用于布置在开关柜的内部空间中的部件的冷却装置的制造方法
【专利说明】用于布置在开关柜的内部空间中的部件的冷却装置
[0001]本发明涉及一种用于布置在开关柜的内部空间中的部件的冷却装置，所述冷却装置具有开关柜和冷却设备，该冷却设备具有封闭的第一冷却介质循环和与之流体分隔的第二冷却介质循环，其中，第一冷却介质循环具有制冷机或者冷水机组，并且第二冷却介质循环具有热管装置或者双态温差环流系统。这种冷却装置由文献DE 102 96 928 T2已知。文献 DE 690 05 701 T2，US 2003/0057546A1 和 US 2012/0103571A1 同样分别描述了相似的
目.ο
[0002]这种冷却设备通常包括制冷机，在制冷机中在冷却介质循环中沿着冷却介质流动方向相继地布置压缩机、液化器、膨胀器件和蒸发器。制冷机原则上被这样地配置，在极端条件下，即在最大环境温度和同时容纳在开关柜内的部件的最大损耗功率的情况下提供开关柜内部空间的足够的冷却。但是，因为这种极端条件只是特殊情况，所以制冷机大多数时间只是在开-关运行模式下，即在有能效地运行模式下。
[0003]此外，制冷机的缺点是具有相对较高的能量消耗。因此原则上希望，借助备选的冷却技术至少部分地提供必需的冷却功率。为此，由现有技术已知冷却设备，它将空气-空气-热交换器与制冷机组合，因而在开关柜的开关柜额定温度和环境空气温度之间有足够大温差的情况下能够仅仅或者至少大多数情况下借助空气-空气-热交换器提供必需的冷却功率。这种组合的冷却设备在本发明的下面阐述中也被称为“混合冷却设备”。具有空气-空气-热交换器的混合冷却设备的缺点是，在环境空气温度超过开关柜温度的情况下，如果空气-空气-热交换器被热的环境空气流过，则加热了开关柜，因此在由现有技术已知的冷却设备中设定昂贵的阀门机构，在所述情况下使环境空气远离热交换器。但是，这种机构非常昂贵并且在手工操作下非常复杂。
[0004]通常具有制冷机或者冷水机组的冷却循环将冷却剂导入系统中，并且通常用于冷却冷却介质，被称为“主动的冷却循环”。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机组，它不对冷却介质进行主动冷却。
[0005]因此，本发明所要解决的技术问题是，提供这种类型的具有冷却设备的开关柜，其中，冷却设备设有简单的技术器件，并且在开关柜的开关柜额定温度和环境空气温度之间存在较低的温度差时能够被动地运行，即在没有制冷机或者冷水机组的情况下运行。
[0006]所述技术问题根据本发明由具有权利要求1的特征的开关柜所解决。从属权利要求2至6分别涉及本发明的有利的实施方式。
[0007]根据本发明的冷却设备具有第一空气通道和第二空气通道，所述第一空气通道具有朝向开关柜的周围环境敞开的第一空气入口和第一空气出口，并且所述第二空气通道具有朝向开关柜的内部空间敞开的第二空气入口和第二空气出口，其中，在第一空气通道中布置热管装置的冷凝区域，并且在第二空气通道中布置热管装置的蒸发区域，并且其中，所述冷凝区域和蒸发区域分别具有空气-冷却介质-热交换器。
[0008]热管装置优选包括重力场热管，其中，将蒸发区域布置在冷凝区域的上方。相应地，第一和第二空气通道应至少部分地这样相互布置，使得冷凝区域至少部分地布置在蒸发区域的上方。
[0009]此外，在第一空气通道中布置制冷机的液化器或者冷水机组的空气-水-热交换器，并且在第二空气通道中布置制冷机的蒸发器或者冷水机组的空气-水-热交换器。
[0010]为了提高根据本发明的冷却设备的功率，在本发明的实施方式中规定，制冷机的液化器沿着穿过第一空气通道的空气流动方向布置在热管装置的冷凝区域的后面，并且制冷机的蒸发器沿着穿过第二空气通道的空气流动方向布置在热管装置的蒸发区域的后面。
[0011]为此可以能够设置将热管装置与冷水机组组合的冷却设备，其中规定，冷水机组的空气-水-热交换器沿着穿过第一空气通道的空气流动方向布置在热管装置的冷凝区域的后面，或者沿着穿过第二空气通道的空气流动方向布置在热管装置的蒸发区域的后面。
[0012]为了实现第一和第二冷却介质循环的特别紧凑的构造方式以及实现通过蒸发区域的空气-冷却介质-热交换器在第一和第二冷却介质循环之间的热交换，则在本发明的实施方式中规定，蒸发区域的空气-冷却介质-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与第一管道系统流体分隔的第二管道系统，其中，第一和第二管道系统热力学地相互耦连，并且其中，第一管道系统是第一冷却介质循环的组成部分，并且第二管道系统是所述第二冷却介质循环的组成部分。
[0013]在此，所述蒸发区域的空气-冷却介质-热交换器的第一管道系统具有或者构成所述制冷机的蒸发器或者所述冷水机组的空气-水-热交换器。
[0014]备选或者附加地，冷凝区域的空气-冷却介质-热交换器具有用于第一冷却介质的类似的第一管道系统和用于第二冷却介质的与所述第一管道系统流体分隔的第二管道系统，其中，第一和第二管道系统热力学地相互耦连，并且其中，第一管道系统是第一冷却介质循环的组成部分，并且第二管道系统是所述第二冷却介质循环的组成部分。
[0015]同样地在上述实施方式中，所述冷凝区域的空气-冷却介质-热交换器的第一管道系统具有或者构成所述制冷机的液化器或者所述冷水机组的空气-水-热交换器。
[0016]本发明的其它细节结合下面的附图来阐述。在附图中:
[0017]图1示出具有两个流体分隔的且热力学上相耦连的管道系统的热交换器；
[0018]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；
[0019]图3示出根据本发明的冷却设备，它只具有热管；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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
[0024]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。
[0025]在图1所示的第二冷却介质循环的空气-冷却介质-热交换器10的实施方式中，该第二冷却介质循环与第一冷却介质循环的蒸发器或空气-水-热交换器12 —体式地构成。热交换器10具有第一管道系统13和第二管道系统14，在第一管道系统中导引第一冷却介质循环的第一冷却介质，在第二管道系统中导引第二冷却介质循环的第二冷却介质。管道系统13、14分别由平行的管道构成，所述管道在热交换器10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15和冷却介质回程16之间被导引。在图1中示出的热交换器10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10具有多个薄片17，其中相邻的薄片17分别在它们之间构成穿过热交换器的空气流通通道。此外，薄片17还用于热交换的第一和第二管道系统13、14热力学地相互耦连。在之前所述的流过热交换器10的空气的流动方向中，第一和第二管道系统13、14沿着空气流动方向相继地布置。如果第一管道系统13是具有制冷机或冷水机组的冷却循环的组成部分，则第二管道系统4是具有热管装置的冷却循环的组成部分，并且还规定，对流过热交换器10的空气的冷却优选通过热管装置实现，可