EP2765359A2 - Verfahren zum Überwachen eines Luftstroms in einem Luftströmungskanal - Google Patents
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- EP2765359A2 EP2765359A2 EP14000410.2A EP14000410A EP2765359A2 EP 2765359 A2 EP2765359 A2 EP 2765359A2 EP 14000410 A EP14000410 A EP 14000410A EP 2765359 A2 EP2765359 A2 EP 2765359A2
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Definitions
- the present invention relates to a method for monitoring an air flow in an air flow passage and a corresponding air flow conveying device.
- Extractor hoods usually have an air filter in which in particular fats and fatty components are retained in the vapors produced during cooking. It is necessary to replace or clean these air filters when saturation or saturation of the air filter occurs.
- a similar system is also known in vacuum cleaners.
- a saturation indicator for filters of an extractor hood is for example in the DE 101 58 851 A1 described.
- a counter with variable counter speed which is a function of the volume flow of the air conveyor of the hood, is used for life detection of a filter for a hood.
- an optical or acoustic signal is output, which indicates the end of the service life of the filter.
- Another indicator for the degree of contamination of a grease filter an extractor hood is in the DE 78 13 240 U1 described. Also in this display device, the necessity of changing or cleaning the filter is displayed. For this purpose, a color marking is made visible behind the aperture of the hood on reaching a predetermined count.
- the DE 25 09 032 C2 describes a device for indicating the saturation of a grease filter of cooker hoods, wherein on the grease filter a saturation state indicating envelope paper is arranged.
- the DE 10 2005 020 321 A1 discloses an extractor hood in which a saturation level of the air filter is determined based on the service life and displayed to a user via a saturation display with at least two display units.
- the invention has for its object to provide an improved method for monitoring an air flow in an air flow channel, with which a fault in the air flow channel can be easily detected.
- the method of the invention is based on the idea to conclude from an operating parameter of the fan motor to an air volume flow in the air flow channel or to conclude from a change of an operating parameter of the fan motor to a change in an air volume flow in the air flow channel. Since the air volume flow or its change are directly related to any disturbance in the air flow channel, such a disturbance in the air flow channel can be detected if the detected operating parameter or the detected change in the operating parameter exceeds a predetermined limit.
- a disturbance in the air flow channel can be detected in a simple manner.
- no special measuring devices are required for detecting a disturbance in the air flow channel. Since the detection of a disturbance in the air flow channel based on the detection of at least one operating parameter of the fan motor or a change in at least one operating parameter of the fan motor and such operating parameters are usually determined or monitored by a control device of a corresponding air flow conveyor anyway, the method of the invention to simple Be implemented without special modification of the respective air flow conveying device.
- the inventive method is particularly preferably used in electronic household appliances such as cooker hoods, vacuum cleaners, ventilation systems, air conditioning systems and the like.
- a “disturbance in the air flow channel” should be understood to mean any type of impairment of the air volume flow in the air flow channel, which in particular has a negative influence on the power of the respective air flow conveying device. These include, but are not limited to, fouling or saturation of the air filter, blockage of the exhaust duct (e.g., due to faulty blinds), fouling or disturbance of the fan wheel, and the like.
- the "air flow channel” has in particular an intake zone upstream of the fan wheel and an exhaust air channel downstream of the fan wheel.
- operating parameters in this context is intended to denote all types of directly or indirectly detectable operating parameters or motor variables of the fan motor and possibly also of the fan wheel driven by it. These include, but are not limited to, motor current, motor voltage, power consumed by the motor, phase angle, back EMF, motor power, speed, and torque. Thus, for example, at constant speed of the fan motor or the fan wheel reduces the torque at a reduced air flow rate.
- fan motors also include any variables that can be determined or calculated from one or more operating parameters (for example, by quotient formation, product formation, digital filtering, etc.).
- a fault in the air flow channel can be detected with the method according to the invention on the basis of the specific operating parameter or the specific change in the operating parameter.
- the "exceeding of the predetermined limit value" in this context should include exceeding / reaching a maximum limit value or falling below / reaching a minimum limit value.
- the method of the invention is applicable to all types of fan motors, in particular asynchronous motors, single-phase asynchronous motors with capacitor, shaded pole motors, DC motors or brushless permanent magnet motors with electronic commutation.
- the latter is particularly favorable for the method proposed here, since it usually has an electronic commutation device such as a frequency converter, with the help of the detection of motor variables or operating parameters of the fan motor without additional expenditure of measurement technology is possible because such a frequency often already implies such measuring devices ,
- a warning is issued when detecting a fault in the air flow channel.
- this warning also differentiates between the degree of the detected disturbance in the air flow channel.
- the warning is preferably an optical signal and / or an acoustic signal.
- a reference value of the at least one operating parameter of the fan motor is determined in a fault-free state of the air flow channel. Subsequently, a fault in the air flow channel can be detected if the further operation of the Extractor hood detected operating parameters by a predetermined absolute or percentage value deviates from this reference value.
- a trouble-free state of the air flow passage is preferably a state at a first startup of the respective air flow conveying device, a commissioning of the respective air flow conveying device after cleaning or replacing the air filter, a commissioning of the respective air flow conveying device after removing another fault, a corresponding input (eg pressing a reset button) designated by a user, and the like.
- the reference value of the operating parameter is preferably determined analogously to the detection of the operating parameter during normal operation of the respective air flow conveying device.
- At least one detected operating parameter of the fan motor or the detected change of the at least one operating parameter is first determined by the fan air flow or a change of airflow generated by the fan and then detects a fault in the air flow channel, if the specific air flow or the determined change in airflow exceeds a predetermined threshold.
- the operating parameter of the fan motor is determined as a quotient of a speed of the fan motor and a further operating parameter of the fan motor or a time integral or a time derivative of these variables.
- the quotient of torque at the fan wheel and speed is determined in order to conclude from this a change in the delivered air volume flow of the fan wheel.
- a signal can then be output to the user with the request to clean the air filter or to remedy a malfunction in the exhaust air duct such as blocked blinds at the outlet of the exhaust air duct.
- This quotient can be both be determined at constant speed of the fan motor or the fan so even with changing speeds. It may also be given a predetermined torque on the fan to measure the time for a particular speed change or to measure the speed change over a certain time.
- the at least one operating parameter of the fan motor is detected over several engine revolutions. Subsequently, the detected operating parameter is preferably further processed as an average value or as an integral of the measured value. In this way, the reliability of the fault detection can be improved.
- the invention also provides an air flow conveying device with an air flow channel, a fan wheel arranged in the air flow channel and a fan motor for driving the fan wheel, a control device for controlling and monitoring the fan motor, and at least one air filter arranged in the air flow channel.
- the control device is configured such that it detects a fault in the air flow channel if an operating parameter or a detected change of an operating parameter exceeds a predetermined limit value.
- the airflow conveying device is preferably an electronic household appliance such as, for example, an extractor hood, a vacuum cleaner, a ventilation system, an air conditioning system and the like.
- the subject of the invention is also a control device for controlling and monitoring a fan motor in an air flow channel of an air flow conveying device, which is designed to carry out the method of the invention described above.
- FIG. 1 a schematic representation of the construction of an extractor hood as an example of an air flow conveying device according to the present invention.
- the extractor hood 1 has a hood-shaped suction zone 12, a fan 2 with a fan 3 and a fan motor 5 for driving the fan wheel 3 and an exhaust duct 13 for discharging the exhaust air stream 4.
- the suction zone 12, the area of the fan 2 and the exhaust air duct 13 together form the air flow channel of the extractor hood 1.
- the fan 2 or its fan motor 5 is controlled by a control device 6, preferably in the manner of a frequency converter, which in particular has a controller 7, a power stage 8 and an operating and display device 11.
- the frequency converter 6 may preferably continuously control the rotational speeds of the fan wheel 3 of the fan 2 by means of the controller 7. It has the power level 8 with motor current and motor voltage measurement and can thus capture the electrical power consumption of the fan motor 5. Furthermore, he can from the current and voltage values, the winding resistance of Fan motor 5 and thus determine the engine temperature. With the motor model stored in the controller 7 of the frequency converter 6 and the motor temperature, the motor torque or the mechanical power at the fan wheel 3 or a value equivalent to the mechanical load can be determined with the aid of the controlled and measured motor variables such as the motor voltage and the motor current.
- the controller 7 measures an equivalent value for the mechanical load on the fan 3 for one or more speeds and stores this value as Reference value in its digital memory.
- Reference value various digital filters can be used, in particular the averaging over a larger number of integral revolutions of the fan wheel is a preferred filter method.
- the controller 7 of the frequency converter 6 continuously determines the current equivalent value for the mechanical load on the fan wheel 3 during operation and compares this with the stored reference value.
- the same filters can again advantageously be used as for the determination of the reference values.
- the controller 7 of the frequency converter 6 is continuously at supply voltage, the operating times can be continuously recorded, and the motor temperature measurement can be calibrated again and again, for example, if longer downtimes were present and for the engine temperature of the fan normal ambient temperatures are assumed.
- the controller 7 may also have a non-volatile memory to store the operating data in the event of a power failure.
- the present method can also be combined as desired with methods known from the prior art. These known methods incorporate e.g. the operating times or the fan powers to give the user so a signal to clean the air filter 9.
- the operating and display device 11 may be integrated, so that only one electronic control has to be mounted.
- This display device 11 may e.g. among other things, a (optical and / or acoustic) signal to request to clean the air filter 9, spend.
- the operating and display device 11 may alternatively also be provided separately from the controller 7 and power stage 8 on the extractor hood 1.
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Luftstroms in einem Luftströmungskanal sowie eine entsprechende Luftstromfördervorrichtung.
- Dunstabzugshauben weisen üblicherweise einen Luftfilter auf, in dem insbesondere Fette und fetthaltige Bestandteile in den beim Kochen entstehenden Wrasen zurückgehalten werden. Es ist erforderlich, diese Luftfilter auszutauschen oder zu reinigen, wenn eine Sättigung bzw. ein bestimmter Sättigungsgrad des Luftfilters eintritt. Ein ähnliches System ist auch bei Staubsaugern bekannt.
- Eine Sättigungsanzeige für Filter einer Dunstabzugshaube ist beispielsweise in der
DE 101 58 851 A1 beschrieben. Hierbei wird zur Standzeiterfassung eines Filters für eine Dunstabzugshaube eine Zähleinrichtung mit variabler Zählergeschwindigkeit, die eine Funktion des Volumenstroms der Luftfördereinrichtung der Dunstabzugshaube ist, verwendet. Bei Erreichen eines vorbestimmten Zählerwertes wird ein optisches oder akustisches Signal ausgegeben, welches das Ende der Standzeit des Filters angibt. - Eine weitere Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad eines Fettfilters einer Dunstabzugshaube ist in der
DE 78 13 240 U1 beschrieben. Auch bei dieser Anzeigevorrichtung wird die Notwendigkeit des Wechsels oder der Reinigung des Filters angezeigt. Hierzu wird bei Erreichen eines vorbestimmten Zählerstandes eine Farbmarkierung hinter der Blende der Dunstabzugshaube sichtbar gemacht. - In der
DE 28 52 472 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters beschrieben, bei denen der elektrische Antriebsstrom für das Gebläse in eine proportionale Wärmemenge umgewandelt und mit dieser Wärmemenge eine Flüssigkeit in die umgebende Atmosphäre verdampft wird, wobei die Flüssigkeitspegeldifferenz in Bezug auf einen Anfangspegel als Maß für den Verschmutzungsgrad dient. Mit dieser Vorrichtung kann der Verschmutzungsgrad des Filters relativ genau erfasst werden. Nachteilig ist allerdings die relativ aufwändige Konstruktion der Vorrichtung. Zudem muss bei einem Filterwechsel der Behälter, in dem die Flüssigkeit aufgenommen ist, ausgetauscht werden, was die Handhabung der Vorrichtung umständlich macht und zu erhöhten Instandhaltungskosten führt. - Die
DE 25 09 032 C2 beschreibt eine Vorrichtung zur Anzeige der Sättigung eines Fettfilters von Dunstabzugshauben, bei welcher auf dem Fettfilter ein den Sättigungszustand anzeigendes Umschlagpapier angeordnet ist. - Die
DE 10 2005 020 321 A1 offenbart eine Dunstabzugshaube, bei welcher ein Sättigungsgrad des Luftfilters anhand der Standzeit ermittelt und einem Benutzer über eine Sättigungsanzeige mit wenigstens zwei Anzeigeeinheiten angezeigt wird. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Überwachen eines Luftstroms in einem Luftströmungskanal zu schaffen, mit welchem eine Störung im Luftströmungskanal auf einfache Weise erkannt werden kann.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen eines Luftstroms in einem Luftströmungskanal, in welchem ein von einem Lüftermotor angetriebenes Lüfterrad und wenigstens ein Luftfilter angeordnet sind, enthält die folgenden Schritte:
- Erfassen wenigstens eines Betriebsparameters oder einer Veränderung wenigstens eines Betriebsparameters des Lüftermotors; und
- Erkennen einer Störung im Luftströmungskanal, falls der erfasste Betriebsparameter oder die erfasste Veränderung des Betriebsparameters einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
- Dem Verfahren der Erfindung liegt die Idee zugrunde, aus einem Betriebsparameter des Lüftermotors auf einen Luftvolumenstrom im Luftströmungskanal zu schließen bzw. aus einer Veränderung eines Betriebsparameters des Lüftermotors auf eine Veränderung eines Luftvolumenstroms im Luftströmungskanal zu schließen. Da der Luftvolumenstrom bzw. seine Veränderung unmittelbar mit einer etwaigen Störung im Luftströmungskanal zusammenhängen, kann so eine Störung im Luftströmungskanal erkannt werden, wenn der erfasste Betriebsparameter oder die erfasste Veränderung des Betriebsparameters einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
- Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine Störung im Luftströmungskanal auf einfache Weise detektieren. Zum Erkennen einer Störung im Luftströmungskanal sind insbesondere keine speziellen Messgeräte erforderlich. Da die Erkennung einer Störung im Luftströmungskanal auf der Erfassung wenigstens eines Betriebsparameters des Lüftermotors oder einer Veränderung wenigstens eines Betriebsparameters des Lüftermotors basiert und derartige Betriebsparameter in der Regel von einer Steuervorrichtung einer entsprechenden Luftstromfördervorrichtung ohnehin ermittelt bzw. überwacht werden, kann das Verfahren der Erfindung auf einfache Weise ohne besondere Modifizierung der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung implementiert werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich nicht nur das Vorliegen einer Störung im Luftströmungskanal erkennen, wenn eine Behebung dieser Störung für die weitere ordnungsgemäße Nutzung der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung zwingend erforderlich ist, sondern es kann vorzugsweise auch bereits zu einem früheren Zeitpunkt ein Grad der Störung im Luftströmungskanal erkannt oder auf eine in näherer Zukunft anstehende Störungsbehebung hingewiesen werden. Es ist daher möglich, frühzeitig auf eine Störung zu reagieren oder sich frühzeitig auf das Beheben einer Störung vorzubereiten (z.B. durch Beschaffen von entsprechenden Ersatz- oder Reparaturmaterialien).
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders bevorzugt bei elektronischen Haushaltsgeräten wie beispielsweise Dunstabzugshauben, Staubsaugern, Lüftungsanlagen, Klimaanlagen und dergleichen einsetzbar.
- Unter einer "Störung im Luftströmungskanal" soll in diesem Zusammenhang jede Art von Beeinträchtigung des Luftvolumenstroms im Luftströmungskanal verstanden werden, welche die Leistung der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung insbesondere negativ beeinflusst. Hierzu zählen insbesondere, aber nicht ausschließlich eine Verschmutzung oder Sättigung des Luftfilters, eine Blockade des Abluftkanals (z.B. durch defekte Jalousien), eine Verschmutzung oder Störung des Lüfterrades und dergleichen. Der "Luftströmungskanal" weist in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ansaugzone stromauf des Lüfterrades und einen Abluftkanal stromab des Lüfterrades auf.
- Der Begriff "Betriebsparameter" soll in diesem Zusammenhang alle Arten von direkt oder indirekt erfassbaren Betriebsparametern bzw. Motorvariablen des Lüftermotors und ggf. auch des von diesem angetriebenen Lüfterrades bezeichnen. Hierzu zählen insbesondere, aber nicht ausschließlich Motorstrom, Motorspannung, vom Motor aufgenommene Leistung, Phasenwinkel, Back-EMF, Motorleistung, Drehzahl und Drehmoment. So reduziert sich zum Beispiel bei gleichbleibender Drehzahl des Lüftermotors bzw. des Lüfterrades das Drehmoment bei reduziertem Luftvolumenstrom. Zu den Betriebsparametern des Lüftermotors zählen in diesem Zusammenhang auch beliebige Größen, die aus einem oder mehreren Betriebsparametern (z.B. durch Quotientenbildung, Produktbildung, digitales Filtern, etc.) bestimmt oder berechnet werden können.
- Eine Störung im Luftströmungskanal kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis des bestimmten Betriebsparameters oder der bestimmten Veränderung des Betriebsparameters erkannt werden. Das "Überschreiten des vorbestimmten Grenzwerts" soll in diesem Zusammenhang ein Überschreiten / Erreichen eines maximalen Grenzwertes bzw. ein Unterschreiten / Erreichen eines minimalen Grenzwertes umfassen.
- Das Verfahren der Erfindung ist bei allen Arten von Lüftermotoren einsetzbar, insbesondere bei Asynchronmotoren, Einphasen-Asynchronmotoren mit Kondensator, Spaltpolmotoren, DC-Motoren oder bürstenlosen Permanentmagnet-Motoren mit elektronischer Kommutierung. Letztgenannter ist für das hier vorgeschlagene Verfahren besonders günstig, da er üblicherweise eine elektronische Kommutierungseinrichtung wie beispielsweise einen Frequenzumrichter aufweist, mit dessen Hilfe die Erfassung der Motorvariablen bzw. Betriebsparameter des Lüftermotors ohne Zusatzaufwand an Messtechnik möglich ist, da ein solcher Frequenzumrichter solche Messeinrichtungen oft bereits impliziert.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird beim Erkennen einer Störung im Luftströmungskanal ein Warnhinweis ausgegeben. Vorzugsweise differenziert dieser Warnhinweis auch zwischen dem Grad der erkannten Störung im Luftströmungskanal. Bei dem Warnhinweis handelt es sich vorzugsweise um ein optisches Signal und/oder ein akustisches Signal.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in einem störungsfreien Zustand des Luftströmungskanal ein Referenzwert des wenigstens einen Betriebsparameters des Lüftermotors bestimmt. Anschließend kann eine Störung im Luftströmungskanal erkannt werden, falls der im weiteren Betrieb der Dunstabzugshaube erfasste Betriebsparameter um einen vorbestimmten absoluten oder prozentualen Wert von diesem Referenzwert abweicht. Als störungsfreier Zustand des Luftströmungskanals wird vorzugsweise ein Zustand bei einer ersten Inbetriebnahme der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung, einer Inbetriebnahme der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung nach einem Reinigen oder Austauschen des Luftfilters, einer Inbetriebnahme der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung nach Beheben einer anderen Störung, einer entsprechenden Eingabe (z.B. Betätigung einer Rücksetztaste) durch einen Benutzer, und dergleichen bezeichnet. Der Referenzwert des Betriebsparameters wird dabei vorzugsweise analog zur Erfassung des Betriebsparameters im normalen Betrieb der jeweiligen Luftstromfördervorrichtung bestimmt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird aus dem wenigstens einen erfassten Betriebsparameter des Lüftermotors oder der erfassten Veränderung des wenigstens einen Betriebsparameters zunächst ein vom Lüfterrad erzeugter Luftvolumenstrom oder eine Veränderung eines vom Lüfterrad erzeugten Luftvolumenstroms bestimmt und dann eine Störung im Luftströmungskanal erkannt, falls der bestimmte Luftvolumenstrom oder die bestimmte Veränderung des Luftvolumenstroms einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Betriebsparameter des Lüftermotors als ein Quotient aus einer Drehzahl des Lüftermotors und einem weiteren Betriebsparameter des Lüftermotors oder einem zeitlichen Integral oder einer zeitlichen Ableitung dieser Größen ermittelt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Quotient aus Drehmoment am Lüfterrad und Drehzahl bestimmt, um daraus auf eine Änderung des geförderten Luftvolumenstroms des Lüfterrades zu schließen. Es kann dann ein Signal an den Benutzer ausgegeben werden, mit der Aufforderung, den Luftfilter zu reinigen oder eine Störung am Abluftkanal wie z.B. blockierte Jalousien am Austritt des Abluftkanals zu beheben. Dieser Quotient kann sowohl bei konstanter Drehzahl des Lüftermotors bzw. des Lüfterrades also auch bei sich ändernden Drehzahlen ermittelt werden. Es kann auch ein vorbestimmtes Drehmoment auf das Lüfterrad gegeben werden, um die Zeit für eine bestimmte Drehzahländerung zu messen oder um die Drehzahländerung über eine bestimmte Zeit zu messen.
- In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der wenigstens eine Betriebsparameter des Lüftermotors über mehrere Motorumdrehungen hinweg erfasst. Anschließend wird der erfasste Betriebsparameter vorzugsweise als Mittelwert oder als Integral des Messwertes weiter verarbeitet. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Störungserkennung verbessert werden.
- Gegenstand der Erfindung ist auch eine Luftstromfördervorrichtung mit einem Luftströmungskanal, einem im Luftströmungskanal angeordneten Lüfterrad und einem Lüftermotor zum Antreiben des Lüfterrades, einer Steuervorrichtung zum Ansteuern und Überwachen des Lüftermotors, und wenigstens einem im Luftströmungskanal angeordneten Luftfilter. Die Steuervorrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie eine Störung im Luftströmungskanal erkennt, falls ein Betriebsparameter oder eine erfasste Veränderung eines Betriebsparameters einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
- Mit dieser Luftstromfördervorrichtung können die gleichen Vorteile wie mit dem oben beschriebenen Verfahren der Erfindung erzielt werden. Außerdem gelten die obigen Ausführungen zu Begriffsdefinitionen und bevorzugten Ausgestaltungen in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Luftstromfördervorrichtung.
- Bei der Luftstromfördervorrichtung handelt es sich bevorzugt um ein elektronisches Haushaltsgerät wie beispielsweise eine Dunstabzugshaube, einen Staubsauger, eine Lüftungsanlage, eine Klimaanlage und dergleichen. Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch eine Steuervorrichtung zum Ansteuern und Überwachen eines Lüftermotors in einem Luftströmungskanal einer Luftstromfördervorrichtung, welche zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens der Erfindung ausgestaltet ist.
- Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige
Figur 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Dunstabzugshaube als ein Beispiel einer Luftstromfördervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. - Die Dunstabzugshaube 1 weist eine haubenförmige Ansaugzone 12, einen Ventilator 2 mit einem Lüfterrad 3 und einen Lüftermotor 5 zum Antreiben des Lüfterrades 3 und einen Abluftkanal 13 zum Ableiten des Abluftstroms 4 auf. Die Ansaugzone 12, der Bereich des Ventilators 2 und der Abluftkanal 13 bilden zusammen den Luftströmungskanal der Dunstabzugshaube 1.
- Im Bereich der Ansaugzone 12, d.h. stromauf des Ventilators 2 bzw. seines Lüfterrades 3 ist wenigstens ein Luftfilter bzw. Fettfilter 9 angeordnet. Am Austritt des Abluftkanals 13 ist beispielsweise eine Jalousie 10 angebracht.
- Der Ventilator 2 bzw. sein Lüftermotor 5 wird von einer Steuervorrichtung 6 vorzugsweise in der Art eines Frequenzumrichters angesteuert, welche insbesondere einen Controller 7, eine Leistungsstufe 8 und eine Bedien- und Anzeigevorrichtung 11 aufweist.
- Der Frequenzumrichter 6 kann die Drehzahlen des Lüfterrades 3 des Ventilators 2 mittels des Controllers 7 vorzugsweise kontinuierlich steuern. Er verfügt über die Leistungsstufe 8 mit Motorstrom- und Motorspannungs-Messung und kann so die elektrische Leistungsaufnahme des Lüftermotors 5 erfassen. Des Weiteren kann er aus den Strom- und Spannungswerten den Wicklungswiderstand des Lüftermotors 5 und damit die Motortemperatur bestimmen. Mit dem im Controller 7 des Frequenzumrichters 6 hinterlegten Motormodell und der Motortemperatur kann mit Hilfe der gesteuerten und gemessenen Motorvariablen wie z.B. der Motorspannung und des Motorstroms das Motordrehmoment oder die mechanische Leistung am Lüfterrad 3 oder ein der mechanischen Last äquivalenter Wert bestimmt werden.
- Bei der Inbetriebnahme oder nach jeder Bestätigung des Benutzers, dass der Luftfilter 9 gereinigt und der Abluftkanal mit den Jalousien 10 in Ordnung ist, misst der Controller 7 einen äquivalenten Wert für die mechanische Last am Lüfterrad 3 für eine oder mehrere Drehzahlen und hinterlegt diesen Messwert als Referenzwert in seinem digitalen Speicher. Für die Ermittlung des Referenzwertes sind vielfältige digitale Filter einsetzbar, insbesondere die Mittelung über eine größere Anzahl von ganzzahligen Umdrehungen des Lüfterrades ist eine bevorzugte Filtermethode.
- Im weiteren Betriebsverlauf ermittelt der Controller 7 des Frequenzumrichters 6 bei Betrieb fortlaufend den aktuellen äquivalenten Wert für die mechanische Last am Lüfterrad 3 und vergleicht diesen mit dem abgespeicherten Referenzwert. Für die digitale Filterung dieses äquivalenten Wertes können wieder vorteilhaft dieselben Filter eingesetzt werden wie zur Bestimmung der Referenzwerte.
- Falls dieser äquivalente Wert für die mechanische Last den Referenzwert um einen bestimmten Wert unterschreitet, kann ein Signal zur Reinigung des Luftfilters 9 und Kontrolle des Abluftkanals 13 ausgegeben werden.
- Falls der Controller 7 des Frequenzumrichters 6 kontinuierlich an Versorgungsspannung liegt, können zudem die Betriebszeiten kontinuierlich aufgezeichnet werden, und die Motortemperaturmessung kann z.B. immer wieder kalibriert werden, wenn längere Stillstandzeiten vorlagen und für die Motortemperatur des Lüfters normale Umgebungstemperaturen anzunehmen sind.
- Der Controller 7 kann auch über einen nicht flüchtigen Speicher verfügen, um bei einem Ausfall der Versorgungsspannung die Betriebsdaten abzuspeichern. Dadurch kann das vorliegende Verfahren auch beliebig mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren kombiniert werden. Diese bekannten Verfahren integrieren z.B. die Betriebszeiten oder die Lüfterleistungen auf, um dem Benutzer so ein Signal zur Reinigung des Luftfilters 9 zu geben.
- Auf dem Frequenzumrichter 6 kann in einer bevorzugten kostengünstigen Ausführungsform die Bedien- und Anzeigevorrichtung 11 integriert sein, so dass nur eine elektronische Steuerung zu montieren ist. Diese Anzeigevorrichtung 11 kann z.B. unter anderem auch ein (optisches und/oder akustisches) Signal zur Aufforderung, den Luftfilter 9 zu reinigen, ausgeben. Die Bedien- und Anzeigevorrichtung 11 kann alternativ auch separat von Controller 7 und Leistungsstufe 8 an der Dunstabzugshaube 1 vorgesehen sein.
- Der Fachmann wird anhand der obigen Beschreibung unmittelbar erkennen, dass die Erfindung auch bei anderen Luftstromfördervorrichtungen wie beispielsweise Staubsaugern, Lüftungsanlagen, Klimaanlagen und dergleichen einsetzbar ist.
Claims (10)
- Verfahren zum Überwachen eines Luftstroms in einem Luftströmungskanal (12, 13), in welchem ein von einem Lüftermotor (5) angetriebenes Lüfterrad (3) und wenigstens ein Luftfilter (9) angeordnet sind, mit den Schritten:- Erfassen wenigstens eines Betriebsparameters oder einer Veränderung wenigstens eines Betriebsparameters des Lüftermotors (5); und- Erkennen einer Störung im Luftströmungskanal (12, 13), falls der erfasste Betriebsparameter oder die erfasste Veränderung des Betriebsparameters einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
- Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Erkennen einer Störung im Luftströmungskanal (12, 13) ein Warnhinweis ausgegeben wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Grad der Störung im Luftströmungskanal (12, 13) erkannt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein vom Lüfterrad (3) erzeugter Luftvolumenstrom oder eine Veränderung eines vom Lüfterrad (3) erzeugten Luftvolumenstroms aus dem wenigstens einen erfassten Betriebsparameter des Lüftermotors (5) oder der erfassten Veränderung des wenigstens einen Betriebsparameters bestimmt wird und dann eine Störung im Luftströmungskanal (12, 13) erkannt wird, falls der bestimmte Luftvolumenstrom oder die bestimmte Veränderung des Luftvolumenstroms einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem störungsfreien Zustand des Luftströmungskanal (12, 13) ein Referenzwert des wenigstens einen Betriebsparameters des Lüftermotors (5) bestimmt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Betriebsparameter des Lüftermotors (5) als ein Quotient aus einer Drehzahl des Lüftermotors (5) und einem weiteren Betriebsparameter des Lüftermotors (5) oder einem zeitlichen Integral oder einer zeitlichen Ableitung dieser Größen bestimmt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Betriebsparameter des Lüftermotors (5) oder seine Veränderung über mehrere Motorumdrehungen hinweg erfasst wird. - Luftstromfördervorrichtung (1), mit
einem Luftströmungskanal (12, 13),
einem im Luftströmungskanal (12, 13) angeordneten Lüfterrad (3) und einem Lüftermotor (5) zum Antreiben des Lüfterrades,
einer Steuervorrichtung (6) zum Ansteuern und Überwachen des Lüftermotors (5), und
wenigstens einem im Luftströmungskanal (12, 13) angeordneten Luftfilter (9),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuervorrichtung (6) ausgestaltet ist, um eine Störung im Luftströmungskanal (12, 13) zu erkennen, falls ein Betriebsparameter oder eine erfasste Veränderung eines Betriebsparameters einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. - Luftstromfördervorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuervorrichtung (6) eine Anzeigevorrichtung (11) zum Ausgeben eines Warnhinweises beim Erkennen einer Störung im Luftströmungskanal (12, 13) aufweist. - Steuervorrichtung (6) zum Ansteuern und Überwachen eines Lüftermotors (5) in einem Luftströmungskanal (12, 13) einer Luftstromfördervorrichtung (1), ausgestaltet zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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