CH678137A5

CH678137A5 -

Info

Publication number: CH678137A5
Application number: CH870/89A
Authority: CH
Inventors: Ottokar Dipl-Ing Kunberger; Conrad Dr-Ing Pfender
Original assignee: Sueddeutsche Kuehler Behr
Priority date: 1988-05-07
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1991-07-31
Also published as: FR2631510B1; DE3815619C2; DE3815619A1; FR2631510A1

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlung elektrischer Schaltschränke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a device for cooling electrical switch cabinets according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Einrichtungen wird das Kältemittel im Kreisprozess üblicherweise auf niedrigem Druckniveau bei einer bestimmten von der Temperatur im Schaltschrank abhängigen Temperatur verdampft, wobei Wärme aus dem zu kühlenden Schaltschrank aufgenommen wird. Nach erfolgter Kompression im Verdichter kann diese aufgenommene Energie wieder an die Umgebungsluft abgeführt werden, selbst dann, wenn die Umgebungstemperatur höher ist als die genannte Temperatur, bei der verdampft wird. Die übertragbare Wärmeleistung ist dabei von der Verdichterleistung, der Art und Füllmenge des Kältemitteis, der Prozessregelung und in besonderem Masse von den eingesetzten Wärmetauschern abhängig. Da der Kondensator mit Hilfe von Umgebungsluft gekühlt wird, muss die Umgebungsluft, bevor sie den Kondensator erreicht, gefiltert werden, um eine Verschmutzung des Kondensators zu vermeiden, Durch die Schmutzaufnahme des Filters während des Betriebes verringert sich dabei der Volumenstrom der durchgelassenen Umgebungs-iuft, was zu einer Leistungsabnahme der Kältemaschine führt. Es ist deshalb nach einer gewissen Betriebszeit ein Filterwechsel erforderlich. Ein entsprechender Betriebszustand, bei dem ein Filterwechsel notwendig ist, sollte angezeigt werden können. In devices of this type, the refrigerant is usually evaporated in the cycle at a low pressure level at a specific temperature which is dependent on the temperature in the control cabinet, heat being absorbed from the control cabinet to be cooled. After the compression in the compressor has taken place, this absorbed energy can be discharged back into the ambient air, even if the ambient temperature is higher than the temperature at which vaporization takes place. The transferable heat output depends on the compressor output, the type and fill quantity of the refrigerant, the process control and, in particular, on the heat exchangers used. Since the condenser is cooled with the help of ambient air, the ambient air must be filtered before it reaches the condenser in order to avoid contamination of the condenser. Due to the dirt pick-up of the filter during operation, the volume flow of the permissible ambient air is reduced, which leads to a decrease in the performance of the chiller. It is therefore necessary to change the filter after a certain operating time. A corresponding operating status, in which a filter change is necessary, should be displayed.

Eine entsprechende Einrichtung, bei der eine Luftfilterverschmutzung angezeigt wird, ist bspw. aus der DE-C2 3 326 977 bekannt. Hierbei wird mit dem ersten Temperaturfühler die Kondensationstemperatur tc und mit dem zweiten Temperaturfühler die Temperatur ts der Luft im Schaltschrank gemessen. Beiden wird jedoch im wesentlichen unabhängig voneinander ein bestimmter maximaler Temperaturwert, der bspw. bei 70° bzw. bei 50°C liegt, zugeordnet, so dass bei der jeweiligen maximal zulässigen Temperatur ein mit dem betreffenden Temperaturfühler verbundener Störmelder diesen Betriebszustand anzeigt und/oder die Einrichtung abschaltet. Bei dieser bekannten Einrichtung wird davon ausgegangen, dass zur Überwachung der Durchlässigkeit des Luftfilters die Kondensationstemperatur tc des Kältemittels herangezogen werden kann, da diese in direktem Zusammenhang mit dem Volumenstrom der zur Kühlung des Verflüssigers benötigten Luft und deren Temperatur tu steht. Dieser Zusammenhang ist jedoch nicht eindeutig, denn die Kältemittelaustrittstemperatur am Kondensator bzw. Verflüssiger alleine stellt kein verlässliches Signal für die Verschmutzung des Luftfilters dar. Bei vorgegebener Lufteintrittstemperatur tu in den Kondensator bzw. Verflüssiger stellt sich eine bestimmte Kondensationstemperatur tc ein, wobei mit abnehmendem Luftvolumenstrom die Kondensationstemperatur tc trotz konstanter Lufteintrittstemperatur tu ansteigt. Aus dem in Fig. 3A dargestellten Diagramm ist der Einfluss der Umgebungstemperatur tu und der Schaltschranktemperatur ts auf die Kondensationstemperatur tc ersichtlich. Die gestrichelte Linie bei t0 = 70°C stellt die Siedetemperatur des Kältemittels bei 18 bar dar, an welcher die bekannte Einrichtung in jedem Fall abgeschaltet wird. Anhand dreier Fallbeispiele a, b, c ist in dieser Figur gezeigt, welche Temperaturzunahme bei einer Verschmutzung des Luftfilters möglich ist, wenn, wie erwähnt, der Schwellenwert für die Luftfilterverschmutzung bei 70°C angesetzt wird. Im Fallbeispiel a ergibt sich bei einer Umgebungstemperatur tu = 42°C und einer Schaltschranktemperatur ts - 35°G eine mögliche Erhöhung der Kondensationstempera-tur bei Luftfilterverschmutzung um a - 4,5 K. Im Fallbeispiel b ergibt sich eine noch grössere Temperaturzunahme von b = 9,5 K bei dem Betriebszustand tu = 40°C und ts = 20°C. Beim Betriebszustand c mit tu = 41 °C und ts - 50°C ergibt sich eine Temperaturzunahme c = 2 K. Da die Temperaturzunahme als Mass für den Verschmutzungsgrad angesehen werden soll, ergibt sich jedoch, dass je nach Betriebszustand im einen Extremfall selbst bei neuem Luftfilter ein Störfall angezeigt wird, während im anderen Fall selbst bei starker Verschmutzung des Luftfilters keine derartige Störung angezeigt wird. A corresponding device in which air filter contamination is displayed is known, for example, from DE-C2 3 326 977. Here, the first temperature sensor measures the condensation temperature tc and the second temperature sensor measures the temperature ts of the air in the control cabinet. However, a certain maximum temperature value, which is, for example, 70 ° or 50 ° C, is assigned to both of them essentially independently of one another, so that at the respective maximum permissible temperature, a fault indicator connected to the relevant temperature sensor indicates this operating state and / or Shutdown facility. In this known device it is assumed that the condensation temperature tc of the refrigerant can be used to monitor the permeability of the air filter, since this is directly related to the volume flow of the air required for cooling the condenser and its temperature tu. However, this relationship is not clear, because the refrigerant outlet temperature at the condenser or condenser alone does not represent a reliable signal for the contamination of the air filter. At a given air inlet temperature tu in the condenser or condenser, a certain condensation temperature tc is established, with the decreasing air volume flow the Condensation temperature tc increases despite constant air inlet temperature tu. The influence of the ambient temperature tu and the switch cabinet temperature ts on the condensation temperature tc can be seen from the diagram shown in FIG. 3A. The dashed line at t0 = 70 ° C represents the boiling point of the refrigerant at 18 bar, at which the known device is switched off in any case. Using three case examples a, b, c, this figure shows the temperature increase that is possible if the air filter is contaminated if, as mentioned, the threshold value for the air filter contamination is set at 70 ° C. In case example a, an ambient temperature tu = 42 ° C and a switch cabinet temperature ts - 35 ° G result in a possible increase in the condensation temperature with air filter contamination by a - 4.5 K. In case example b there is an even greater temperature increase of b = 9.5 K with the operating state tu = 40 ° C and ts = 20 ° C. In the operating state c with tu = 41 ° C and ts - 50 ° C, there is an increase in temperature c = 2 K. Since the increase in temperature is to be regarded as a measure of the degree of contamination, however, it is found that depending on the operating state in one extreme case, even with a new one Air filter a malfunction is displayed, while in the other case no such malfunction is displayed even when the air filter is very dirty.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zur Kühlung elektrischer Schaltschränke der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Luftfilterverschmutzung, die einen störungsfreien Betrieb nicht mehr gewährleistet, mit Sicherheit und auch erst in diesem Stadium erfasst wird. The object of the present invention is therefore to provide a device for cooling electrical switchgear cabinets of the type mentioned at the outset, with which air filter contamination, which no longer guarantees trouble-free operation, is detected with certainty and only at this stage.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung zur Kühlung elektrischer Schaltschränke der genannten Art die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgesehen. To achieve this object, the features specified in the characterizing part of claim 1 are provided in a device for cooling electrical switch cabinets of the type mentioned.

Bei der erfindungsgemässen Kühleinrichtung für elektrische Schaltschränke steht somit die Kondensationstemperatur tc in direktem Zusammenhang sowohl mit der Umgebungstemperatur tu als auch mit der Schaltschranktemperatur ts, so dass gewährleistet ist, dass eine maximal zulässige Luftfilterverschmutzung erfasst und bei dieser ein Signal abgegeben wird. Durch die Verknüpfung der drei Temperaturwerte kann bei Vorgabe der Schaltschranktemperatur ts und der Umgebungstemperatur tu die sich einstellende Kondensationstemperatur tc berechnet werden. Verringert sich der Kühlluftvolumenstrom infolge einer Filterverschmutzung, so stellt sich bei denselben Werten von Schalt-schrank-Luftemperatur ts und Umgebungslufttemperatur tu eine um den dem Verschmutzungsgrad proportionalen Betrag A tc höhere Kondensationstemperatur tcv ein. Mit Hilfe einer elektronischen Verarbeitung der drei Temperaturen als Eingangs-grössen sowie des Einstellwertes A tc kann dann eine Ausgangsgrösse erzeugt werden, die bei Erreichen der maximal zulässigen Luftfilterverschmutzung die Notwendigkeit eines Filterwechsels anzeigt. In the cooling device according to the invention for electrical switchgear cabinets, the condensation temperature tc is thus directly related to both the ambient temperature tu and the switchgear cabinet temperature ts, so that it is ensured that a maximum permissible air filter contamination is detected and a signal is emitted from it. By linking the three temperature values, the specified condensing temperature tc can be calculated when the control cabinet temperature ts and the ambient temperature tu are specified. If the cooling air volume flow decreases as a result of filter contamination, the same values for control cabinet air temperature ts and ambient air temperature tu result in an increase in condensation temperature tcv by the amount A tc that is proportional to the degree of pollution. With the help of electronic processing of the three temperatures as input variables and the setting value A tc, an output variable can then be generated which indicates the need to change the filter when the maximum permissible air filter contamination is reached.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung entsprechend den Merkmalen des Anspruches 2 wird auch die Schaltschranklufttempe- According to an exemplary embodiment of the present invention in accordance with the features of claim 2, the control cabinet air temperature is

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ratur gemessen, so dass sozusagen eine dreidimensionale Abhängigkeit der einzelnen Temperaturen voneinander und damit des rechnerisch verarbeiteten Einstellwertes gegeben ist, was zu einer sehr präzisen Möglichkeit der Anzeige des Erreichens einer maximal zulässigen Luftfilterverschmutzung führt. rature measured, so that there is, so to speak, a three-dimensional dependence of the individual temperatures on one another and thus the arithmetically processed setting value, which leads to a very precise possibility of indicating that a maximum permissible air filter contamination has been reached.

Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispjel vorliegender Erfindung, wie sie durch die Merkmale des Anspruchs 3 gegeben ist, ist eine regeltechnisch vereinfachte Einrichtung zum Erreichen desselben Zwecks gegeben, die mit der Verarbeitung von nur zwei Temperaturen, nämlich der Umgebungslufttemperatur tu und der Kondensationstemperatur tc auskommt. According to a preferred exemplary embodiment of the present invention, as given by the features of claim 3, there is a control-technically simplified device for achieving the same purpose, which manages with the processing of only two temperatures, namely the ambient air temperature tu and the condensation temperature tc.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ist in vorteilhafter Weise ein begrenzter Temperaturbereich für die zu berücksichtigende Schranktemperatur ausgewählt. Dies ist möglich, da die Abhängigkeit der Kondensationstemperatur von der Schranktemperatur nicht sehr stark ausgeprägt ist. With the features of claim 4, a limited temperature range for the cabinet temperature to be taken into account is advantageously selected. This is possible because the dependence of the condensation temperature on the cabinet temperature is not very pronounced.

Es ist bspw. möglich, in diesem Bereich eine mittlere Schranktemperatur über den gesamten Kondensations- und Umgebungstemperaturbereich auszuwählen und danach die Verknüpfung der Kondensations- und der Umgebungstemperatur auszuwählen. Gemäss einer Ausführungsform vorliegender Erfindung, wie sie durch die Merkmale des Anspruchs 4 gegeben ist, ist jedoch in vorteilhafter Weise erreicht, dass durch die betreffende Lage der Regelkennlinie bei höherer Schranktemperatur geringere Filterverschmutzungen zugelassen werden, da die Kühleinrichtung in diesem Bereich ohnehin weniger leistet, während bei geringerer Schranktemperatur höhere Luftfilterverschmutzungen zugelassen werden können. It is possible, for example, to select an average cabinet temperature in this area over the entire condensation and ambient temperature range and then to select the combination of the condensation and ambient temperature. According to an embodiment of the present invention, as is given by the features of claim 4, however, it is advantageously achieved that, due to the position of the control characteristic in question, lower filter contaminations are permitted at a higher cabinet temperature, since the cooling device in this area performs less anyway, while higher air filter contamination can be permitted at a lower cabinet temperature.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 ist erreicht, dass Kühleinrichtungen unterschiedlicher Leistung in derselben Weise regelbar sind, so dass gleichartige Regelgeräte Verwendung finden können. It is achieved with the features of claim 6 that cooling devices of different outputs can be controlled in the same way, so that similar control devices can be used.

Eine weitere Massnahme hinsichtlich der Erhöhung der Sicherheit bei derartigen Kühleinrichtungen ist durch die Merkmale des Anspruches 7 gegeben, da auch dort im Bereich höherer Schranktemperaturen eine nur geringere Kondensationstemperaturerhöhung zugelassen ist. A further measure with regard to increasing the safety in such cooling devices is given by the features of claim 7, since only a small increase in condensation temperature is permitted there in the area of higher cabinet temperatures.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt: Further details of the invention can be found in the following description, in which the invention is described and explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing. It shows:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Kühlung elektrischer Schaltschränke, 1 is a schematic representation of a device for cooling electrical cabinets,

Fig. 2 ein räumliches Diagramm der Abhängigkeiten der Kondensationstemperatur von der Umgebungstemperatur und der Schranktemperatur zur Darstellung der Wirkungsweise einer Kühleinrichtung gemäss einem ersten Ausführungsbeispie! vorliegender Erfindung, 2 shows a spatial diagram of the dependencies of the condensation temperature on the ambient temperature and the cabinet temperature to illustrate the mode of operation of a cooling device according to a first exemplary embodiment! the present invention,

Fig. 3A bzw. 3B Diagramme der Abhängigkeit der Kondensationstemperatur von der Umgebungstemperatur bei unterschiedlichen konstanten Schaltschranktemperaturen als Parameter zur Darstellung der Wirkungsweise einer bekannten Kühleinrichtung bzw. zur Darstellung der Wirkungsweise einer Kühleinrichtung gemäss einem zweiten Aus-führungsbeispiei vorliegender Erfindung und 3A and 3B are diagrams of the dependency of the condensation temperature on the ambient temperature at different constant control cabinet temperatures as parameters for representing the mode of operation of a known cooling device or for illustrating the mode of operation of a cooling device according to a second exemplary embodiment of the present invention and

Fig. 4 in detaillierterer, jedoch schematischer Darstellung die Regelschaltung nach Fig. 1, wie sie bei der Kühleinrichtung gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung Verwendung findet. Fig. 4 in a more detailed, but schematic representation, the control circuit of FIG. 1, as used in the cooling device according to the second embodiment of the present invention.

Die erfindungsgemässe Einrichtung 10 zur Kühlung eines nicht dargestellten elektrischen Schalt-schrankes ist in Form einer Kompressionskältemaschine ausgebildet und besitzt in einem geschlossenen Kreislauf 11, der von einem Kühlmedium durchströmt wird, einen Verdampfer 12, einen Verdichter bzw. Kompressor 13, einen Kondensator bzw. Verflüssiger 14 und ein Expansionsventil 15. Dabei ist der Verdichter 13 zwischen Verdampfer 12 und Kondensator 14 und das Expansionsventil 15 zwischen Kondensator 14 und Verdampfer 12 angeordnet. Ein erster Temperaturfühler 16 ist am Austritt 21 des Kältemittels aus dem Kondensator 14 angeordnet und über eine Leitung 22 mit einem Regler 23 verbunden, dessen Ausgang mit einer StÖranzei-ge oder dgl. verbunden werden kann. Dieser erste Temperaturfühler 16 zeigt die Kondensationstemperatur tc des Kühlmittels an. The device 10 according to the invention for cooling an electrical control cabinet (not shown) is designed in the form of a compression refrigerator and has, in a closed circuit 11 through which a cooling medium flows, an evaporator 12, a compressor 13, a condenser or condenser 14 and an expansion valve 15. The compressor 13 is arranged between the evaporator 12 and the condenser 14 and the expansion valve 15 between the condenser 14 and the evaporator 12. A first temperature sensor 16 is arranged at the outlet 21 of the refrigerant from the condenser 14 and is connected via a line 22 to a controller 23, the output of which can be connected to a fault indicator or the like. This first temperature sensor 16 indicates the condensation temperature tc of the coolant.

Ein zweiter Temperaturfühler 17 ist im mit einem Filter 24 versehenen Luftansaugbereich 26 des Verdichters 13 angeordnet, der bzw. dessen nicht dargestellter Wärmetauscher, wie durch den Pfeil A gekennzeichnet ist, von der Umgebungsluft bestimmter Temperatur tu durchflössen, umströmt oder dgl. ist. Jedenfalls gibt der Kondensator 14 Wärme an die Umgebungsluft ab. Der zweite Temperaturfühler 17 dient zum Messen der Umge-bungs(luft)temperatur tu. A second temperature sensor 17 is arranged in the air intake area 26 of the compressor 13 provided with a filter 24, and the heat exchanger (not shown), as indicated by the arrow A, through which the ambient air of certain temperature flows, flows, or the like. In any case, the condenser 14 emits heat to the ambient air. The second temperature sensor 17 is used to measure the ambient (air) temperature tu.

Diese beiden Temperaturfühler 16 und 17 sind bei den nachstehend beschriebenen beiden Ausführungsbeispielen vorliegender Erfindung vorgesehen. Bei dem zu beschreibenden ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist zusätzlich ein dritter Temperaturfühler 18 in einem Luftansaugbereich 27 des Verdampfers 12 vorgesehen, der bzw. dessen nicht dargestellter Wärmetauscher, wie durch den Pfeil B gekennzeichnet ist, von der Innenluft des Schaltschrankes durchströmt oder umflossen oder dgl. ist. Jedenfalls nimmt der Verdampfer 12 aus der Schrankinnenluft Wärme auf, um die Schrank(innenluft)temperatur ts herabzusetzen bzw. auf einem bestimmten Wert zu halten. Dieser dritte Temperaturfühler 18 dient somit zum Messen der Schrank(innenluft)temperatur ts. Wie der zweite Temperaturfühler 17, der über eine Leitung 27 mit dem Regier 23 verbunden ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in strichpunktierter Weise dargestellt ist, der dritte Temperaturfühler 18 über die Leitung 29 mit dem Regler 23 verbunden. These two temperature sensors 16 and 17 are provided in the two exemplary embodiments of the present invention described below. In the first exemplary embodiment of the present invention to be described, a third temperature sensor 18 is additionally provided in an air intake region 27 of the evaporator 12, which, or its heat exchanger (not shown), as indicated by the arrow B, flows through or flows around the interior air of the control cabinet or the like. is. In any case, the evaporator 12 absorbs heat from the cabinet interior air in order to reduce the cabinet (interior air) temperature ts or to keep it at a certain value. This third temperature sensor 18 thus serves to measure the cabinet (internal air) temperature ts. Like the second temperature sensor 17, which is connected to the regulator 23 via a line 27, in the first exemplary embodiment, as shown in dash-dotted lines, the third temperature sensor 18 is connected to the controller 23 via the line 29.

Des weiteren ist bei beiden Ausführungsbeispielen ein vierter Temperaturfühler 19 vorgesehen, der die Kühlmitteltemperatur to am Austritt 31 des Verdampfers 12 misst und der über eine Leitung 32 mit dem Expansionsventil 15 verbunden ist. Furthermore, a fourth temperature sensor 19 is provided in both exemplary embodiments, which measures the coolant temperature to at the outlet 31 of the evaporator 12 and which is connected to the expansion valve 15 via a line 32.

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Fig. 2 zeigt ein räumliches Diagramm der gemäss einem ersten Ausfuhrungsbeispiel vorliegender Erfindung mittels der drei Temperaturfühler 16, 17, 18 gemessenen drei Temperaturen, nämlich Kondesa-tionstemperatur tc, Schranktemperatur ts und Umgebungstemperatur tu- in diesem räumlichen Koordinatensystem ist ein Kennfeld 36 eingezeichnet, das für eine bestimmte Kühleinrichtung 10 in einem bestimmten Schaitschrank bei neuem Luftfilter 24 charakteristisch ist. Aus diesem Kennfeld 36 lässt sich die Abhängigkeit der drei Temperaturen tc, ts, tu voneinander durch Aufstellen einer mathematischen Beziehung rechnerisch ermitteln. Aus einer derartigen mathematischen Beziehung lässt sich bei Vorgabe der Schranktemperatur ts und der Umgebungstemperatur tu die sich einsteifende Kondensationstemperatur tc berechnen. Verringert sich der Kühlluft- bzw. Umgebungsluftvolumenstrom infolge einer Verschmutzung des Luftfilters 24 im Wege der kühlenden Umgebungsluft, so stellt sich bei denselben Werten von ts und tu eine um den dem Verschmutzungsgrad proportionalen Betrag tc höhere Kondensationstemperatur fcv als die dem Kennfeld 36 entsprechende Temperatur tc ein. Mit Hilfe des elektronischen Heglers 23, der als Eingangsgrös-sen die Temperaturen ts, tu und tc sowie den zulässigen Regelwert a tc rechnerisch verarbeitet, wird als Ausgangsgrösse am Ausgang 25 des Reglers 23 ein Signal erzeugt, das die Notwendigkeit eines Filterwechsels anzeigt. Während das in Fig. 2 dargestellte Kennfeld 36 dasjenige ist, wie es bei neuem, d.h. unverschmutztem Filter 24 gemessen worden ist, würde ein entsprechendes Kennfeld mit maximal zulässig verschmutztem Luftfilter 24 um ein Mass a tc zum Kennfeld 36 im wesentlichen parallel verschoben sein. FIG. 2 shows a spatial diagram of the three temperatures measured according to a first exemplary embodiment of the present invention by means of the three temperature sensors 16, 17, 18, namely the condensing temperature tc, the cabinet temperature ts and the ambient temperature tu. In this spatial coordinate system, a map 36 is shown, which is characteristic for a specific cooling device 10 in a specific control cabinet with a new air filter 24. From this characteristic diagram 36, the dependency of the three temperatures tc, ts, tu on one another can be calculated by establishing a mathematical relationship. From such a mathematical relationship, the stiffening condensation temperature tc can be calculated by specifying the cabinet temperature ts and the ambient temperature tu. If the cooling air or ambient air volume flow decreases as a result of contamination of the air filter 24 in the way of the cooling ambient air, a condensation temperature fcv higher than the temperature tc corresponding to the characteristic diagram 36 is obtained for the same values of ts and tu by the amount tc proportional to the degree of contamination . With the help of the electronic regulator 23, which processes the temperatures ts, tu and tc and the permissible control value a tc as input variables, a signal is generated as an output variable at the output 25 of the regulator 23, which indicates the need for a filter change. While the map 36 shown in Fig. 2 is the one as it is new, i.e. If the contaminated filter 24 has been measured, a corresponding map with the maximum admissible contaminated air filter 24 would be shifted by a dimension a tc to the map 36 essentially parallel.

Gemäss dem in Fig. 3B dargestellten zweiten Aus-führungsbeispiet vorliegender Erfindung ergibt sich eine Vereinfachung des Reglers 23 und auch der Kühleinrichtung 10 dadurch, dass nur die Kondensationstemperatur tc und die Umgebungstemperatur tu gemessen werden, während die Schranktemperatur ts als Parameterwert vorgegeben wird. In Fig. SB ist sowohl bei einer maximal zulässigen Schranktemperatur tst von bpsw. 50°C als auch bei einer minimalen Schranktemperatur tS2 von bspw. 20°C die Abhängigkeit der Kondensationstemperatur fc von der Umgebungstemperatur tu bei einer bestimmten Kühleinrichtung 10 aufgezeichnet. Diese Darstellung ist für die jeweils als Isotherme zu betrachtende Schranktemperatur aus der räumlichen Darstellung der Fig. 2 zu entnehmen. Die mit «1 » und «2» gekennzeichneten Punkte bspw. sind in den Fig. 2 und 3B vergleichbar. According to the second exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 3B, the controller 23 and also the cooling device 10 are simplified in that only the condensation temperature tc and the ambient temperature tu are measured, while the cabinet temperature ts is specified as a parameter value. In Fig. SB both at a maximum permissible cabinet temperature tst of bpsw. 50 ° C and at a minimum cabinet temperature tS2 of, for example, 20 ° C, the dependence of the condensation temperature fc on the ambient temperature tu for a specific cooling device 10 is recorded. This representation can be gathered from the spatial representation of FIG. 2 for the cabinet temperature to be considered as isotherms. The points marked "1" and "2", for example, are comparable in FIGS. 2 and 3B.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Darstellung gemäss Fig. 3A zwar in einem etwas anderen Massstab jedoch ebenfalls die Abhängigkeit der Kondensationstemperatur tc von der Umgebungstemperatur tu bei drei Isothermen ts darstellt, anhand welcher Darstellung die Nachteile des Standes der Technik geschildert sind, bei welchen neben der Kondensationstemperatur tc nur die Schranktemperatur ts gemessen wird, wobei keine entsprechende Verknüpfung stattfindet, sondern nur Grenzwerte für jede Temperatur vorgegeben sind. At this point it should be mentioned that the illustration according to FIG. 3A, although on a slightly different scale, also shows the dependence of the condensation temperature tc on the ambient temperature tu for three isotherms ts, on the basis of which illustration the disadvantages of the prior art are described, in which in addition to the condensation temperature tc, only the cabinet temperature ts is measured, with no corresponding linking taking place, but only limit values for each temperature being specified.

Gemäss dem zweiten Ausführungsbeipiel vorliegender Erfindung wird nun innerhalb dieses Bereiches zwischen den beiden Isothermen als Grenzwerte für die Schranktemperatur eine Kennlinie 37 als Funktion der Kondensationstemperatur tc von der Umgebungstemperatur tu ausgewählt, die eine Gerade G ist und die die Schranktemperatur ts in Form eines Faktors a und in Form eines Summanden b in ihrer Gleichung berücksichtigt. Dabei ist die eine Annäherung an die zu berücksichtigenden unterschiedlichen Schranktemperaturen ts darstellende Kennlinie 37 von einem Schnittpunkt «1» aus, der dem Schnittpunkt zwischen maximaler Schranktemperatur tsi und minimaler Kondensations- und Umgebungstemperatur toi bzw, tut darstellt, zu einem Punkt «2» gezogen, der den Schnittpunkt zwischen minimaler Schranktemperatur ts2 und maximaler Kon-densationstemperatur tC2 und Umgebungstemperatur tU2 darstellt. Daraus ergibt sich insoweit eine gewisse Sicherheit, als bei hoher Schranktemperatur tui eine geringere Filterverschmutzung und damit geringerer Anstieg der Kondensationstemperatur tc zugelassen wird, da in diesem Bereich die Kühleinrichtung 10 ohnehin weniger leistet. Andererseits wird im anderen Schnittpunkt, d.h. bei geringer Schranktemperatur ts eine höhere Filterverschmutzung und damit ein grösserer Kondensationstemperaturanstieg a tc zugelassen. According to the second exemplary embodiment of the present invention, a characteristic curve 37 as a function of the condensation temperature tc from the ambient temperature tu is selected within this range between the two isotherms as limit values for the cabinet temperature, which is a straight line G and which shows the cabinet temperature ts in the form of a factor a and in the form of an addend b in their equation. The characteristic curve 37, which approximates the different cabinet temperatures ts to be taken into account, is drawn from a point of intersection “1”, which represents the point of intersection between the maximum cabinet temperature tsi and the minimum condensation and ambient temperature toi or, does, to a point “2”, which represents the intersection between the minimum cabinet temperature ts2 and the maximum condensing temperature tC2 and the ambient temperature tU2. This results in a certain degree of certainty that, with a high cabinet temperature tui, less filter contamination and thus less rise in the condensation temperature tc is permitted, since the cooling device 10 performs less in this area anyway. On the other hand, in the other intersection, i.e. with a low cabinet temperature ts, higher filter contamination and thus a larger rise in condensation temperature a tc is permitted.

Die in ausgezogener Linie in Fig. 3B dargestellte Kennlinie 37 ist eine von einer Vielzahl von entsprechend gewählten Kennlinien von in Schaltschränken gleicher Bauart eingebauten Kühleinrichtungen 10 unterschiedlicher Leistung und ist so ausgelegt, dass sie hier als Durchschnittskennlinie der gestrichelt eingezeichneten weiteren Kennlinien 37', 37" usw. angesehen werden kann. Diese Kennlinie 37 besitzt ebenso wie die Kennlinien 37', 37" die folgende Gleichung: 3B is one of a large number of correspondingly selected characteristic curves of cooling devices 10 of different power installed in control cabinets of the same type and is designed such that it is the average characteristic curve of the further characteristic curves 37 ', 37 "shown in dashed lines. etc. Like the curves 37 ', 37 ", this curve 37 has the following equation:

fc - a tu - b = 0, fc - a tu - b = 0,

wobei der Faktor a und der Summand b bei diesen Kennlinien jeweils unterschiedlich ist. Wie bereits zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erwähnt, gelten diese Kennlinien 37', 37" usw. und damit die gewählte Durchschnitts-Kennlinie 37 bei in Schaltschränken eingebauten Kühleinrichtungen 10 mit neuem, also unverschmutztem Filter 24, Infolge einer Verschmutzung des Filters 24 kann die Kennlinie 37 um den dem Verschmutzungsgrad proportionalen Betrag a tc, also um den Betrag der zulässigen Kondensationstemperatur Erhöhung parallel verschoben werden. Gemäss der in Fig. 3B in strichpunktierten Linien dargestellten ausgewählten Regelkennlinie 38 erhält diese zusätzlich zur Parallelverschiebung eine Neigung in Richtung zu den höheren Werten von Kondensations- und Umgebungstemperatur, so dass sich die Parameter bzw. Faktoren und Summanden a und b entsprechend ändern. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich where the factor a and the summand b are different for these characteristics. As already mentioned for the exemplary embodiment in FIG. 2, these characteristic curves 37 ′, 37 ″, etc., and thus the selected average characteristic curve 37 apply to cooling devices 10 installed in control cabinets with a new, thus uncontaminated filter 24 Characteristic curve 37 can be shifted in parallel by the amount a tc proportional to the degree of contamination, that is to say by the amount of the permissible condensation temperature increase.According to the selected characteristic curve 38 shown in dash-dotted lines in FIG Condensation and ambient temperature, so that the parameters or factors and summands a and b change accordingly

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damit als Bedingung für die maximal zulässige Kondensationstemperaturerhöhung thus as a condition for the maximum permissible increase in condensation temperature

Ato>to-a- tu-b Ato> to-a-tu-b

Somit ist im Bereich höherer Kondensations- und Umgebungstemperaturen eine geringere Kondensationstemperaturzunahme A fc zugelassen als im Bereich niedrigerer Kondensations- und Umgebungstemperaturen. Thus, a lower increase in condensation temperature A fc is permitted in the area of higher condensation and ambient temperatures than in the area of lower condensation and ambient temperatures.

Fig. 4 zeigt für das zweite Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung eine Ausführung des Reglers 23. Die beiden Temperaturfühler 16 und 17, die mit ihrem einen Eingang an einer Speisespannung und mit ihrem anderen Eingang an Masse liegen, sind mit ihrem Ausgang 41,41'jeweils mit einem Operationsverstärker 42 bzw. 43 verbunden. Während der Operationsverstärker 42 eine bestimmte, bspw. zehnfache Verstärkung des Spannungssignals Ute ergibt, ist der Operationsverstärker 43 eingangsseitig mit einem Spannungsteiler 44 versehen, so dass das Eingangssignal Utu um einen anderen Betrag als das Signal Ute vom ersten Temperaturfühler 16 verstärkt ist. Ausserdem sind beim Operationsverstärker 43 gegenüber dem Operationsverstärker 42 die Eingänge vertauscht, so dass das Ausgangssignal U'tu am Operationsverstärker 43 invertiert ist. Auf der Summenleitung 46 ergibt sich somit ein Summensignal bzw. Summenspannung, die der Temperaturdifferenz (te - a tu) : 2 entspricht. Dieses Differenzsignal wird über einen weiteren Operationsverstärker 47 einem vierten Operationsverstärker 48 zugeführt, an dessen Inversionseingang ferner von einer Spannungsteilerschaltung 49 ein fester Spannungswert zugeführt wird, der dem gewählten Faktor bzw. Summand (b + A tc) : 2 proportional ist. Durch die Differenzbildung am vierten Operationsverstärker 48 ergibt sich an dessen Ausgang 51 ein Signal Q, das folgender Gleichung genügt: 4 shows an embodiment of the controller 23 for the second exemplary embodiment of the present invention. The two temperature sensors 16 and 17, which are connected to a supply voltage with their one input and to ground with their other input, are each connected with their output 41, 41 ' an operational amplifier 42 or 43 connected. While the operational amplifier 42 results in a specific, for example ten-fold gain of the voltage signal Ute, the operational amplifier 43 is provided on the input side with a voltage divider 44, so that the input signal Utu is amplified by a different amount than the signal Ute from the first temperature sensor 16. In addition, the inputs of the operational amplifier 43 are interchanged with the operational amplifier 42, so that the output signal U'tu on the operational amplifier 43 is inverted. A summation signal or summation voltage thus results on the summation line 46, which corresponds to the temperature difference (te - a tu): 2. This difference signal is fed via a further operational amplifier 47 to a fourth operational amplifier 48, at the inversion input of which a fixed voltage value, which is proportional to the selected factor or summand (b + A tc): 2, is also supplied by a voltage divider circuit 49. The difference formation at the fourth operational amplifier 48 results in a signal Q at its output 51, which satisfies the following equation:

Q = tc — a • tu — b—tc- Q = tc - a • tu - b — tc-

Ist dieses Signal kleiner Null, ist die maximal zulässige Luftfilterverschmutzung noch nicht gegeben, ist dagegen dieses Signal grösser Null, so erfolgt am Ausgang 51 des Reglers 23 ein Signal, das anzeigt, dass das Luftfilter 24 unzulässig hoch verschmutzt ist und es deshalb ausgetauscht oder gereinigt werden muss. If this signal is less than zero, the maximum permissible air filter contamination is not yet given, but if this signal is greater than zero, a signal is output at the output 51 of the controller 23, which indicates that the air filter 24 is contaminated to an unacceptably high degree and is therefore replaced or cleaned must become.

Claims

1. Device for cooling electrical switchgear cabinets, with evaporators, compressors and condensers through which a refrigerant flows, in a closed circuit, of which the evaporator is connected to the interior of the switchgear cabinet and of which ambient air is supplied to the condenser via an air filter, with a first Temperature sensor at the refrigerant outlet of the condenser and with a second temperature sensor, characterized in that the second temperature sensor (17) in the suction area (26)

the ambient air for the condenser (14) is arranged and that the condenser temperature value (tc) from the first temperature sensor (16) and the ambient temperature value (tu) from the second temperature sensor (17) are processed together with a cabinet temperature value or a cabinet temperature variable (ts).

2. Device according to claim 1, characterized in that the cabinet temperature (ts) is measured with the aid of a third temperature sensor (18),

3. device according to claim 1, characterized in that the cabinet temperature (tg) to be taken into account is specified as a parameter-like variable.

4. Device according to claim 3, characterized in that the parameter-like size of the cabinet temperature (ts) to be taken into account is derived from a temperature range which lies between the characteristic curves tc = f (tu) for an upper and lower constant limit value of the cabinet temperature (ts) .

5. Device according to claim 4, characterized in that the size of the cabinet temperature (ts) to be taken into account is given by a control characteristic (38) which, from an intersection (1), the minimum condensation temperature (t0) and the ambient temperature (tu) with the maximum permissible cabinet temperature (ts) to an intersection (2) maximum permissible condensation temperature (tc) and ambient temperature (tu) with minimum cabinet temperature (ts) and through tc-a-tu-b = 0

given is.

6. Device according to claim 5, characterized in that the parameters (a, b) of the control characteristic (38) from the average control characteristic (37) of all the control characteristics (37 ', 37 "...) determined for different cooling devices (10) including an allowable excess temperature A tc are formed.

7. Device according to claim 6, characterized in that the permissible excess temperature A tc in the area of higher ambient temperature tu is smaller than in the area of lower ambient temperature tu.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

5