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_2

文档序号:8492124阅读:来源:国知局
由于开关柜空气热量从流体转换为气体的聚集状态,上升到第一热交换器中,在那被较冷的周围环境空气所冷却,并且因此发生冷凝,从而在重力条件下重新流回到第二热交换器中。然而冷却介质在第二热交换器中蒸发时吸收热量,则在第一热交换器中冷凝的情况下再次散出同样的热量。冷却介质在第二热交换器中从流过第二热交换器的开关柜空气中吸取这些热量,并且这些热量在第一热交换器中发生冷凝的情况下传递给周围环境空气。因此,实现了从第二空气通道流到第一空气通道中的净热量。
[0016]在优选的实施方式中,两个冷却介质循环之一是被动的,并且另一个是主动的,优选是运行压缩机或泵的循环,其中,第一热交换器被这样地布置在第一空气通道中,并且第二热交换器被这样地布置在第二空气通道中,使得被动的冷却介质循环的管道系统沿空气流动方向布置在主动的冷却介质循环的管道系统之前。主动的冷却介质循环能够在此多样地设计。主动的冷却介质循环例如可以是压缩机循环,其具有压缩机、液化器、膨胀阀和蒸发器,其中,液化器和蒸发器正好由第一和第二热交换器提供。但是,主动的冷却介质循环也可以是冷水循环,其中,通过液化的冷却介质、优选水的循环进行热传送。在此能够借助外部的冷水源或者通过布置在第一空气通道中的第一热交换器提供流过第二空气通道中的第二热交换器的液体冷却介质。
[0017]根据本发明的备选的开关柜具有根据本发明的第一和第二热交换器,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所述开关柜的内部空间敞开,其中,
[0018]或者1.,所述第一热交换器的第一和第二管道系统串联连接,其中,串联连接的管道系统或者与所述第二热交换器的第一管道系统或者与所述第二热交换器的第二管道系统构成封闭的冷却介质循环,并且其中,不是所述封闭的冷却介质循环的组成部分的所述第二热交换器的管道系统被冷却介质流过;
[0019]或者2.,所述第二热交换器的第一和第二管道系统串联连接,其中,串联连接的管道系统或者与所述第一热交换器的第一管道系统或者与所述第一热交换器的第二管道系统构成封闭的冷却介质循环,并且其中,不是所述封闭的冷却介质循环的组成部分的所述第一热交换器的管道系统被冷却介质流过。
[0020]在此可以规定,所述第一热交换器至少部分地布置在所述第二热交换器的上方,其中,所述封闭的冷却介质循环是被动的冷却介质循环,并且被冷却介质流过的管道系统是主动的、优选由泵或压缩机运行的冷却循环的组成部分。
[0021]在本发明的另一个实施方式中,具有被冷却介质流过的管道系统的热交换器是主动的冷却循环的蒸发器或者空气-水-热交换器,并且同时,当被冷却介质流过的管道系统是所述第一热交换器的组成部分时,则具有被冷却介质流过的管道系统的热交换器是被动的冷却循环的液化器,或者当被冷却介质流过的管道系统是所述第二热交换器的组成部分时,则具有被冷却介质流过的管道系统的热交换器是被动的冷却循环的蒸发器。
[0022]在本发明的实施方式中,两个冷却介质循环之一是被动的冷却介质循环,并且另一个冷却介质循环是由压缩机运行的冷却介质循环,其中,主动的冷却介质循环的压缩机和膨胀件相应地或者通过可选择性地打开和关闭的旁通管道桥接,或者能够进入这样一种状态,在该状态下冷却介质能够具有较低压力损失地或基本没有压力损失地流过。在这种实施方式中,混合冷却设备具有四种不同的运行模式。在第一运行模式中,第一冷却介质循环是主动地运行,并且第二冷却介质循环未激活。在第二运行模式中,第一冷却介质循环是被动地运行,并且第二冷却介质循环未激活。在第三运行模式中,第一冷却介质循环是主动的,并且第二冷却介质循环是被动地运行。在第四运行模式中,第一和第二冷却介质循环都是被动地运行。当第一和第二冷却介质循环的冷却功率的总和在第一和第二冷却介质循环都被动运行的情况下未达到要求时,第一冷却介质循环因此必须只能是主动地运行。
[0023]代替旁通管道还可以规定,膨胀件或压缩机能够采用以下状态,其中它们基本上没有压力损失地被冷却介质流过。因此,在使用膨胀件、例如设计为具有针阀的膨胀阀的情况下,能够将阀设在打开位置上,在该位置上冷却介质能够基本上不受阻碍地流过膨胀阀。同样可考虑的是,压缩机或者具有集成的旁通管道,或者可采用这样的运行状态,即其中冷却介质能够不受阻碍地流过压缩机。
[0024]本发明的其它特征将结合下面的附图进行阐述。在附图中:
[0025]图1示出根据本发明的热交换器的实施方式,其中,为了更好的展示,省略了部分薄片;
[0026]图2示出用于壁式结构的混合冷却设备的横截面,该混合冷却设备将热管与由压缩机运行的冷却循环相组合;
[0027]图3示出根据本发明的冷却设备,它只具有热管;
[0028]图4示出根据本发明的混合冷却设备,它具有在内循环中的冷水机组;
[0029]图5示出根据图4的实施方式的变型方案,其中将冷水机组布置在外循环中;
[0030]图6示出用于顶盖结构的混合冷却设备,其中,将冷水机组布置在外循环中;
[0031]图7示出根据图6所示的冷却设备的变型方案,其中,将冷水机组布置在外循环中-M
[0032]图8示出一种混合冷却设备,其中,主动的冷却循环通过旁通通道能够可选地被动地开关。
[0033]根据图1所示的热交换器I具有第一管道系统2和第二管道系统3,在第一管道系统2中导引第一冷却介质,在第二管道系统3中导引第二冷却介质。管道系统2、3分别由平行的管道构成,所述管道在热交换器I的两个纵向端部之间延伸。在纵向端部上,所述平行的管道这样地相互连接,使得冷却介质在相应的冷却介质去程5和冷却介质回程6之间被导引。在图1中示出的热交换器I被这样地配置,使得气体、例如空气流过它在图中垂直的纵向侧。热交换器I具有多个薄片4,其中相邻的薄片分别在它们之间构成穿过热交换器的空气流通通道。此外,根据板式热交换器还能够被设计为薄板的薄片4用于将热交换的第一和第二管道系统2、3热力学地相互耦连。在之前所述的流过热交换器I的空气的流动方向中,第一和第二管道系统2、3沿着空气流动方向相继地布置。如果第一管道系统2是被动冷却循环的组成部分,则第二管道系统3是主动冷却循环的组成部分,并且还规定,对流过热交换器I的空气的冷却优选通过被动的冷却过程实现,可以规定,主动的冷却过程只有在由被动的冷却循环提供的冷却功率不够时才被激活。因为,两个冷却循环相互独立地运行,所以被动的冷却循环被中断或者完全不被激活对于主动的冷却循环来说并不必要。当主动的冷却循环被关闭并且由此通过被动的冷却循环进行冷却时,主动的冷却循环的管道系统的管路在第一热交换器I中借助由薄片4所实现的热耦连,而用于提高被动的冷却循环的管道系统的冷却功率。即使当主动的冷却循环由此被激活时,它
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