DE4101739A1 - Luftaufbereitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftaufbereitungsanlage, insbeson­ ders Klimaanlage, mit zumindest einem im Luftstrom angeordne­ ten Filter, dessen Verschmutzungsgrad mittels einer Über­ wachungseinrichtung überprüfbar ist, wobei die Überwachungs­ einrichtung einen elektrischen Meßwertaufnehmer und eine ange­ schlossene Auswerte- und Anzeigeeinrichtung aufweist.

Die in Anlagen der genannten Art eingebauten Filter dienen dazu, die durchgesetzte Luft vor der Einbringung beispiels­ weise in einen zu klimatisierenden Raum zu reinigen, um eine unmittelbar vom jeweiligen Luftdurchsatz abhängige zusätzliche Verschmutzung des jeweiligen Raumes hintanzuhalten. Da die Schmutzpartikel-Vorbelastung der in der Anlage aufbereiteten Luft üblicherweise mit der Außenluftqualität schwankt, können über die Stand- bzw. Verwendungszeiten der eingebauten Filter keine allgemein gültigen Voraussagen getroffen werden, bzw. kommt der Überwachung des Verschmutzungsgrades der Filter eine gesteigerte Bedeutung zu.

In diesem Zusammenhang sind Anordnungen bekannt geworden, bei denen der im Luftstrom vor und hinter dem Filter auftretende Differenzdruck beispielsweise über ein Flüssigkeitsmanometer überwacht wird, wobei ein Anstieg des Differenzdruckes über einen Erfahrungswert als Anzeichen dafür genommen wird, daß nun das jeweilige Filter zu wechseln wäre. Nachteilig bei die­ ser an sich sehr einfachen Methode ist insbesonder der Um­ stand, daß eine Fernanzeige bzw. -auswertung des jeweiligen Meßergebnisses nicht bzw. nur mit sehr hohem zusätzlichem Auf­ wand möglich ist, so daß üblicherweise wiederum nur eine opti­ sche Kontrolle an Ort und Stelle und damit eine gewisse Unsi­ cherheit im Betrieb der Anlage bleibt.

Weiters sind im genannten Zusammenhang beispielsweise Anlagen der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei denen die Drehzahl des den Luftdurchsatz durch das zu überwachende Fil­ ter bewirkende Gebläses optisch überwacht wird. Zufolge des gesteigerten Widerstandes eines verschmutzten Filters nimmt die Drehzahl dieses Gebläses proportional mit der Filterver­ schmutzung ab, so daß beim Unterschreiten einer gewissen Geblä­ sedrehzahl über die Überwachungseinrichtung bzw. die ange­ schlossene Auswerte- und Anzeigeeinrichtung ein entsprechendes Signal auch an entfernte Ablesestellen gegeben werden kann. Nachteilig ist bei dieser Anordnung insbesondere der hohe Auf­ wand für die Drehzahlüberwachung, der der Serienanwendung ent­ gegensteht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die genannten Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden werden und daß insbesondere der Verschmutzungsgrad des Filters mit einer ein­ fachen und kostengünstigen Anordnung überwacht und auch unab­ hängig vom Ort der Überwachung fernangezeigt werden kann.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß parallel zum Weg des Luftstromes eine das Filter über­ brückende Bypaß-Leitung vorgesehen ist, in welcher ein auf Änderungen in der Strömungsgeschwindigkeit ansprechender Sen­ sor als Meßwertaufnehmer angeordnet ist, und daß in der Aus­ werteeinrichtung eine Komparatorstufe enthalten ist, welcher neben dem Sensorsignal ein Vergleichssignal zugeführt ist und die bei einer Überschreitung des Vergleichssignalpegels durch das zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Sensorsignal ein Anzeigesignal an die Anzeigeeinrichtung auslöst. Es wird damit also wiederum ausgegangen von der Tatsache, daß ein ver­ schmutztes Filter dem Luftstrom einen größeren Strömungswider­ stand entgegensetzt als ein sauberes. Da in der das Filter überbrückenden Bypaß-Leitung der Strömungswiderstand vom Ver­ schmutzungsgrad des Filters unabhängig ist, strömt über diese Bypaß-Leitung bei verschmutztem Filter im Hauptweg des Luft­ stromes ein größerer Volumenstrom pro Zeiteinheit als bei sau­ berem Filter im Hauptweg des Luftstromes. Da sich die sonsti­ gen konstruktiven Gegebenheiten in der Bypaß-Leitung nicht ändern, steigt also die Strömungsgeschwindigkeit in der Luft in der Bypaß-Leitung proportional mit dem Verschmutzungsgrad des Filters im Hauptweg an. Sensoren zur Messung der Strö­ mungsgeschwindigkeit sind in vielfältiger Ausführung bei­ spielsweise auch zur Luftstromüberwachung in Klimaanlagen be­ kannte, einfache und kostengünstige Bauteile - auch die Auswertung der Sensorsignale in der Komparatorstufe ist ein­ fach, robust und kostengünstig möglich, so daß sich insgesamt eine Anordnung realisieren läßt, die auch für die Serien- bzw. Massenanwendung bestens geeignet ist.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor von einem nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anämo­ meters arbeitenden Widerstand in der Bypaß-Leitung gebildet. Mit dieser einfachen, an sich bekannten und sehr kostengünsti­ gen Ausbildung ergeben sich nach Erfahrungen, die bei der Realisierung der Erfindung gemacht wurden, Genauigkeiten von 5 bis 10% bei der Messung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. da­ mit bei der Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Filters, was für alle Anwendungsfälle ausreichend ist. Der Widerstand in der Bypaß-Leitung wird gemäß dem bekannten Hitzdraht- Anämometerprinzip mit konstantem Strom aufgeheizt - abhängig von der Geschwindigkeit der ihn kühlenden Strömung ändert sich der Spannungsabfall am Widerstand, was sehr einfach gemessen und ausgewertet werden kann.

Der Vergleichspegel der Komparatorstufe kann nach einer ande­ ren Weiterbildung der Erfindung auch auf den jeweils verwende­ ten Filtertyp einstellbar sein, was die Berücksichtigung ver­ schiedener konstruktiver Gegebenheiten des Filters, die den Durchsatzwiderstand verschmutzungsgradabhängig beeinflussen, erlaubt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Auswerteeinrichtung weiters mit einem Feuchtig­ keitssensor im Luftstrom bzw. in der Bypaß-Leitung verbunden ist und ein die jeweilige Luftfeuchtigkeit berücksichtigendes Korrektursignal erzeugt bzw. an die Komparatorstufe abgibt. Obwohl sich die üblichen Schwankungen der Luftfeuchtigkeit kaum beobachtibar auf die genannte Überwachung der Strömungsge­ schwindigkeit mittels des Hitzdraht-Anämometerprinzips auswir­ ken, kann damit doch sichergestellt werden, daß größere Feuch­ tigkeitsschwankungen keine nachteiligen Auswirkungen auf die Überwachung des Verschmutzungsgrades des Filters haben.

Die Erfindung wird im folgenden noch anhand des in der Zeich­ nung in einem schematischen Schnitt dargestellten Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

Die dargestellte Luftaufbereitungsanlage 1 weist ein im in Richtung der Pfeile 2 strömenden Luftstrom angeordnetes Filter 3 auf, dessen Verschmutzungsgrad mittels einer Überwachungs­ einrichtung 4 überprüfbar ist. Die Überwachungseinrichtung 4 weist einen elektrischen Meßwertaufnehmer 5 und eine ange­ schlossene Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 auf.

Als Meßwertaufnehmer 5 dient ein auf Änderungen in der Strö­ mungsgeschwindigkeit ansprechender Sensor 7, der in einer By­ paß-Leitung 8 angeordnet ist, die parallel zum Weg des Luft­ stromes das Filter 3 überbrückt. Der Sensor 7 ist konkret von einem nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anämometers arbeitenden Widerstand 9 in der Bypaß-Leitung 8 gebildet, der über Lei­ tungen 10, 11 mit der Einrichtung 6 in Verbindung steht und über diese Leitungen mit konstantem Strom aufgeheizt wird. Ab­ hängig von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der By­ paß-Leitung 8 wird der Widerstand 9 gekühlt, womit sich der Spannungsabfall am Widerstand 9 ändert. Dieser Spannungsabfall wird als Sensorsignal einer Komparatorstufe 12 in der Einrich­ tung 6 zugeführt. Neben dem Sensorsignal ist der Komparator­ stufe 12 weiters von einer Einheit 13 aus ein Vergleichssignal zugeführt, welches auch auf den jeweils verwendeten Filtertyp einstellbar sein kann. Bei einer Überschreitung des Ver­ gleichssignalpegels durch das zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Sensorsignal wird über den Ausgang der Kompara­ torstufe 12 ein Anzeigesignal an eine Anzeigeeinrichtung 14 ausgelöst, das entweder über den aktuellen Verschmutzungsgrad des Filters 3 Auskunft gibt oder aber unmittelbar nach Art eines Grenzwertes zum Filterwechsel auffordert.

In der Bypaß-Leitung 8 ist weiters noch ein Feuchtigkeitssen­ sor 15 angeordnet, der über eine Leitung 16 ebenfalls mit der Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 verbunden ist und ein die jeweilige Luftfeuchtigkeit berücksichtigendes Korrektursignal erzeugt.

Abgesehen von der konkreten Ausbildung des Sensors 7 als Wi­ derstand könnte natürlich auch eine andere an sich bekannte Ausführung eines derartigen Sensors für die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit in der Bypaß-Leitung 8 verwendet werden. Die Bypaß-Leitung 8 selbst wird natürlich bei einer konkreten Ausbildung mit möglichst geringem Querschnitt bezo­ gen auf den Querschnitt des Hauptweges des Luftstromes und möglichst strömungsgünstig ausgeführt - im Hinblick darauf bzw. auch auf die Darstellung des Filters und dessen Anordnung ist die Zeichnung nur als schematisch anzusehen.

Claims (4)

1. Luftaufbereitungsanlage, insbesondere Klimaanlage, mit zu­ mindest einem im Luftstrom angeordneten Filter, dessen Verschmutzungsgrad mittels einer Überwachungseinrichtung überprüfbar ist, wobei die Überwachungseinrichtung einen elektrischen Meßwertaufnehmer und eine angeschlossene Aus­ werte- und Anzeigeeinrichtung aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß parallel zum Weg des Luftstromes eine das Filter (3) überbrückende Bypaß-Leitung (8) vorgesehen ist, in welcher ein auf Änderungen in der Strömungsge­ schwindigkeit ansprechender Sensor (7) als Meßwertaufneh­ mer (5) angeordnet ist, und daß in der Auswerteeinrichtung (6) eine Komparatorstufe (12) enthalten ist, welcher neben dem Sensorsignal ein Vergleichssignal zugeführt ist und die bei Überschreitung des Vergleichssignalpegels durch das zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Sensor­ signal ein Anzeigesignal an die Anzeigeeinrichtung (14) auslöst.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (7) von einem nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anämo­ meters arbeitenden Widerstand (9) in der Bypaß-Leitung (8) gebildet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal der Komparatorstufe (12) auf den je­ weils verwendeten Filtertyp einstellbar ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (6) weiters mit einem Feuchtigkeitssensor (15) im Luftstrom bzw. in der Bypaß-Leitung (8) verbunden ist und ein die jeweilige Luftfeuchtigkeit berücksichtigendes Korrektursignal er­ zeugt bzw. an die Komparatorstufe (12) abgibt.