用于开关柜冷却的热交换器和相应的冷却装置的制造方法
【专利说明】用于开关柜冷却的热交换器和相应的冷却装置
[0001]本发明涉及一种用于开关柜的热交换器和相应的冷却装置。这种类型的热交换器具有用于第一冷却介质的第一管道系统和用于第二冷却介质的被所述第一管道系统流体分隔的第二管道系统，其中，用于热交换的第一和第二管道系统热力学地相互耦连。
[0002]由DE 200 08 411 Ul已知一种用于印刷机的设备柜，它具有具备上述特征的热交换器。在 DE 10 2007 054 724 AU DE 10 2008 059 023 AU US 6, 053, 238 A 和 US6,039, 111 A中也已知相似的热交换器。
[0003]在开关柜冷却时一直存在的问题是，冷却柜的周围环境温度随着长期运行以及通过损耗功率和由此容纳在开关柜内的部件的放热，而可能发生剧烈地波动，其中，与这种波动无关地，在开关柜内部空间中存在的空气温度必须被保持在指定的数值之下，以便避免开关柜中的部件发生损害。但是，用于开关柜冷却的冷却设备(被动设备或者主动设备)始终具有较小的使其可以有能效地工作的冷却功率范围。压缩机运行的冷却设备例如在长时间运行中最有能效地工作。但是，压缩机运行的冷却循环在长时间运行中可实现的最大冷却功率必须与容纳在开关柜中的部件的最大周围环境温度和最大损耗功率相匹配，因此还能够在极端情况下保证足够的冷却。这会导致，压缩机运行的冷却循环运行多年后始终是开-关-运行，在能量消耗方面具有相应的缺点。
[0004]原则上为了提高冷却设备的能效，希望尽量短地维持由压缩机运行的冷却循环的工作时间。
[0005]为了克服这种问题，已知根据现有技术组合的冷却设备，它除了主动的冷却循环、例如压缩机运行的冷却循环或者冷水机组外，还具有被动的冷却循环或者被动的冷却件，例如以空气-空气热交换器形式的冷却件。这种冷却设备在本发明下面的阐述中也被称为“混合设备”。主动的冷却循环具有制冷机或者冷水机组，用于将冷却剂送入系统并通常用于冷却冷却介质。冷却剂例如可具有压缩机。冷水机组能够在最简单的情况下具有冷水存储器，其中，本领域技术人员可理解到，“水”在冷却领域中不应局限于水，而只是用于作为现有技术已知的冷却介质或制冷剂的同义词，通常称为“冷却介质”。被动的冷却循环不具有相应的制冷机或者冷水源。它不进行对冷却介质的主动冷却。
[0006]这样地配置这种冷却设备，使得在开关柜的尽可能宽的周围环境温度范围内以及在开关柜中的部件的尽可能高的损耗功率下，能够只是被动地通过空气-空气热交换器提供对开关柜内部空间的必需的冷却，因而只有在借助空气-空气-热交换器可达到的冷却功率不足够时，才必须使用主动的冷却循环、亦即例如压缩机运行的冷却循环来支持运行。
[0007]因此基于空气-空气热交换器的冷却设备的结构化的设计(与基于压缩机运行的冷却循环的冷却设备原理上是不同的)在目前的根据现有技术的冷却设备中还不是已知的，或者只在较高成本下才能够实现，基于空气-空气热交换器的冷却循环平行于压缩机运行的冷却循环来运行。此外，在已知的冷却设备中在已知的冷却过程期间的转换总是必需的，必须在冷却设备的内部进行结构化的改变。例如空气导引必须通过阀门的摆动和类似装置与希望的冷却过程相匹配。这要求相应的调节结构和使用伺服电动机，这种设计降低了系统的可靠性，并且提高了系统的复杂程度。这尤其在下述情况中是不利的，即冷却设备的失效能够导致容纳在开关柜内部空间内的由电气部件组成的系统失效或者完全被破坏。
[0008]因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于开关柜冷却的热交换器和相应的开关柜，其保证了开关柜的有能效的和可靠的冷却，其中，这种开关柜冷却装置还能够实现冷却设备在不同条件下、例如开关柜部件的损耗功率和开关柜的周围环境温度下特别灵活地配合。
[0009]所述技术问题根据本发明由具有权利要求1的特征的热交换器以及具有权利要求5或权利要求8的特征的开关柜所解决。剩余的从属权利要求分别涉及本发明的有利的实施方式。
[0010]根据本发明，热交换器具有优选相互平行定向的薄片，其中，相邻的薄片在其之间构成穿过热交换器空气流动通道，并且其中，第一和第二管道系统通过用于热交换器的多个薄片热力学地相互耦连。所述薄片用于将热交换器的原则上相互无关构成的、尤其流体地相互间隔的管道系统热力学的相互耦连，因而当在两个管道系统中预先注入的冷却介质的温度差不等于零时，则会随后在第一和第二管道系统之间存在热交换。
[0011]因此，根据本发明的热交换器理论上是空气冷却的薄片式热交换器，它能够实现在流过它的空气和第一管道系统的冷却介质和/或第二管道系统的另一种冷却介质之间的热交换。管道系统之一在此能够例如是主动的冷却过程的组成部分，例如是运行压缩机的冷却循环的组成部分，而另一个管道系统例如是在被动的冷却循环。根据本发明的热交换器的特征还在于，当它用作冷却设备的结构被用于开关柜冷却时，它提供了在所实现的冷却过程方面高度的多样性。但是，根据本发明的热交换器原则上并限制在开关柜冷却应用，更确切地说它能够被应用在不同的工业冷却情况中或者应用在家用电器中。
[0012]第一和第二管道系统优选沿穿过热交换器的空气流动方向相继地布置。如果两个管道系统之一是被动的冷却过程的组成部分，并且另一个管道系统是主动的冷却系统的组成部分，则适宜的是，被动的冷却循环的管道系统沿空气流动方向被安置在主动的冷却循环的管道系统之前。
[0013]根据本发明的热交换器应该是模块化的构件，它能够在不同的冷却设备的设计方案的一个和同样的实施方式中用于开关柜空气调节。为了能够实现热交换器在开关柜冷却设备中灵活的集成化，在本发明的实施方式中规定，第一和第二管道系统分别具有用于冷却介质去程的连接管路和用于冷却介质回程的连接管路。
[0014]根据本发明的开关柜包括具有前所类型的第一和第二热交换器的冷却设备，其中，第一热交换器布置在具有第一空气入口和第一空气出口的第一空气通道中，所述第一空气入口和第一空气出口朝向开关柜的周围环境敞开，并且第二热交换器布置在具有第二空气入口和第二空气出口的第二空气通道中，所述第二空气入口和第二空气出口朝向开关柜的内部空间敞开，其中，第一热交换器的第一管道系统与第二热交换器的第一管道系统构成封闭的第一冷却介质循环，并且第一热交换器的第二管道系统与第二热交换器的第二管道系统构成封闭的第二冷却介质循环。
[0015]在本发明的实施方式中，冷却设备是固定在开关柜的垂直壁上的壁式冷却设备。在此优选将第一热交换器至少部分地布置在第二热交换器的上方，其中，两个冷却介质循环中的至少一个是被动的。当热交换器如之前所述地那样布置，并且两个冷却介质循环之一是封闭的、被动的时，在开关柜温度大于开关柜的环境温度时，如果被动的冷却介质循环至少部分地被冷却介质填充，则在被动的冷却介质循环中在第二热交换器的区域内预先注入的冷却介质