schaltschrankhöheerstreckt und mit dem Innenraum überwenigstens einen Lufteinlaß undwenigstens eine Ausblasöffnung inräumlicherVerbindung steht, und wobei das Kühlgerät einen Aufnahmeraum mit wenigstenseinem darin untergebrachten Wärmetauscheraufweist.
[0002] Einederartige Geräteanordnungist aus dem Firmenkatalog Rittal Handbuch 30 Seite 448 bekannt.Dabei weist das Kühlgerät ein geschlossenes Gehäuse auf,das anstelle einer Türoder einer Seitenwand an den Schalt schrank angebaut werden kann.In dem Gehäuseist ein Wärmetauscheruntergebracht, der übereine Luftführungin räumlicher Verbindungmit dem Innenraum des Schaltschrankes steht. Die Luft wird aus demDachbereich des Schaltschrankes abgesaugt, im Wärmetauscher gekühlt undim Bodenbereich wieder zugeführt.Aus Platzgründenwerden die Innenräumevon Schaltschränkenzunehmend kompakter bestückt.Dadurch entsteht eine größere abzuführende Verlustwärme. Das Kühlgerät muss beieiner solchen Aufrüstungdann ausgetauscht werden, gegen ein Gerät höherer Kühlleistung.
[0003] Esist Aufgabe der Erfindung, eine Geräteanordnung der eingangs erwähnten Artzu schaffen, die an sich veränderndeKühlanforderungenleicht angepaßtwerden kann.
[0004] DieseAufgabe wird dadurch gelöst,dass der Aufnahmeraum des Kühlgerätes zumindestbereichsweise in zwei oder mehrere vertikal übereinander angeordnete Teil-Aufnahmeräume unterteiltist, und dass in wenigstens einem der Teil-Aufnahmeräume ein Kühlmodul untergebracht ist.
[0005] DerAufnahmeraum des Kühlgerätes istso ausgebildet und unterteilt, dass er modular mit einem oder mehrerenWärmetauschereinheitenausgerüstet werdenkann. Damit läßt sichdas Kühlgerät an wachsendeAnforderungen indiviudell anpassen. Der Aufnahmeraum des Klimagerätes isterfindungsgemäß vertikalunterteilt. Damit könnenbei Bedarf Zonen gebildet werden, mit denen analog übereinandergelagerte Kühlbereicheim Innenraum des Schaltschrankes geschaffen werden können. Aufdiese Weise kann verhindert werden, dass durch aufsteigende Wärme Bereichemit hohem thermischen Niveau entstehen.
[0006] Einegezielte Luftführungkann auf einfache Weise dann erreicht werden, wenn vorgesehen ist, dassdie Teil-Aufnahmeräumeauf ihrer dem Schaltschrank zugekehrten Seite mittels einer Abdeckung verschlossensind, dass die Abdeckung den Lufteinlaß und die Ausblasöffnung bildet,und dass ein auf der Außenseiteder Abdeckung angeordnetes Dichtelement im Bereich zwischen demLufteinlaß undder Ausblasöffnungeinen Luftkurzschluss verhindert.
[0007] Wennvorgesehen ist, dass das Kühlmodul alsgetrennte Baueinheiten eine Wärmetauscher-Einheitund wenigstens eine Lüftereinheitaufweist, dann kann das Kühlmodulleicht gehandhabt werden. Dies ist vor allem bei beengten Platzverhältnissenvon Vorteil. Beispielsweise in Rechenzentren wird zwischen Schaltschrankreihennur ein 80 cm breiter Gang gebildet. Mit der vorliegenden Erfindungsausgestaltungkann das Kühlmodulaus seinen Baugruppen bequem im Teil-Aufnahmeraum des Kühlgerätes zusammengebautwerden.
[0008] Einstabiler Aufbau ergibt sich fürdas Kühlgerät dann,wenn vorgesehen ist, dass das Kühlgerät ein aushorizontalen und vertikalen Rahmenprofilen zusammengesetztes Rahmengestellaufweist, wobei die Rahmenprofile in den Ecken des Rahmengestellesmiteinander verbunden sind, dass zur Abteilung der Teil-Aufnahmeräume an demRahmengestell horizontal Fachbödenbefestigt sind und dass das/die Kühlmodule auf den Fachböden abstellbarsind. Wenn dabei zusätzlichvorgesehen ist, dass das Kühlmoduloder die Teil-Baueinheiten (gemäß Anspruch3) eine Baubreite aufweisen, die kleiner ist als das lichte Öffnungsmaß zwischenden zwei frontseitigen vertikalen Rahmenprofilen des Rahmengestelles,dann könnendas Kühlmodulvon der Gerätefrontseiteund/oder Rückseiteeingebaut werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beibeengten Platzverhältnissenseitlich kein oder ein nicht ausreichender Zugang zum Kühlgerät vorhandenist.
[0009] EineBauvariante fürdie Geräteanordnung kannbeispielsweise so gestaltet sein, dass das Kühlgerät an seiner dem Schaltschrankabgewandten Seite mittels eines Wandeluementes gedichtet abgeschlossenist.
[0010] Esist jedoch auch denkbar, dass das Kühlgerät zwischen zwei Schaltschränken eingebautist, und dass die Teil-Aufnahmeräumewahlweise mit dem Innenraum eines oder beider Schaltschränke in luftleitendeVerbindung bringbar sind. Auf diese Weise können auch mit einem Kühlgerät gleichzeitigzwei Schaltschränkeklimatisiert werden.
[0011] EinemöglicheErfindungsvariante ist dergestalt, dass das Kühlgerät eine Vor- und eine Rücklaufleitung aufweist, über dieein Kühlmediumförderbarist, und dass die Wärmetauscher-Einheitenan die Vor- und Rücklaufleitunganschließbarsind. Die Vor- und die Rücklaufleitungkönnenbeispielsweise an eine externe Rückkühlanlageangeschlossen sein. Die Versorgung der Wärmetauscher-Einheiten mit Kälteleistungist damit auf einfache Weise gelöst.
[0012] Wenndabei zusätzlichvorgesehen ist, dass die Vor- und Rücklaufleitung tropffrei füg- und trennbareSchnellkupplungen aufweist, mittels denen die Kühlmodule angeschlossen sind,dann ist fürden Anschluss der Kühlmodulenicht zwingend Fachpersonal notwendig.
[0013] Einebevorzugte Anwendung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass dieelektrischen Einbauten als Servereinheiten ausgebildet sind, diein Richtung der Schaltschranktiefe verlaufende Kühlkanalstrukturen aufweisen,und dass die Ausblasöffnung derKühlkanalstrukturim Bereich der Frontseite des Schaltschrankes und der Lufteinlaß im Bereichder Rückseitedes Schaltschrankes zugeordnet ist.
[0014] DieErfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestelltenAusführungsbeispielesnäher erläutert. Eszeigen:
[0015] 1 inperspektivischer Seitendarstellung ein Kühlgerät und
[0016] 2 eineGeräteanordnungbestehend aus zwei Schaltschränkenund dem in 1 dargestellen Klimagerät.
[0017] Die 1 zeigtein Kühlgerät 10 miteinem Rahmengestell. Dieses ist aus zwölf Rahmenprofilen 11, 12, 13 zusammengesetzt.Die horizontalen Rahmenprofile 11, 12 bilden einenBoden- und einen Deckrahmen, in deren Eckbereichen die vier querschnittsgleichenvertikalen Rahmenprofile 13 eingeschweißt sind. Der von dem Rahmengestellumgebene Aufnahmeraum ist mittels horizontaler Fachböden 15 indrei Teil-Aufnahmeräumeunterteilt. Die Teil-Aufnahmeräumekönnenauf den Rahmengestell-Breitseiten mittels seitlicher Abdeckungen 16 beidseitig überdecktwerden. Die Abdeckungen 16 weisen je einen Lufteinlaß 14 undeine Ausblasöffnung 13 auf.Die vorder- und rückseitigenSchmalseiten sowie die Dachseite des Rahmengestelles 15 sindmit geeigneten Blenden überdeckt.Die Fachböden 15 sindan den vertikalen Rahmenprofilen 13 befestigt und dienenzur Aufnahme je eines Kühlmodules 20.Dabei ist jedes Kühlmodul 20 auszwei Baueinheiten, einer Wärmetauscher-Einheit 21 undeiner Lüftereinheit 24 zusammengesetzt.
[0018] DieWärmetauscher-Einheit 21 weistein Wärmetauscher-Gehäuse 25 auf,in das ein Luft-Wasser-Wärmetauscher 22 eingesetztist. Das Wärmetauscher-Gehäuse 25 besitztzwei Auslaßöffnungen 23,die in Flucht zu der Ausblasöffnung 13 derAbdeckungen 16 angeordnet werden können.
[0019] DieLüftereinheit 24 besitztein Lüfter-Gehäuse 26,das zwei Lüfter 24 aufnimmt.Das Lüfter-Gehäuse 26 steht über seineoffenen Seiten 27 in luftleitender Verbindung mit den Lufteinlässen 14 derAbdeckungen 16.
[0020] ZurMontage des Kühlmoduls 20 wirddie Wärmetauscher-Einheit 21 durchdie offene Frontseite des Rahmengestelles zwischen den beiden vertikalenRahmenprofilen 13 auf dem Fachboden 15 in denzugehörigenTeil-Aufnahmeraum eingeschoben bis das Wärmetauscher-Gehäuse 25 aneinem Anschlag 18 der Abdeckungen 16 die Einsetzbewegung begrenzt.In gleicher Weise wird von der Rückseite desRahmengestelles her die Lüftereinheit 24 auf demals Gleitführungdienenden Fachboden 15 in den Teil-Aufnahmeraum eingeschoben.Der Anschlag 18 begrenzt wieder die Ensetzbewegung.
[0021] Dasin 1 dargestellte Kühlgerät 10 kann in einerGeräteanordnung,wie sie beispielsweise in 2 gezeigtist, verbaut werden. Dabei ist das Kühlgerät 10 zwischen zweiSchaltschränken 30 eingebaut.Die Schaltschränke 30 sindin ihrer Bauweise konventionell aufgebaut und weisen ein mit Wandelementenund einer frontseitigen Türverkleidetes Rahmengestell auf. An den einander zugewandten Schaltschrankseitenersetzt das Kühlgerät 10 das Wandelement.
[0022] DieSchaltschränke 30 sind,wie dies die Zeichnung erkennen läßt, mit je zwei Server-Einheiten(elektrische Einbauten 31) bestückt. Dabei ist je eine Server-Einheit im Dach-bzw. Bodenbereich des Schaltschrankes 30 angeordnet. Zwischenden beiden Server-Einheiten ist ein Leerraum, der bei Bedarf zurKomplettierung des Innenraums des Schaltschrankes 30 miteiner dritten Server-Einheit bestückt werden kann. Entsprechendder Belegung des Schaltschrankes 30 nimmt das Kühlgerät 10 zwei Kühlmodule 20 auf.Jedes der Kühlmodule 20 steht über dieLufteinlässe 14 unddie Ausblasöffnungen 23 in räumlicherVerbindung mit den Innenräumen beiderSchaltschränke 30.Mittels der Lüfter-Einheiten 24 kannLuft im Bereich der Rückseiteder Schaltschränke 30 über eineKanalstruktur der Server-Einheiten in Richtung der Schaltschrank-Tiefe gefördert werden.Diese Luft wird in dem Wärmetauscher 22 derWärmetauscher-Einheit 21 gekühlt unddann wieder im Bereich der Frontseite der Schaltschränke 30 über dieAusblasöffnungen 13 derKanalstruktur zugeleitet. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt die Schaltschränke 30 miteiner dritten Server-Einheit aufgerüstet werden sollen, kann auchauf einfache Weise ein drittes Kühlmodul 20 imKühlgerät 10 nachgerüstet werden.
[0023] Fallsnur in einem Schaltschrank 30 eine Server-Einheit nachgerüstet werdensoll, wird zum anderen Schaltschrank 30 hin eine Abdeckung 16 eingebaut,die keinen Luftdurchtritt ermöglicht.Auf diese Weise lassen sich auch sämtliche Teil-Aufnahmeräume jeweilsauf die individuellen Einbau-Gegebenheiten im Schaltschrank 30 anpassen.
[0024] DasKühlgerät läßt sichauch alleine mit nur einem Schaltschrank 30 verbauen. Diedem Schaltschrank 30 abgekehrte Kühlgeräte-Seite ist dann mit einerSeitenwand abgeschlossen.

权利要求:
Claims (11)
[1] Geräteanordnungmit wenigstens einem Schaltschrank und einem Kühlgerät, wobei der Schaltschrankeinen geschlossenen Innenraum aufweist, in dem elektrische Einbautenunterbringbar sind, wobei das Kühlgerät im Bereicheiner vertikal zur Frontseite stehenden Seitenfläche des Schaltschrankes angebautist und sich zumindest übereinen Teil der Schaltschrankhöheerstreckt und mit dem Innenraum überwenigstens einen Lufteinlaß undwenigstens eine Ausblasöffnungin räumlicher Verbindungsteht, und wobei das Kühlgerät einen Aufnahmeraummit wenigstens einem darin untergebrachten Wärmetauscher aufweist, dadurchgekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum des Kühlgerätes (10)zumindest bereichsweise in zwei oder mehrere vertikal übereinanderangeordnete Teil-Aufnahmeräumeunterteilt ist, und dass in wenigstens einem der Teil-Aufnahmeräume einKühlmodul(20) untergebracht ist.
[2] Geräteanordnungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teil-Aufnahmeräume aufihrer dem Schaltschrank (30) zugekehrten Seite mittelseiner Abdeckung (16) verschlossen sind, dass die Abdeckung(16) den Lufteinlaß (14)und die Ausblasöffnung(13) bildet, und dass ein auf der Außenseiteder Abdeckung (16) angeordnetes Dichtelement (17)im Bereich zwischen dem Lufteinlaß (14) und der Ausblasöffnung (13)einen Luftkurzschluss verhindert.
[3] Geräteanordnungnach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul(20) als getrennte Baueinheiten eine Wärmetauscher-Einheit (22) und wenigstenseine Lüftereinheit(24) aufweist.
[4] Geräteanordnungnach einem der Ansprüche 1bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät (10)ein aus horizontalen und vertikalen Rahmenprofilen (11, 12, 13)zusammengesetztes Rahmengestell aufweist, wobei die Rahmenprofile(11, 12, 13) in den Ecken des Rahmengestellesmiteinander verbunden sind, dass zur Abteilung der Teil-Aufnahmeräume an dem Rahmengestellhorizontal Fachböden(15) befestigt sind und dass die Kühlmodule (20) aufden Fachböden(15) abstellbar sind.
[5] Geräteanordnungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmodule(20) oder die Teil-Baueinheiten (gemäß Anspruch 3) eine Baubreiteaufweisen, die kleiner ist als das lichte Öffnungsmaß zwischen den zwei frontseitigenvertikalen Rahmenprofilen (13) des Rahmengestelles.
[6] Geräteanordnungnach einem der Ansprüche 1bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät (10) an seiner demSchaltschrank (30) abgewandten Seite mittels eines Wandelementesgedichtet abgeschlossen ist.
[7] Geräteanordnungnach einem der Ansprüche 1bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät (20)zwischen zwei Schaltschränken(30) eingebaut ist, und dass die Teil-Aufnahmeräume wahlweisemit dem Innenraum eines oder beider Schaltschränke (30) in luftleitendeVerbindung bringbar sind.
[8] Geräteanordnungnach einem der Ansprüche 1bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigsten eines der Kühlmodule(20) überLufteinlässe(14) und Ausblasöffnungen(13) mit beiden Innenräumender Schaltschränke(30) in räumlicherVerbindung stehen.
[9] Geräteanordnungnach einem der Ansprüche 1bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät (20)eine Vor- und eine Rücklaufleitungaufweist, überdie ein Kühlmediumförderbar ist,und dass die Kühlmodule(20) an die Vor- und Rücklaufleitunganschließbarsind.
[10] Geräteanordnungnach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor- und Rücklaufleitung tropffreifüg- undtrennbare Schnellkupplungen aufweist, mittels denen die Kühlmodule(20) angeschlossen sind.
[11] Geräteanordnungnach einem der Ansprüche 1bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischenEinbauten (31) als Servereinheiten ausgebildet sind, diein Richtung der Schaltschranktiefe verlaufende Kühlkanalstrukturen aufweisen,und dass die Ausblasöffnung(13) der Kühlkanalstruktur imBereich der Frontseite des Schaltschrankes (30) und derLufteinlaß (14)im Bereich der Rückseitedes Schaltschrankes (30) zugeordnet ist.

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