DE4113170A1

DE4113170A1 - Kuehlgeraet fuer einen schaltschrank

Info

Publication number: DE4113170A1
Application number: DE19914113170
Authority: DE
Inventors: Guenter Ciliox; Markus Hain
Original assignee: Rittal Werk Rudolf Loh GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1991-11-14
Also published as: DE4113170C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät für einen Schaltschrank, bei dem mittels eines Verdampfer-Ventilators die Luft aus dem Schaltschrank abgesaugt, über den Verdampfer geleitet und abgekühlt bzw. erwärmt wieder dem Schaltschrank zugeführt wird, bei dem die Außenluft mittels eines Verflüssiger-Ventilators in das Kühlgerätegehäuse angesaugt, über den Verflüssiger geleitet und wieder der Atmosphäre zugeführt wird, bei dem der Verdampfer über einen Verdichter mit dem Verflüssiger und der Verflüssiger über ein regelbares Expansionsventil mit dem Verdampfer verbunden sind, bei dem die Temperatur der aus dem Schaltschrank angesaugten Luft mittels eines ersten Temperaturfühlers überwacht und zur Regelung der Kühlleistung ausgenützt wird, und bei dem der Schließzustand der Schranktür des Schaltschrankgehäuses mittels eines Schaltkontaktes überwacht ist, der bei offener Schranktür ein Störsignal abgibt.

Ein Kühlgerät dieser Art ist aus der DE-Firmenschrift "Schaltschrank-Kühlung und Schaltschrank-Heizung 88", Seiten 5 bis 8 und 15 der Firma Seifert electronic GmbH, 5828 Ennepetal, vom 24. Juni 1988, bekannt. Diese einfache Temperaturüberwachung der aus dem Schaltschrank angesaugten Luft reicht nicht aus, um eine optimale Sicherheit gegen thermische Überlastung der in dem Schaltschrank untergebrachten empfindlichen, elektronischen Bauelemente und Baugruppen sicherzustellen. Das gesamte Kühlsystem weist eine beachtliche Trägheit auf, so daß beim Ansprechen der Temperaturüberwachung schon längere Zeit eine unzulässige Temperatur im Schaltschrank geherrscht haben kann, die zu Störungen oder Beschädigungen der Bauelemente oder Baugruppen geführt haben können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kühlgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der neben der Temperaturüberwachung eine zusätzliche Überwachung eingeführt ist, mit der eine Minderung oder ein Ausfall der Kühlleistung des Kühlgerätes zu einer vorzeitigen Störsignalabgabe ausgenützt wird, um sicher eine thermische Überlastung im Schaltschrank zu verhindern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei geschlossener Schranktür der Verdampfer-Ventilator dauernd eingeschaltet ist, während der Verflüssiger-Ventilator und der Verdichter in Abhängigkeit von der Temperatur der aus dem Schaltschrankgehäuse abgesaugten Luft und/oder der Temperatur im Kühlgerätegehäuse ein- und ausschaltbar sind, daß die Nennströme des Verdampfer-Ventilators, des Verflüssiger-Ventilators und des Verdichters mittels Stromsensoren überwacht sind und daß ein Störsignal abgebbar ist, wenn die Stromsensoren ein Abweichen vom zulässigen Nennstrom feststellen.

Mit der Überwachung des Schließzustandes der Schranktür kann ein erhöhter Kühlbedarf und eine Überlastung des Kühlgerätes vermieden werden. Die Überwachung des Verdampfer-Ventilators, des Verflüssiger-Ventilators und des Verdichters erfaßt alle die Baugruppen des Kühlgerätes, deren Ausfall mit dem Ausfall oder der Minderung der Kühlleistung verbunden ist. Mit dem Eintritt der Minderung oder des Ausfalles der Kühlung kann bereits ein Störsignal abgegeben und die erforderlichen Maßnahmen eingeleitet werden, bevor die Temperatur im Schaltschrank ansteigt und dieser erhöhte Temperaturanstieg über die Temperaturüberwachung erfaßt wird.

Dabei ist für die Stromüberwachung vorgesehen, daß die Stromsensoren ansprechen, wenn der zugeordnete Nennstrom zu klein oder zu groß ist, um alle Fehlermöglichkeiten zu erfassen.

Die richtige Betriebsweise des Verflüssigers wird dadurch mit überwacht, daß mittels eines Niederdruckwächters der Niederdruck am Eingang des Verdichters und mittels eines Hochdruckwächters der Hochdruck am Ausgang des Verdichters sowie mittels Temperatursensoren gleichzeitig auch die Temperaturen am Eingang und/oder Ausgang des Verflüssigers auf vorgegebene Werte oder Bereiche überwacht sind und daß beim Unter- oder Überschreiten der vorgegebenen Werte das Störsignal auslösbar ist, sowie daß mittels eines weiteren Temperaturfühlers die Temperatur am Ausgang des Verdampfers überwacht und zur Abgabe des Störsignals ausgenützt ist, wenn diese von einem vorgegebenen Wert oder Bereich abweicht.

Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß beim Ansprechen des ersten Stromsensors am Verdampfer-Ventilator mit der Abgabe des Störsignals auch dessen Abschaltung einleitbar ist und der Verflüssiger-Ventilator und der Verdichter abschaltbar sind, während beim Ansprechen des zweiten und des dritten Stromsensors, des Niederdruckwächters und/oder des Hochdruckwächters vorgesehen ist, daß der Verflüssiger-Verdichter und der Verdichter abschaltbar sind.

Um die Heiz- bzw. Kühlleistung des Kühlgerätes einstellen zu können, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß Sollwertsteller für die Schrankinnentemperatur beim Kühlen, die Temperatur der über Filter angesaugten Außenluft, für die Temperatur von Wärmenestern im Schaltschrank, für die Schrankinnentemperatur beim Heizen und für die relative Feuchte vorgesehen sind.

Dabei ist für die Regelung vorgesehen, daß dem Verdampfer-Ventilator, dem Verflüssiger-Ventilator und dem Verdichter Regelschaltungen zugeordnet sind, daß die dem Schaltschrankgehäuse zurückgeführte Luft über eine Heizeinrichtung geführt ist, der eine Regelschaltung zugeordnet ist und daß dem Expansionsventil eine Regelschaltung zugeordnet ist.

Die Regelung läßt sich dadurch optimieren, daß alle überwachten Größen einem Microprozessor zuführbar sind, der entsprechend einem vorgegebenen Programm die Ein- und Ausschaltung sowie des Verdampfer-Ventilators, des Verflüssiger-Ventilators und des Verdampfers sowie die zugeordneten Regelschaltungen steuert. Dabei sind die Regelschaltungen für den Verdampfer-Ventilator, den Verflüssiger-Ventilator und den Verdichter als Drehzahl-Regelschaltungen ausgebildet.

Die Erfindung wird anhand eines schematischen Prinzipschaltbildes eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Kühlgerätgehäuse KG mit allen Einrichtungen auf das Schaltschrankgehäuse SG aufgesetzt. Der Innenkreis IK steht über Öffnungen in der Deckwand des Schaltschrankgehäuses SG mit dem Innenraum des Kühlgerätegehäuses KG in Verbindung. Die Schranktür des Schaltschrankgehäuses SG wird mittels der Schalteinrichtung E1 auf die Schließstellung überwacht. Ist die Schranktür offen, dann bleibt die Schalteinrichtung E1 im nicht angesprochenen Zustand und kann ein Störsignal abgeben. Ist die Schranktür geschlossen, dann spricht die Schalteinrichtung E1 an und schaltet das Kühlgerät ein, wobei der Verdampfer-Ventilator VM1 dauernd eingeschaltet bleibt und die Luft aus dem Schaltschrank absaugt und über den Verdampfer VD führt, so daß sie gekühlt wird. Dann gelangt die Luft über die Heizeinrichtung H wieder in den Schaltschrank zurück. Die Temperatur der abgesaugten Luft wird mittels des ersten Temperatursensors T1 überwacht und auch die Ausgangstemperatur des Verdampfers VD wird mit einem weiteren Temperatursensor T7 überwacht. Die dem Schaltschrank wieder zugeführte Luft wird mit dem Temperatursensor T5 überwacht, wenn im Kühlgerät die Heizeinrichtung H eingeschaltet ist. Der Verdampfer-Ventilator VM1 wird mit dem ersten Stromsensor J1 auf den Nennstrom überwacht, d. h. der Strom darf nicht zu klein und nicht zu groß sein.

Dem Verdampfer-Ventilator VM1 ist die Drehzahl-Regelschaltung A1 zugeordnet. Der Ausgang des Verdampfers VD führt über den Verdichter VM3 zum Verflüssiger VF und dessen Ausgang führt über das regelbare Expansionsventil V1 wieder zum Verdampfer VD zurück. Der Verflüssiger-Ventilator VM2 saugt über das Filter F1 die Außenluft in das Kühlgerätegehäuse KG. Nach dem Leiten der Außenluft über den Verflüssiger VF gelangt die Luft über das Filter F2 wieder in die Atmosphäre und damit ist auch der Außenkreis AK geschlossen. Der Temperatursensor T2 erfaßt die Temperatur der Außenluft. Die Schrankinnentemperatur kann an der Temperaturanzeige TA angezeigt werden. Dem Verflüssiger-Ventilator VM2 und dem Verdichter VM3 sind Drehzahl-Regelschaltungen A2 und A3 zugeordnet. Auch das Expansionsventil V1 ist zur Regelung der Durchflußmenge mit der Regelschaltung A4 versehen. Die Heizleistung der Heizeinrichtung H ist mit der Regelschaltung A5 regelbar. Mit dem Temperatursensor T3 wird die Ausgangstemperatur des Verflüssigers VF überwacht und im Schaltschrank kann der Temperatursensor T4 Wärmenester überwachen. Schließlich erfaßt der Temperatursensor T6 die Temperatur an dem Ausgang des Expansionsventils V1.

Der Verdichter VM3 wird am Eingang mittels des Niederdruckwächters p1 auf den Niederdruck und am Ausgang mittels des Hochdruckwächters p2 auf den Hochdruck überwacht. Fällt der Niederdruck unter den Sollwert ab, dann ist der Verdampfer VD vereist. Steigt der Hochdruck über den Sollwert an, dann ist die Außentemperatur zu hoch. In diesen Fällen werden neben der Ableitung des Störsignals der Verflüssiger-Ventilator VM2 und der Verdichter VM3 abgeschaltet.

Alle überwachten Größen werden dem Microprozessor IF zugeführt, der die erforderlichen Schalt- oder Regelvorgänge einleitet.

Fällt der Verdampfer-Ventilator VM1 aus, dann werden der Verdampfer-Ventilator VM1, der Verflüssiger-Ventilator VM2 und der Verdichter VM3 abgeschaltet und das Störsignal abgegeben, wobei der Microprozessor dem Störsignal eine Fehlernummer zuordnen kann.

Fällt der Verflüssiger-Ventilator VM2 oder der Verdichter VM3 aus, dann werden beide abgeschaltet und dem Störsignal wird ein anderes Fehlersignal beigegeben.

Ist die Schranktür geschlossen und die Temperatur der angesaugten Luft übersteigt den vorgegebenen Sollwert, der mit dem Sollwertgeber R1 eingestellt wird, dann werden der Verdampfer-Ventilator VM1, der Verflüssiger-Ventilator VM2 und der Verdichter VM3 eingeschaltet. Dem Störsignal wird eine neue Fehlernummer beigegeben. Fällt die Schrankinnentemperatur unter den vorgegebenen Sollwert, dann werden wiederum der Verdampfer-Ventilator VM1, der Verflüssiger-Ventilator VM2 und der Verdichter VM3 eingeschaltet. Der Microprozessor ordnet dem Störsignal eine entsprechende Fehlernummer bei.

Mit dem Kondensatfühler wird im Bereich des Verdampfers VD die Bildung von Kondensat überwacht und in das Überwachungsprogramm einbezogen.

Im Schaltschrank kann zusätzlich ein Feuchtefühler RF1 untergebracht sein, der dem Microprozessor entsprechende Werte zur Einleitung eines Heizvorganges zuführt. Der Sollwertgeber R5 gibt den Sollwert für die relative Feuchte vor. Mit den Sollwertgebern R1 und R4 werden die Schrankinnentemperatur beim Kühlen und beim Heizen vorgegeben. Mit dem Sollwertgeber R2 wird die Solltemperatur für den Temperatursensor T2 vorgegeben und damit die Filterverschmutzung überwacht. Werden im Schaltschrank mit dem Temperatursensor T4 Wärmenester überwacht, dann kann mit dem Sollwertgeber R3 die zulässige Maximaltemperatur vorgegeben werden.

Mit der Taste S1 kann ein Probelauf im Zuge der Wartung des Kühlgerätes eingeleitet werden.

Claims

1. Kühlgerät für einen Schaltschrank, bei dem mittels eines Verdampfer-Ventilators die Luft aus dem Schaltschrank abgesaugt, über den Verdampfer geleitet und abgekühlt bzw. erwärmt wieder dem Schaltschrank zugeführt wird, bei dem die Außenluft mittels eines Verflüssiger-Ventilators in das Kühlgerätegehäuse angesaugt, über den Verflüssiger geleitet und wieder der Atmosphäre zugeführt wird, bei dem der Verdampfer über einen Verdichter mit dem Verflüssiger und der Verflüssiger über ein regelbares Expansionsventil mit dem Verdampfer verbunden sind, bei dem die Temperatur der aus dem Schaltschrank angesaugten Luft mittels eines ersten Temperaturfühlers überwacht und zur Regelung der Kühlleistung ausgenützt wird, und bei dem der Schließzustand der Schranktür des Schaltschrankgehäuses mittels eines Schaltkontaktes überwacht ist, der bei offener Schranktür ein Störsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet,
daß bei geschlossener Schranktür der Verdampfer-Ventilator (VM1) dauernd eingeschaltet ist, während der Verflüssiger-Ventilator (VM2) und der Verdichter (VM3) in Abhängigkeit von der Temperatur der aus dem Schaltschrankgehäuse (SG) abgesaugten Luft und/oder der Temperatur im Kühlgerätegehäuse (KG) ein- und ausschaltbar sind,
daß die Nennströme des Verdampfer-Ventilators (VM1), des Verflüssiger-Ventilators (VM2) und des Verdichters (VM3) mittels Stromsensoren (J1, J2, J3) überwacht sind und
daß ein Störsignal abgebbar ist, wenn die Stromsensoren (J1, J2, J3) ein Abweichen vom zulässigen Nennstrom feststellen.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsensoren (J1, J2, J3) ansprechen, wenn der zugeordnete Nennstrom zu klein oder zu groß ist.

3. Kühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels eines Niederdruckwächters (p1) der Niederdruck am Eingang des Verdichters (VM3) und mittels eines Hochdruckwächters (p2) der Hochdruck am Ausgang des Verdichters (VM3) sowie mittels Temperatursensoren (z.B. T3) gleichzeitig auch die Temperaturen am Eingang und/oder Ausgang des Verflüssigers (VF) auf vorgegebene Werte oder Bereiche überwacht sind und
daß beim Unter- oder Überschreiten der vorgegebenen Werte das Störsignal auslösbar ist.

4. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines weiteren Temperaturfühlers (T7) die Temperatur am Ausgang des Verdampfers (VD) überwacht und zur Abgabe des Störsignals ausgenützt ist, wenn diese von einem vorgegebenen Wert oder Bereich abweicht.

5. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen des ersten Stromsensors (J1) am Verdampfer-Ventilator (VM1) mit der Abgabe des Störsignals auch dessen Abschaltung einleitbar ist und der Verflüssiger-Ventilator (VM2) und der Verdichter (VM3) abschaltbar sind.

6. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen der zweiten und dritten Stromsensoren (J2, J3) des Niederdruckwächters (p1) und/oder des Hochdruckwächters (p2) der Verflüssiger-Ventilator (VM2) und der Verdichter (VM3) abschaltbar sind.

7. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwertsteller (R1 bis R5) für die Schrankinnentemperatur beim Kühlen, die Temperatur der über Filter (F1) angesaugten Außenluft, für die Temperatur von Wärmenestern im Schaltschrank, für die Schrankinnentemperatur beim Heizen und für die relative Feuchte vorgesehen sind.

8. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdampfer-Ventilator (VM1), dem Verflüssiger-Ventilator (VM2) und dem Verdichter (VM3) Regelschaltungen (A1, A2, A3) zugeordnet sind.

9. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schaltschrankgehäuse (SG) zurückgeführte Luft über eine Heizeinrichtung (H) geführt ist, der eine Regelschaltung (A4) zugeordnet ist.

10. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Expansionsventil (V1) eine Regelschaltung (A5) zugeordnet ist.

11. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle überwachten Größen einem Microprozessor (IF) zuführbar sind, der entsprechend einem vorgegebenen Programm die Ein-und Ausschaltung sowie des Verdampfer-Ventilators (VM1), des Verflüssiger-Ventilators (VM2) und des Verdampfers (VM3) sowie die zugeordneten Regelschaltungen (A1 bis A5) steuert.

12. Kühlgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltungen (A1, A2, A3) für den Verdampfer-Ventilator (VM1), den Verflüssiger-Ventilator (VM2) und den Verdichter (VM3) als Drehzahl-Regelschaltungen ausgebildet sind.