DE4330922A1 - Device for monitoring the air flow of a cooling device for a switchgear cabinet or an electronics housing - Google Patents
Device for monitoring the air flow of a cooling device for a switchgear cabinet or an electronics housingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung eines Luftstroms einer an einem Schaltschrank oder Elektronikgehäuse angebrachten Kühleinrichtung mit einem den Luftstrom erzeugenden Ventilator, bei der an einer zumindest von einem Teil des Luftstroms durchströmten Stelle ein Temperaturfühler angeordnet ist, der in Reihe mit einem festen Vorwiderstand an einer Versorgungsspannung liegt, und bei der das zwischen dem Vorwiderstand und dem Temperaturfühler abgegriffene Temperaturerfassungssignal einem Eingang eines Vergleichers zugeführt ist, an dessen zweitem Eingang ein Vergleichswert angeschlossen ist.The invention relates to a device for monitoring of an air flow at a control cabinet or Electronics housing attached cooling device with a Airflow generating fan, at least at one part of the air flow Temperature sensor is arranged in series with a fixed Series resistor is on a supply voltage, and at that between the series resistor and the temperature sensor tapped temperature detection signal an input of a Comparator is supplied, at the second input Comparison value is connected.
Eine Vorrichtung dieser Art, mit der eine Schaltschrank-Innentemperatur oder eine Filtermattenverschmutzung überwacht wird, die im Umgebungsluftstrom vor einem Kondensator angeordnet ist, ist in der DE 33 26 977 C2 als bekannt ausgewiesen. Hierbei ist ein Temperaturfühler am Kältemittelaustritt des Kondensators angeordnet, und die von diesem Temperaturfühler erfaßte Temperatur wird am Eingang eines Vergleichers mit einem an dem anderen Eingang des Vergleichers angelegten, fest eingestellten Bezugswert verglichen. Eine genaue Aussage über den Grad der Luftfilterverschmutzung läßt sich dabei nur bei konstanter Temperatur des Luftstroms machen.A device of this type with which one Cabinet internal temperature or a Filter mat contamination is monitored in the Ambient air flow is arranged in front of a condenser identified as known in DE 33 26 977 C2. Here is a temperature sensor at the refrigerant outlet of the condenser arranged, and the detected by this temperature sensor Temperature is measured at the input of a comparator the other input of the comparator set reference value compared. A precise statement about the degree of air filter contamination can only be constant airflow temperature.
Eine aufwendigere Vorrichtung zur Überwachung der Luftfilterverschmutzung ist in der DE 38 15 619 A1 beschrieben, die angibt, zur Ermittlung der Luftfilterverschmutzung drei Temperaturgrößen zu verwenden, von denen zumindest zwei von Temperaturfühlern erfaßt werden. Aufgrund der Veränderlichkeit der drei Größen ist diese Vorrichtung relativ aufwendig.A more complex device for monitoring the Air filter contamination is described in DE 38 15 619 A1, which indicates three to determine air filter contamination Use temperature variables, at least two of which Temperature sensors are detected. Because of the variability of the three sizes, this device is relatively complex.
Eine Auswerteschaltung zur Erfassung des sich ändernden Luftstroms bei filternden Geräten ist in der DE 36 39 435 A1 angegeben. Hierbei befinden sich zwei Temperaturfühler in Form von Thermistoren in einer Vergleichsbrückenschaltung. Durch die unterschiedlich starke Abkühlung der an verschiedenen Stellen angeordneten Thermistoren wird eine Brückenspannung erzeugt, die als Signal über den Filterzustand Auskunft gibt.An evaluation circuit for detecting the changing Air flow in filtering devices is in DE 36 39 435 A1 specified. There are two temperature sensors in Form of thermistors in a comparison bridge circuit. Due to the different degrees of cooling of the different Locating thermistors becomes a bridge voltage generated, which provides information about the filter status as a signal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß mit relativ wenig Aufwand eine sichere Aussage über eine in dem Luftstrom der Kühleinrichtung auftretende Störung gemacht werden kann.The invention has for its object a device of the type described in such a way that with Relatively little effort to make a reliable statement about one in the Air flow to the cooling device malfunction occurring can.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst, wonach vorgesehen ist, daß der Vergleichswert an dem zweiten Eingang aus dem Temperaturmeßwert eines weiteren Temperaturfühlers abgeleitet ist. This object is achieved with the features specified in claim 1 solved, after which it is provided that the comparison value on the second input from the temperature measurement of another Temperature sensor is derived.
Diese Maßnahme zur Ableitung des Vergleichswerts ermöglicht eine Kompensation von weniger schädlichen oder unschädlichen Einflußgrößen, die den Rückschluß auf die eigentliche Störgröße verfälschen könnten. Beispielsweise kann mit der angegebenen Maßnahme der Einfluß einer Temperaturänderung der Umgebungsluft kompensiert werden, da er sich den Signalen beider Temperaturfühler in gleicher Weise überlagert.This measure for deriving the comparison value enables compensation of less harmful or harmless Influencing variables that allow conclusions to be drawn about the actual disturbance variable could falsify. For example, with the specified Measure the influence of a temperature change in the ambient air can be compensated, since it is the signals of both Temperature sensors overlaid in the same way.
Eine einfach aufgebaute Schaltung und eine Anordnung der Temperaturfühler, mit der die eigentliche Störgröße sicher erfaßt werden kann, wird dadurch realisiert, daß der erste Temperaturfühler und der weitere Temperaturfühler PTC-Widerstände sind, daß der weitere Temperaturfühler an einer von einer das Temperaturerfassungssignal des ersten Temperaturfühlers beeinflussenden Störgröße unbeeinflußten Stelle angeordnet ist, daß der weitere Temperaturfühler über einen anderen Vorwiderstand an einer Versorgungsspannung liegt, und daß der Temperaturmeßwert des weiteren Temperaturfühlers zwischen diesem und dem anderen Vorwiderstand abgegriffen ist.A simple circuit and an arrangement of the Temperature sensor with which the actual disturbance variable is safe can be detected is realized in that the first Temperature sensor and the other temperature sensor PTC resistors are that the additional temperature sensor on one from one the temperature detection signal of the first Temperature sensor influencing disturbance unaffected Place is arranged that the further temperature sensor over there is another series resistor on a supply voltage, and that the temperature measurement of the further temperature sensor is tapped between this and the other series resistor.
Die Maßnahme, daß dem weiteren Temperaturfühler ein einstellbarer Widerstand zur Verstellung des Vergleichswertes vorgeschaltet ist, ermöglicht die Verstellung des Arbeitspunktes der Überwachungsvorrichtung und somit eine Anpassung an unterschiedliche Verhältnisse, wie z. B. Geräteeigenschaften oder Art der zu messenden Störgröße.The measure that the further temperature sensor adjustable resistance to adjust the comparison value upstream allows the adjustment of the working point the monitoring device and thus an adaptation different ratios, such as B. Device properties or type of disturbance variable to be measured.
Ist vorgesehen, daß der Temperaturmeßwert des weiteren Temperaturfühlers einem Eingang einer Verstärkerschaltung zugeführt ist, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Vergleichers verschaltet ist, so ist ein genauer Vergleichswert herleitbar. It is provided that the temperature measurement value further Temperature sensor an input of an amplifier circuit is fed, the output of which is connected to the second input of the Comparator is connected, so is an accurate comparison value derivable.
Bei der Überwachungsvorrichtung ist vorgesehen, daß mit dem Ausgang des Vergleichers eine Betätigungseinrichtung zur Abgabe eines Meldesignals verbunden ist, wodurch unmittelbar eine Anzeige oder das Abschalten einer Komponente vorgenommen werden kann.In the monitoring device it is provided that with the Output of the comparator an actuator for delivery a message signal is connected, which immediately a Display or switching off a component can.
Die Verschmutzung einer Filtermatte kann dadurch erfaßt werden, daß der erste Temperaturfühler in dem Luftstrom hinter einer Filtermatte angeordnet ist, und die von der Störgröße unbeeinflußte Stelle des zweiten Filterlüfters vor der Filtermatte liegt, und daß die Störgröße die Filtermattenverschmutzung ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß der weitere Temperaturfühler außerhalb des Luftstromes in der umgebenden Luft angeordnet ist.The contamination of a filter mat can be detected by that the first temperature sensor in the airflow behind one Filter mat is arranged, and that of the disturbance unaffected position of the second filter fan in front of the Filter mat lies, and that the disturbance is the Filter mat contamination is. It can be provided that the further temperature sensor outside the air flow is placed in the surrounding air.
Auch kann eine Störgröße dadurch erfaßt werden, daß der erste Temperaturfühler im Luftstrom hinter einem Verflüssiger der Kühleinrichtung und der zweite Temperaturfühler im Luftstrom vor dem Verflüssiger angeordnet ist.A disturbance variable can also be detected in that the first Temperature sensor in the air flow behind a condenser Cooling device and the second temperature sensor in the air flow is arranged in front of the condenser.
Bei dem überwachten Luftstrom kann es sich um den Luftstrom am Außenkreislauf eines Kühlgerätes mit Kondensator oder den Luftstrom bei einem Luft-/Luft-Wärmetauscher oder den Luftstrom eines Filterlüfters handeln.The monitored airflow can be the airflow on the external circuit of a cooling device with condenser or Airflow in an air / air heat exchanger or the airflow act as a filter fan.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawing.
Die Figur zeigt das Schaltbild einer Vorrichtung zur Überwachung eines von einer Kühleinrichtung für einen Schaltschrank oder ein Elektronikgehäuse erzeugten Luftstroms.The figure shows the circuit diagram of a device for monitoring one of a cooling device for a control cabinet or an electronics housing generated airflow.
Ein erster Temperaturfühler R1 in Form eines Widerstandes mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Widerstand) liegt in Reihe mit einem festen Vorwiderstand R3 an einer Versorgungsspannung Vcc mit Masse GND als Bezugspotential. Zwischen dem Vorwiderstand R3 und dem Temperaturfühler R1 wird eine temperaturabhängige Teilspannung als Temperaturerfassungssignal abgegriffen und einem Eingang 5, vorliegend dem positiven Eingang, eines Vergleiches B zugeführt.A first temperature sensor R1 in the form of a resistor with a positive temperature coefficient (PTC resistor) is connected in series with a fixed series resistor R3 to a supply voltage Vcc with ground GND as the reference potential. Between the series resistor R3 and the temperature sensor R1, a temperature-dependent partial voltage is tapped as a temperature detection signal and a comparison B is fed to an input 5 , in the present case the positive input.
Dem zweiten, vorliegend invertierenden Eingang 6 des Vergleichers B ist als Vergleichswert ein Signal zugeführt, das von einem weiteren Temperaturfühler R2 abgeleitet ist. Der zweite Temperaturfühler R2, der ebenfalls ein PTC-Widerstand ist, liegt in Reihe mit einem festen Vorwiderstand R4 und einem einstellbaren Widerstand in Form eines Potentiometers P1. Die Widerstandskette R4, R2, P1 wird ebenfalls von einer Spannung Vcc mit Masse GND als Bezugspotential versorgt, so daß auch hier zwischen dem Widerstand R4 und dem Temperaturfühler R2 ein temperaturabhängiges Signal als ein Temperaturmeßwert vorliegt. Dieser Temperaturmeßwert ist dem nichtinvertierenden Eingang 3 einer Verstärkerschaltung A zugeführt, deren Ausgang 1 über einen Widerstand R5 auf ihren invertierenden Eingang 2 rückgekoppelt ist. Der invertierende Eingangs 2 liegt außerdem über einen Widerstand 6 auf Masse. Der Ausgang 1 der Verstärkerschaltung A ist auch mit dem Eingang 6 des Vergleichers B verbunden. Am Ausgang 7 des Vergleichers B ist eine Betätigungseinrichtung S in Form eines Relais angeschlossen, über das ein Meldesignal K1 abgegeben werden kann.A signal, which is derived from a further temperature sensor R2, is fed to the second, in the present case inverting, input 6 of the comparator B as a comparison value. The second temperature sensor R2, which is also a PTC resistor, is in series with a fixed series resistor R4 and an adjustable resistor in the form of a potentiometer P1. The resistor chain R4, R2, P1 is also supplied by a voltage Vcc with ground GND as the reference potential, so that here too a temperature-dependent signal is present as a temperature measurement value between the resistor R4 and the temperature sensor R2. This measured temperature value is fed to the non-inverting input 3 of an amplifier circuit A, the output 1 of which is fed back to its inverting input 2 via a resistor R5. The inverting input 2 is also connected to ground via a resistor 6 . The output 1 of the amplifier circuit A is also connected to the input 6 of the comparator B. An actuating device S in the form of a relay is connected to the output 7 of the comparator B, via which a signal K1 can be emitted.
Beim Betrieb werden die Temperaturfühler R1 und R2 in Form der PTC-Widerstände mit dem Strom aus der konstanten Versorgungsspannung Vcc über die zugeordneten festen Vorwiderstände R3 bzw. R4, P1 aufgeheizt. Der Luftstrom der Kühleinrichtung kühlt den ersten Temperaturfühler R1. Dadurch sinkt sein Widerstandswert und damit die an ihm abfallende Spannung, die als das Temperaturerfassungssignal abgegriffen und dem Eingang 5 des Vergleichers B zugeführt ist, wo er mit dem Bezugs-Vergleichswert verglichen wird. Wird der Luftstrom an dem Temperaturfühler R1 durch eine Störgröße verringert, so nimmt die Temperatur an dem ersten Temperaturfühler R1 und damit sein Widerstand zu, so daß an ihm eine höhere Spannung abfällt. Diese Änderung wird über den Vergleich mit dem Bezugs-Vergleichswert erfaßt und über den Ausgang 7 des Vergleichers B angezeigt.During operation, the temperature sensors R1 and R2 are heated in the form of the PTC resistors with the current from the constant supply voltage Vcc via the assigned fixed series resistors R3 and R4, P1. The air flow from the cooling device cools the first temperature sensor R1. As a result, its resistance value and thus the voltage drop across it, which is tapped as the temperature detection signal and fed to the input 5 of the comparator B, where it is compared with the reference comparison value, drops. If the air flow at the temperature sensor R1 is reduced by a disturbance variable, the temperature at the first temperature sensor R1 and thus its resistance increases, so that a higher voltage drops across it. This change is detected via the comparison with the reference comparison value and displayed via the output 7 of the comparator B.
Der Bezugs-Vergleichswert bleibt von der Störgröße dadurch unbeeinflußt, daß der zweite Temperaturfühler R2 an einer Stelle angeordnet ist, an der die Störgröße keine Wirkung entfaltet. Beispielsweise kann die Störgröße bei einer Kühleinrichtung, bei der ein Umgebungsluftstrom durch eine Filtermatte und über einen an einem Kältekreislauf angeordneten Kondensator geführt ist, die Verschmutzung der Filtermatte sein, wodurch der Volumenstrom der Luft verringert wird. Dann wird der erste Temperaturfühler R1 stromabseitig von der Filtermatte und der Temperaturfühler R2 stromaufseitig von der Filtermatte positioniert. Der Temperaturanstieg an R1 und die Auswertung des Temperaturerfassungssignals unter Vergleich mit dem von dem Temperaturmeßwert abgeleiteten Vergleichswert geben dann Aufschluß über die Filtermattenverschmutzung. Der Temperaturfühler R2 muß dabei nicht in der strömenden Umgebungsluft angeordnet sein, sondern er kann auch in der ruhenden Umgebungsluft, z. B. seitlich der Strömung positioniert sein. Auch werden mit Hilfe des zweiten Temperaturfühlers R2 Einflüsse von Änderungen der Umgebungslufttemperatur dadurch eliminiert, daß diese auf beide Temperaturfühler wirken.The reference comparison value remains from the disturbance variable unaffected that the second temperature sensor R2 at one point is arranged on which the disturbance has no effect. For example, the disturbance variable in a cooling device, where an ambient air flow through a filter mat and over a condenser arranged on a refrigeration circuit is to be the contamination of the filter mat, causing the Volume flow of air is reduced. Then the first one Temperature sensor R1 downstream of the filter mat and the Temperature sensor R2 upstream from the filter mat positioned. The temperature rise at R1 and the evaluation of the temperature detection signal compared with that of then give the temperature value derived comparison value Information about the filter mat contamination. Of the Temperature sensor R2 does not have to flow in the Ambient air can be arranged, but it can also in the ambient air, e.g. B. positioned to the side of the flow his. Also with the help of the second temperature sensor R2 Influences of changes in the ambient air temperature eliminated that these act on both temperature sensors.
Durch entsprechende Positionierung der beiden Temperaturfühler R1 und R2 können auch andere den Luftstrom beeinflussende Störgrößen erfaßt werden, wie z. B. eine mangelnde Ventilatorleistung oder sonstige Änderungen im Strömungskanal der Kühleinrichtung.By positioning the two temperature sensors accordingly R1 and R2 can also affect others that affect airflow Disturbances are detected, such as. B. a lack Fan performance or other changes in the flow channel the cooling device.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der erste Temperaturfühler im Luftstrom hinter einem Verflüssiger der Kühleinrichtung und der weitere Temperaturfühler im Luftstrom vor dem Verflüssiger angeordnet ist.For example, it can be provided that the first Temperature sensor in the air flow behind a condenser Cooling device and the additional temperature sensor in the air flow is arranged in front of the condenser.
Auch kann die beschriebene Überwachungsvorrichtung bei Kühleinrichtungen des Filterlüftertyps oder des Luft-/Luft-Wärmetauschertyps in entsprechender Weise betrieben werden.The monitoring device described can also Cooling devices of the filter fan type or Air / air heat exchanger type operated in a corresponding manner become.
Claims (9)
daß der erste Temperaturfühler (R1) und der weitere Temperaturfühler (R2) PTC- oder NTC-Widerstände oder andere temperaturabhängige Widerstände sind,
daß der weitere Temperaturfühler (R2) an einer von einer das Temperaturerfassungssignal des ersten Temperaturfühlers (R1) beeinflussenden Störgröße unbeeinflußten Stelle angeordnet ist,
daß der weitere Temperaturfühler (R2) über einen anderen Vorwiderstand (R4) an einer Versorgungsspannung (Vcc) liegt, und
daß der Temperaturmeßwert des weiteren Temperaturfühlers (R2) zwischen diesem und dem anderen Vorwiderstand (R4) abgegriffen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that
that the first temperature sensor (R1) and the further temperature sensor (R2) are PTC or NTC resistors or other temperature-dependent resistors,
that the further temperature sensor (R2) is arranged at a point which is not influenced by a disturbance variable influencing the temperature detection signal of the first temperature sensor (R1),
that the further temperature sensor (R2) is connected to a supply voltage (Vcc) via another series resistor (R4), and
that the temperature measurement value of the further temperature sensor (R2) is tapped between this and the other series resistor (R4).
daß die Störgröße die Filtermattenverschmutzung ist. 6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the first temperature sensor (R1) is arranged in the air flow behind a filter mat, and the unaffected by the disturbance point of the second filter fan (R2) is in front of the filter mat, and
that the disturbance variable is the filter mat contamination.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RITTAL GMBH & CO. KG, 35745 HERBORN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT ANWALTSPARTNERSCHAFT MBB -, DE Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130403 |