DE202008006067U1

DE202008006067U1 - Filterlüfter

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Publication number: DE202008006067U1
Application number: DE202008006067U
Authority: DE
Original assignee: Pfannenberg GmbH
Current assignee: Pfannenberg GmbH
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2018-05-03
Also published as: DE102009009509A1

Abstract

Filterlüfter (200), insbesondere Austrittsfilter, für den Einbau in eine Montagedurchbrechung (50) in einer Wand (51), insbesondere eines Gehäuses für Abwärme erzeugende Bauteile, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersysteme oder dgl., wobei der Filterlüfter 200) ein Grundgehäuse (21) mit einem in einer Halterung (25) angeordneten Ventilator (20), eine als Designdeckel (80) mit oder ohne luftaustrittseitig angeformten und umlaufenden, in das Grundgehäuse (21) einführbaren Seitenwänden (30a, 30b, 30c, 30d) und mit an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden (30b, 30d) des Designdeckels (80) gehaltenen Lamellenelemente (90, 90') aufweisenden Lüftungsgitter (10) ausgebildete Abdeckvorrichtung (150) und eine zwischen dem Grundgehäuse (21) und dem Lüftergitter (10) angeordnete Filtermatte (60) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (20) des Filterlüfters (200) zur Betriebsstandüberwachung drehzahlgesteuert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filterlüfter insbesondere Austrittsfilter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei in einem Gehäuse, wie einem Schaltschrank, angeordneten Bauteilen, welche entsprechende Abwärme erzeugen, ist es notwendig, die Abwärme aus dem Gehäuse abzuführen und eine Temperatur in dem Gehäuse durch mehr oder weniger starkes Einblasen oder Absaugen von Umgebungsluft vermittels eines Ventilators in den Gehäuseinnenraum mittels des Lüfters zu kontrollieren. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind Computergehäuse. Üblicherweise werden derartige Gehäuse mit einem Filterlüfter versehen, welcher entweder ständig läuft oder von einer Steuerung in Abhängigkeit von einer Temperatur im Gehäuse an- und abgeschaltet wird. Der Filterlüfter ist in einer Ausnehmung einer Wandung des Gehäuses angeordnet und beispielsweise mittels Schraubverbindungen fixiert. Gleichzeitig sind an einer anderen Stelle des Gehäuses für einen Luftaustritt entsprechende Luftaustrittsschlitze vorgesehen.
Aufgrund der elektrostatischen Aufladung der elektronischen Bauteile und Komponenten, die im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, lagern sich an ihnen Schmutz- und Staubpartikel an, so dass Fehlfunktionen der Bauteile auftreten können. Zur Vermeidung der Verschmutzung ist es bekannt, im Lüfter eine Filtermatte, vorzugsweise aus einem gewirkten oder vernadelten Kunststoffmaterial vorzusehen, um diese Staub- und Schmutzpartikel aus der durch den Lüfter in einer Strömungsrichtung hindurch geförderten Luft herauszufiltern. Hierfür ist vorzugsweise in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor dem Ventilator des Lüfters die Filtermatte angeordnet, wobei ein Zwischenraum zwischen der Filtermatte und dem Ventilator von einem Grundgehäuse und einem Ventilator gegen die Umgebung im Wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist. Die bei diesen Filterlüftern verwendeten Filtermatten sind zwischen dem äußeren Lüftergitter und dem Grundgehäuse angeordnet. Das Lüftergitter ist vermittels Klemm- oder Rastverbindungen oder Schraubverbindungen mit dem Grundgehäuse lösbar verbunden.
Es ist wünschenswert, dass es für den Nutzer der Wärme erzeugenden Bauteile auf einfache Weise möglich ist, zu überprüfen, ob der Betrieb entsprechend den gewünschten Parametern erfolgt. Der Luftdurchsatz muss dabei gewährleistet sein, gleichzeitig muss allerdings auch gewährleistet sein, dass die Filterwirkung den gewünschten Anforderungen entspricht. Diese ist immer dann nicht gegeben, wenn der Filter verschmutzt ist, bzw. wenn das Lüftergitter nicht richtig geschlossen ist und damit ungefilterte Luft hindurch treten kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Filterlüfter gemäß der eingangs betriebenen Art so auszubilden, dass es möglich ist, diesen Betriebszustand und den Verschmutzungsgrad der Filtermatte zu überprüfen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Luftdurchtrittsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Danach besteht die Erfindung darin, dass der Ventilator des Filterlüfters zur Betriebsstandüberwachung drehzahlgesteuert ist. Hierzu ist der Filterlüfter mit einer drehzahlgesteuerten Elektronik und einem einstellbaren Temperatur-Sollwert versehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
So ist die Elektronik an dem Filterlüfter montiert, wobei zur Störmeldung ein potentialfreier Kontakt vorgesehen ist.
An dem Filterlüfter ist ferner ein Temperatursensor vorgesehen, der individuell positionierbar ist.
Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass nach der Montage des Filterlüfters in der Montagedurchbrechung und nach Einstellung der Regeltemperatur der Temperatursensor am Austrittsfilter oder an einem Austrittsgitter positioniert wird, wobei der Ventilator bei eingesetzter neuer Filtermatte und reduzierter Drehzahl umlaufend ist und wobei bei zunehmendem Verschmutzungsgrad der Filtermatte durch zunehmende Betriebszeit eine Luftstromreduzierung derart eintritt, dass die Temperatur im Innenraum des Schaltschrankes steigt mit der Folge einer Erhöhung der Drehzahl des Ventilators, der bei Erreichen der maximalen Verschmutzung der Filtermatte mit maximaler Drehzahl umlaufend ist, wobei die Steuerung des Ventilators die Maximaldrehzahl über einen bevorzugterweise potentialfreien Kontakt signalisierend ist, der kundenseitig auswertbar ist, und wobei die Maximaldrehzahl des Ventilators mit einer Alarm- und/oder Störungsmeldungseinrichtung funktionell zusammenwirkend ist.
Nach der Filterlüftermontage erfolgt somit die Regeltemperatureinstellung bei gleichzeitiger Positionierung des Temperatursensors am Austrittsfilter. Bei neu eingelegter Filtermatte dreht der Ventilator mit reduzierter Drehzahl und zwar auch unter kritischen Bedingungen. Bei fortlaufender Verschmutzung der Filtermatte kommt es zu einem reduzierten Luftvolumenstrom, wobei ein Temperaturanstieg im Schaltschrank erfolgt. Die Folge ist ein Anheben der Ventilatordrehzahl. Bei maximaler Filtermattenverschmutzung dreht der Ventilator mit maximaler Drehzahl. Die Steuerung des Ventilators signalisiert die Maximaldrehzahl, die zu Steuerungszwecken z. B. von Signaleinrichtung herangezogen werden kann.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Filterlüfters ist über den drehzahlgesteuerten Ventilators eine Überwachung des Filterlüfters und insbesondere eine Überwachung des Verschmutzungsgrades der Filtermatte möglich, so dass der Zeitpunkt des Austausches der verschmutzten Filtermatte überwacht werden kann.
Somit ergeben sich folgende Vorteile:

• Energieeffizienter Betrieb: der Ventilator dreht nur so schnell, wie zur Kühlung erforderlich ist
• Geräuschreduktion
• Standzeitverlängerung des Filters durch Reduktion des Volumenstroms bei Teillast/niedriger Umgebungstemperatur
• Unabhängigkeit von Aufstellungsort/Applikation: Das System stellt selbst fest, wann ein kritischer Betriebszustand erreicht wird.
• Die Auswertung und Signalisierung durch den Filterlüfter selbst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 eine schaubildliche Explosionsdarstellung des Filterlüfters, bestehend aus einem vorderen Designdeckel mit einem Lüftergitter und mit einer Filtermatte, einem Grundgehäuse für den Designdeckel und für einen Ventilator,
2 eine schaubildliche Darstellung des Grundgehäuses mit aufgeklapptem Designdeckel und mit einer zwischen dem Grundgehäuse und dem Designdeckel liegenden Filtermatte,
3 einen senkrechten Schnitt durch den Filterlüfter,
4 eine räumliche Ansicht des Filterlüfters, und
5 eine Draufsicht auf ein Deckelement des Filterlüfters.
1 bis 3 zeigen einen prinzipiellen Aufbau eines Filterlüfters. 1 zeigt eine Explosionsansicht dazu. Der Filterlüfter 200 ist dabei in Verbindung mit einem Ventilator 20 als Filterlüfter als Austrittsfilter einsetzbar. Eingesetzt wird der Filterlüfter 200 bei Gehäusen von abwärmeerzeugenden Bauteilen, wie Schaltschränke, Elektronikschränke, Computersystemen o. dgl., wobei die Filterlüfter 200 in Montagedurchbrechungen 50 in einer Wand 51 eines derartigen Gehäuses eingebaut wird (3).
Die wesentlichen Bauteile des Filterlüfters 200 sind ein Designdeckel 80 mit einem Lüftergitter 10 mit Lüftungsschlitzen das die vordere Abdeckvorrichtung 100 für ein Grundgehäuse 21 bildet und einen Träger 25 für den Ventilator 20, (1 bis 3). Der Ventilator 20 ist mit Gebläsegittern 22 abgedeckt.
Die Abdeckvorrichtung 150, die das Lüftergitter 10 bildet, ist als Designdeckel 80 ausgebildet und besteht aus einem rahmenartigen Gehäuse 30 bevorzugter Weise mit Seitenwänden 30a, 30b, 30c, 30d und mit Lamellenelementen 90, wobei zwischen den sich abschnittsweise überlappenden Lamellenelementen 90 Lüftungsschlitze ausgebildet sind. Die Filtermatte 60 kann an der Innenwandfläche des Lüftergitters 10 in dem Designdeckel 80 gehalten sein (3) oder sie wird in das Grundgehäuse 21 eingelegt, das mittels des Designdeckels 80 verschlossen wird. Die Lamellenelemente 90 sind in zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden 30b, 30d des rahmenartigen Gehäuses 30 des Designdeckels 80 gehalten bzw. an diese Seitenwände angeformt. Die Abdeckvorrichtung 150 mit dem Lüftergitter 10 besteht aus dem rahmenartigen Gehäuse 30, das die Filtermatte 60 aufnimmt und einem in dem Gehäuse 30 fest, lösbar oder verschwenkbar gehaltenen und die Filtermatte 60 abdeckenden Lüftergitter 10, das den Designdeckel 80 bildet. Dieses Lüftergitter 10 umfasst mindestens zwei laterale, sich randseitig in einer Längsrichtung erstreckende, vorzugsweise wangenförmig ausgebildete Seitenwände 30b, 30d, zwischen denen die Lamellenelemente 90 angeordnet sind.
Der die Filtermatte 60 aufnehmende Designdeckel 80 bzw. das Lüftergitter 10 ist zum Öffnen der Aufnahmekammer für die Filtermatte zwischen dem Lüftergitter 10 und dem Grundgehäuse 21 um seine bodenseitige Schwenksachse 26 in Pfeilrichtung X verschwenkbar (2). Das Arretieren des Lüftergitters 10 an dem Grundgehäuse 21 erfolgt bevorzugter Weise im oberen Bereich z. B. vermittels einer Arretierungsvorrichtung 40, bevorzugter Weise aus den Bauteilen 96, 97, die als Rastnocken und Einrastelemente ausgebildet sind (2). Die Betätigung der Arretierungsvorrichtung 40 erfolgt vermittels Lamellenelementen 90' oder eines Lamellenelementes 90'' der Lamellenelemente 90 des Lüftergitters 10.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Filterlüfter 200, der mit Einrichtungen für eine Drehzahlensteuerung für den Ventilator 20 versehen ist. Hierzu weist der Filterlüfter 200 eine die Drehzahl des Ventilators 20 steuernde Elektronik 100 auf, die eine Temperatur-Sollwert-Einstellung ermöglicht.
Die Elektronik 100 ist an oder in dem Gehäuse des Filterlüfters 200 angeordnet, wobei zur Störmeldung ein potentialfreier Kontakt vorgesehen ist. Des Weiteren ist der Filterlüfter 200 mit einem Temperatursensor 110 versehen, der individuell positionierbar ist.
Nach der Montage des Filterlüfters 200 in der Montagedurchbrechung 50 in der Wand z. B. eines Schaltschrankes und nach Einstellung der Regeltemperatur wird der Temperatursensor 110 am Austrittsfilter positioniert. Der Ventilator 20 ist bei eingesetzter neuer Filtermatte 60 mit reduzierter Drehzahl umlaufend. Bei zunehmendem Verschmutzungsgrad der Filtermatte 60 durch zunehmende Betriebszeit tritt eine Luftstromreduzierung derart ein, dass die Temperatur im Innenraum des Schaltschrankes steigt mit der Folge, dass die Drehzahl des Ventilators 20 sich erhöht.
Bei Erreichen der maximalen Verschmutzung der Filtermatte 60 ist der Ventilator 20 mit maximaler Drehzahl umlaufend, wobei die Steuerung des Ventilators 20 die Maximaldrehzahl über einen potentialfreien Kontakt signalisiert, was kundenseitig auswertbar ist. Die Maximaldrehzahl des Ventilators 20 kann zur Steuerung einer Alarm- und/oder Störungsmeldungseinrichtung herangezogen werden.
Somit besteht die Filterlüfterüberwachung mit einem drehzahlgesteuerten Ventilator 20 aus folgenden Komponenten bzw. Funktionseinheiten:

• Filterlüfter mit drehzahlsteuernder Elektronik (einstellbarer Temperatur-Sollwert)
• Elektronik am Filterlüfter montiert, mit bevorzugterweise potentialfreiem Kontakt (Störmeldung)
• Temperatursensor, individuell positionierbar
• Austrittsfilter oder Austrittsgitter.

Dabei funktioniert die Überwachung nach folgendem Prinzip:
Der Kunde definiert aufgrund der kritischsten Bedingungen für Umgebungsbedingungen/Verlustleistung im Schaltschrank/zulässige Schaltschranktemperatur einen geeigneten Filterlüfter mit „Leistungsreserve".
Der Filterlüfter wird montiert, die Regeltemperatur eingestellt, der Temperatursensor z. B. am Austrittsfilter oder am Austrittsgitter positioniert.
Mit einer neuen Filtermatte dreht der Ventilator selbst unter den kritischsten Bedingungen demnach mit reduzierter Drehzahl, Teillast im Schaltschrank und niedrige Umgebungstemperaturen gestatten ebenfalls eine Absenkung der Drehzahl.
Mit zunehmender Betriebszeit kommt es zu einer Verschmutzung der Filtermatte und damit zu einem reduzierten Luftvolumenstrom, die Temperatur im Schaltschrank steigt. Dies führt zu einem Anheben der Ventilatordrehzahl.
Hat der Filter seine maximale Verschmutzung erreicht, dreht der Ventilator mit maximaler Drehzahl. Die Steuerung des Ventilators signalisiert die Maximaldrehzahl über einen bevorzugterweise potentialfreien Kontakt, der kundenseitig ausgewertet werden kann, Sinnvollerweise ist eine Alarm/Störmeldung zu geben, wenn die Maximaldrehzahl über einen zu definierenden Mindestzeitraum angestanden hat.

Claims

Filterlüfter (200), insbesondere Austrittsfilter, für den Einbau in eine Montagedurchbrechung (50) in einer Wand (51), insbesondere eines Gehäuses für Abwärme erzeugende Bauteile, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersysteme oder dgl., wobei der Filterlüfter 200) ein Grundgehäuse (21) mit einem in einer Halterung (25) angeordneten Ventilator (20), eine als Designdeckel (80) mit oder ohne luftaustrittseitig angeformten und umlaufenden, in das Grundgehäuse (21) einführbaren Seitenwänden (30a, 30b, 30c, 30d) und mit an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden (30b, 30d) des Designdeckels (80) gehaltenen Lamellenelemente (90, 90') aufweisenden Lüftungsgitter (10) ausgebildete Abdeckvorrichtung (150) und eine zwischen dem Grundgehäuse (21) und dem Lüftergitter (10) angeordnete Filtermatte (60) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (20) des Filterlüfters (200) zur Betriebsstandüberwachung drehzahlgesteuert ist.
Filterlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterlüfter (200) mit einer drehzahlsteuernden Elektronik (100) mit einem einstellbaren Temperatur-Sollwert versehen ist.
Filterlüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (100) an dem Filterlüfter (200) montiert ist, wobei zur Störmeldung ein potentialfreier Kontakt vorgesehen ist.
Filterlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Filterlüfter (200) ein Temperatursensor (110) vorgesehen ist, der individuell positionierbar ist.
Filterlüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Montage des Filterlüfters (200) in der Montagedurchbrechung (50) und nach Einstellung der Regeltemperatur der Temperatursensor (110) am Austrittsfilter oder einem Austrittsgitter positioniert wird, wobei der Ventilator (20) bei eingesetzter neuer Filtermatte (60) mit reduzierter Drehzahl umlaufend ist und wobei bei zunehmendem Verschmutzungsgrad der Filtermatte (60) durch zunehmende Betriebszeit eine Luftstromreduzierung derart eintritt, dass die Temperatur im Innenraum des Schaltschrankes steigt mit der Folge einer Erhöhung der Drehzahl des Ventilators (20), der bei Erreichen der maximalen Verschmutzung der Filtermatte (60) mit maximaler Drehzahl umlaufend ist, wobei die Steuerung des Ventilators (20) die Maximaldrehzahl über einen bevorzugterweise potentialfreien Kontakt signalisierend ist, der kundenseitig auswertbar ist, und wobei die Maximaldrehzahl des Ventilators (20) mit einem Alarm- und/oder Störungsmeldungseinrichtung funktionell zusammenwirkend ist.