DE4330922C2 - Device for monitoring the air flow of a cooling device for a control cabinet or an electronics housing - Google Patents
Device for monitoring the air flow of a cooling device for a control cabinet or an electronics housingInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung eines Luft stromes einer an einem Schaltschrank oder Elektronikgehäuse angebrachten Kühleinrichtung mit einem den Luftstrom erzeugenden Ventilator, bei der an einer zumindest von einem Teil des Luftstromes durchströmten Stelle ein Temperaturfühler angeordnet ist, der in Reihe mit einem festen Vorwiderstand an einer Versorgungsspannung liegt, und bei der das zwischen dem Vorwider stand 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 an air current attached to a control cabinet or electronics housing Cooling device with a fan generating the air flow, in which a point through which at least part of the air flow flows Temperature sensor is arranged in series with a fixed series resistor is on a supply voltage, and that between the series resistor stood and the temperature sensor tapped temperature detection signal is fed to an input of a comparator, 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 Kon densators angeordnet, und die von diesem Temperaturfühler erfaßte Temperatur wird am Eingang eines Vergleichers mit einem an dem anderen Eingang des Ver gleichers angelegten, fest eingestellten Bezugswert verglichen. Eine genaue Aussage über den Grad der Luftfilterverschmutzung läßt sich dabei nur bei konstanter Temperatur des Luftstromes machen.A device of this type with which an internal cabinet temperature or filter mat contamination is monitored in the ambient air flow is arranged in front of a capacitor is known in DE 33 26 977 C2 expelled. Here is a temperature sensor at the refrigerant outlet of the Kon arranged and the temperature detected by this temperature sensor is at the input of a comparator with one at the other input of Ver the same applied, fixed reference value compared. An exact It is only possible to make a statement about the degree of air filter contamination constant airflow temperature.
Die DE 38 15 619 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung der Luftfilterver schmutzung, bei der drei Eingangsgrößen miteinander verrechnet werden und eine Änderung der Kondensationstemperatur des Kühlmittels für eine Aussage über den Grad der Luftfilterverschmutzung herangezogen wird. Die beiden ande ren Meßgrößen sind die Schrankinnentemperatur sowie die Umgebungstempera tur. Hierbei müssen die speziellen Zusammenhänge eines jeweiligen Kühlsystems ermittelt und zur Auswertung in einem Kennfeld dargestellt werden. Diese Vorrichtung ist daher relativ aufwendig.DE 38 15 619 A1 shows a device for monitoring the air filter pollution in which three input variables are offset against each other and a change in the condensation temperature of the coolant for a statement the degree of air filter contamination is used. The other two Ren measured variables are the internal cabinet temperature and the ambient temperature door. The special relationships of each Cooling system determined and displayed for evaluation in a map will. This device is therefore relatively complex.
Gemäß der DE 36 69 435 A1 befinden sich zwei Temperaturfühler in Form von Thermistoren in einer Vergleichsbrückenschaltung. Der eine Thermistor ist dabei im Luftstrom und der andere in der ruhenden Luft angeordnet. Durch die unter schiedlich starke Abkühlung der Thermistoren wird eine Brückenspannung gebil det, die als Signal über den Filterzustand ausgewertet wird. Über den Aufbau der Erfassungs- und Auswerteschaltung sind keine näheren Angaben gemacht.According to DE 36 69 435 A1 there are two temperature sensors in the form of Thermistors in a comparison bridge circuit. One thermistor is included arranged in the air flow and the other in the still air. Through the under Different cooling of the thermistors creates a bridge voltage det, which is evaluated as a signal via the filter status. About the construction no further details are given to the acquisition and evaluation circuit.
Die EP 0 078 928 A2 offenbart die Erfassung zweier Temperaturwerte in einem Kältemittelkreislauf, von denen der eine die Temperatur des noch flüssigen Kältemittels und der andere die Temperatur des gasförmigen Kältemittels erfaßt. Die beiden Temperaturmeßwerte werden einem Differenzbildner zugeführt, und das gebildete Differenzsignal wird dem einen Eingang eines Vergleichers 6 zugeführt, und dort mit einem Sollwert verglichen. Bei dem Sollwert handelt es sich offenbar um einen fest vorgegebenen Wert, jedenfalls ist eine andere Vorgabe nicht ersichtlich.EP 0 078 928 A2 discloses the detection of two temperature values in a refrigerant circuit, one of which detects the temperature of the still liquid refrigerant and the other the temperature of the gaseous refrigerant. The two measured temperature values are fed to a difference generator, and the difference signal formed is fed to the one input of a comparator 6 , where it is compared with a desired value. The setpoint is obviously a fixed, predetermined value, in any case, no other specification is apparent.
Die DE-GM 18 81 201 beschreibt einen Thermostat zur Temperaturstabilisie rung von Halbleiterbauelementen, wobei ein Heißleiter als Temperaturfühler genannt ist.DE-GM 18 81 201 describes a thermostat for temperature stabilization tion of semiconductor components, with a thermistor as a temperature sensor is called.
Die DE 40 24 046 A1 gibt die Anordnung eines Temperaturfühlers in Form eines PTC- oder NTC-Widerstandes in dem Luftstrom eines Ventilators an, um dessen Drehzahl zu steuern.DE 40 24 046 A1 gives the arrangement of a temperature sensor in the form a PTC or NTC resistor in the air flow of a fan to to control its speed.
Die DE 27 10 356 C2 offenbart die Messung eines Luftdurchsatzes bei Lüftern für elektronische Geräte in Schränken. Hierbei ist ein Temperaturfühler in dem Auslaßkanal zwischen dem Lüfter und den Lufteintrittsöffnungen des Belüf tungsgehäuses angeordnet.DE 27 10 356 C2 discloses the measurement of an air throughput in fans for electronic devices in cabinets. Here is a temperature sensor in the Outlet duct between the fan and the air inlet openings of the vent tion housing arranged.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs er wähnten 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 he initially mentioned type in such a way that a safe with relatively little effort Statement about a disturbance occurring in the air flow of the cooling device can be made.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen ge löst. This object is ge with the features specified in claim 1 solves.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß ein weiterer Temperaturmeßwert als Vergleichswert erfaßt und dem zweiten Eingang des Vergleichers zugeführt wird. Während der erste Temperaturfühler an einer von der Störgröße beein flußten Stelle im Luftstrom angeordnet ist, ist der weitere Temperaturfühler an einer von der Störgröße unbeeinflußten Stelle positioniert. Da beide Stellen ansonsten aber den Umgebungsbedingungen in gleicher Weise unterliegen, kann die eigentliche Störgröße unbeeinflußt von sich ändernden Umgebungsbedin gungen erfaßt werden. D.h. der Vergleicher wird an seinem Ausgang nur dann ein Störungssignal abgeben, wenn die zu überwachende Störgröße sich im Luft strom, in dem der erste Temperaturfühler angeordnet ist, bemerkbar macht. Beispielsweise kann mit der Vorrichtung der Einfluß der Umgebungsluftänderung kompensiert werden, da dieser sich den Signalen beider Temperaturfühler in gleicher Weise überlagert, so daß eine gerätebedingte Änderung der Luft strömung sicher erfaßt werden kann. Dabei ist die Erfassungsschaltung einfach ausgebildet.According to the invention it is therefore provided that a further temperature measured value than Comparison value detected and fed to the second input of the comparator becomes. While the first temperature sensor is affected by the disturbance variable is located in the air flow, the further temperature sensor is on a position positioned unaffected by the disturbance variable. Because both places otherwise subject to the same conditions in the same way the actual disturbance variable is unaffected by changing environmental conditions conditions are recorded. I.e. the comparator is only at its output issue a fault signal if the disturbance variable to be monitored is in the air current in which the first temperature sensor is arranged, noticeable. For example, the device can influence the change in ambient air can be compensated because this is in the signals of both temperature sensors in overlaid in the same way, so that a device-related change in air flow can be detected safely. The detection circuit is simple educated.
Die Maßnahme, daß dem weiteren Temperaturfühler ein einstellbarer Wider stand 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 an adjustable counter upstream to adjust the comparison value, the Adjustment of the operating point of the monitoring device and thus a Adaptation to different conditions, 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 of the further temperature sensor an input of an amplifier circuit is supplied, the output of which is connected to the second input of the comparator, so is an accurate one Comparative value can be derived.
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 Fig. 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 8 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 drops and thus the voltage drop across it, which is tapped as the temperature detection signal and is fed to the input 5 of the comparator 8 , where it is compared with the reference comparison value. 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 be. 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 will.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT ANWALTSPARTNERSCHAFT MBB -, DE Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130403 |