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_2

文档序号:8492123阅读:来源:国知局
以规定,制冷机或冷水机组只有在通过热管装置提供的冷却功率不够时才被激活。因为两个冷却循环13、14相互独立地运行,所以对于制冷机或冷水机组的接入不必要去激活热管装置。当主动的冷却循环不运行并且冷却由此通过被动的冷却循环进行时,主动的冷却循环的管道系统13的管道在第一热交换器10中由于借助薄片17实现的热耦连而用于提高被动的冷却循环的管道系统14的冷却功率。即使当主动的冷却循环由此不运行时,它的管道系统13在热交换器10中也不是没用的。更确切地说,它在这种情况下用于提高被动的冷却循环的效率。
[0026]图2不出了开关柜1,其中,冷却设备2设计为壁式结构冷却设备。开关柜I包括开关柜内部空间9,其中,在开关柜I的外壁上安放冷却设备2,并且其中开关柜I的内部空间9通过空气入口 6和空气出口 7与冷却设备2的第二空气通道8可流通地连接。在开关柜I中容纳的空气借助通风机18被传输通过第二空气通道8。在第二空气通道8中安置按照图1所示的根据本发明的第二热交换器10。在第二空气通道8中的热交换器具有蒸发器11.1和热管装置的蒸发区域11.3,其中,蒸发区域11.3沿着穿过第二空气通道8的空气流动方向设在蒸发器11.1之前。冷却设备2具有与第二空气通道8流体分隔的第一空气通道5,该第一空气通道通过空气入口 6和空气出口 7与开关柜I的周围环境流体相通地连接。通风机18还用于将环境空气通过进口 6传入冷却设备2的第一空气通道5中。在第一空气通道5中安置按图1所示的根据本发明的第一热交换器10,该第一热交换器被导引穿过第一空气通道5的空气所流过。在第一空气通道5中的热交换器具有液化器11和热管装置的冷凝区域11.2,其中,冷凝区域11.2沿着第一空气通道5的空气流动方向设在液化器11之前。热交换器10这样地相互流体连接,使得第一热交换器10的第一管道系统13与第二热交换器10的第一管道系统13构成封闭的第一冷却介质循环3,并且第一热交换器10的第二管道系统4与第二热交换器10的第二管道系统4构成封闭的第二冷却介质循环4。
[0027]封闭的第一冷却介质循环3在根据图2所示的实施方式中、是由压缩机运行的冷却介质循环,它具有压缩机19和膨胀阀20。因此,第一热交换器10在封闭的第一冷却介质循环3中具有冷凝器的功能,第二热交换器10在封闭的第二冷却循环3中具有蒸发器的功會K。
[0028]封闭的第二冷却介质循环4构成热管。为此,第一热交换器10被安置在第二热交换器10的上方。封闭的第二冷却介质循环4至少局部地被冷却介质填充。适合用于热管的冷却介质在现有技术中是已知的,并且可包括水。液态的冷却介质在重力条件下贮存在封闭的第二冷却介质循环4的下部区域内,在此设置热管的蒸发区域。这正好构成第二热交换器10。第二热交换器10被传输穿过第二空气通道8的热的开关柜空气所流过。在此,封闭的第二冷却介质循环4的冷却介质被加热,使得该冷却介质至少部分被蒸发。被蒸发的冷却介质在第一热交换器10中上升,它正好构成热管的冷凝区域。第一热交换器10被开关柜I的冷的周围环境空气(借助通风机18被传输通过第一空气通道5)冷却,使得气态的冷却介质在第一热交换器10中冷凝。冷凝的冷却介质在重力作用下从第一热交换器10中重新回到设在低处的第二热交换器10中,能够在那重新被蒸发并且从第二热交换器10上升。
[0029]因此,按照图2所示的冷却设备2能够可选地运行三个不同的冷却模式,即只有主动冷却、只有被动冷却或者混合冷却,其中,在混合运行中能够尤其规定,所述被动的冷却过程持续稳定地运行,而主动的冷却过程用于借助被动的冷却过程如此补充提供冷却功率,使得总体上至少达到所需的冷却功率,为此运行主动的冷却过程。
[0030]在图3至6中示出,一种和同样的冷却设备结构基本上能够用于实现非常多样化的不同的冷却过程。在此,根据图3至4所示的实施方式涉及一种壁式冷却设备,根据图5和6所示的实施方式涉及一种设计为顶盖结构的冷却设备。
[0031]图3示出在内循环中具有冷水机组的混合冷却设备。在第一空气通道5中的第一热交换器10的第一和第二管道系统13、14串联连接,其中它与第二热交换器10的第二管道系统14构成热管。第二热交换器10的剩余的第二管道系统14与冷水源21构成封闭的第二冷却介质循环4和由此构成冷水机组。冷水源21提供了循环通过热交换器10的冷却的水,并且冷水源不是冷却设备2的组成部分。这种附加的主动冷却介质循环4能够因此用于,或者当容纳在开关柜内部空间9中的部件损耗功率的情况下、或者当开关柜I的周围环境温度较高的情况下提供附加的冷却功率,这种冷却功率补充了借助被动的冷却循环3提供的冷却功率,使得总体上可实现足够的开关柜冷却。
[0032]尤其在周围环境温度较高的情况下,按照图4所示的结构能够适宜地借助集成在第二空气通道8中的热交换器10来实现附加的主动的冷却介质循环4。
[0033]图5和6示出,能够实现与图3和4类似的用于顶盖结构的冷却设备2,该冷却设备具有根据本发明的较高的多样性。在设计为顶盖结构的冷却设备中,对于使用者而言,除了被动的冷却介质循环3之外、可以或者在经过第一热交换器10的外循环中(参见图5)、或者在经过第二热交换器10的内循环中(参见图6)实现主动的冷却介质循环4。
[0034]图7示出热管装置的示例性实施方式,如它尤其在顶盖结构冷却设备中的应用方式。
[0035]热管装置24包括由垂直导向的管道部段25组成的管道系统。管道部段25分别由成对的平行的管道组成,这些管道在它们的上端部上借助U形的转向件流体地相互连接。在每个管道部段25的下端部上,每个管道部段25的管道汇入共同的总管26中,该总管将管道部段25流体地相互连接。热管装置24通过水平延伸的终端薄片27被分为冷凝区域24.1和蒸发区域24.2,其中,在装配有空气-空气热交换器10时,将冷凝区域24.1布置在冷却设备的第一空气通道内,并且将蒸发区域24.2布置在冷却设备的第二空气通道内。终端薄片27用于热管装置24在转换处的定位和固定,该转换处设在分隔第一空气通道和第二空气通道的中间壁内。管道部段25的管道被导引穿过水平延伸的导热的薄片17,并且在该薄片上热力学地耦连,其中,在相邻的薄片17之间分别设有空气导引缝隙。因此,薄片17正好沿着穿过第一空气通道或第二空气通道传输的空气的运动方向延伸,并且用于改进在蒸发区域24.2或冷凝区域24.1与分别穿过空气通道导引的空气之间的热交换。
[0036]在热管装置24的管道系统中事先设有制冷剂,它由于管道部段25的垂直定向由于重力作用尤其汇集到热管装置24的下部区域内,并且由此汇集到总管26内以及蒸发区域24.2内。根据本发明,蒸发区域24.2正好布置在冷却设备的第二空气通道8内,并且由此被来自开关柜内部空间9的热空气流过。热空气能够通过管道或导热的薄片17与在蒸发区域24.2内的冷却介质交换热量,冷却介质由此从液态转变为气态,并且沿着管道进入热管装置24的冷凝区域24.1中。冷凝区域24.1根据本发明正好位于冷却设备2的第一空气通道5中,因而该冷却设备正好被开关柜I的冷的环境空气所环绕。这导致预先设在热管装置24的冷凝区域24.1中的气态的制冷剂能够与通过第一空气通道3传输的环境空气交换热能,由此制冷剂被冷凝,并且在重力作用下从冷凝区域24.1回到蒸发区域24.2中。
[0037]可理解到,管道系统和尤其它的管道部段不必精确垂直地定向,也能够实现之前所述的功能。更确切地说,还能够考虑在冷却设备中的热管装置24的弯曲布置,例如用于实现节省空间的、较小构造的冷却设备。
[0038]图8示出根据本发明的混合冷却设备2的备选实施方式,该混合冷却设备具有根据本发明的第一和第二热交换器10,它们与封闭的第一冷却介质循环3和封闭的第二冷却介质循环4热力学地相互耦连。封闭的第一冷却介质循环3是主动
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