EP4222381A1 - Verfahren zum betrieb eines ventilators und system zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines ventilators und system zur durchführung des verfahrens

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EP4222381A1
EP4222381A1 EP22769079.9A EP22769079A EP4222381A1 EP 4222381 A1 EP4222381 A1 EP 4222381A1 EP 22769079 A EP22769079 A EP 22769079A EP 4222381 A1 EP4222381 A1 EP 4222381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan
acoustic
psychoacoustic
fans
operating
Prior art date
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Pending
Application number
EP22769079.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian MOELLER
Jacob KRAUTH
Bjoern WENGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ziehl Abegg SE
Original Assignee
Ziehl Abegg SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Ziehl Abegg SE filed Critical Ziehl Abegg SE
Publication of EP4222381A1 publication Critical patent/EP4222381A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/333—Noise or sound levels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges

Definitions

  • the invention relates to a method for operating at least one fan.
  • the invention relates to a system for carrying out such a method.
  • the present invention is therefore based on the object of designing and developing a method for operating a fan in such a way that noise-optimized operation is made possible with simple means. Furthermore, a system for carrying out such a method is to be specified.
  • the underlying object is achieved by the independent claim 12.
  • This specifies a system for carrying out the method according to one of Claims 1 to 11, with at least one fan, preferably having an electric motor, at least one sensor for recording a measured value, in particular a sound pressure and/or a structure-borne sound vibration, and a computing unit for the determination acoustic and/or psychoacoustic characteristic values for at least one defined time interval and/or for at least one defined operating point.
  • the underlying object can be achieved by determining acoustic and/or psychoacoustic parameters based on measured values and by operating the fan or fans taking these acoustic and/or psychoacoustic parameters into account.
  • the measured values are recorded by sensors, which are preferably a sound pressure, a structure-borne sound vibration or something else that can be measured environmental influence can act. These measured values are used as parameters by a computing unit in order to determine the actual acoustic and/or psychoacoustic characteristic values.
  • the method according to the invention and the system according to the invention make it possible for applicable immission control laws to be complied with in an ideal manner.
  • time-of-day-dependent immission limit values are also complied with, for example by using a night-time operation profile (operation as efficient as possible when people are absent) and a daytime operation profile (sounding as pleasant as possible acoustically when people are present) for the operation of the fan or fans.
  • a night-time operation profile operation as efficient as possible when people are absent
  • a daytime operation profile sounding as pleasant as possible acoustically when people are present
  • Fading out impermissible operating points can advantageously be compensated for by shorter and/or longer operation at permissible operating points. This achieves the advantage that operation in an acoustically and/or psychoacoustically desired range is made possible and, furthermore, the necessary power is provided by the fan or fans.
  • a loudness and/or a volume level and/or a sound pressure level and/or a sound power level and/or a specific frequency component for example a third-octave level, and/or a tonality and /or a roughness and/or a sharpness and/or a degree of fluctuation and/or a psychoacoustic annoyance and/or a tonality and/or an impulsiveness is/are determined.
  • These characteristic values have the advantage that they represent a determinable and comparable indication of the subjective, human perception.
  • An operating time and/or a speed and/or a torque and/or a power consumption and/or an angle of attack and/or a nozzle cross section and/or a flap position in a flow duct and/or /or external hardware and/or other fans are used for noise cancellation.
  • the above manipulated variables have an influence on at least one of the acoustic and/or psychoacoustic characteristic values in question, so that these characteristic values can be influenced in a targeted manner.
  • a regulation can be defined on the basis of the determined acoustic and/or psychoacoustic characteristic values, so that the fan is operated subject to this regulation.
  • the regulation can take place by comparing an actual value of an acoustic and/or psychoacoustic parameter with a target value of an acoustic and/or psychoacoustic parameter. It is thus possible to maintain a desired operating profile or a desired operating point which, for example, has the best possible acoustic euphony for people and the environment, for example through very quiet operation or operation with very few tonal components.
  • the acoustic and/or psychoacoustic characteristic values can be used to control the motor, for example by directly comparing the actual value with a setpoint value or by directly comparing the actual value with a limit value.
  • These can be stored in a database, for example after an initialization run-up.
  • An initialization run-up is generally understood to mean that during the first (re-)commissioning of one or more fans, the acoustic and/or psychoacoustic behavior is logged over the entirety of all or selected operating points. Individual applications of one or more fans can be taken into account.
  • the acoustic and/or psychoacoustic characteristic value could be adjusted according to the regulation.
  • central control can be implemented on an electric motor of a fan.
  • Such a configuration is particularly suitable if only a single fan is arranged. With a plurality of fans, this arrangement has the advantage that each fan can be controlled independently of the other fans in a simple manner.
  • a decentralized regulation preferably for electric motors of several fans, is implemented. This makes it possible to control the fans as a unit, so that combinatorial effects can be used.
  • fans can be arranged.
  • the load can be distributed so that the fans are operated at a permissible operating point overall. For example, instead of running two fans at full load, four fans can be run at half load. With such a load distribution, the fans as a whole can comply with immission limit values and immission guideline values.
  • another acoustic and/or psychoacoustic parameter is at least reduced by a targeted adjustment of an acoustic and/or psychoacoustic parameter.
  • the tonality can be reduced by raising a sound power level.
  • the sound of a further, louder fan can be covered by several quieter fans.
  • counter-noise can be applied in a targeted manner in order to reduce or eliminate disturbing noise. So-called active noise canceling is thus implemented.
  • the computing unit can take into account whether a person is present in the vicinity of the fan. If it is recognized that no person is present, the device can be operated at a louder operating point, for example.
  • the measured values can be used to detect anomalies in the operation of the fan. For example, bearing damage, contamination, an imbalance, material fatigue, a manufacturing defect, resonance, a stall and/or nozzle whistling can be detected.
  • This has the advantage that if there is a change in the acoustic behavior during operation (e.g. due to dirt, damage, material fatigue, etc.), the operating range of the fan can be restricted accordingly. This ensures regular operation until an acoustic anomaly is resolved.
  • An acceleration sensor and/or a sound pressure sensor and/or a soft sensor/virtual sensor and/or sensors for describing the operating state and/or the operating environment and/or the manipulated variables can be used in a particularly advantageous manner.
  • 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a system according to the invention, which is also used to explain the method according to the invention
  • 2 shows a schematic representation of an example of the permissible range of a manipulated variable
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an example of an impermissible range of a manipulated variable
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a system according to the invention. This has two fans 1, T, which are preferably driven by electric motors, not shown. Furthermore, two sensors 2, 2' and a computing unit 3 are provided. It is pointed out that the system can also only have a single fan and/or a single sensor.
  • Measured values such as a sound pressure and/or a structure-borne sound vibration, are recorded via the sensors 2, 2'. These measured values are transmitted to the processing unit 3, for example a computer.
  • the computing unit 3 uses the measured values as parameters in order to determine acoustic and/or psychoacoustic characteristic values for at least one defined time interval and/or for at least one operating point, for example a loudness, a sound pressure level, a specific frequency component, etc.
  • the fans 1, T are operated at permissible operating points in which the acoustic and/or psychoacoustic parameters are within a defined range, so that, for example, limit values are met and/or people do not hear the noise generated by the fans 1, T feel uncomfortable.
  • the system is designed so that a control based on the determined acoustic and / or psychoacoustic Characteristics can be defined.
  • the fans 1, 1' can thus be regulated by comparing an actual value of a psychoacoustic characteristic with a target value of an acoustic and/or psychoacoustic characteristic.
  • the regulation could also take place by comparing an actual value of an acoustic and/or psychoacoustic characteristic with a limit value of an acoustic and/or psychoacoustic characteristic. This makes it possible to maintain a desired operating profile by adapting one or more manipulated variables, for example the motor control, if necessary.
  • the sound pressure level L p is entered as an acoustic and/or psychoacoustic parameter. In this representation, an almost monotonously increasing course of the sound pressure level L p is assumed with a linear increase in the manipulated variable, for example the engine speed.
  • the permissible range of the manipulated variable is defined by a lower and an upper sound pressure level Lp .
  • FIG. 3 shows an impermissible range of a manipulated variable.
  • the sound pressure level L p is plotted as an acoustic and/or psychoacoustic parameter.
  • the permissible range of the manipulated variable is limited by a limit value.
  • the permissible operating range is limited by a limit value, which is constant for all speeds in the case shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb mindestens eines Ventilators (1, 1'), vorzugsweise wobei der Ventilator (1, 1') einen Elektromotor aufweist, wobei im Betrieb des Ventilators (1, 1') über mindestens einen Sensor (2, 2') mindestens ein Messwert erfasst wird, insbesondere ein Schalldruck und/oder eine Körperschallschwingung, wobei der mindestens eine Messwert als Parameter von einer Recheneinheit (3) verwendet wird, um für mindestens ein definiertes Zeitintervall und/oder für mindestens einen definierten Betriebspunkt akustische und/oder psychoakustische Kennwerte zu bestimmen und wobei der Ventilator (1, 1'), vorzugsweise ausschließlich, in zulässigen Betriebspunkten betrieben wird, in welchen die akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte in einem definierten Bereich liegen. Des Weiteren ist ein System zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Description

VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES VENTILATORS UND SYSTEM ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb mindestens eines Ventilators.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Der Einsatz von Ventilatoren, beispielsweise in Luftwärmepumpen, unterliegt mehreren Lärmschutzverordnungen. So schreibt zum Beispiel die „Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm“ (TA Lärm) Immissionsrichtwerte für Wohn- und Mischgebiete in Form von zeitlich gemittelten Schalldruckpegel in dB(A) vor - ggf. weiterer Zuschläge für Ventilatorgeräusche etwa mit tonalen Komponenten. Für Tages- und Nachtzeiten gelten unterschiedliche Immissionsrichtwerte. Insbesondere nachts gilt es niedrige Grenzwerte einzuhalten. Diese liegen beispielsweise tagsüber in Wohngebieten bei 50 dB(A), nachts hingegen bei 35 dB(A).
Neben der reinen Lautstärke können weitere Parameter dazu beitragen, ob ein Geräusch von einer Person als unangenehm angesehen wird. So können gemäß Produktklassifikation zwei Ventilatoren unterschiedlicher Hersteller in einem ähnlichen Betriebspunkt einen ähnlichen A-bewerteten Schalldruck- /Schallleistungspegel aufweisen und doch kann die subjektive Wahrnehmung beider Geräusche gänzlich verschieden sein.
Daher besteht das Bedürfnis, Ventilatorengeräusche derart anzupassen, dass diese als angenehm bzw. als nicht-unangenehm empfunden werden, d.h. der akustische Wohlklang sollte möglichst hoch sein. Als Optimierungsziele im Entwicklungsprozess sollten daher unter anderem ein hoher Systemwirkungsgrad aber auch eine geringe Geräuschemission gesetzt werden, da hierdurch Wettbewerbsvorteile erzielt werden können. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Ventilators derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln ein geräuschoptimierter Betrieb ermöglicht wird. Des Weiteren soll ein System zur Durchführung eines solchen Verfahrens angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Damit ist ein Verfahren zum Betrieb mindestens eines Ventilators angegeben, wobei der Ventilator vorzugsweise einen Elektromotor aufweist, wobei im Betrieb des Ventilators über mindestens einen Sensor mindestens ein Messwert erfasst wird, insbesondere ein Schalldruck und/oder eine Körperschallschwingung, wobei der mindestens eine Messwert als Parameter von einer Recheneinheit verwendet wird, um für mindestens ein definiertes Zeitintervall und/oder für mindestens einen definierten Betriebspunkt akustische und/oder psychoakustische Kennwerte zu bestimmen und wobei der Ventilator, vorzugsweise ausschließlich, in zulässigen Betriebspunkten betrieben wird, in welchen die akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte in einem definierten Bereich liegen.
In Bezug auf das System wird die zugrundeliegende Aufgabe durch den nebengeordneten Anspruch 12 gelöst. Damit ist ein System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angegeben, mit mindestens einem, vorzugsweise einen Elektromotor aufweisenden, Ventilator, mindestens einem Sensor zur Erfassung eines Messwertes, insbesondere eines Schalldrucks und/oder einer Körperschallschwingung, und einer Recheneinheit zur Bestimmung akustischer und/oder psychoakustischer Kennwerte für mindestens ein definiertes Zeitintervall und/oder für mindestens einen definierten Betriebspunkt.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass die zugrundeliegende Aufgabe gelöst werden kann, indem akustische und/oder psychoakustische Kennwerte anhand von Messwerten bestimmt werden und der Betrieb des Ventilators bzw. der Ventilatoren unter Berücksichtigung dieser akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte erfolgt. Die Messwerte werden von Sensoren erfasst, wobei es sich dabei vorzugweise um einen Schalldruck, eine Körperschallschwingung oder einen anderen messbaren Umwelteinfluss handeln kann. Diese Messwerte werden von einer Recheneinheit als Parameter benutzt, um die eigentlichen akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte zu bestimmen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System ist es möglich, dass geltende Immissionsschutzgesetze auf ideale Weise eingehalten werden. Dabei ist es denkbar, dass auch tageszeitabhängige Immissionsgrenzwerte eingehalten werden, indem beispielsweise ein Nachtbetriebsprofil (bei Abwesenheit von Personen möglichst effizienter Betrieb) und ein Tagesbetriebsprofil (bei Anwesenheit von Personen akustisch möglichst wohlklingen) für den Betrieb des Ventilators bzw. der Ventilatoren genutzt werden. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist es somit möglich, vordefinierte, akustisch lästige Betriebspunkte auszublenden, die bei unterschiedlichen Applikationen auftreten können.
Es wird darauf hingewiesen, dass Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vorrichtungsgemäße Ausprägung aufweisen können. Diese Merkmale und die dadurch erzielten Vorteile können ausdrücklich Teil des erfindungsgemäßen Systems sein.
In vorteilhafter Weise kann eine Ausblendung unzulässiger Betriebspunkte durch einen kürzeren und/oder längeren Betrieb in zulässigen Betriebspunkten kompensiert werden. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass ein Betrieb in einem akustisch und/oder psychoakustisch gewünschten Bereich ermöglicht wird und des Weiteren die notwendige Leistung von dem Ventilator bzw. den Ventilatoren erbracht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es denkbar, das als akustischer und/oder psychoakustischer Kennwert eine Lautheit und/oder ein Lautstärkepegel und/oder ein Schalldruckpegel und/oder ein Schallleistungspegel und/oder ein spezifischer Frequenzanteil, beispielsweise ein Terzpegel, und/oder eine Tonhaltigkeit und/oder eine Rauigkeit und/oder eine Schärfe und/oder eine Schwankungsstärke und/oder eine psychoakustische Lästigkeit und/oder eine Tonheit und/oder eine Impulshaltigkeit bestimmt wird/werden. Diese Kennwerte haben den Vorteil, dass sie eine ermittelbare und vergleichbare Angabe über die subjektive, menschliche Wahrnehmung darstellen. In vorteilhafter Weise kann/können als Stellgröße zur Einstellung des Betriebspunktes des Ventilators eine Betriebsdauer und/oder eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment und/oder eine Leistungsaufnahme und/oder ein Anstellwinkel und/oder ein Düsenquerschnitt und/oder eine Klappenstellung in einem Strömungskanal und/oder externe Hardware und/oder andere Ventilatoren zur Geräuschunterdrückung genutzt werden. Dabei ist erkannt worden, dass die voranstehenden Stellgrößen einen Einfluss auf zumindest eine der in Rede stehenden akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte haben, so diese Kennwerte gezielt beeinflusst werden können.
In weiter vorteilhafter Weise kann auf Grundlage der ermittelten akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte eine Regelung definiert werden, so dass ein dieser Regelung unterliegender Betrieb des Ventilators erfolgt. Beispielsweise kann die Regelung durch einen Vergleich eines Istwertes eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes mit einem Sollwert eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes erfolgen. Somit ist es möglich, ein gewünschtes Betriebsprofil bzw. einen gewünschten Betriebspunkt einzuhalten, welche zum Beispiel einen möglichst hohen akustischen Wohlklang für Mensch und Umwelt aufweisen, etwa durch einen sehr leisen Betrieb oder einen Betrieb mit sehr geringen tonalen Komponenten. Beispielsweise können nach der Definition eines geeigneten Regelgesetzes die akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte für die Ansteuerung des Motors verwendet werden, etwa durch den direkten Vergleich des Istwerts mit einem Sollwert oder den direkten Vergleich des Istwerts mit einem Grenzwert. Diese können in einer Datenbank, z.B. nach einem Initialisierungshochlauf hinterlegt sein. Unter einem Initialisierungshochlauf wird allgemein verstanden, dass während der ersten (Wieder-)lnbetriebnahme eines oder mehrerer Ventilatoren das akustische und/oder psychoakustische Verhalten über die Gesamtheit aller oder ausgewählter Betriebspunkte protokolliert wird. Dabei können individuelle Applikationen eines oder mehrerer Ventilatoren berücksichtigt werden Durch eine Anpassung/Veränderung mindestens einer der Stellgrößen, beispielsweise der Drehzahl, des Drehmoments und/oder einer der anderen genannten Stellgrößen, könnte der akustische und/oder psychoakustische Kennwert entsprechend der Regelung angepasst werden.
In besonders vorteilhafter Weise kann eine zentrale Regelung auf einem Elektromotor eines Ventilators realisiert sein. Eine solche Ausgestaltung eignet sich insbesondere, sofern lediglich ein einziger Ventilator angeordnet ist. Bei einer Mehrzahl von Ventilatoren hat diese Anordnung den Vorteil, dass auf einfache Weise jeder Ventilator unabhängig von den anderen Ventilatoren regelbar ist. Alternativ ist es denkbar, dass eine dezentrale Regelung, vorzugsweise für Elektromotoren mehrerer Ventilatoren, realisiert ist. Dadurch ist es möglich, die Ventilatoren als Einheit zu regeln, so dass kombinatorische Effekte genutzt werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können mehrere Ventilatoren angeordnet sein. Dabei kann eine Lastverteilung vorgenommen werden, so dass die Ventilatoren insgesamt in einem zulässigen Betriebspunkt betrieben werden. Beispielsweise können anstatt zwei Ventilatoren unter Volllast zu betreiben, vier Ventilatoren bei halber Last betrieben werden. Durch eine solche Lastverteilung können die Ventilatoren in ihrer Gesamtheit Immissionsgrenzwerten und Immissionsrichtwerten entsprechen.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn durch eine gezielte Anpassung einer akustischen und/oder psychoakustischen Kenngröße eine andere akustische und/oder psychoakustische Kenngröße zumindest reduziert wird. Beispielsweise kann durch Anheben eines Schallleistungspegels die Tonhaltigkeit reduziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch mehrere leisere Ventilatoren der Schall eines weiteren, lauteren Ventilators abgedeckt werden. Des Weiteren kann alternativ oder zusätzlich bei dem Betrieb mehrerer Ventilatoren durch einzelne Ventilatoren gezielt ein Gegenschall aufgebracht werden, um einen störenden Schall zu verringern bzw. auszulöschen. Somit wird ein sog. Active Noise Cancelling realisiert.
In vorteilhafter Weise kann als weiterer Parameter von der Recheneinheit berücksichtigt werden, ob eine Person im Umfeld des Ventilators anwesend ist. Sofern erkannt wird, dass keine Person anwesend ist, kann die Vorrichtung beispielsweise in einem lauteren Betriebspunkt betrieben werden.
In weiter vorteilhafter Weise können die Messwerte genutzt werden, um Anomalien im Betrieb des Ventilators zu erfassen. Beispielsweise kann dadurch ein Lagerschaden, eine Verschmutzung, eine Unwucht, eine Materialermüdung, ein Fertigungsfehler, eine Resonanz, einen Strömungsabriss und/oder ein Düsenpfeifen erkannt werden. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass falls während des Betriebs eine Änderung im akustischen Verhalten auftritt (etwa durch Verschmutzungen, Beschädigungen, Materialermüdung, o.ä.), der Betriebsbereich des Ventilators entsprechend eingeschränkt werden kann. Dadurch kann ein regulärer Betrieb bis zur Behebung einer akustischen Anomalie gewährleistet werden.
In besonders vorteilhafter Weise kann/können als Sensor ein Beschleunigungssensor und/oder ein Schalldrucksensor und/oder ein Softsensor/virtueller Sensor und/oder Sensoren zur Beschreibung des Betriebszustands und/oder der Betriebsumgebung und/oder der Stellgrößen verwendet werden.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems an dem auch das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird, Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Beispiel des zulässigen Bereichs einer Stellgröße,
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung ein Beispiel eines unzulässigen Bereichs einer Stellgröße, und
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung einen zulässigen Betriebsbereich.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dieses weist zwei Ventilatoren 1 , T auf, die vorzugsweise über nicht dargestellte Elektromotoren angetrieben werden. Des Weiteren sind zwei Sensoren 2, 2‘ sowie eine Recheneinheit 3 vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, dass das System auch lediglich einen einzelnen Ventilator und/oder einen einzelnen Sensor aufweisen kann.
Über die Sensoren 2, 2‘ werden Messwerte, wie beispielsweise ein Schalldruck und/oder eine Körperschallschwingung erfasst. Diese Messwerte werden der Recheneinheit 3, beispielsweise einem Computer, übermittelt. Die Recheneinheit 3 verwendet die Messwerte als Parameter, um für mindestens ein definiertes Zeitintervall und/oder für mindestens einen Betriebspunkt akustische und/oder psychoakustische Kennwerte zu bestimmen, beispielsweise eine Lautheit, einen Schalldruckpegel, einen spezifischen Frequenzanteil etc.
Unter Berücksichtigung dieser Informationen werden die Ventilatoren 1 , T in zulässigen Betriebspunkten betrieben, in welchen die akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte in einem definierten Bereich liegen, so dass beispielsweise Grenzwerte eingehalten werden und/oder Personen die durch die Ventilatoren 1 , T erzeugten Geräusche nicht als unangenehm empfinden.
Des Weiteren ist es möglich, dass anhand der von den Sensoren 2, 2‘ erfassten Messsignale Anomalien im Betrieb der Ventilatoren 1 , T erkannt werden.
In besonders vorteilhafter Weise ist das System dazu ausgebildet, dass eine Regelung auf Grundlage der ermittelten akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte definiert werden kann. Somit kann eine Regelung der Ventilatoren 1 , 1‘ durch einen Vergleich eines Istwertes eines psychoakustischen Kennwertes mit einem Sollwert eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes erfolgen. Auch könnte die Regelung durch einen Vergleich eines Istwertes eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes mit einem Grenzwert eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes erfolgen. Somit wird es ermöglicht, ein gewünschtes Betriebsprofil einzuhalten, indem eine oder mehrere Stellgrößen, beispielsweise die Motoransteuerung, bei Bedarf angepasst werden.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines zulässigen Bereichs einer Stellgröße. Dabei ist der Schalldruckpegel Lp als akustischer und/oder psychoakustischer Kennwert aufgetragen. In dieser Darstellung wird von einem nahezu monoton steigenden Verlauf des Schalldruckpegels Lp bei einem linearen Anstieg der Stellgröße, beispielsweise der Motordrehzahl, ausgegangen. Der zulässige Bereich der Stellgröße wird durch einen unteren und einen oberen Schalldruckpegel Lp definiert.
Figur 3 zeigt eine Darstellung eines unzulässigen Bereichs einer Stellgröße. Auch hier ist der Schalldruckpegel Lp als akustischer und/oder psychoakustischer Kennwert aufgetragen. In dieser Darstellung wird davon ausgegangen, dass kein funktionaler Zusammenhang des Schalldruckpegels Lp zu einem linearen Anstieg der Stellgröße existiert. Der zulässige Bereich der Stellgröße wird durch einen Grenzwert begrenzt.
Fig. 4 zeigt den zulässigen Betriebsbereich bzw. die zulässigen Betriebspunkte eines erfindungsgemäßen Systems bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Der zulässige Betriebsbereich wird durch einen Grenzwert beschränkt, der in dem dargestellten Fall für alle Drehzahlen konstant ist.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste ,T Ventilator , 2‘ Sensor
3 Recheneinheit

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betrieb mindestens eines Ventilators (1 , T), vorzugsweise wobei der Ventilator (1 , T) einen Elektromotor aufweist, wobei im Betrieb des Ventilators (1 , T) über mindestens einen Sensor (2, 2‘) mindestens ein Messwert erfasst wird, insbesondere ein Schalldruck und/oder eine Körperschallschwingung, wobei der mindestens eine Messwert als Parameter von einer Recheneinheit (3) verwendet wird, um für mindestens ein definiertes Zeitintervall und/oder für mindestens einen definierten Betriebspunkt akustische und/oder psychoakustische Kennwerte zu bestimmen und wobei der Ventilator (1 , T), vorzugsweise ausschließlich, in zulässigen Betriebspunkten betrieben wird, in welchen die akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte in einem definierten Bereich liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausblendung unzulässiger Betriebspunkte durch einen kürzeren und/oder längeren Betrieb in zulässigen Betriebspunkten kompensiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als akustischer und/oder psychoakustischer Kennwert eine Lautheit und/oder ein Lautstärkepegel und/oder ein Schalldruckpegel und/oder ein Schallleistungspegel und/oder ein spezifischer Frequenzanteil, beispielsweise ein Terzpegel, und/oder eine Tonhaltigkeit und/oder eine Rauigkeit und/oder eine Schärfe und/oder eine Schwankungsstärke und/oder eine psychoakustische Lästigkeit und/oder eine Tonheit und/oder eine Impulshaltigkeit bestimmt wird/werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgröße zur Einstellung des Betriebspunktes des Ventilators (1 , T) eine Betriebsdauer und/oder eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment und/oder eine Leistungsaufnahme und/oder ein Anstellwinkel und/oder ein Düsenquerschnitt und/oder eine Klappenstellung in einem Strömungskanal und/oder externe Hardware und/oder andere Ventilatoren zur Geräuschunterdrückung genutzt wird/werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der ermittelten akustischen und/oder psychoakustischen Kennwerte eine Regelung definiert wird, so dass ein geregelter Betrieb des Ventilators (1 , T) erfolgt, beispielsweise durch einen Vergleich eines Istwertes eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes mit einem Sollwert eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes und/oder durch einen Vergleich eines Istwertes eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes mit einem Grenzwert eines akustischen und/oder psychoakustischen Kennwertes.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Regelung auf einem Elektromotor eines Ventilators (1 , T) realisiert ist oder dass eine dezentrale Regelung, vorzugsweise für Elektromotoren mehrerer Ventilatoren (1 , 1‘), realisiert ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventilatoren (1 , T) angeordnet sind und dass eine Lastverteilung vorgenommen wird, so dass die Ventilatoren (1 , T) insgesamt in einem zulässigen Betriebspunkt betrieben werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch gezielte Anpassung einer akustischen und/oder psychoakustischen Kenngröße eine andere akustische und/oder psychoakustische Kenngröße zumindest reduziert wird, insbesondere dass durch Anheben eines Schallleistungspegels die Tonhaltigkeit reduziert wird und/oder dass durch mehrere leisere Ventilatoren (1 , T) der Schall eines weiteren, lauteren Ventilators (1 , T) abgedeckt wird und/oder dass bei dem Betrieb mehrerer Ventilatoren (1 , T) durch einzelne Ventilatoren (1 , T) gezielt ein Gegenschall aufgebracht wird, um einen störenden Schall zu verringern bzw. auszulöschen
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Parameter von der Recheneinheit (3) berücksichtigt wird, ob eine Person im Umfeld des Ventilators (1 , T) anwesend ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte genutzt werden, um Anomalien im Betrieb des Ventilators (1 , T) zu erfassen, beispielsweise einen Lagerschaden, eine Verschmutzung, eine Unwucht, eine Materialermüdung, einen Fertigungsfehler, eine Resonanz, einen Abriss und/oder ein Düsenpfeifen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (2, 2‘) ein Beschleunigungssensor und/oder ein Schalldrucksensor und/oder ein Softsensor/virtueller Sensor und/oder Sensoren zur Beschreibung des Betriebszustands und/oder der Betriebsumgebung und/oder der Stellgrößen verwendet wird/werden.
12. System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit mindestens einem, vorzugsweise einen Elektromotor aufweisenden, Ventilator (1 , T), mindestens einem Sensor (2, 2‘) zur Erfassung eines Messwertes, insbesondere eines Schalldrucks und/oder einer Körperschallschwingung, und einer Recheneinheit (3) zur Bestimmung akustischer und/oder psychoakustischer Kennwerte für mindestens ein definiertes Zeitintervall und/oder für mindestens einen definierten Betriebspunkt.
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