DE10146385A1

DE10146385A1 - Anordnung und Verfahren zur Bestimmung eines Austauschkriteriums für ein Luftfilter

Info

Publication number: DE10146385A1
Application number: DE2001146385
Authority: DE
Inventors: Holger Krueger; Raimund Roeske
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-17
Also published as: WO2003028421A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Austauschkriteriums für ein Luftfilter (LF), das im Bereich der einströmenden Luft einer mit einem Lüfter (LT) gekühlten Baugruppe (BG) angeordnet ist. DOLLAR A Dabei ist im Bereich der ausströmenden und einströmenden Luft wenigstens je ein Temperatursensor (TSa, TSe) vorgesehen. Die Ausgänge der Temperatursensoren (TSa, TSe) sind mit Eingängen einer Auswerteschaltung verbunden, welche die Temperaturdifferenz zwischen einströmender und ausströmender Luft bestimmt und in Abhängigkeit von einem Schwellwert ein Warnsignal abgibt.

Description

Anordnung und Verfahren zur Bestimmung eines Austauschkriteriums für ein Luftfilter.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren nach den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 bzw. 3.
In neu entwickelten Systemen der Kommunikations- und Datentechnik nehmen die Verlustleistungen und die Verlustleistungsdichten auf Baugruppen durch Miniaturisierung und höhere Taktraten ständig zu.
Um die Verlustleistung abzuführen, ist deshalb häufig eine Kühlung der Baugruppen mittels Lüfter nötig. Um die empfindliche Elektronik gegen Schmutz- und Staubpartikel zu schützen, ist gleichzeitig ein Luft- oder Staubfilter erforderlich.
Dieser Luftfilter setzt sich in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen mehr und mehr zu, wodurch die Kühlung beeinträchtigt wird.
Um eine sichere Arbeitsweise der durch Lüfter gekühlten und mit Luftfilter versehen Baugruppen zu gewährleisten, wurden deshalb die Filter bisher in zyklischen Abständen getauscht, unabhängig von ihrem tatsächlichen Verschmutzungszustand.
Dies ist jedoch insofern von Nachteil, als hohe Wartungskosten entstehen und auch wenig verschmutzte Luftfilter getauscht werden, was unökonomisch ist.

Aus der Japanischen Patentanmeldung JP 08152242 A ist eine Temperatursensor-Anordnung bekannt, die beim Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Sollwertes der Temperatur ein Signal zum Austausch des Luftfilters abgibt.

Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei Einsatz des Gerätes unter verschiedenen Klimabedingungen oder bei schwankenden Umgebungstemperaturen kein zuverlässiges Kriterium für den Tausch der Filter zur Verfügung steht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein sicheres Kriterium für den Austausch der Luftfilter einer gekühlten Baugruppe zu finden, an Hand dessen die Luftdurchlässigkeit bzw. umgekehrt der Verschmutzungsgrad des Luftfilters genauer bestimmt werden kann.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 3 aufgeführten Anordnungs- und Verfahrensmerkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein sicheres und ökonomisch sinnvolles Kriterium für den Tausch der Luftfilter von Baugruppen unabhängig von klimatischen Bedingungen, wechselnden Umgebungstemperaturen, Alterungserscheinungen und Vorwärmzeiten zur Verfügung steht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung einer Baugruppe BG mit einem Luftfilter LF, einem Lüfter LT und zwei Temperatursensoren (TSe, TSa).
Fig. 2 zeigt einen Baugruppenträger BGT für mehrere Baugruppen BG, einem Luftfilter LF und einem Lüfter LT.
Fig. 1 zeigt die schematische Ansicht einer Flachbaugruppe in einem nicht dargestellten Gehäuse oder Baugruppenträger.
Sie besitzt am Lufteintrittsbereich ein Luftfilter LF und einen Temperatursensor TSe. Der Lufteintrittsbereich ist im dargestellten Beispiel an der Unterseite der Baugruppe, kann sich aber auch anderswo befinden, z. B. seitlich. Der Temperatursensor TSe im Lufteintrittsbereich kann sowohl vor, als auch nach dem Luftfilter angeordnet sein.
Die Baugruppe besitzt am Luftaustrittsbereich einen weiteren Temperatursensor TSa, sowie einen Lüfter LT. Der Lüfter muß sich nicht am Luftaustrittsbereich (saugender Betrieb) befinden, er kann auch am Lufteintrittsbereich (hineinblasender Betrieb) oder außerhalb angebracht sein. Auch muß der Luftaustrittsbereich nicht oben sein, sondern kann sich an anderer Stelle befinden, z. B. seitlich.
Die Temperatur der einströmenden und ausströmenden Luft wird mittels der Temperatursensoren TSe und TSa gemessen. Die zugehörigen Temperatursignale werden einer nicht dargestellten Auswerteschaltung zugeführt, die die Temperaturdifferenz bestimmt.
Im normalen Betrieb besteht naturgemäß ein bestimmter Temperaturunterschied zwischen ein- und ausströmender Luft, z. B. 1° bis 5° Celsius, je nach Wärmeabgabe, Luftdurchsatz und Verschmutzungsgrad des Filters. Setzt sich nun im Laufe des Betriebes das Luftfilter zu, kommt nicht mehr genügend Kühlluft in das Gerät und die Temperatur im Bereich der ausströmenden Luft nimmt zu, z. B. 6° bis 10° Celsius. Das heißt, die Temperaturdifferenz nimmt ebenfalls zu. Bei Überschreiten eines Schwellwertes (z. B. 5° Celsius) wird von der Auswerteschaltung ein Warnsignal zum Wechseln des Luftfilters gegeben.
Dadurch, dass die Temperaturdifferenz ausgewertet wird, arbeitet die Schaltung unabhängig von der absoluten Umgebungstemperatur.
Um sicherzustellen, dass im Falle von stark erhöhten Umgebungstemperaturen o. ä. keine Probleme auftreten, kann zusätzlich die absolute Temperatur mit überwacht werden und bei Überschreiten einer maximal zulässigen Temperatur ein Alarmsignal gegeben werden.
Die Signalisierung der Alarmzustände kann vorteilhaft über eine Steuerungs-Hard- oder Software der Baugruppe mit angezeigt werden.
Figure 2 zeigt ein Beispiel, bei dem ein oder mehrere Baugruppen BG in einem Baugruppenträger BGT angeordnet sind. Im unteren Bereich des Baugruppenträgers befindet sich der Bereich der einströmenden Luft mit dem Luftfilter. Dieser muß sich nicht unten befinden, sondern kann auch an anderer Stelle angeordnet sein.
Im oberen Bereich des Baugruppenträgers befindet sich der Bereich der ausströmenden Luft mit dem Lüfter. Auch dieser muß sich nicht oben befinden, sondern kann an anderer Stelle angeordnet sein, bevorzugt aber an einer dem Luftfilter gegenüberliegenden Stelle.
Im mittleren Bereich des Baugruppenträgers sind die Baugruppen angeordnet.
Die Temperatursensoren für den einströmenden und ausströmenden Bereich können sich sowohl auf dem Baugruppenträger als auch auf einer oder mehreren Baugruppen befinden. Die Auswertungsschaltung kann auf den Baugruppen, im Baugruppenträger oder außerhalb aufgebaut sein.
Wird diese Temperaturüberwachung in Elementen für Verkehrssysteme, Nachrichten- oder Datennetze eingesetzt, wie zum Beispiel Netzelemente (Crossconnects, Add/Drop-Multiplexer, Terminal-Multiplexer, DWDM-(DE)-Multiplexer) oder Router, kann die Weiterleitung der Warnsignale vorteilhaft über Steuer-, Overheadsignale oder die Payload der Transportnetze erfolgen.
Auch eine Weiterbildung dieses Verfahrens mit einer Lüfterregelung ist denkbar. Dabei wird der Lüfter so geregelt, das immer der Schwellwert der Temperaturdifferenz bzw. maximal zulässigen Temperatur unterschritten wird. Kann dies nicht mehr erreicht werden, was bedeutet, dass der Lüfter voll ausgesteuert ist, so wird ein Warnsignal zum Wechseln des Luftfilters abgegeben.

Claims

1. Anordnung zur Bestimmung wenigstens eines Austauschkriteriums für ein Luftfilter (LF), das im Bereich der einströmenden Luft einer mit einem Lüfter (LT) gekühlten Baugruppe (BG) angeordnet ist, bei der im Bereich der ausströmenden Luft wenigstens ein Temperatursensor (TSa) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der einströmenden Luft wenigstens ein weiterer Temperatursensor (TSe) angeordnet ist und
daß die Ausgänge der Temperatursensoren (TSa, TSe) mit Eingängen einer Auswerteschaltung verbunden sind, die die Temperaturdifferenz zwischen einströmender und ausströmender Luft bestimmt und in Abhängigkeit von einem Schwellwert ein Warnsignal abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß die Baugruppe (BG) in einem Baugruppenträger (BGT) angeordnet ist, der eine oder mehrere Baugruppen (BG) enthalten kann und
daß die Temperatursensoren (TSe, TSa) auf dem Baugruppenträger (BGT) und/oder auf wenigstens einer Baugruppe (BG) angeordnet sind.

3. Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Austauschkriteriums für ein Luftfilter (LF), das im Bereich der einströmenden Luft einer mit einem Lüfter (LT) gekühlten Baugruppe (BG) angeordnet ist, bei der im Bereich der ausströmenden Luft wenigstens eine Temperaturmessung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der einströmenden Luft wenigstens eine weitere Temperaturmessung durchgeführt wird,
daß aus den bei ausströmender und einströmender Luft gemessenen Temperaturen ein Differenzwert gebildet wird und
daß dieser Differenzwert mit einem Schwellwert verglichen wird und bei Überschreiten dieses Schwellwertes ein Warnsignal abgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lüfter (LT) einen Regler umfasst, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Auswerteschaltung den Lüfter (LT) derart steuert, daß die Temperaturdifferenz unter dem vorgegebenen Sollwert bleibt und
daß bei andauerndem Überschreiten des Sollwertes ein Warnsignal abgegeben wird.