DE102012218190A1 - Method for monitoring cooling/heating device of switchgear cabinet, involves triggering alarm for fault in cooling/heating device when time change of temperature of electronic circuit exceeds preset range - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Kühl- oder Heizeinrichtung, welche zum Temperieren eines Gerätes mit einer elektronischen Schaltung vorgesehen ist, wobei die Kühl- oder Heizeinrichtung ein Gebläse umfasst, welches einen das Gerät sowie die elektronische Schaltung passierenden Luftstrom erzeugt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Überwachungseinrichtung für eine Kühl- oder Heizeinrichtung, welche zum Temperieren eines Gerätes mit einer elektronischen Schaltung vorgesehen ist, wobei die Kühl- oder Heizeinrichtung ein Gebläse umfasst, welches für die Erzeugung einen das Gerät sowie die elektronische Schaltung passierenden Luftstrom vorbereitet ist. Schließlich betrifft die Erfindung einen Schaltschrank, umfassend ein zu temperierendes Gerät mit einer elektronischen Schaltung sowie
ein Gebläse, welches zur Erzeugung eines den Schaltschrank, das Gerät sowie die elektronische Schaltung passierenden Luftstroms vorbereitet ist. Weiterhin umfasst der Schaltschrank eine Überwachungseinrichtung der genannten Art.The invention relates to a method for monitoring a cooling or heating device, which is provided for controlling the temperature of a device with an electronic circuit, wherein the cooling or heating device comprises a fan which generates an air stream passing through the device and the electronic circuit. Furthermore, the invention relates to a monitoring device for a cooling or heating device, which is provided for controlling the temperature of a device with an electronic circuit, wherein the cooling or heating device comprises a fan, which is prepared for the generation of a device and the electronic circuit passing air flow , Finally, the invention relates to a cabinet, comprising a device to be tempered with an electronic circuit and
a blower, which is prepared for the production of the cabinet, the device and the electronic circuit passing air flow. Furthermore, the control cabinet comprises a monitoring device of the type mentioned.
Kühl- oder Heizeinrichtungen zum Temperieren eines Gerätes mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms sind weithin bekannt. Beispielsweise werden Computer, Einrichtungen in elektrischen Schaltschränken und dergleichen häufig auf diese Weise temperiert. Oft ist zuluftseitig ein Filter angeordnet, um Schmutzpartikel und ähnliches aus der dem Gerät zugeführten Luft zu entfernen. Bekannt ist aber auch, einen Filter abluftseitig anzuordnen, beispielsweise wenn das Gerät gefährliche Stoffe oder Schmutz absondert und die Abluft gesäubert werden muss, um Umweltschäden zu vermeiden.Cooling or heating means for controlling the temperature of a device with a blower for generating an air flow are well known. For example, computers, devices in electrical cabinets and the like are often tempered in this way. Frequently, a filter is arranged on the supply side to remove dirt particles and the like from the air supplied to the device. But it is also known to arrange a filter on the exhaust side, for example, if the device secrets hazardous substances or dirt and the exhaust air must be cleaned to avoid environmental damage.
Es liegt in der Natur der Sache, dass sich mit der Zeit Schmutzpartikel und ähnliches im Filter ablagern und so den Strömungswiderstand desselben sukzessive vergrößern. Damit sinkt bei gleichbleibender Gebläseleistung der Luftstrom und in Folge auch die dem Gerät zu- oder abgeführte Wärmeleistung. Daher muss der Filter erneuert werden, wenn dieser verschmutzt ist, um nicht beispielsweise eine Überhitzung und gegebenenfalls eine Zerstörung des zu temperierenden Geräts zu riskieren.It is in the nature of the thing that with time dirt particles and the like deposit in the filter and thus increase the flow resistance of the same successively. This reduces the air flow and, consequently, the heat output supplied to or removed from the unit while the fan output remains the same. Therefore, the filter must be renewed if it is dirty, so as not to risk, for example, overheating and possibly destruction of the device to be tempered.
Dies kann in regelmäßigen Abständen erfolgen, unabhängig von einer konkreten Verschmutzung des Filters, oder bei einem bestimmten Verschmutzungsgrad. Aus dem Stand der Technik sind einige Lösungen bekannt, den Verschmutzungsgrad eines Filters zu ermitteln, beispielsweise indem der Druckverlust an demselben gemessen wird. Dies erfordert einen vergleichsweise teuren Differenzdrucksensor, welcher bei sehr schmutziger Kühlluft zudem technisch bedingt nur begrenzt einsetzbar ist.This can be done at regular intervals, regardless of a specific contamination of the filter, or at a certain level of contamination. From the prior art, some solutions are known to determine the degree of contamination of a filter, for example by the pressure loss is measured at the same. This requires a comparatively expensive differential pressure sensor, which is also technically limited use of very dirty cooling air.
Eine weitere Möglichkeit, den Verschmutzungsgrad eines Filters zu ermitteln, ist in der
Neben der erwähnten Verschmutzung des Filters können auch andere Defekte in einer Kühl- oder Heizeinrichtung auftreten. Beispielsweise kann das Gebläse zur Erzeugung des Luftstroms defekt sein, etwa aufgrund eines Motorschadens, Lagerschadens oder wegen eines Schadens an einer Steuerelektronik des Gebläses. Insbesondere wenn zuluftseitig kein Filter vorhanden ist, kann sich auch Schmutz (z.B. Blätter und dergleichen) im Lüftungssystem absetzen und dieses sukzessive verstopfen. Auch Pflanzenbewuchs vor einer Ansaugöffnung kann das Lüftungssystem stören. Gelegentlich suchen auch Tiere in einem Lüftungssystem Zuschlupf und verenden unter Umständen dort. Auch das ist ein Grund für ein verstopftes Lüftungssystem und in Folge für Kühl- oder Heizeinrichtung mit nur mehr eingeschränkter Funktion.In addition to the mentioned contamination of the filter, other defects may occur in a cooling or heating device. For example, the blower for generating the air flow may be defective, for example due to engine damage, bearing damage or damage to an electronic control unit of the blower. In particular, if there is no filter on the supply side, dirt (for example, leaves and the like) can also settle in the ventilation system and clog it gradually. Plant growth in front of a suction opening can also disturb the ventilation system. Occasionally, animals in a ventilation system also seek supplements and may end up there. This too is one reason for a clogged ventilation system and consequently for cooling or heating with only more limited function.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein weiter verbessertes Verfahren zur Überwachung einer Kühl- oder Heizeinrichtung und eine weiter verbesserte Überwachungseinrichtung hierzu anzugeben. Zudem soll ein verbesserter Schaltschrank angegeben werden. Insbesondere, soll die Überwachung vereinfacht werden und mit Hilfe einfach zu messender Parameter erfolgen, beziehungsweise mit Hilfe von Parametern, welche unter Umständen ohnehin bereits für andere Zwecke ermittelt oder generiert werden und so einen Doppelnutzen erfüllen können.It is an object of the invention to provide a further improved method for monitoring a cooling or heating device and a further improved monitoring device for this purpose. In addition, an improved control cabinet should be specified. In particular, the monitoring should be simplified and carried out with the aid of parameters which can be measured easily, or with the aid of parameters which under certain circumstances may already be determined or generated for other purposes and thus be able to fulfill a double benefit.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, umfassend die Schritte:
- a) Überführen der elektronischen Schaltung von einem ersten in einen zweiten Aktivitätszustand und/oder Erkennen einer solchen Änderung,
- b) Erfassen der Temperatur der elektronischen Schaltung im zweiten Aktivi tätszustand,
- c) Prüfen, ob eine zeitliche Änderung der Temperatur außerhalb eines vor gebbaren Sollbereichs liegt und
- d) Auslösen eines Alarms für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung, wenn das Ergebnis der Prüfung positiv ist.
- a) transfer of the electronic circuit from a first to a second state of activity and / or recognition of such a change,
- b) detecting the temperature of the electronic circuit in the second activity state,
- c) Checking whether a temporal change of the temperature is outside a specifiable target range and
- d) triggering an alarm for a failure of the cooling or heating device, if the result of the test is positive.
Die Erfindung wird weiterhin mit einer Überwachungseinrichtung der eingangs ge nannten Art gelöst, umfassend
- – eine Schalteinrichtung zum Überführen der elektronischen Schaltung von einem ersten in einen zweiten Aktivitätszustand und/oder Mittel zur Erkennung einer solchen Änderung,
- – einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der elektroni schen Schaltung im zweiten Aktivitätszustand und
- – Mittel zum Prüfen, ob eine zeitliche Änderung der Temperatur außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt und zum Auslösen eines Alarms für eine Stö rung der Kühl- oder Heizeinrichtung, wenn das Ergebnis der Prüfung positiv ist.
- A switching device for transferring the electronic circuit from a first to a second activity state and / or means for detecting such a change,
- A temperature sensor for detecting the temperature of the electronic circuit in the second state of activity and
- - means for checking whether a temporal change of the temperature is outside a predetermined target range and for triggering an alarm for a fault tion of the cooling or heating device, if the result of the test is positive.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Schaltschrank der eingangs genannten Art gelöst, umfassend eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung.Finally, the object of the invention is achieved by a control cabinet of the type mentioned, comprising a monitoring device according to the invention.
Erfindungsgemäß wird also eine Änderung der Temperatur des zu kühlenden oder erwärmenden Geräts, insbesondere einer davon umfassten elektronischen Schaltung, zur Detektion einer Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung (z.B. verschmutzter Filter, verstopftes Lüftungssystem, defektes Gebläse wegen Lagerschaden, Motorschaden, Defekt der Gebläsesteuerung, usw.) herangezogen. Dabei macht man sich den Umstand zu Nutze, dass eine Änderung des Aktivitätszustandes der elektronischen Schaltung und damit eine Änderung der von der elektronischen Schaltung abgegebenen Verlustleistung eine Temperaturänderung der Schaltung nach sich zieht, wenn die Kühl-/Heizleistung nicht entsprechend nachgeführt wird. Je nach Temperaturdifferenz zwischen der elektronischen Schaltung und der Temperatur der vorbeistreichenden Luft, nähert sich die Temperatur der elektronischen Schaltung schneller oder weniger schnell der Temperatur der vorbeistreichenden Luft an. Ein weiterer Einflussparameter dafür ist auch die während der Temperaturerfassung von der elektronischen Schaltung abgegebene Verlustleistung, die ja der genannten Temperaturänderung entgegen wirkt.According to the invention, therefore, a change in the temperature of the device to be cooled or heated, in particular an electronic circuit comprised thereof, for detecting a malfunction of the cooling or heating device (eg dirty filter, clogged ventilation system, defective blower due to bearing damage, engine damage, defect of the blower control, etc .) used. In this case, one makes use of the fact that a change in the state of activity of the electronic circuit and thus a change in the output of the electronic circuit power loss causes a change in temperature of the circuit when the cooling / heating power is not adjusted accordingly. Depending on the temperature difference between the electronic circuit and the temperature of the passing air, the temperature of the electronic circuit approaches the temperature of the passing air faster or less quickly. Another influencing parameter for this is also the power loss delivered by the electronic circuit during the temperature detection, which counteracts the mentioned temperature change.
Ändert sich die Temperatur nun langsamer als eigentlich erwartet, so ist dies ein Indiz für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung, welche zu einer Verringerung des Luftstroms und damit zu einer Verringerung der Kühl- bzw. Heizleistung führt. Der relevante Sollbereich kann dazu über empirische Versuche oder aber auch mit Hilfe von Computermodellen ermittelt werden.If the temperature now changes more slowly than expected, this is an indication of a malfunction of the cooling or heating device, which leads to a reduction in the air flow and thus to a reduction in the cooling or heating power. The relevant target range can be determined by empirical experiments or with the help of computer models.
Insbesondere, wenn auf der elektronischen Schaltung ein Temperatursensor bereits für andere Zwecke vorhanden ist, kann auf diese Weise ohne nennenswerten Zusatzaufwand eine Verschmutzungsdetektion realisiert werden. Diese ist zudem sehr robust und zuverlässig, da ein Kontakt eines Sensors mit dem geförderten Medium – anders als zum Beispiel bei einem Differenzdruckmesser – vermieden werden kann.In particular, if a temperature sensor is already present on the electronic circuit for other purposes, a contamination detection can be realized in this way without significant additional effort. This is also very robust and reliable, since a contact of a sensor with the conveyed medium - unlike for example in a differential pressure gauge - can be avoided.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.Advantageous embodiments and developments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description in conjunction with the figures.
Günstig ist es für das erfindungsgemäße Verfahren, wenn zusätzlich eine Umgebungstemperatur erfasst wird und der Sollbereich von dieser abhängt. Nicht immer kann von einer konstanten bekannten Umgebungstemperatur ausgegangen werden, so wie dies zum Beispiel in klimatisierten Räumen oder bedingt auch in Kellern der Fall ist. Ist die Umgebungstemperatur daher nicht von vorneherein bekannt und/oder schwankt diese vergleichsweise stark, so ist es günstig diese zu erfassen, da ja die Kühl- bzw. Heizleistung von der Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungstemperatur und dem zu temperierenden Gerät abhängt. Entsprechend können unterschiedliche Sollbereiche für unterschiedliche Umgebungstemperaturen beziehungsweise Temperaturdifferenzen vorgesehen sein. Bei geringer Temperaturdifferenz zwischen der elektronischen Schaltung und der Umgebungstemperatur ändert sich ja die Temperatur der elektronischen Schaltung weniger schnell der Temperatur der vorbeistreichenden Luft an, sodass eine geringe zeitliche Änderung der Temperatur dann noch nicht unbedingt ein Indiz für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung darstellt. Durch entsprechende Anpassung der Sollbereiche wird diesem Umstand Rechnung getragen. Die Umgebungstemperatur kann beispielsweise über einen dafür vorgesehenen Temperatursensor gemessen werden oder aber auch über zentral zur Verfügung gestellte Wetterdaten ermittelt werden, beispielsweise über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung oder eine Funkverbindung. Zum Beispiel können dazu entsprechende Dienste im Internet genutzt werden. Wenn nicht so hohe Anforderungen an die Detektions-Sicherheit der Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung gestellt werden, kann eine Messung der Umgebungstemperatur auch dann noch unterbleiben, wenn diese unbekannt ist und/oder vergleichsweise stark schwankt. Die Detektions-Sicherheit der Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung steigt mit abnehmender Schwankung der Umgebungstemperatur an und sinkt mit zunehmender Schwankung ab.It is favorable for the method according to the invention if, in addition, an ambient temperature is detected and the desired range depends on this. It is not always possible to assume a constant, known ambient temperature, as is the case, for example, in air-conditioned rooms or, to a lesser extent, in cellars. Therefore, if the ambient temperature is not known from the beginning and / or fluctuates comparatively strongly, it is favorable to detect this since the cooling or heating power depends on the temperature difference between the ambient temperature and the device to be tempered. Accordingly, different target ranges can be provided for different ambient temperatures or temperature differences. If the temperature difference between the electronic circuit and the ambient temperature is low, the temperature of the electronic circuit changes less rapidly than the temperature of the passing air, so that a slight change in the temperature over time does not necessarily indicate that the cooling or heating device is malfunctioning. By appropriate adjustment of the target ranges this fact is taken into account. The ambient temperature can be measured, for example, via a temperature sensor provided for this purpose, or can also be determined via centrally provided weather data, for example via a wired communication connection or a radio connection. For example, related services can be used on the Internet. If not so high demands are placed on the detection reliability of the disturbance of the cooling or heating device, a measurement of the ambient temperature can still be omitted even if it is unknown and / or varies relatively strongly. The detection safety of the disturbance of the cooling or heating device increases with decreasing fluctuation of the ambient temperature and decreases with increasing fluctuation.
Vorteilhaft ist es, wenn die Schritte b) bis d) ausgeführt werden, wenn die Umgebungstemperatur und/oder die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der elektronischen Schaltung und/oder eine der elektronischen Schaltung zugeführte Leistung zu Beginn des zweiten Aktivitätszustands in einem vorgebbaren Bereich liegen. Bei dieser Variante der Erfindung wird sichergestellt, dass die erwartete Temperaturänderung groß genug bzw. rasch genug erfolgt, sodass Messtoleranzen bei zu flachem Verlauf der Temperatur nicht ungewollt zu einem Fehlalarm führen.It is advantageous if the steps b) to d) are carried out when the ambient temperature and / or the difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic circuit and / or a power supplied to the electronic circuit at the beginning of the second state of activity in a predetermined range lie. In this variant of the invention, it is ensured that the expected temperature change is large enough or takes place quickly enough so that measurement tolerances do not unintentionally lead to a false alarm when the temperature is too flat.
Günstig ist es für das erfindungsgemäße Verfahren, wenn zusätzlich eine Luftfeuchte und/oder eine Luftdichte des Luftstroms erfasst werden und der Sollbereich von dieser oder diesen abhängt. Da auch die Luftfeuchte und die Luftdichte einen Einfluss auf die Kühlleistung hat (feuchte bzw. dichte Luft kühlt stärker), kann auch die Luftfeuchte und/oder die Luftdichte ermittelt werden. Das für die Umgebungstemperatur Gesagte gilt hier sinngemäß. Beispielsweise kann die Luftfeuchte und/oder die Luftdichte durch gesonderte Sensoren oder über zentral zur Verfügung gestellte Wetterdaten ermittelt werden. Vorteilhaft werden auch die Schritte b) bis d) nur dann ausgeführt, wenn die Luftfeuchte und/oder Luftdichte des Luftstroms in einem vorgebbaren Bereich liegt und somit eine hinreichend starke Temperaturänderung der elektronischen Schaltung zu erwarten ist.It is favorable for the method according to the invention if in addition a humidity and / or an air density of the air flow are detected and the desired range depends on this or these. Since the air humidity and the air density also have an influence on the cooling performance (moist or dense air cools more strongly), the air humidity and / or the air density can also be determined. The statements made for the ambient temperature apply mutatis mutandis. For example, the air humidity and / or the air density can be determined by separate sensors or centrally provided weather data. The steps b) to d) are advantageously carried out only if the air humidity and / or air density of the air flow is within a predeterminable range and thus a sufficiently strong temperature change of the electronic circuit is to be expected.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine elektrische Leistung, welche über die genannte elektronische Schaltung geführt wird, erfasst wird und die Schritte b) bis d) ausgeführt werden, wenn eine zeitliche Änderung der Leistung über einen vorgebbaren Schwellwert hinaus festgestellt wird. Auch dies ist eine Möglichkeit, vor einer Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung festzustellen, ob die erwartete Temperaturänderung stark genug ausfallen wird, um ein aussagekräftiges Ergebnis zu liefern. Dazu kann der zeitliche Gradient der Leistung ausgewertet werden oder aber auch die Leistung zu zwei Zeitpunkten ermittelt werden und die Leistungsdifferenz mit einem Schwellwert verglichen werden. Möglich ist auch, die benötigte Zeit für eine gewisse Leistungsänderung mit einem Schwellwert zu vergleichen. Als besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich eine sprunghafte Änderung der elektrischen Leistung herausgestellt.It is also advantageous if an electrical power which is conducted via the said electronic circuit is detected and the steps b) to d) are carried out if a temporal change of the power over a predefinable threshold value is detected. Again, this is one way to determine whether the expected temperature change will be strong enough to provide a meaningful result before testing the refrigerator or heater. For this purpose, the temporal gradient of the power can be evaluated or else the power can be determined at two points in time and the power difference compared with a threshold value. It is also possible to compare the time required for a certain power change with a threshold value. As a particularly advantageous for the inventive method, a sudden change in the electrical power has been found.
Selbstverständlich können die Parameter Temperaturdifferenz, Leistung, Luftfeuchte und Luftdichte oder Teile davon auch kombiniert werden, um festzustellen, ob die Schritte b) bis d) nun ausgeführt werden sollen oder nicht.Of course, the parameters temperature difference, power, humidity and air density or parts thereof may also be combined to determine whether steps b) to d) should now be carried out or not.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die genannte Leistung über die einem Energiewandler zur Erzeugung elektrischen Stroms, welcher über die elektronische Schaltung geführt wird, zugeführte Leistung ermittelt wird. Optional kann für die Bestimmung, ob die Schritte b) bis d) ausgeführt werden sollen, anstelle der über den Wechselrichter geführten Leistung also auch die z.B. in eine Photovoltaik-Anlage eingestrahlte Leistung herangezogen werden.It is also advantageous if the stated power is determined via the power supplied to an energy converter for generating electrical current, which is conducted via the electronic circuit. Optionally, to determine whether steps b) to d) are to be carried out, instead of the power supplied via the inverter, it is thus also possible to use, e.g. used in a photovoltaic system radiated power.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Schritt a) durch Aktivieren oder Deaktivieren der elektronischen Schaltung ausgeführt wird. Wie bereits erwähnt ist es von Vorteil, wenn die über die elektronische Schaltung geführte Leistung möglichst stark einbricht bzw. möglichst stark ansteigt (insbesondere sprunghaft) und auch die anderen erwähnten Umstände (z.B. passende Umgebungstemperatur, Luftfeuchte, Luftdichte) passen, um eine genaue Aussage über den Zustand der Kühl- oder Heizeinrichtung treffen zu können. Manchmal tritt ein solcher Leistungseinbruch bzw. ein solcher Leistungsanstieg aber nicht oder nicht zur gewünschten Zeit ein. Aus diesem Grund ist bei dieser Variante der Erfindung vorgesehen, einen solchen Leistungseinbruch bzw. Leistungsanstieg in Schritt a) durch Aktivieren oder Deaktivieren der elektronischen Schaltung herbeizuführen. Die Temperatur des Gerätes strebt dann wie bereits erläutert einem anderen Temperaturniveau zu. Die Stärke dieser Temperaturänderung wird wie gehabt ausgewertet, um eine Aussage über die Störung der Kühloder Heizeinrichtung treffen zu können.It is particularly advantageous if step a) is carried out by activating or deactivating the electronic circuit. As already mentioned, it is advantageous if the power conducted via the electronic circuit breaks down as sharply as possible or increases as much as possible (in particular erratic) and the other circumstances mentioned (eg suitable ambient temperature, air humidity, air density) fit to an accurate statement about be able to meet the state of the cooling or heating device. Sometimes, however, such a power dip or increase does not occur or does not occur at the desired time. For this reason, it is provided in this variant of the invention to cause such a power dip or increase in power in step a) by activating or deactivating the electronic circuit. The temperature of the device then strives as already explained to a different temperature level. The strength of this temperature change is evaluated as usual in order to be able to make a statement about the disturbance of the cooling or heating device.
Günstig ist es weiterhin, wenn
- – die elektronische Schaltung zumindest einen Kühlkörper zur Temperie rung wenigstens eines Teils der genannten Schaltung umfasst,
- – das Gebläse einen den Kühlkörper passierenden Luftstrom erzeugt und
- – dass anstatt der elektronischen Schaltung nur der genannte Schaltungs teil für das erfindungsgemäße Verfahren herangezogen wird.
- - The electronic circuit comprises at least one heat sink for tempering tion of at least a portion of said circuit,
- - The blower generates an airflow passing through the heat sink and
- - That instead of the electronic circuit only the said circuit part is used for the inventive method.
In diesem Fall erzeugt das Gebläse einen den Kühlkörper passierenden Luftstrom und anstelle der elektronischen Schaltung wird nur der genannte Schaltungsteil für das erfindungsgemäße Verfahren herangezogen. Dies bedeutet dass nur der Aktivitätszustand dieses Schaltungsteils geändert und dessen Temperatur bzw. die des zugeordneten Kühlkörpers ermittelt werden muss. Auf diese Weise ist eine besonders gute Kopplung zwischen dem Luftstrom und der Schaltung gegeben, sodass ein Ausgleich der Temperatur des Schaltungsteils bei Änderung dessen Aktivitätszustands entsprechend rasch erfolgt. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Temperatursensor auf dem zumindest einen Kühlkörper angeordnet ist, da die genannte Kopplung und der damit verbundene rasche Temperaturausgleich noch stärker ausgeprägt sind. Noch dazu ist auf dem Kühlkörper häufig ohnehin schon ein Temperatursensor vorgesehen, um eine Überlastung des Geräts detektieren zu können und um dieses gegebenenfalls abschalten zu können. Dieser Temperatursensor kann somit einen Doppelnutzen erfüllen.In this case, the blower generates a stream of air passing through the heat sink, and instead of the electronic circuit only the said circuit part is used for the method according to the invention. This means that only the activity state of this circuit part has to be changed and its temperature or that of the associated heat sink must be determined. In this way, a particularly good coupling between the air flow and the circuit is given, so that a compensation of the temperature of the circuit part when changing the state of activity corresponding to rapidly. It is particularly advantageous in this context if the temperature sensor is arranged on the at least one heat sink, since said coupling and the associated rapid temperature compensation are even more pronounced. Moreover, a temperature sensor is often already provided on the heat sink in order to detect an overload of the device and to be able to switch off this if necessary. This temperature sensor can thus fulfill a double benefit.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Schritt a) durch Aktivieren eines in der Schaltung, insbesondere auf dem Kühlkörper, angeordneten elektrischen Heizelements ausgeführt wird. Eine weitere Möglichkeit, den Zustand der Kühl- oder Heizeinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu ermitteln besteht darin, dass Schritt a) durch Aktivieren eines in der Schaltung, insbesondere auf dem Kühlkörper, angeordneten elektrischen Heizelements ausgeführt wird. Dies kann prinzipiell jederzeit erfolgen, eine besonders hohe Änderung der Temperatur des Kühlkörpers ist aber dann zu erwarten, wenn das Gerät nicht in Betrieb ist. Wird das Heizelement nun aktiviert, wird die elektronische Schaltung, insbesondere der Kühlkörper, auf dem das Heizelement angeordnet ist, erwärmt beziehungsweise kühlt sich beim Ausschalten des Heizelements wieder ab. Wie bereits beschrieben kann diese Temperaturänderung zur Bestimmung des Zustands der Kühl- oder Heizeinrichtung herangezogen werden.It is particularly advantageous if step a) is carried out by activating an electrical heating element arranged in the circuit, in particular on the heat sink. Another way to determine the state of the cooling or heating device with the method according to the invention consists in that step a) is performed by activating an in the circuit, in particular on the heat sink, arranged electrical heating element. This can in principle be done at any time, but a particularly high change in the temperature of the heat sink is expected then when the device is not in operation. If the heating element is now activated, the electronic circuit, in particular the heat sink, on which the heating element is arranged, is heated or cooled down when the heating element is switched off. As already described, this temperature change can be used to determine the state of the cooling or heating device.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere Sollbereiche vorgebbar sind, wobei jeder Sollbereich einen zugeordneten Grad der Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung, insbesondere einen zugeordneten Verschmutzungsgrad des Filters, kennzeichnet und wobei der bei Überschreiten eines bestimmten Sollbereichs ausgelöste Alarm eine Information über den zugeordneten Verschmutzungsgrad enthält. Diese Variante ermöglicht die Abgabe differenzierter Alarmmeldungen. Beispielsweise können Verschmutzungsgrade und zugeordnete Alarmmeldungen für leichte, mittlere und starke Verschmutzung definiert werden. Vorstellbar ist das Aktivieren farbiger Lampen beziehungsweise Leuchtdioden nach einem Ampelsystem. Beispielsweise bedeutet „grün“ eingeschränkte Kühl- oder Heizleistung (insbesondere beginnende Verschmutzung) aber noch in Ordnung, „gelb“ grenzwertige Kühl- oder Heizleistung bzw. Verschmutzung, und „rot“ mangelnde Kühl- oder Heizleistung bzw. übermäßige Verschmutzung.It is particularly advantageous if a plurality of setpoint ranges can be predetermined, each setpoint range indicating an assigned degree of disturbance of the cooling or heating device, in particular an associated degree of soiling of the filter, and wherein the alarm triggered when a specific setpoint range is exceeded contains information about the assigned degree of contamination , This variant enables the delivery of differentiated alarm messages. For example, levels of pollution and associated alarms for light, medium and heavy pollution can be defined. It is conceivable to activate colored lamps or light-emitting diodes according to a traffic light system. For example, "green" means limited cooling or heating power (especially incipient pollution) but still in order, "yellow" marginal cooling or heating power or pollution, and "red" lack of cooling or heating power or excessive pollution.
Günstig ist es, wenn der Alarm über ein Mobilfunknetz und/oder das Internet übermittelt wird. Auf diese Weise kann der Alarm der für die Betreuung der Kühl- oder Heizeinrichtung zuständigen Person direkt zugestellt werden, beispielsweise mit Hilfe des Short Message Service (SMS) oder als Email. Die betreffende Person braucht also nicht vor Ort zu sein, um von einer Alarmierung Notiz nehmen zu können.It is favorable if the alarm is transmitted via a mobile radio network and / or the Internet. In this way, the alarm of the person responsible for the care of the cooling or heating device can be delivered directly, for example by means of the Short Message Service (SMS) or by email. The person concerned does not need to be present to be able to take notice of an alert.
Günstig ist es zudem, wenn ein Alarm in einem Speicher protokoliert wird. Dies erleichtert dem Hersteller des zu temperierenden Geräts etwaige Diskussion über die Schuldfrage, wenn dieses zum Beispiel wegen eines verstopften Filters defekt werden sollte. Wird festgestellt, dass Aufforderungen zum Tauschen des Filters vom Betreiber des genannten Geräts ignoriert wurden, so ist dies ein starkes Indiz dafür, dass das Verschulden für das kaputte Gerät beim Betreiber desselben liegt.It is also beneficial if an alarm is recorded in a memory. This makes it easier for the manufacturer of the device to be tempered to have any discussion about the question of guilt, for example if it should become defective because of a clogged filter. If it is determined that requests to replace the filter have been ignored by the operator of the said device, this is a strong indication that the fault lies with the operator of the broken device.
Um die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steigern, kann vorgesehen sein, dass im Schritt d) eine weitere Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung durchgeführt wird und erst dann Alarm für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung ausgelöst wird, wenn das Ergebnis beider Prüfungen positiv ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die weitere Prüfung auf dieselbe Art und Weise durchgeführt wird, wie die erste Prüfung. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die weitere Prüfung auf andere Weise durchgeführt wird, wie nachfolgend erläutert wird. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Prüfungen die Basis für die Entscheidung bilden, ob nun ein Alarm ausgelöst werden soll oder nicht.In order to increase the reliability of the method according to the invention, it can be provided that in step d) a further test of the cooling or heating device is performed and only then alarm for a malfunction of the cooling or heating device is triggered when the result of both tests is positive , It can be provided that the further test is carried out in the same manner as the first test. But it is particularly advantageous if the further test is carried out in a different manner, as will be explained below. Of course, more than two tests can form the basis for deciding whether an alarm should be triggered or not.
Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn eine Leistung des Gebläses bei steigender Abweichung zwischen Soll- und Ist-Temperatur des Geräts erhöht wird und die weitere Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung die Schritte:
- – Erfassen eines die Leistung des Gebläses kennzeichnenden Parameters und
- – Prüfen, ob der Parameter außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt, umfasst.
- - Detecting a characteristic of the performance of the blower and parameters
- - Check whether the parameter is outside a predefined target range includes.
Häufig umfasst eine Kühl-/Heizeinrichtung eine Regelung, welche eine Leistung des Gebläses bei steigender Abweichung zwischen Soll- und Ist-Temperatur des zu temperierenden Geräts erhöht. Bei dieser Variante der Erfindung wird nun die dem Gebläse zugeführte oder die von diesem abgegebene Leistung direkt oder indirekt zur Detektion einer Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung herangezogen. Dabei macht man sich den Umstand zu Nutze, dass die genannte Regelung die Leistung des Gebläses bei zunehmenden Verschmutzungsgrad des Lüftungssystems, insbesondere des Filters, entsprechend nachführt, um den erhöhten Druckverlust zu kompensieren und um den Luftstrom und damit die Kühl- bzw. Heizleistung konstant zu halten. Ein die Leistung des Gebläses kennzeichnender Parameter kann sehr einfach ermittelt werden oder ist der Regelung zur Temperierung des Geräts ohnehin bekannt. Auf diese Weise kann somit ohne nennenswerten Zusatzaufwand eine zusätzliche Verschmutzungsdetektion realisiert werden, die zudem sehr robust und zuverlässig ist, da ein Kontakt eines Sensors mit dem geförderten Medium – anders als zum Beispiel bei einem Differenzdruckmesser – vermieden werden kann. Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Gebläse-Parameter ebenfalls zur Definition des Sollbereichs oder der Sollbereiche in Schritt c) sowie zur Entscheidung, ob die Schritte b) bis d) ausgeführt werden sollen, herangezogen wird.Frequently, a cooling / heating device comprises a control which increases a power of the fan with increasing deviation between the setpoint and actual temperature of the device to be tempered. In this variant of the invention, the power supplied to the fan or the power supplied by it is used directly or indirectly to detect a malfunction of the cooling or heating device. In this case, one makes use of the fact that the said control the performance of the fan with increasing degree of contamination of the ventilation system, in particular the filter, nachzuführen to compensate for the increased pressure loss and to the air flow and thus the cooling or heating power constant hold. A parameter which characterizes the performance of the fan can be determined very simply or is already known to the regulation for controlling the temperature of the device. In this way, additional pollution detection can thus be realized without significant additional effort, which is also very robust and reliable, since contact of a sensor with the conveyed medium - unlike, for example, a differential pressure gauge - can be avoided. It is advantageous if the blower parameter is also used to define the desired range or ranges in step c) and to decide whether steps b) to d) are to be performed.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn als die Leistung des Gebläses kennzeichnender Parameter die an einen Antriebsmotor des Gebläses angelegte elektrische Spannung (z.B. mit einem Voltmeter gemessen), der von einem Antriebsmotor aufgenommene elektrische Strom (z.B. mit einem Amperemeter gemessen), die von einem Antriebsmotor aufgenommene elektrische Leistung (z.B. mit einem Wattmeter gemessen), die Ist-Drehzahl eines Antriebsmotors (z.B. mit einem Drehzahlmesser gemessen) und/oder die Soll-Drehzahl eines Antriebsmotors vorgesehen ist. Diese Parameter können sehr leicht ermittelt werden oder sind überhaupt für andere Zwecke bereits ermittelt worden. Beispielsweise kann eine Soll-Drehzahl, die von Steuerung/Regelung zur Temperierung des Geräts vorgegeben wird, direkt für das erfindungsgemäße Verfahren übernommen werden. Desgleichen ist vorstellbar, dass die Steuerung/Regelung eine Soll-Spannung, einen Soll-Strom oder eine Soll-Leistung vorgibt, die entsprechend übernommen werden kann.It is also advantageous, if as the performance of the blower characterizing parameters applied to a drive motor of the fan electrical voltage (eg measured with a voltmeter), the electrical current received by a drive motor (eg measured with an ammeter), the recorded by a drive motor electrical power (eg measured with a wattmeter), the actual speed of a Drive motor (eg measured with a tachometer) and / or the target speed of a drive motor is provided. These parameters can be very easily detected or have ever been detected for other purposes. For example, a target speed, which is specified by the control / regulation for controlling the temperature of the device, be taken directly for the inventive method. Likewise, it is conceivable that the control / regulation specifies a desired voltage, a desired current or a desired power, which can be adopted accordingly.
Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, wenn zusätzlich eine Temperatur des Geräts, insbesondere ein Unterschied zwischen einer Soll- und einer Ist- Temperatur, erfasst wird und der Sollbereich für den Gebläse-Parameter von dieser abhängt. Die dem Gebläse zugeführte Leistung hängt aufgrund der Steuerung/Regelung für die Temperierung des Geräts auch von der Temperatur des Geräts selbst bzw. dem genannten Temperaturunterschied ab, denn mit zunehmender Abweichung zwischen Ist-Temperatur und Soll-Temperatur wird auch die Leistung des Gebläses erhöht. Eine erhöhte Gebläseleistung rührt somit nicht notwendigerweise von einer Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung her, sondern kann beispielsweise durch eine erhöhte Leistungsanforderung an das zu kühlende Gerät bedingt sein. Daher besteht ein grundsätzliches Risiko, dass die temperaturbedingte Leistungserhöhung als Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung „missinterpretiert“ wird. Die Detektions-Unsicherheit sinkt zudem auch mit abnehmender Schwankung der Gerätetemperatur. Das bedeutet, dass bei konstanter Leistung des Geräts auch eine konstante Wärmeleistung abzutransportieren ist. Eine Erhöhung der Gebläseleistung rührt daher mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung her.It is also advantageous in this context if, in addition, a temperature of the device, in particular a difference between a setpoint and an actual temperature, is detected and the setpoint range for the blower parameter depends on this. The power supplied to the blower also depends on the temperature of the appliance itself or the temperature difference due to the temperature control of the appliance, because as the deviation between the actual temperature and the set temperature increases, the performance of the blower is also increased. An increased fan power thus does not necessarily result from a malfunction of the cooling or heating device, but may, for example, be due to an increased power requirement on the device to be cooled. Therefore, there is a fundamental risk that the temperature-induced power increase is "misinterpreted" as a failure of the cooling or heating device. The detection uncertainty also decreases with decreasing variation of the device temperature. This means that with constant power of the device also a constant heat output has to be removed. An increase in the fan power is therefore very likely due to a malfunction of the cooling or heating device.
Schwankt die Leistung des Geräts jedoch so stark, dass die Schwankungen nicht mehr vernachlässigt werden können (z.B. ist dies häufig bei Wechselrichtern der Fall), so wird die besagte Leistung in einer vorteilhaften Variante der Erfindung berücksichtigt. Beispielsweise wird die dem Gerät momentan zugeführte Leistung oder die Verlustleistung des Geräts (welche im Grunde zu einer Erwärmung des Geräts führt) erfasst und der Sollbereich für die Prüfung ob der die Leistung des Gebläses kennzeichnende Parameter außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt, entsprechend angepasst. Bei höherer Geräteleistung wird der Sollbereich etwas ausgeweitet, sodass eine erhöhte Gebläseleistung, welche durch die erhöhte Leistung des zu temperierenden Geräts begründet ist, noch nicht zu einer Auslösung eines Alarms führt. Entsprechend wird der Sollbereich bei kleinerer Geräteleistung etwas eingeengt. Alternativ kann die Prüfung auch bei einem vorgegebener Leistung des Geräts ausgelöst beziehungsweise bei konstanter Leistung des Geräts durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung immer bei derselben Leistung des Geräts durchgeführt wird, da die einzelnen Messergebnisse, d.h. die Größe eines die Leistung des Gebläses kennzeichnenden Parameters, besonders gut miteinander verglichen werden können.However, if the power of the device fluctuates so much that the fluctuations can no longer be neglected (for example, this is often the case with inverters), the said power is taken into account in an advantageous variant of the invention. For example, the power currently supplied to the device or the power dissipation of the device (which basically leads to heating of the device) is detected and the target range for checking whether the parameter characterizing the performance of the blower is outside a predefined target range is adjusted accordingly. At higher device power, the target range is slightly widened, so that an increased blower output, which is due to the increased performance of the device to be tempered, does not lead to an alarm being triggered. Accordingly, the target range is somewhat narrowed with smaller device performance. Alternatively, the test can also be triggered at a given power of the device or carried out at constant power of the device. It is particularly advantageous if the test of the cooling or heating device is always carried out at the same power of the device, since the individual measurement results, i. E. the size of a parameter characterizing the performance of the blower can be compared particularly well with each other.
Vorteilhaft ist es auch, wenn zusätzlich eine Umgebungstemperatur erfasst wird und der Sollbereich für den Gebläse-Parameter von dieser abhängt. Insbesondere, wenn die Umgebungstemperatur stark schwankt, kann die schon angesprochene Detektions-Unsicherheit durch Messen der Umgebungstemperatur verringert werden.It is also advantageous if, in addition, an ambient temperature is detected and the desired range for the blower parameter depends on this. In particular, if the ambient temperature fluctuates greatly, the already mentioned detection uncertainty can be reduced by measuring the ambient temperature.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Verlustleistung des Gerätes und ein leistungsbeschreibender Parameter des Gebläses, z.B. die Drehzahl konstant gehalten wird und die weitere Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung die Schritte:
- – Erfassen der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der elektronischen Schaltung und
- – Prüfen, ob die Differenz außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt, umfasst.
- - Detecting the difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic circuit and
- - Check whether the difference is outside a predetermined target range includes.
Bei dieser Variante ist der für die Temperierung vorgesehene Luftstrom bei einer Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung und damit die Kühl-/Heizleistung geringer als bei nicht gestörter Kühl- oder Heizeinrichtung. Dies äußert sich darin, dass die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der elektronischen Schaltung vergrößert. Überschreitet sie eine gewisse Schwelle, so ist dies folglich ein Indiz für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung.In this variant, the air flow provided for the temperature control is less in the case of a malfunction of the cooling or heating device and thus the cooling / heating power than if the cooling or heating device is not disturbed. This manifests itself in the fact that the difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic circuit increases. If it exceeds a certain threshold, this is therefore an indication of a malfunction of the cooling or heating device.
Vorteilhaft ist es auch, wenn im erfindungsgemäßen Schaltschrank als zu temperierendes Gerät ein Wechselrichter vorgesehen ist. Wechselrichter finden sich recht häufig in Schaltschränken, beispielsweise bei Solaranlagen, Schweißanlagen, Motorsteuerungen und dgl. Häufig werden relativ hohe Leistungen über einen solchen Wechselrichter geführt, weswegen dieser in aller Regel gekühlt werden muss. Der Vorteil der Erfindung tritt an dieser Stelle daher besonders hervor.It is also advantageous if an inverter is provided in the control cabinet according to the invention as an apparatus to be tempered. Inverters can be found quite frequently in control cabinets, for example in solar systems, welding systems, motor control systems and the like. Frequently, relatively high powers are conducted via such an inverter, which is why it must be cooled as a rule. The advantage of the invention is therefore particularly apparent at this point.
Günstig ist es dabei, wenn der zu temperierende Schaltungsteil durch zumindest einen Schalttransistor bzw. zumindest einen Schaltthyristor des Wechselrichters gebildet ist. Die genannten Bauteile führen den Großteil der elektrischen Leistung des Wechselrichters und geben daher auch eine entsprechend hohe Verlustleistung ab, insbesondere an einen mit den Schalttransistoren bzw. Schaltthyristoren verbundenen KühlkörperIt is advantageous if the circuit part to be tempered is formed by at least one switching transistor or at least one switching thyristor of the inverter. The components mentioned carry the majority of the electrical power of the inverter and therefore also emit a correspondingly high power loss, in particular to a heat sink connected to the switching transistors or switching thyristors
An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zum erfindungsgemäßen Verfahren genannten Varianten und die sich daraus ergebenden Vorteile gleichermaßen auf die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung und den erfindungsgemäßen Schaltschrank beziehen. Dasselbe gilt natürlich auch umgekehrt. It should be noted at this point that the variants mentioned for the method according to the invention and the resulting advantages relate equally to the monitoring device according to the invention and the control cabinet according to the invention. The same is true, of course, vice versa.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:Each shows in a highly schematically simplified representation:
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze
In
Der Wechselrichter
Bevorzugt dient ein derartiger Wechselrichter
Diese Energie wird von der Energiequelle
Desweiteren sind mit der Steuervorrichtung
Weiterhin umfasst die Anordnung eine Überwachungseinrichtung
Die Funktion der in
Beispielhaft wird nun angenommen, dass am Vormittag ein dichtes Wolkenfeld über die PV-Anlage hinweg zieht und den ansonsten wolkenlosen Himmel verdunkelt. Dies äußert sich in einem relativ starken und plötzlichen Einfall der eingestrahlten Leistung P. Damit ändert sich aber ebenso plötzlich die über den Wechselrichter
Während der Abschattung nähert sich die Temperatur T wegen der über den Wechselrichter
Erfindungsgemäß wird in einem Schritt b) die Temperatur T der elektronischen Schaltung beim zweiten Aktivitätszustand erfasst, in einem Schritt c) geprüft, ob eine zeitliche Änderung der Temperatur T außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt und in einem Schritt d) ein Alarm für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung ausgelöst, wenn das Ergebnis der Prüfung positiv ist. Fällt die Temperatur T nicht rasch genug ab, so ist dies ein starkes Indiz dafür, dass die Kühl- oder Heizeinrichtung gestört ist, beispielsweise weil der Filter
Möglich ist auch, die benötigte Zeit für eine gewisse Temperaturänderung mit einem Schwellwert zu vergleichen.It is also possible to compare the time required for a certain temperature change with a threshold value.
Analog kann auch die anschließende Erwärmung des Wechselrichters
Damit die Temperaturänderung aussagekräftig ist, d.h. stark genug ausfällt, kann auch vorgesehen sein, dass die Schritte b) bis d) ausgeführt werden, wenn die Umgebungstemperatur und/oder die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur T der elektronischen Schaltung zu Beginn des zweiten Aktivitätszustands in einem vorgebbaren Bereich liegt, insbesondere über einem Schwellwert liegt. Besonders gut lässt sich also eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung bei anfangs hoher Einstrahlungsleistung P und niedriger Außentemperatur, d.h. beispielsweise am Morgen oder im Winter feststellen.For the temperature change to be meaningful, i. strong enough fails, it can also be provided that the steps b) to d) are carried out when the ambient temperature and / or the difference between the ambient temperature and the temperature T of the electronic circuit at the beginning of the second state of activity within a predetermined range, in particular above a threshold. Thus, a disturbance of the cooling or heating device with initially high irradiation power P and low outside temperature, ie. for example, in the morning or in winter.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn eine elektrische Leistung P, welche über die genannte elektronische Schaltung geführt wird, erfasst wird und die Schritte b) bis d) ausgeführt werden, wenn eine zeitliche Änderung der Leistung P über einen vorgebbaren Schwellwert hinaus festgestellt wird. Dazu kann der zeitliche Gradient der Leistung P ausgewertet werden oder aber auch die Leistung P zu zwei Zeitpunkten ermittelt werden und die Leistungsdifferenz mit einem Schwellwert verglichen werden. Möglich ist auch, die benötigte Zeit für eine gewisse Leistungsänderung mit einem Schwellwert zu vergleichen.In this context, it is also advantageous if an electric power P, which is guided via said electronic circuit, is detected and the steps b) to d) are carried out, if a temporal change of the power P is detected beyond a predefinable threshold , For this purpose, the temporal gradient of the power P can be evaluated or else the power P can be determined at two times and the power difference compared with a threshold value. It is also possible to compare the time required for a certain power change with a threshold value.
Da auch die Luftfeuchte und die Luftdichte einen Einfluss auf die Kühlleistung hat (feuchte bzw. dichte Luft kühlt stärker), kann auch die Luftfeuchte und/oder die Luftdichte ermittelt werden, beispielsweise durch gesonderte Sensoren oder über zentral zur Verfügung gestellte Wetterdaten, welche über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung oder eine Funkverbindung empfangen werden. Entsprechend werden die Schritte b) bis d) ausgeführt, wenn die Luftfeuchte des Luftstroms und/oder Luftdichte in einem vorgebbaren Bereich liegt und somit eine hinreichend starke Temperaturänderung der elektronischen Schaltung zu erwarten ist.Since the air humidity and the air density also have an influence on the cooling performance (moist or dense air cools more strongly), the air humidity and / or the air density can also be determined, for example by separate sensors or centrally provided weather data, which are transmitted via a wired communication connection or a radio connection are received. Accordingly, the steps b) to d) are carried out when the air humidity of the air flow and / or air density is within a predeterminable range and thus a sufficiently strong change in temperature of the electronic circuit is to be expected.
Selbstverständlich können die obigen Parameter, d.h. Temperaturdifferenz, Leistung, Luftfeuchte und Luftdichte oder Teile davon auch kombiniert werden, um festzustellen, ob die Schritte b) bis d) nun ausgeführt werden sollen oder nicht.Of course, the above parameters, i. Temperature difference, power, humidity and air density or parts thereof are also combined to determine whether the steps b) to d) should now be carried out or not.
In ganz ähnlicher Weise können die Parameter einzeln oder in beliebiger Kombination dazu herangezogen werden, den Sollbereich für die Temperaturänderung, welcher für Auslösung eines Alarms relevant ist, zu bestimmen. Beispielsweise wird bei geringer Änderung der Leistung P (welche nur eine geringe Differenz zwischen der Temperatur T zu Beginn des zweiten Aktivitätszustands des Wechselrichters
Im vorliegenden Fall wurde angenommen, dass der Schaltschrank
Optional kann für die Bestimmung, ob die Schritte b) bis d) ausgeführt werden sollen, anstelle der über den Wechselrichter
Wie erwähnt ist es auch von Vorteil, wenn die über die elektronische Schaltung geführte Leistung P respektive deren Verlustleistung (welche im Grunde zu einer Erwärmung der elektronischen Schaltung führt) möglichst stark einbricht und auch die anderen erwähnten Umstände geeignet sind (z.B. Umgebungstemperatur, Luftfeuchte, Luftdichte), um eine genaue Aussage über den Zustand der Kühl- oder Heizeinrichtung, insbesondere des Filters
In der Regel wird der Leistungsteil eines Wechselrichters
Eine weitere Möglichkeit, den Zustand der Kühl- oder Heizeinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu ermitteln besteht darin, dass Schritt a) durch Aktivieren eines in der Schaltung, insbesondere auf einem Kühlkörper, angeordneten elektrischen Heizelements ausgeführt wird. Dies kann prinzipiell jederzeit erfolgen, eine besonders hohe Änderung der Temperatur T des Kühlkörpers ist aber dann zu erwarten, wenn der Wechselrichter
Wenn das Gebläse
Wenn die Schaltung einen Wechselrichter
Weiters ist es möglich, dass gleichzeitig die Temperatur im Inneren des Wechselrichters erfasst wird, sodass es zu keiner Überhitzung des Wechselrichters kommen kann. Nachdem der Wechselrichter auf eine vordefinierte Temperatur erhitzt wurde, wird die Kühl- oder Heizeinrichtung, insbesondere das Gebläse, aktiviert und die Zeit gemäßen, bis der Wechselrichter auf eine definierte niedriger Temperatur abgekühlt wurde, d.h., dass die Laufzeit zum Abkühlen von einem ersten Wert (aufgeheizt) auf einen definierten zweiten Wert (niedrigeren Wert) abgekühlt wird, sodass auf Grund der ermittelten Zeit auf den Verschmutzungsgrad rückgeschlossen wird. Hierzu kann eine entsprechende Tabelle hinterlegt werden, zu den entsprechenden Laufzeiten die entsprechenden Parameter der Heiz- und Kühlvorrichtung, wie beispielsweise die Drehzahl des Gebläses, die Nenntemperatur, usw. hinterlegt sind.Furthermore, it is possible that the temperature inside the inverter is detected at the same time so that the inverter can not overheat. After the inverter has been heated to a predefined temperature, the cooling or heating device, in particular the fan, is activated and the time is taken until the inverter has been cooled to a defined low temperature, ie the running time for cooling from a first value ( heated) is cooled to a defined second value (lower value), so that conclusions are drawn on the basis of the determined time on the degree of contamination. For this purpose, a corresponding table can be deposited, the appropriate parameters of the heating and cooling device, such as the speed of the fan, the nominal temperature, etc. are stored for the corresponding maturities.
Im Folgenden soll nun näher darauf eingegangen werden, in welcher Form eine Alarmierung erfolgen kann. Beispielsweise kann dies in an sich bekannter Weise durch optische und/oder akustische Signale erfolgen. Da insbesondere energieerzeugende Anlagen häufig an entlegenen Orten installiert werden, ist es insbesondere auch von Vorteil, wenn der Alarm über ein Mobilfunknetz und/oder das Internet übermittelt wird, beispielsweise als Text- oder Sprachnachricht.In the following, it will now be discussed in more detail in what form an alert can be made. For example, this can be done in a conventional manner by optical and / or acoustic signals. In particular, since energy generating systems are often installed in remote locations, it is particularly advantageous if the alarm is transmitted via a mobile network and / or the Internet, for example as a text or voice message.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mehrere Sollbereiche vorgebbar sind, wobei jeder Sollbereich einen zugeordneten Grad der Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung, insbesondere einen zugeordneten Verschmutzungsgrad des Filters
Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass ein Alarm protokolliert wird. Dies erleichtert dem Hersteller des Schaltschranks
Um die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steigern, kann weiterhin vorgesehen sein, dass im Schritt d) eine weitere Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung durchgeführt wird und erst dann Alarm für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung ausgelöst wird, wenn das Ergebnis beider Prüfungen positiv ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die weitere Prüfung auf dieselbe Art und Weise durchgeführt wird, wie die erste Prüfung. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die weitere Prüfung auf andere Weise durchgeführt wird. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Prüfungen die Basis für die Entscheidung bilden, ob nun ein Alarm ausgelöst werden soll oder nicht.In order to increase the reliability of the method according to the invention, it may further be provided that in step d) a further test of the cooling or heating device is performed and only then alarm for a malfunction of the cooling or heating device is triggered, if the result of both tests positive is. It can be provided that the further test is carried out in the same manner as the first test. It is particularly advantageous, however, if the further test is carried out in a different way. Of course, more than two tests can form the basis for deciding whether an alarm should be triggered or not.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Leistung des Gebläses
Die weitere Prüfung der Kühl- oder Heizeinrichtung umfasst nun die Schritte:
- – Erfassen eines die Leistung des Gebläses
18 kennzeichnenden Parame ters und - – Prüfen, ob der Parameter außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt.
- - Detecting a the performance of the
blower 18 characterizing parameters and - - Check whether the parameter is outside a predefined target range.
Zu diesem Zweck kann eine Überwachungseinrichtung
- – die an den Antriebsmotor des Gebläses
18 angelegte elektrische Span nung mit Hilfe einer Spannungsmesseinrichtung (Voltmeter) und/oder - – den vom Antriebsmotor aufgenommene elektrischen Strom mit Hilfe ei ner Strommesseinrichtung (Amperemeter) und/oder
- – die vom Antriebsmotor aufgenommene elektrische Leistung, mit Hilfe einer Leistungsmesseinrichtung (Wattmeter) und/oder
- – die Ist-Drehzahl des Antriebsmotors mit Hilfe einer Drehzahlmesseinrich tung (z.B. optischer oder induktiver Drehzahlmesser) ermittelt und/oder
- – die Soll-Drehzahl des Antriebsmotors von der Regelung/
Steuerung 19 übernimmt.
- - to the drive motor of the
blower 18 applied electrical voltage voltage using a voltage measuring device (voltmeter) and / or - - The electrical current absorbed by the drive motor by means of egg ner current measuring device (ammeter) and / or
- - The electrical power absorbed by the drive motor, using a power meter (Wattmeter) and / or
- - The actual speed of the drive motor using a Drehzahlmesseinrich device (eg, optical or inductive tachometer) determined and / or
- - The target speed of the drive motor of the controller /
control 19 takes over.
Überschreitet ein Parameter oder überschreiten mehrere Parameter einen vorgebbaren Sollbereich, dann kann davon ausgegangen werden, dass eine Störung der Kühloder Heizeinrichtung vorliegt, insbesondere wenn sich die Temperatur T des Wechselrichters
Vorteilhaft kann die besagte Leistung P aber auch berücksichtigt werden, beispielsweise durch Erfassung der momentanen Leistung des Geräts und entsprechende Anpassung des genannten Sollbereichs Bei höherer Leistung P wird der Sollbereich etwas ausgeweitet, sodass eine erhöhte Gebläseleistung, welche durch die Erhöhung der Leistung P begründet ist, noch nicht zu einer Auslösung eines Alarms führt. Entsprechend wird der Sollbereich bei kleinerer Leistung P etwas eingeengt. Alternativ kann die Prüfung auch bei einer vorgegebenen (konstanten) Leistung P ausgelöst werden.Advantageously, said power P can however also be taken into account, for example by detecting the instantaneous power of the device and corresponding adaptation of said setpoint range. At higher power P, the setpoint range is slightly widened, so that an increased blower output, which is due to the increase in power P, does not yet trigger an alarm. Accordingly, the target range is somewhat narrowed at lower power P. Alternatively, the test can also be triggered at a predetermined (constant) power P.
Die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kann noch weiter gesteigert werden, wenn zusätzlich zum Leistungsparameter des Gebläses
Zusätzlich kann auch für die zusätzliche Prüfung vorgesehen sein, dass mehrere Sollbereiche vorgebbar sind, wobei jeder Sollbereich einen zugeordneten Grad der Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung, insbesondere einen zugeordneten Verschmutzungsgrad des Filters
Die Sollbereiche können beispielsweise in Form einer Tabelle abgespeichert sein.
Alternativ zur Tabelle oder zusätzlich dazu ist auch vorstellbar, dass die Zuordnung von der Temperatur TW des Wechselrichters
Bei einer anderen Variante der Erfindung wird durch die Steuerung/Regelung
- – Erfassen der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der elektronischen Schaltung und
- – Prüfen, ob die Differenz außerhalb eines vorgebbaren Sollbereichs liegt.
- - Detecting the difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic circuit and
- - Check whether the difference lies outside a predefined target range.
Bei dieser Variante sinkt der für die Temperierung vorgesehene Luftstrom bei einer Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung und damit die Kühl-/Heizleistung ab. Dies äußert sich darin, dass die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der elektronischen Schaltung größer wird. Überschreitet sie eine gewisse Schwelle, so ist dies folglich ein Indiz für eine Störung der Kühl- oder Heizeinrichtung. Auch bei dieser Variante der Erfindung kann die der Schaltung zugeführte Leistung P berücksichtigt werden, beispielsweise durch Erfassung der momentanen Leistung P der Schaltung und entsprechende Anpassung des genannten Sollbereichs Bei höherer Leistung P wird der Sollbereich wiederum etwas ausgeweitet, sodass eine erhöhte Gebläseleistung, welche durch die Erhöhung der Leistung P begründet ist, noch nicht zu einer Auslösung eines Alarms führt. Entsprechend wird der Sollbereich bei kleinerer Leistung P etwas eingeengt. Alternativ kann die Prüfung auch bei einer vorgegebenen (konstanten) Leistung P ausgelöst werden.In this variant, the air flow provided for the temperature control decreases in the event of a malfunction of the cooling or heating device and thus the cooling / heating power. This manifests itself in the fact that the difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic circuit is greater. If it exceeds a certain threshold, this is therefore an indication of a malfunction of the cooling or heating device. In this variant of the invention, the power P supplied to the circuit can also be taken into account, for example by detecting the instantaneous power P of the circuit and corresponding adaptation of the specified range. For a higher power P, the desired range is again widened somewhat, so that an increased blower power, which is due to the Increasing the power P is justified, yet does not lead to the triggering of an alarm. Accordingly, the target range is somewhat narrowed at lower power P. Alternatively, the test can also be triggered at a predetermined (constant) power P.
Selbstverständlich können die Merkmale der
Denkbar wäre auch, dass das Gebläse
Zudem ist auch denkbar, dass die vorgestellten Einrichtungen nicht zur Kühlung des Wechselrichters
Die Überwachungseinrichtung
Abschließend wird festgehalten, dass sich die Erfindung – obwohl sie anhand eines Wechselrichters für eine Solaranlage erläutert wurde und dort vorteilhaft ist – selbstverständlich auch bei anderen Kühl-/Heizeinrichtungen eingesetzt werden kann. Ins besondere kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei einem Schweiß- Wechselrichter angewendet werden.Finally, it is stated that the invention - although it has been explained with reference to an inverter for a solar system and there is advantageous - of course, in other cooling / heating devices can be used. In particular, a device according to the invention can also be used in a welding inverter.
Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Luft als Kühlmedium beschränkt, sondern kann im Zusammenhang mit beliebigen Medien eingesetzt werden, insbesondere mit beliebigen Gasen und flüssigen Medien. Anstelle von Kühlluft wird somit allgemein ein Kühl-/Heizmedium mit Hilfe einer Fluid-Energiemaschine am zu temperierenden Gerät
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Schaltschranks
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Schaltschranks
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wechselrichter inverter
- 22
- Eingangs-DC-DC-Wandler Input DC-DC converter
- 33
- Zwischenkreis DC
- 44
- Ausgangs-DC-AC-Wandler Output DC-AC converter
- 55
- Energiequelle energy
- 66
- Solarmodule solar Panels
- 77
- Netz network
- 88th
- Verbraucher consumer
- 99
- Datenbus bus
- 1010
- Steuervorrichtung control device
- 1111
- Anschlussleitung connecting cable
- 1212
- Anschlussleitung connecting cable
- 1313
- Bedienelement operating element
- 1414
- Schaltschrank switch cabinet
- 1515
- Zuluft-Öffnung Supply air opening
- 1616
- Abluft-Öffnung Exhaust opening
- 1717
- Filter filter
- 1818
- Gebläse fan
- 1919
- Regelung/Steuerung Regulation / control
- 2020
- Überwachungseinrichtung monitoring device
- 2121
- Temperatursensor elektronische Schaltung Temperature sensor electronic circuit
- 2222
- Temperatursensor Zuluft Temperature sensor supply air
- 23 23
- Kühlluftkanal Cooling air duct
- PP
- Leistung power
- TT
- Temperatur temperature
- tt
- Zeit Time
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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