[發明專利]用于布置在開關柜的內部空間中的部件的冷卻裝置

有效

• 申請號: 201380048282.6
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN104813756B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: J.C.卡喬阿朗索
• 申請（專利權）人: 利塔爾兩合公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于布置在開關柜的內部空間中的部件的冷卻裝置，所述冷卻裝置具有開關柜和冷卻設備，該冷卻設備具有封閉的第一冷卻介質循環和與之流體分隔的第二冷卻介質循環，其中，第一冷卻介質循環具有制冷機或者冷水機組，并且第二冷卻介質循環具有熱管裝置或者雙態溫差環流系統。這種冷卻裝置由文獻DE 102 96 928 T2已知。文獻DE 690 05 701 T2，US 2003/0057546 A1和US 2012/0103571 A1同樣分別描述了相似的裝置。

這種冷卻設備通常包括制冷機，在制冷機中在冷卻介質循環中沿著冷卻介質流動方向相繼地布置壓縮機、液化器、膨脹器件和蒸發器。制冷機原則上被這樣地配置，在極端條件下，即在最大環境溫度和同時容納在開關柜內的部件的最大損耗功率的情況下提供開關柜內部空間的足夠的冷卻。但是，因為這種極端條件只是特殊情況，所以制冷機大多數時間只是在開-關運行模式下，即在有能效地運行模式下。

此外，制冷機的缺點是具有相對較高的能量消耗。因此原則上希望，借助備選的冷卻技術至少部分地提供必需的冷卻功率。為此，由現有技術已知冷卻設備，它將空氣-空氣-熱交換器與制冷機組合，因而在開關柜的開關柜額定溫度和環境空氣溫度之間有足夠大溫差的情況下能夠僅僅或者至少大多數情況下借助空氣-空氣-熱交換器提供必需的冷卻功率。這種組合的冷卻設備在本發明的下面闡述中也被稱為“混合冷卻設備”。具有空氣-空氣-熱交換器的混合冷卻設備的缺點是，在環境空氣溫度超過開關柜溫度的情況下，如果空氣-空氣-熱交換器被熱的環境空氣流過，則加熱了開關柜，因此在由現有技術已知的冷卻設備中設定昂貴的閥門機構，在所述情況下使環境空氣遠離熱交換器。但是，這種機構非常昂貴并且在手工操作下非常復雜。

通常具有制冷機或者冷水機組的冷卻循環將冷卻劑導入系統中，并且通常用于冷卻冷卻介質，被稱為“主動的冷卻循環”。冷水機組能夠在最簡單的情況下具有冷水存儲器，其中，本領域技術人員可理解到，“水”在冷卻領域中不應局限于水，而只是作為現有技術已知的冷卻介質或制冷劑的同義詞，通常稱為“冷卻介質”。“被動的”冷卻循環不具有相應的制冷機或者冷水機組，它不對冷卻介質進行主動冷卻。

因此，本發明所要解決的技術問題是，提供這種類型的具有冷卻設備的開關柜，其中，冷卻設備設有簡單的技術器件，并且在開關柜的開關柜額定溫度和環境空氣溫度之間存在較低的溫度差時能夠被動地運行，即在沒有制冷機或者冷水機組的情況下運行。

所述技術問題根據本發明由具有權利要求1的特征的開關柜所解決。從屬權利要求2至6分別涉及本發明的有利的實施方式。

根據本發明的冷卻設備具有第一空氣通道和第二空氣通道，所述第一空氣通道具有朝向開關柜的周圍環境敞開的第一空氣入口和第一空氣出口，并且所述第二空氣通道具有朝向開關柜的內部空間敞開的第二空氣入口和第二空氣出口，其中，在第一空氣通道中布置熱管裝置的冷凝區域，并且在第二空氣通道中布置熱管裝置的蒸發區域，并且其中，所述冷凝區域和蒸發區域分別具有空氣-冷卻介質-熱交換器。

熱管裝置優選包括重力場熱管，其中，將蒸發區域布置在冷凝區域的上方。相應地，第一和第二空氣通道應至少部分地這樣相互布置，使得冷凝區域至少部分地布置在蒸發區域的上方。

此外，在第一空氣通道中布置制冷機的液化器或者冷水機組的空氣-水-熱交換器，并且在第二空氣通道中布置制冷機的蒸發器或者冷水機組的空氣-水-熱交換器。

為了提高根據本發明的冷卻設備的功率，在本發明的實施方式中規定，制冷機的液化器沿著穿過第一空氣通道的空氣流動方向布置在熱管裝置的冷凝區域的后面，并且制冷機的蒸發器沿著穿過第二空氣通道的空氣流動方向布置在熱管裝置的蒸發區域的后面。

為此可以能夠設置將熱管裝置與冷水機組組合的冷卻設備，其中規定，冷水機組的空氣-水-熱交換器沿著穿過第一空氣通道的空氣流動方向布置在熱管裝置的冷凝區域的后面，或者沿著穿過第二空氣通道的空氣流動方向布置在熱管裝置的蒸發區域的后面。

為了實現第一和第二冷卻介質循環的特別緊湊的構造方式以及實現通過蒸發區域的空氣-冷卻介質-熱交換器在第一和第二冷卻介質循環之間的熱交換，則在本發明的實施方式中規定，蒸發區域的空氣-冷卻介質-熱交換器具有用于第一冷卻介質的第一管道系統和用于第二冷卻介質的與第一管道系統流體分隔的第二管道系統，其中，第一和第二管道系統熱力學地相互耦連，并且其中，第一管道系統是第一冷卻介質循環的組成部分，并且第二管道系統是所述第二冷卻介質循環的組成部分。