DE102008051199A1 - Verfahren und Anordnung zur Lüfteransteuerung - Google Patents

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Abstract

Das Verfahren dient zur Ansteuerung von mehreren Lüftern (2) eines in der Kälte-, Klima- oder Verfahrenstechnik einsetzbaren Wärmetauschers. Die Lüfter (2) bilden mehrere Lüftergruppen (5) und jede Lüftergruppe (5) wird wahlweise mittels einer Konstanteinspeisung (14) oder mittels einer Variationseinspeisung (15) an eine elektrische Energieversorgung (7) angeschlossen. Die Lüftergruppe (5) wird bei der Konstanteinspeisung (14) mit konstanter Lüfterdrehzahl und bei der Variationseinspeisung (15) mit veränderbarer Lüfterdrehzahl betrieben. Eine Leistungskenngröße (I), die einen aktuellen Gesamtleistungsbedarf aller mittels der Variationseinspeisung (15) gespeisten Lüftergruppen (5) angibt, wird erfasst. Mindestens eine der aktuell mittels der Variationseinspeisung (15) gespeisten Lüftergruppen (5) wird auf die Konstanteinspeisung (14) umgeschaltet, wenn die Leistungskenngröße (I) einen Grenzwert (Imax) überschreitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von mehreren Lüftern eines in der Kälte-, Klima- oder Verfahrenstechnik einsetzbaren Wärmetauschers. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
  • In der Kälte-, Klima- oder Verfahrenstechnik werden thermische Prozesse gezielt dazu eingesetzt, um eine Kühlung oder eine Erwärmung in einem bestimmen Bereich herbeizuführen. Ein Beispiel hierfür ist der Kälteprozess, der sich seinerseits aus verschiedenen Teilprozessen zusammensetzt. Zur Realisierung dieser Teilprozesse sind spezifische Anlagenkomponenten vorgesehen. Ein Teilprozess besteht z. B. darin, Wärme von einem Kühlmedium abzuführen oder einem Wärmemedium zuzuführen. Hierbei kommen Wärmetauscher zum Einsatz, die in ihrer luftgeführten Ausgestaltung Lüfter umfassen, mittels derer Umgebungsluft auf ein das Kühl- bzw. Wärmemedium führendes Rohrsystem geleitet wird. Die Leistungsfähigkeit eines solchen Wärmetauschers kann mittels der Lüfterdrehzahl in gewissen Grenzen eingestellt werden.
  • Zur Drehzahleinstellung kommen beispielsweise Frequenzumrichter oder Spannungssteller zum Einsatz. Dabei steuert der Frequenzumrichter oder der Spannungssteller sämtliche Lüfter an, die innerhalb des betreffenden Wärmetauschers vorgesehen sind. Bislang wird der Frequenzumrichter bzw. der Spannungssteller auf den Betriebszustand mit der maximalen Leistungsaufnahme, also auf den Zustand, bei dem alle Lüfter mit maximaler Drehzahl betrieben werden, ausgelegt. Dies ist mit einem nicht unbeträchtlichen Aufwand verbunden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs bezeichneten Art so anzugeben, dass sie mit möglichst geringerem Aufwand realisiert werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angegeben. Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Anordnung gemäß Anspruch 10 gelöst. Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass für die jeweilige Lüftergruppe jeweils zwei Pfade zum Anschluss an die elektrische Energieversorgung, insbesondere also an das öffentliche Netz zur Versorgung mit elektrischer Energie, vorgesehen werden. Zum einen gibt es im Rahmen der Konstanteinspeisung einen unmittelbaren bzw. direkten Anschluss der Lüftergruppe und damit der Lüfter bzw. deren Motoren an die elektrische Energieversorgung. Bei dieser Konstanteinspeisung ist nur ein Betrieb mit konstanter Lüfterdrehzahl vorgesehen. Zum anderen kann der Anschluss an die elektrische Energieversorgung aber auch über eine Variationseinspeisung vorgenommen werden, so dass sich die Drehzahl der Lüfter dieser Lüftergruppe verändern lässt. Die Art der Einspeisung kann für jede Lüftergruppe unabhängig von den anderen Lüftergruppen vorgegeben werden.
  • Weiterhin wird der aktuelle Gesamtleistungsbedarf aller mittels der Variationseinspeisung betriebenen Lüftergruppen laufend ermittelt und ausgewertet. Liegt die so erfasste Leistungskenngröße über einem Grenzwert, erfolgt eine automatische Umschaltung einer Lüftergruppe von der Variationseinspeisung auf die Konstanteinspeisung. Dadurch sinkt die Leistungsanforderung an die Variationseinspeisung. Diese Umschaltung auf Konstanteinspeisung kann sukzessive solange weiter erfolgen, bis nur noch eine der Lüftergruppen mittels Variationseinspeisung betrieben wird oder im Extremfall sogar alle Lüftergruppen unmittelbar an die elektrische Energieversorgung angeschlossen werden, also mittels Konstanteinspeisung betrieben werden.
  • Dadurch wird erreicht, dass die maßgebliche Einheit der Variationseinspeisung, also z. B. ein Frequenzumrichter oder ein Spannungssteller, nur für eine reduzierte und auch vorgebbare Leistungs- oder Stromobergrenze auszulegen ist. Die Auslegung erfolgt nur noch für einen Anteil der insgesamt installierten Lüfterleistung. Dadurch sinken der Aufwand und vor allem auch die Kosten für diese Einheit erheblich.
  • Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäß vorgesehene Doppeleinspeisung Vorteile bei Reparatur und Wartung. So können alle Lüfter weiter über die Konstanteinspeisung betrieben werden, wenn in der Variationseinspeisung ein Defekt vorliegt. Zu Reparaturzwecken muss dann die Anlage nicht komplett stillgelegt werden, da ein (Not-)Betrieb über die Konstanteinspeisung weiterhin möglich ist. Gleichfalls können Lüfter oder Lüftergruppen bei einem Störfall oder zu Wartungszwecken einzeln abgeschaltet werden, wohingegen die übrigen Lüfter bzw. Lüftergruppen weiter betrieben werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
  • Günstig ist es, möglichst viele der Lüftergruppen mittels der Variationseinspeisung zu betreiben. Dadurch wird sichergestellt, dass das Verfahren zum einen unterhalb des vorgegebenen (Leistungs-)Grenzwerts, aber trotzdem bei größtmöglicher Lüftungsleistung durchgeführt wird.
  • Günstig ist es außerdem, wenn eine Drehrichtung aller oder zumindest einzelner Lüfter umgekehrt wird. Ein derartiges, insbesondere langsames, Rückwärtsdrehen der Lüfter führt vorzugsweise bei Flachwärmetauschern zu einer Reduzierung der Konvektionswärme. Vorzugsweise ist eine maximale Drehzahl der Lüfter in dieser Rückwärtsdrehrichtung kleiner als in einer Vorwärtsdrehrichtung. Mittels des Rückwärtsdrehens lässt sich zumindest in gewissem Umfang eine Umkehr der ansonsten eigentlich vorgesehenen Wirkung, insbesondere der Kühlwirkung, erzielen. Es wird dann also vorzugsweise keine Wärme aus dem Kühlkreislauf abgeführt, sondern dafür gesorgt, dass die Wärme innerhalb des Systems bleibt. Außerdem kann der Lüfter mittels des Rückwärtsdrehens gereinigt werden.
  • Vorteilhafterweise kann diese Drehrichtungsumkehr auch unabhängig von der weiter oben beschriebenen Doppeleinspeisung mittels der Konstant- und Variationseinspeisung vorgesehen sein. Die genannten Vorteile des Rückwärtsdrehens kommen auch bei einem konventionellen Ansteuerungsverfahren bzw. einer konventionellen Ansteuerungsanordnung mit einer Einfacheinspeisung zur Geltung. Die Möglichkeit zur Richtungsumkehr kann also insbesondere auch in eine bekannte Ansteuer- oder Regelungseinheit, wie z. B. einen Frequenzumrichter oder einen Spannungssteller, integriert werden.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines mehrere Lüfter umfassenden und zu einer Klimaanlage gehörenden Verflüssigers mit einer Ansteuerung der Lüfter,
  • 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels für die Ansteuerung von Lüftern mittels einer Doppeleinspeisung zum wahlweisen Direktbetrieb oder Umrichterbetrieb der Lüfter, und
  • 3 ein Diagramm mit einer Kennlinie einer normierten Stromaufnahme der Lüfter gemäß 2 aufgetragen über einer normierten Drehzahl der Lüfter.
  • Einander entsprechende Teile sind in den 1 bis 3 mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verflüssigers 1 mit mehreren Lüftern 2 dargestellt. Beim Ausführungsbeispiel sind sechs Lüfter 2 vorgesehen. Der Verflüssiger 1 ist Bestandteil einer nicht näher dargestellten Klimaanlage. Er umfasst außerdem einen ebenfalls nicht näher gezeigten Wärmetauscher, mittels dessen ein in einem Rohrsystem geführtes Kühlmedium von seinem gasförmigen Phasenzustand in den flüssigen Phasenzustand überführt wird. Von diesem Rohrsystem sind in der schematischen Darstellung gemäß 1 eine Zuleitung 3 und eine Ableitung 4 angedeutet.
  • Die Lüfter 2 sind zu insgesamt drei Lüftergruppen 5 mit jeweils zwei Lüftern 2 zusammengefasst. Die Lüfter 2 einer Lüftergruppe 5 werden jeweils gemeinsam angesteuert.
  • Die Ansteuerung aller Lüftergruppen 5 erfolgt über einen gemeinsamen Frequenzumrichter 6, der einen Anschluss der Lüfter 2 an die elektrische Netzversorgung 7 herstellt. Die Netzversorgung 7 ist dreiphasig. Sie hat drei elektrische Phasen L1, L2, und L3. Grundsätzlich wäre aber auch eine andere elektrische Energieversorgung, beispielsweise eine einphasige Versorgung, möglich.
  • Der Frequenzumrichter 6 setzt die Netzfrequenz, deren Wert typischerweise bei 50 Hz oder 60 Hz liegt, in eine andere Frequenz, nämlich die Ausgangsfrequenz f um, mittels derer die Lüfter 5 angesteuert und auf eine dementsprechende Drehzahl gebracht werden. Die im Frequenzumrichter 6 hervorgerufene Frequenzänderung bewirkt also bei den Lüftern 2 eine Veränderung der Lüfterdrehzahl. Dadurch lässt sich die Lüfterleistung steuern. Die durch die Lüfter 2 hervorgerufene Luftzufuhr ist innerhalb gewisser Grenzen zu verändern.
  • Um die eingestellte Luftzufuhr an den aktuellen Bedarf anzupassen, ist ein Regelkreis vorgesehen. Zunächst wird eine Messgröße erfasst. Dazu ist die Zuleitung 3, mittels der das Kühlmedium im gasförmigen Zustand dem Verflüssiger 1 zugeführt wird, mit einem Sensor 8 in Gestalt eines Messumformers für einen Verflüssigungsdruck PC versehen. Alternativ kann der Verflüssigungsdruck PC auch in der Ableitung 4 gemessen werden. Der Sensor 8 ist ein Drucksensor. Er liefert ein Messsignal des Verflüssigungsdrucks PC als Ist-Wert der Regelung an eine Vergleichseinheit 9, innerhalb derer eine Differenz zwischen diesem Ist-Wert und einem (vorgebbaren) Soll-Wert PC * ermittelt wird. Diese so bestimmte Regeldifferenz wird einem Regler 10 zugeführt, der im Ausführungsbeispiel als Proportionalregler mit Hysterese ausgebildet ist. Der Regler 10 liefert in Abhängigkeit der eingangsseitigen Regeldifferenz ausgangsseitig ein Steuersignal S an den Frequenzumrichter 6.
  • Anstelle des Verflüssigungsdrucks PC können auch andere Messgrößen zur Regelung herangezogen werden. Beispiele für Alternativen sind eine Temperatur des flüssigen Kühlmediums in der Ableitung 4, eine Temperatur innerhalb eines nicht näher gezeigten Sekundärkühlkreises und eine Temperatur, die an einem anderen Verflüssiger oder anderen Wärmetäuscher ermittelt wird. Selbstverständlich kann die Regelung auch auf mehrere dieser genannten Messgrößen gestützt werden.
  • Der Frequenzumrichter 6 setzt die Netzfrequenz anhand des Steuersignals S in die Ausgangsfrequenz f um, mittels derer die Lüfter 2 angesteuert werden. Ergibt die Auswertung im Regler 10, dass eine höhere Lüfterleistung benötigt wird, um den gewünschten Verflüssigungsdruck PC zu gewährleisten, bewirkt das Steuersignal S am Ausgang des Frequenzrichters 6 eine höhere Ausgangsfrequenz f für die Speisung der Lüfter 2.
  • Die Lüftergruppen 5 können jeweils getrennt und unabhängig voneinander mittels Schalteinheiten 11 zu- oder abgeschaltet werden. Der Frequenzumrichter 6 speist bei zugeschalteten Schalteinheiten 11 alle Lüftergruppen 5. Letztere sind parallel an den Ausgang des Frequenzumrichters 6 angeschlossen.
  • In 2 ist eine besonders günstige Ausgestaltung der Ansteuerung der Lüfter 2 dargestellt. Die Lüfter 2 umfassen jeweils einen elektrischen Antriebsmotor 12 sowie das eigentliche Lüfterrad 13, das von dem Antriebsmotor 12 in eine Drehbewegung versetzt wird. Das in 2 gezeigte Aus führungsbeispiel umfasst mehrere Lüftergruppen 5 mit jeweils nur einem einzigen Lüfter 2. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich können die Lüftergruppen auch zwei Lüfter 2 oder eine noch größere Anzahl an Lüftern 2 umfassen. In 2 sind beispielhaft und ebenfalls nicht einschränkend vier Lüftergruppen 5 dargestellt.
  • Jede der Lüftergruppen 5 ist mittels einer Konstanteinspeisung 14 und mittels einer Variationseinspeisung 15 an die Netzversorgung 7 anschließbar. Über die Konstanteinspeisung 14 erfolgt dieser Anschluss unmittelbar oder direkt, über die Variationseinspeisung 15 dagegen mittelbar. Der Pfade der Konstanteinspeisung 14 und der Pfad der Variationseinspeisung 15 sind parallel geschaltet. Sie können wahlweise, aber insbesondere nicht gleichzeitig zugeschaltet werden.
  • Die Variationseinspeisung 15 ist eine geregelte Einspeisung. Sie umfasst den Frequenzumrichter 6, der eingangsseitig mit einem optionalen EMV-Filter 16 und ausgangsseitig mit einem weiteren optionalen Motorfilter 17, das ebenfalls für EMV-Zwecke vorgesehen ist und außerdem zum Schutz der Antriebsmotoren 12 dient, ausgestattet ist. Der Frequenzumrichter 16 ist eingangsseitig mittels eines zur Variationseinspeisung 15 gehörigen Umrichterleistungsschalters 18 an die Netzversorgung 7 angeschlossen. Der Umrichterleistungsschalter 18 dient zum Schutz des Frequenzumrichters 6. Alle Lüftergruppen 5 sind parallel an den Ausgang des Frequenzumrichters 7 angeschlossen. Jeder Anschlusspfad an eine der Lüftergruppen 5 umfasst zwei weitere Schalteinheiten, nämlich jeweils einen zur Variationseinspeisung 15 gehörigen Umrichterschütz 19 sowie einen Lüfterleistungsschalter 20. Mittels des Umrichterschützes 19 lässt sich die Einspeisung über den Frequenzumrichter 6 zu- oder abschalten. Der Lüfterleistungsschutzschalter 20 dient in jedem Lüftereinspeisepfad zum Schutz der Einspeisung der jeweiligen Lüftergruppe 5 sowie einem sicheren und schnellen elektrischen Unterbrechen dieses Lüftereinspeisepfads. Darüber hinaus kann eine der Lüftergruppen 5 zur Wartung abgeschaltet werden.
  • Die zweite Einspeisung, also die Konstanteinspeisung 14, umfasst einen Kabelleistungsschalter 21 zum Schutz der elektrischen Kabel der Konstanteinspeisung 14. Außerdem umfasst sie in dem Lüftereinspeisepfad jeder Lüftergruppe 5 einen dem jeweiligen Lüfterleistungsschalter 20 vorgeschalteten Direkteinspeisungsschütz 22.
  • Der Umrichterschütz 19 und der Direkteinspeisungsschütz 22 des Lüftereinspeisepfads einer Lüftergruppe 5 sind mechanisch verriegelt, so dass sich die beiden Schütze 19 und 22 eines Lüftereinspeisepfads niemals gleichzeitig in ihrem geschlossenen (= eingeschalteten) Zustand befinden können. Andere Schaltzustände sind dagegen möglich. Einer von beiden Schütze 19 und 22 kann geschlossen sein, wobei aber der andere der beiden Schütze 19 und 22 geöffnet ist. Möglich ist auch der in 2 gezeigte Zustand, bei dem beide Schütze 19 und 22 geöffnet sind. Die Steuerung und Koordinierung des Schaltzustands der genannten Schalteinheiten, also des Umrichterleistungsschalters 18, des Kabelleistungsschalters 21 sowie der Umrichterschütze 19 und der Direkteinspeisungsschütze 22 und der Lüfterleistungsschalter 20 erfolgt insbesondere durch eine nicht dargestellte gemeinsame Steuereinheit.
  • Bei den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen sind in jeder Lüftergruppe 5 jeweils gleich viele Lüfter 2 vorgesehen. Bei Bedarf können die Lüftergruppen 5 aber auch unterschiedlich viele Lüfter 2 umfassen. Ebenso kann die Variationseinspeisung 15 anstelle des Frequenzumrichters 6 auch eine andere Einheit umfassen, mittels derer die Drehzahl der Lüfter 2 veränderbar eingestellt werden kann. Beispielsweise kann es sich bei einer derartigen alternativen Ausgestaltung um einen Spannungssteller insbesondere auf Basis eines Thyristors oder eines Transformators handeln.
  • Für die wahlweise Zu- oder Abschaltung der Konstanteinspeisung 14 und der Variationseinspeisung 15 ist ein besonderes Ansteuerungsverfahren vorgesehen, das im Folgenden näher beschrieben wird. Dieses Ansteuerungsverfahren ist vorzugsweise in der bereits erwähnten und nicht näher dargestellten Steuereinheit implementiert.
  • Als primäre Betriebsart ist für alle Lüftergruppen 5 die Variationseinspeisung 15 vorgesehen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Drehzahl aller Lüfter 2 in allen Lüftergruppen 5 mittels der anhand von 1 erläuterten Regelung bedarfsorientiert und damit veränderbar eingestellt werden kann. Der Frequenzumrichter 6 ist so ausgelegt, dass es den Leistungsbedarf aller angeschlossenen Lüfter 2 decken kann.
  • Aufgrund der vorgesehenen besonders vorteilhaften Doppeleinspeisung mittels der Variationseinspeisung 15 einerseits und der Konstanteinspeisung 14 andererseits ist es aber möglich, den Frequenzumrichter 6 auf eine niedrigere Gesamtleistung auszulegen als die Summe sämtlicher Maximalleistungen aller Lüfter 2, also als die installierte Gesamtleistung.
  • Anhand eines Sensors 23 wird der aktuelle gemeinsame Leistungsbedarf aller an die Variationseinspeisung 15 angeschlossenen Lüftergruppen 5 laufend ermittelt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 23 ein Stromsensor, der in eine gemeinsame, alle Lüftergruppen 5 speisende Ausgangsleitung des Frequenzumrichters 6 integriert ist. Alternativ kann der Sensor 23 auch als Bestandteil des Frequenzumrichters 6 ausgeführt sein. Der Strombedarf zur drehzahlvariablen Speisung der Lüftergruppen 5 steigt quadratisch mit der Ausgangsfrequenz f des Frequenzumrichters 6 bzw. mit der Drehzahl der Lüfter 2.
  • Dies bedeutet, dass der Frequenzumrichter 6 gerade bei hohen Drehzahlwerten überproportional Strom bzw. Leistung zur Verfügung stellen muss. Dadurch müsste der Frequenzumrichter 6 an und für sich entsprechend leistungsstark dimensioniert werden, was aber mit einem erheblichen (Kosten-)Aufwand verbunden wäre. Um diesen Aufwand zu minieren, wird der aktuelle ausgangsseitig des Frequenzumrichters 6 allen angeschlossenen Lüftergruppen 5 zugeführte Ausgangsstrom I als Leistungskenngröße erfasst und ausgewertet. Bei dieser Auswertung wird laufend überprüft, ob der aktuelle Ausgangsstrom I einen Grenzwert Imax überschreitet. Ist dies der Fall, wird eine der Lüftergruppen 5 während des laufenden Betriebs von der Variationseinspeisung 15 auf die Konstanteinspeisung 14 umgeschaltet. Dies erfolgt durch ein Öffnen des Umrichterschützes 19 und ein Schließen des Direkteinspeisungsschützes 22 im Lüftereinspeisepfad der betreffenden Lüftergruppe 5. Damit wird diese Lüftergruppe 5 direkt an der elektrischen Netzversorgung 7 betrieben. Eine Veränderung der Drehzahl dieser Lüftergruppe 5 ist dann nicht mehr möglich. Die Drehzahl ist durch die Netzfrequenz (50 Hz, 60 Hz) bestimmt. Durch diese Maßnahme wird aber zugleich der Frequenzumrichter 6 entlastet. Seine Strombelastung sinkt sprungartig um den Anteil, der bis dahin für die Speisung der nun direkt an der elektrischen Netzversorgung 7 betriebenen Lüftergruppe 5 benötigt worden ist.
  • Die Überwachung der Leistungskenngröße, also des Ausgangsstroms I, geht auch nach einer derartigen Umschaltung der Einspeisung für eine erste Lüftergruppe 5 weiter. Nähert sich der aktuelle Wert des Ausgangsstroms I wieder dem Grenzwert Imax, wird eine weitere Lüftergruppe 5 in gleicher Weise wie die erste Lüftergruppe 5 von der Variationseinspeisung 15 auf die Konstanteinspeisung 14 umgeschaltet. Dies geht sukzessive solange weiter, bis nur noch die letzte Lüftergruppe 5 mittels der Variationseinspeisung 15 betrieben wird. Alle anderen Lüftergruppen 5 sind dann direkt an die Netzversorgung 7 angeschlossen.
  • In 3 ist ein Diagramm gezeigt, in dem der normierte Ausgangsstrom I des Frequenzumrichters 6 über der normierten Ausgangsfrequenz f des Frequenzumrichters 6 aufgetragen ist. Beispielhaft sind hier insgesamt sechs Lüftergruppen 5 vorgesehen. Bei niedrigen Frequenzwerten (≤ 0,5) sind alle sechs Lüftergruppen 5 an den Frequenzumrichter 6 angeschlossen. Die gesamte Anordnung wird mittels der Variationseinspeisung 15 betrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht der Ausgangsstrom I bei einer Ausgangsfrequenz f von 0,5 erstmalig den Grenzwert Imax, so dass die erste Lüftergruppe 5 auf die Konstanteinspeisung 14 umgeschaltet wird. Hierdurch reduziert sich die Strom-/Leistungsbelastung des Frequenzumrichters 6 sprunghaft. Bei weiter ansteigender Ausgangsfrequenz f nähert sich der Wert des Ausgangsstroms I wiederum dem Grenzwert Imax, woraufhin die zweite Lüftergruppe 5 auf Konstanteinspeisung umgeschaltet wird. Dies setzt sich – wie bereits erwähnt – solange fort, bis nur noch die sechste Lüftergruppe 5 am Frequenzumrichter 6 betrieben wird.
  • Diese Ansteuerung der Lüftergruppen 5 hat den entscheidenden Vorteil, dass der für die Veränderung der Drehzahl der Lüfter 2 benötigte Frequenzumrichter 6 nicht auf die maximal installierte Leistung aller Lüfter 2 auszulegen ist. Stattdessen kann über den Grenzwert Imax der Leistungskenngröße I eine Obergrenze für den Leistungsbedarf vorgegeben werden, auf den der Frequenzumrichter 6 auszulegen ist. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Grenzwert Imax ein Viertel des der insgesamt installierten Lüfterleistung entsprechenden Stromwertes. Grundsätzlich kann dieser Grenzwert Imax auch auf andere Werte eingestellt werden.
  • In 3 ist der Strombedarf in Abhängigkeit von der normierten Ausgangsfrequenz f durch die durchgezogene Kennlinie 24 symbolisiert. Zum Vergleich sind in dem Diagramm gemäß 3 auch gestrichelte Kennlinien 25, 26, 27, 28, 29 und 30 dargestellt, die die Strombelastung des Frequenzumrichters 6 bzw. die Stromaufnahme der Lüftergruppen 5 bei sechs, fünf, vier, drei, zwei bzw. einem an den Frequenzumrichter 6 angeschlossenen Lüfter(n) 2 wiedergeben. Die Reduzierung der Strombelastung bei höheren Ausgangsfrequenzen f ist offensichtlich.
  • Vorzugsweise werden so viele Lüftergruppen 5 oder Lüfter 2 mittels der Variationseinspeisung 15 betrieben, dass der Ausgangsstrom I des Frequenzumrichters 6 gerade nicht den Grenzwert Imax überschreitet. Dadurch ist gewährleistet, dass zum einen die Strombelastung des Frequenzumrichters 6 begrenzt bleibt und zum anderen die Lüftungsleistung der Lüfter 2 trotzdem am aktuell ermittelten Bedarf orientiert eingestellt wird.
  • Außerdem ist eine weitere Betriebsart möglich. Diese gewährleistet einen Notbetrieb für den Fall, dass innerhalb der Variationseinspeisung 15, insbesondere im Frequenzumrichter 6, ein Defekt auftritt. Dann werden alle Lüftergruppen 5 auf die Konstanteinspeisung 14 umgeschaltet und unmittelbar an der Netzversorgung 7 betrieben. Die Variationseinspeisung 15 kann dann repariert werden, ohne die Anlage vollständig außer Betrieb zu nehmen. Grundsätzlich kann dieser Notbetrieb auch für nur eine oder mehrere, aber nicht alle der Lüftergruppen 5 gewählt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ansteuerung von mehreren Lüftern (2) eines in der Kälte-, Klima- oder Verfahrenstechnik einsetzbaren Wärmetauschers, wobei a) die Lüfter (2) mehrere Lüftergruppen (5) bilden und jede Lüftergruppe (5) wahlweise mittels einer Konstanteinspeisung (14) oder mittels einer Variationseinspeisung (15) an eine elektrische Energieversorgung (7) angeschlossen wird, b) die Lüftergruppe (5) bei der Konstanteinspeisung (14) mit konstanter Lüfterdrehzahl und bei der Variationseinspeisung (15) mit veränderbarer Lüfterdrehzahl betrieben wird, c) eine Leistungskenngröße (I), die einen aktuellen Gesamtleistungsbedarf aller mittels der Variationseinspeisung (15) gespeisten Lüftergruppen (5) angibt, erfasst wird, d) mindestens eine der aktuell mittels der Variationseinspeisung (15) gespeisten Lüftergruppen (5) auf die Konstanteinspeisung (14) umgeschaltet wird, wenn die Leistungskenngröße (I) einen Grenzwert (Imax) überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftergruppen (5) jeweils durch einen Lüfter (2) oder durch mehrere Lüfter (2) gebildet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lüftergruppen (5) jeweils mit einer gleichen Anzahl an Lüftern (2) ausgestattet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Variationseinspeisung (15) eine Frequenzumrichtung oder eine Spannungsstellung vorgesehen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Normalbetriebszustands so viele der Lüftergruppen (5) wie möglich mittels der Variationseinspeisung (15) betrieben werden, ohne dass der Grenzwert (Imax) überschritten wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Normalbetriebszustands mindestens eine der Lüftergruppen (5) mittels der Variationseinspeisung (15) betrieben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lüftergruppe (5), insbesondere alle Lüftergruppen (5), während eines Notbetriebszustands mittels der Direkteinspeisung (14) betrieben werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehrichtung der Lüfter (2) umgekehrt werden kann.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Drehzahl der Lüfter (2) in einer Rückwärtsdrehrichtung kleiner ist als in einer Vorwärtsdrehrichtung.
  10. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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