冷卻裝置及包括該冷卻裝置的冷卻式電氣組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冷卻裝置以及包括該冷卻裝置的冷卻式電氣組件。
【背景技術(shù)】
[0002]包括一個或更多個電氣設(shè)備的電氣柜通常需要進(jìn)行冷卻。例如在將新設(shè)備安裝到已經(jīng)將近滿的電氣柜中的情況下提供適當(dāng)?shù)睦鋮s會很困難?？赡苄枰匦抡黼姎夤褚员銥樗性O(shè)備提供期望的冷卻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種冷卻裝置以及包括該冷卻裝置的冷卻式電氣組件，以便緩解上述問題。本發(fā)明的目的通過下面描述的冷卻裝置和冷卻式電氣組件而得以實現(xiàn)。
[0004]本發(fā)明是基于這樣的思想一一提供如下的一種冷卻裝置:該冷卻裝置具有第一室、第二室、熱交換器裝置和風(fēng)扇裝置，其中，第一室具有位于第一室的同一側(cè)上的輸入流開口和輸出流開口，第二室與第一室是隔開的，熱交換器裝置適于將熱量從第一室傳遞至第二室，風(fēng)扇裝置用于在第一室內(nèi)部在輸入流開口與輸出流開口之間產(chǎn)生冷卻介質(zhì)流，使得熱量從冷卻介質(zhì)傳遞到熱交換器裝置中。
[0005]本發(fā)明的冷卻裝置易于清潔和維修，并且使容納有電氣設(shè)備的裝置室能夠與周圍環(huán)境空氣隔離，使得裝置室適于排他性地與冷卻裝置交換冷卻介質(zhì)。在實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置適于被改裝至現(xiàn)有電氣柜的壁上。
【附圖說明】
[0006]下面將參照附圖通過優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中，在附圖中:
[0007]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的冷卻裝置；
[0008]圖2A至圖2C示出了用于將熱電冷卻元件連接至冷卻裝置的熱交換器裝置的三種替代性方式；以及
[0009]圖3示出了包括圖1的冷卻裝置的冷卻式電氣組件。
【具體實施方式】
[0010]圖1示出了冷卻裝置100，冷卻裝置100包括第一室1、第二室2、熱交換器裝置4、風(fēng)扇裝置、控制裝置6、熱電冷卻元件8、管裝置9和加熱元件17。第二室2與第一室I是隔開的，并且第二室2適于與周圍環(huán)境空氣接觸。第一室I與第二室2隔開防止了灰塵從第二室2進(jìn)入第一室I。熱交換器裝置4包括第一熱交換器41、第二熱交換器42、第三熱交換器43和第四熱交換器44。這四個熱交換器中的每個熱交換器的第一端均位于第一室I中，并且這四個熱交換器中的每個熱交換器的第二端均位于第二室2中。熱交換器裝置4適于將熱量從第一室I傳遞至第二室2。
[0011]四個熱交換器41至44中的每個熱交換器都是緊湊的熱虹吸式熱交換器。緊湊的熱虹吸式熱交換器是基于自然對流的無源式熱交換器。這四個熱交換器中的每個熱交換器的所述第一端是其下端，并且這四個熱交換器中的每個熱交換器的所述第二端是其上端。在替代性實施方式中，熱交換器裝置包括至少一個熱交換器。所述至少一個熱交換器可以包括緊湊的熱虹吸式熱交換器和/或另一類型的熱交換器。
[0012]每個熱交換器41至44都處于傾斜位置并且相對于水平方向成一定傾斜角度地延伸。在圖1的實施方式中，傾斜角度約為65°。在包括一個或更多個緊湊的熱虹吸式熱交換器的替代性實施方式中，傾斜角度可以介于35°與90°之間。在所包括的熱交換器并非是緊湊的熱虹吸式熱交換器的實施方式中，熱交換器可以以任何角度延伸一一尤其是在熱交換器是基于熱交換器內(nèi)部的受壓的冷卻介質(zhì)流的情況下。在另外的實施方式中，熱交換器裝置包括至少一個彎曲的熱交換器。使用彎曲的熱交換器使得冷卻裝置設(shè)計方面能夠有更大程度的自由。
[0013]熱交換器裝置4將第一室I分為上部段和下部段。更具體地，熱交換器41至44的第一端將第一室I分為上部段和下部段。第一室I包括位于第一室I的上部段中的輸入流開口 12以及位于第一室I的下部段中的輸出流開口 14。在第一室I內(nèi)部，用于冷卻介質(zhì)流的從輸入流開口 12至輸出流開口 14的僅有的路徑穿過熱交換器41至44的第一端。除了輸入流開口 12和輸出流開口 14之外，第一室I中沒有提供第一室I的內(nèi)部與外部之間的通路的開口。
[0014]輸入流開口 12和輸出流開口 14位于第一室I的、位于冷卻裝置100的連接壁上的同一側(cè)上。冷卻裝置100適于連接至容納有發(fā)熱設(shè)備的裝置室，從而冷卻裝置100的連接壁面向所述裝置室。在替代性實施方式中，輸入流開口和輸出流開口位于第一室的不同側(cè)上。這種設(shè)計在包括裝置室的電氣柜具有階梯狀輪廓的情況下很有用。
[0015]風(fēng)扇裝置包括第一風(fēng)扇51和兩個第二風(fēng)扇52?？刂蒲b置6適于控制風(fēng)扇裝置以便調(diào)節(jié)冷卻裝置的冷卻能力?？刂蒲b置6還適于控制熱電冷卻元件8和加熱元件17。控制裝置6適于從圖1中未描繪的一個或更多個濕度傳感器以及一個或更多個溫度傳感器接收測量數(shù)據(jù)。
[0016]在替代性實施方式中，控制裝置包括至少一個恒溫器，所述至少一個恒溫器適于基于冷卻裝置的第一室中的溫度對風(fēng)扇裝置進(jìn)行控制。在另外的替代性實施方式中，冷卻裝置不包括控制裝置。這種簡單的實施方式在穩(wěn)定的環(huán)境中是可行的一一例如，在冷卻裝置位于室內(nèi)的情況下。
[0017]第一風(fēng)扇51適于在第一室I內(nèi)部在輸入流開口 12與輸出流開口 14之間產(chǎn)生通過熱交換器41至44的第一端的第一冷卻介質(zhì)流511。第一風(fēng)扇51位于第一室I中。在替代性實施方式中，風(fēng)扇裝置包括多個第一風(fēng)扇，所述多個第一風(fēng)扇適于在第一室內(nèi)部在輸入流開口與輸出流開口之間產(chǎn)生通過至少一個熱交換器的第一端的第一冷卻介質(zhì)流。
[0018]第二室2包括彼此隔開的兩個子室。這兩個子室中的每個子室被熱交換器裝置4分為上部段和下部段。這兩個子室中的一個子室被熱交換器41和42的第二端分為上部段和下部段。另一個子室被熱交換器43和44的第二端分為上部段和下部段。
[0019]第二室2的每個子室包括第二風(fēng)扇52，第二風(fēng)扇52適于產(chǎn)生通過相應(yīng)的熱交換器的第二端的第二冷卻介質(zhì)流521。一個第二風(fēng)扇52適于產(chǎn)生通過熱交換器41和42的第二端的第二冷卻介質(zhì)流521。另一個第二風(fēng)扇52適于產(chǎn)生通過熱交換器43和44的第二端的第二冷卻介質(zhì)流521。
[0020]每個第二冷卻介質(zhì)流521通過輸入過濾器進(jìn)入相應(yīng)的子室的下部段并穿過相應(yīng)的熱交換器的第二端，且通過輸出過濾器離開子室。輸入過濾器和輸出過濾器適于保持第二室清潔，由此保持熱交換器的冷卻能力。在一實施方式中，輸入過濾器和輸出過濾器是粗過濾器。
[0021]第二室2的每個子室的操作與另一子室的操作是獨立的。一個第二風(fēng)扇52發(fā)生故障使冷卻裝置的冷卻能力的減弱小于50%，這是因為另一第二風(fēng)扇52仍全功率運行并且在所具有的風(fēng)扇發(fā)生故障的子室中存在有自然對流。這也就意味著，在維修期間，能夠一次關(guān)閉一個第二風(fēng)扇，而另一個風(fēng)扇運行。在關(guān)閉一個第二風(fēng)扇之后，可以對容納這一個第二風(fēng)扇的子室進(jìn)行清潔。對子室進(jìn)行清潔可以包括對位于該子室中的熱交換器的每個第二端進(jìn)行清潔。
[0022]然后，重新啟動這一個第二風(fēng)扇并且關(guān)閉另一個第二風(fēng)扇以進(jìn)行清潔程序。因此，即使在對第二室2進(jìn)行清潔期間，冷卻裝置提供至少50%的冷卻能力。
[0023]在替代性實施方式中，第二室不包括任何第二風(fēng)扇。在這種替代性實施方式中，自然對流提供第二室中的冷卻介質(zhì)流。還能夠?qū)⒌诙以O(shè)置為未劃分的室。在另外的替代性實施方式中，第二室是敞開的室，其具有的壁比圖1中描繪的要少。在冷卻裝置的環(huán)境干凈的實施方式中，除了將第二室與第一室隔開的壁之外，第二室不需要任何壁。
[0024]熱電冷卻元件8位于第一室I的下部段中。熱電冷卻元件8與第一熱交換器41的第一端以熱傳遞的方式連接。