EP3791073B1 - Verfahren zur ermittlung einer fluidförderkenngrösse - Google Patents

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EP3791073B1
EP3791073B1 EP19739874.6A EP19739874A EP3791073B1 EP 3791073 B1 EP3791073 B1 EP 3791073B1 EP 19739874 A EP19739874 A EP 19739874A EP 3791073 B1 EP3791073 B1 EP 3791073B1
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EP
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fluid conveying
information items
establishing
fluid delivery
parameter
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Matthias Carsten Kammerer
Bjoern WENGER
Raphael Simon OBST
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Ziehl Abegg SE
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Ziehl Abegg SE
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Publication date
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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
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • 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
    • 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
    • F05D2270/304—Spool rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • 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
    • F05D2270/335—Output power or torque

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a fluid delivery characteristic of a fluid delivery device, in particular for determining a volume flow.
  • the invention further relates to a device for determining a fluid delivery parameter, a fluid delivery device, in particular for determining a volume flow.
  • the invention further relates to a fluid delivery system.
  • Fans or fans are used in a variety of ways, for example in the field of ventilation and air conditioning.
  • Knowledge of the current operating status of the fan is required for efficient operation and for adaptation to the operating conditions of the fan.
  • a characteristic curve that reflects the performance of the centrifugal fan via the conveyed volume flow drops from the maximum load operating point on both sides d. H. to lower and higher flow rates.
  • WO 2017/059897 A1 and DE 198 51 523 C1 disclose a method and a device for determining a fluid delivery parameter, namely for determining a volume flow.
  • One object of the present invention is therefore to specify a method for determining a fluid delivery parameter and a fluid delivery system which can easily and reliably determine the operating point and thus a fluid delivery parameter of the fluid delivery device. Another task of the present Invention is to provide a simple and inexpensive implementation. Another object is to provide an alternative method and fluid delivery system.
  • One of the advantages achieved in this way is that an operating point or working point in relation to the volume flow within the fluid delivery device can be clearly determined without additional, complex measurements using separate measuring devices.
  • a further advantage is that such information can also be made available to a user or operator of the fluid delivery device and can then be used by him.
  • the determined fluid delivery parameter can be used in a flexible manner to control and regulate the fluid delivery device and/or also to calculate, for example, the service life of the fluid delivery device or the like.
  • one or more vibrations of the fluid-conveying element are provided as a variable for the mechanical excitation.
  • an amplitude and/or a change in an amplitude of the size of the mechanical excitation is measured.
  • the advantage of this is that values for the size of the mechanical vibration can be determined or measured in a simple manner.
  • the operating information is evaluated using a stored and/or previously determined characteristic map for operating information.
  • the characteristics map for example the speed of a fan impeller.
  • the fluid delivery device is provided in the form of a fan, in particular a radial fan, and the fluid delivery element is provided in the form of an impeller of the fan.
  • a fluid delivery device can thus be provided in a simple and cost-effective manner.
  • performance information of the fluid delivery device in particular current, voltage and/or energy consumption and/or a speed of the fluid delivery device, is provided as operating information.
  • performance data can be used as operating information, which is generally already available as a signal. A complex separate recording of these variables can thus be omitted.
  • the accuracy in determining the fluid delivery parameter is improved.
  • the information is determined as a function of time, in particular with a time profile of the respective information being determined.
  • the values are processed before the analysis, in particular by means of a fast Fourier transformation.
  • the advantage of this is that the analysis of the values can be improved in this way, which improves the accuracy when determining the fluid delivery parameter and reduces the computing and memory requirements.
  • a control unit is arranged which is designed to control the fluid delivery device using the determined fluid delivery parameter. In this way, a particularly stable and continuous operation of the fluid delivery device is made possible.
  • the sensor device has a vibration sensor and/or the providing device is designed to provide information from a control unit of the fluid delivery device.
  • the advantage of this is a simple provision of information about a mechanical excitation and other operating variables.
  • the computing unit includes a memory in which at least one characteristic map for one or more operating variables of the fluid delivery device is stored and which is designed to provide the at least one characteristic diagram of the fluid delivery device to the computing unit for determining the fluid delivery parameter.
  • FIG. 12 shows, in schematic form, a method according to an embodiment of the present invention.
  • vibration information 4a and performance information 4b are provided, and based on rotational speed information 4c, for example from an impeller of a fan, this is compared with a characteristic map 3b.
  • the information 4a, 4b, 4c is then used to determine a characteristic curve 3a, from which the volume flow 2 then results.
  • a characteristic curve 3a is selected from the known characteristic diagram 3b of a radial fan as a function of the rotational speed 4c known in motor electronics.
  • Information on the power 4b of the radial fan or, associated therewith, the torque requirement of the impeller of the radial fan is known from a control unit of the radial fan.
  • vibration excitation vibration information 4a
  • volume flow information determined in this way can subsequently be used, for example, to control a constant volume flow.
  • figure 2 12 shows a characteristic diagram of a centrifugal fan according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 the characteristic diagram of a centrifugal fan with backward-curved blades is shown.
  • the power 11 of the radial fan is plotted against the volume flow 10 for different speeds n 1 , n 2 , . . .
  • the characteristic curve for each speed (n 1 , n 2 , ...) starting from the respective maximum load point falls on both sides, ie towards lower and higher volume flows.
  • the difference results, among other things, from the system resistance and thus the installation situation of the centrifugal fan.
  • figure 3 shows vibration characteristics for different operating points of the centrifugal fan according to figure 2 .

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße, einer Fluidfördervorrichtung, insbesondere zur Ermittlung eines Volumenstroms. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße, einer Fluidfördervorrichtung, insbesondere zur Ermittlung eines Volumenstroms.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Fluidfördersystem.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Fluidfördervorrichtungen anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf einen Ventilator bzw. Lüfter beschrieben.
  • Ventilatoren oder Lüfter werden in vielfältiger Weise genutzt, beispielsweise im Bereich der Luft- und Klimatechnik. Für einen effizienten Betrieb und zur Anpassung an Einsatzbedingungen des Lüfters ist die Kenntnis des aktuellen Betriebszustandes des Ventilators erforderlich. So fällt beispielsweise bei einem Radialventilator eine Kennlinie, welche die Leistung des Radialventilators über den geförderten Volumenstrom wiedergibt, vom Höchstlastarbeitspunkt beidseitig d. h. zu niedrigeren und höheren Volumenströmen ab. Hierdurch ergeben sich bei bekannter Ventilatorleistung jeweils zwei hinsichtlich des Volumenstroms nicht unterscheidbare Arbeitspunkte. Diese können beispielsweise anhand der Einbausituation des Ventilators zusammen mit Steuerdaten für den Ventilator nur sehr aufwendig ermittelt werden, um dann Rückschlüsse auf den Volumenstrom ziehen zu können.
  • WO 2017/059897 A1 und DE 198 51 523 C1 offenbaren ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße, nämlich zur Ermittlung eines Volumenstroms.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße und ein Fluidfördersystem anzugeben, welche einfach und zuverlässig den Arbeitspunkt und damit eine Fluidförderkenngröße der Fluidfördervorrichtung ermitteln können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine einfache und kostengünstige Implementierung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, ein alternatives Verfahren und ein alternatives Fluidfördersystem anzugeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung löst die vorliegende Erfindung die Aufgaben mit einem Verfahren zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße einer Fluidfördervorrichtung, insbesondere zur Ermittlung eines Volumenstroms, umfassend die Schritte
    • Ermitteln von Anregungsinformationen für eine mechanische Anregung zumindest eines Fluidförderelements der Fluidfördervorrichtung in zumindest einer Raumrichtung mittels zumindest einer ersten Sensoreinrichtung, wobei als Größe der mechanischen Anregung eine oder mehrere Schwingungen des Fluidförderelements bereitgestellt werden,
    • Bereitstellen von Betriebsinformationen, umfassend zumindest einen Wert einer Betriebsgröße der Fluidfördervorrichtung mittels einer Bereitstellungseinrichtung,
    • Analysieren der bereitgestellten und ermittelten Informationen,
    • Ermitteln der Fluidförderkenngröße, insbesondere des Volumenstroms, der Fluidfördervorrichtung auf Basis der analysierten Informationen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung löst die vorliegende Erfindung die Aufgaben mit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße einer Fluidfördervorrichtung, insbesondere zur Ermittlung eines Volumenstroms, umfassend
    • eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln von Anregungsinformationen für eine mechanische Anregung zumindest eines Fluidförderelements der Fluidvorrichtung in zumindest einer Raumrichtung, wobei als Größe der mechanischen Anregung eine oder mehrere Schwingungen des Fluidförderelements bereitgestellt werden,
    • eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Betriebsinformationen, umfassend zumindest einen Wert einer Betriebsgröße der Fluidfördervorrichtung, und
    • eine Recheneinheit zum Analysieren der bereitgestellten und ermittelten Informationen und zum Ermitteln der Fluidförderkenngröße, insbesondere des Volumenstroms der Fluidfördervorrichtung auf Basis der analysierten Informationen.
  • In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die Aufgaben mit einem Fluidfördersystem, umfassend
    • eine Fluidfördereinrichtung, insbesondere in Form eines Lüfters, mit zumindest einem Fluidförderelement, insbesondere in Form eines Laufrads, und
    • eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße der Fluidfördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-11.
  • Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine eindeutige Ermittlung eines Betriebs- oder Arbeitspunkts in Bezug auf den Volumenstrom innerhalb der Fluidfördervorrichtung ohne zusätzliche aufwendige Messungen durch separate Messgeräte ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine derartige Information auch einem Nutzer oder Betreiber der Fluidfördervorrichtung bereitgestellt und von diesem dann verwertet werden kann. Darüber hinaus kann die ermittelte Fluidförderkenngröße zur Steuerung und Regelung der Fluidfördervorrichtung und/oder auch zum Berechnen, beispielsweise der Lebensdauer der Fluidfördervorrichtung oder dergleichen, in flexibler Weise genutzt werden.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
  • Gemäß der Erfindung werden als Größe der mechanischen Anregung eine oder mehrere Schwingungen des Fluidförderelements bereitgestellt. Vorteil hiervon ist, dass anhand von Signalen einer Schwingung des Fluidförderelements auf einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise Rückschlüsse auf den Betriebspunkt in Bezug auf den Volumenstrom ermöglicht werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird eine Amplitude und/oder eine Veränderung einer Amplitude der Größe der mechanischen Anregung gemessen. Vorteil hiervon ist, dass auf einfache Weise Werte für die Größe der mechanischen Schwingung ermittelt bzw. gemessen werden können.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt vor dem Analysieren ein Auswerten der Betriebsinformation anhand eines hinterlegten und/oder vorab ermittelten Kennfeldes für Betriebsinformationen. Damit lässt sich auf einfache und zuverlässige Weise anhand des Kennfeldes, beispielsweise Drehzahl eines Laufrades eines Lüfters mit der Leistung und dem Volumenstrom eines Lüfters verknüpfen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die Fluidfördervorrichtung in Form eines Lüfters, insbesondere eines Radiallüfters, bereitgestellt und das Fluidförderelement in Form eines Laufrades des Lüfters. Damit kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Fluidfördervorrichtung bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden als Betriebsinformationen Leistungsinformationen der Fluidfördervorrichtung, insbesondere Strom, Spannung und/oder Energieverbrauch und/oder eine Drehzahl der Fluidfördervorrichtung bereitgestellt. Vorteil hiervon ist wiederum, dass Leistungsdaten als Betriebsinformation verwendet werden können, welche im Allgemeinen bereits als Signal vorliegen. Eine aufwändige separate Erfassung dieser Größen kann damit entfallen. Gleichzeitig wird die Genauigkeit bei der Ermittlung der Fluidförderkenngröße verbessert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die Informationen zeitabhängig ermittelt, insbesondere wobei ein zeitlicher Verlauf der jeweiligen Informationen ermittelt wird. Vorteil hiervon ist, dass kleine Schwankungen im zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen, bspw. Drehzahl eines Laufrades, etc. erkannt und gegebenenfalls herausgemittelt werden können, was die Genauigkeit der Zuordnung zu einem Betriebspunkt und damit das Ermitteln der Fluidförderkenngröße verbessert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die Werte vor dem Analysieren aufbereitet, insbesondere mittels einer Fast-Fourier-Transformation. Vorteil hiervon ist, dass damit die Analyse der Werte verbessert werden kann, was die Genauigkeit beim Ermitteln der Fluidförderkenngröße verbessert und den Rechen- sowie Speicheraufwand senkt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Fluidfördersystems ist eine Regelungseinheit angeordnet, welche ausgebildet ist, die Fluidfördereinrichtung anhand der ermittelten Fluidförderkenngröße zu regeln. Auf diese Weise wird ein besonders stabiler und kontinuierlicher Betrieb der Fluidfördereinrichtung ermöglicht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Sensoreinrichtung einen Schwingungssensor auf und/oder ist die Bereitstellungseinrichtung ausgebildet, Informationen eines Steuergeräts der Fluidfördervorrichtung bereitzustellen. Vorteil hiervon ist eine einfache Bereitstellung von Informationen über eine mechanische Anregung und weiterer Betriebsgrößen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Recheneinheit einen Speicher, in dem zumindest ein Kennfeld für eine oder mehrere Betriebsgrößen der Fluidfördervorrichtung gespeichert ist und welcher ausgebildet ist, das zumindest eine Kennfeld der Fluidfördereinrichtung der Recheneinheit zum Ermitteln der Fluidförderkenngröße bereitzustellen. Vorteil hiervon ist eine einfache und schnelle Bereitstellung eines Kennfeldes zum Ermitteln der Fluidförderkenngröße.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der Schutzbereich der Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
    • Dabei zeigen
    • Figur 1
    in schematischer Form ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Figur 2
    ein Kennfeld eines Radialventilators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
    Figur 3
    Schwingungscharakteristiken für verschiedene Arbeitspunkte für den Radialventilator gemäß der Figur 2.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Form ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In Figur 1 werden Schwingungsinformationen 4a und Leistungsinformationen 4b bereitgestellt und ausgehend von einer Drehzahlinformation 4c beispielsweise von einem Laufrad eines Lüfters, wird diese mit einem Kennfeld 3b abgeglichen. Die Informationen 4a, 4b, 4c werden dann genutzt, eine Kennlinie 3a zu ermitteln, aus der sich dann der Volumenstrom 2 ergibt. Im Detail wird beispielsweise in Abhängigkeit der in einer Motorelektronik bekannten Drehzahl 4c eine Kennlinie 3a aus dem bekannten Kennfeld 3b eines Radialventilators ausgewählt. Aus einem Steuergerät des Radialventilators sind dabei Informationen zur Leistung 4b des Radialventilators bzw. damit einhergehend der Drehmomentbedarf des Laufrads des Radialventilators bekannt. Anhand einer laufradspezifisch bekannten Korrelation von Schwingungsanregung (Schwingungsinformationen 4a) und Volumenstrom wird in Verbindung mit der ausgewählten Kennlinie 3a diese verwendet, um einen aktuell vorliegenden Arbeitspunkt zu ermitteln. Die so ermittelte Volumenstrom-Information kann nachfolgend z.B. für die Regelung eines konstanten Volumenstroms verwendet werden.
  • Figur 2 zeigt ein Kennfeld eines Radialventilators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Detail ist in Figur 2 das Kennfeld eines Radialventilators mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln gezeigt. Hierbei ist die Leistung 11 des Radialventilators über dem Volumenstrom 10 für verschiedene Drehzahlen n1, n2, ... aufgetragen. Die Kennlinie je Drehzahl (n1, n2, ...) ausgehend vom jeweiligen Höchstlastpunkt fällt beidseitig, d.h. zu niedrigen und höheren Volumenströmen ab. Hierdurch ergeben sich bei jeweils bekannter Motor- bzw. Ventilatorleistung jeweils zwei hinsichtlich des Volumenstroms nicht unterscheidbare Arbeitspunkte AP1 und AP2. Der Unterschied ergibt sich unter anderem aus dem Anlagenwiderstand und damit der Einbausituation des Radialventilators.
  • Figur 3 zeigt Schwingungscharakteristiken für verschiedene Arbeitspunkte des Radialventilators gemäß der Figur 2.
  • Im Detail ist in Fig. 3 nun der in den in Fig. 2 genannten Arbeitspunkten AP1 und AP2 vorliegende Schwingungszustand gezeigt. Dieser resultiert aus der Interaktion von Laufrad und Volumenstrom, der eine anregende Masse darstellt. Bei Analyse der Schwingungsinformation wird in Abhängigkeit der individuellen Laufradgeometrie eine Charakteristik der Schwingung gewonnen, die mit dem Volumendurchsatz des Laufrads des Radialventilators korreliert. Beispielsweise kann - wie in Fig. 3a gezeigt - das zeitabhängige Signal 13 des Schwingungssensors für die beiden Arbeitspunkte AP1, AP2 bezüglich seiner Amplitude oder der Signalschwankung 15 ausgewertet werden. Dabei unterscheiden sich die Signale 13, genauer deren Schwankung, deutlich für die beiden Arbeitspunkte AP1, AP2. Alternativ kann - wie in Fig. 3b gezeigt - eine Signalanalyse durchgeführt werden, um charakteristische Frequenzbereiche 14 mit Signal-Peaks 16 für die beiden Arbeitspunkte AP1, AP2 zu identifizieren. Die Schwingungscharakteristik kann dann jeweils mit dem Volumenstrom korreliert werden.
  • Zusammenfassend ermöglicht oder stellt zumindest eine der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zumindest eines der folgenden Merkmale und/oder zumindest einen der folgenden Vorteile bereit:
    • Einen Ventilator mit einer Einrichtung zur Ermittlung seines Betriebszustands bezüglich seiner Leistung und Drehzahl sowie eines Sensors zur Analyse seines mechanischen Schwingverhaltens.
    • Eine Verknüpfung von Leistungsdaten wie beispielsweise Strom, Spannung oder sonstiger betrieblicher Kenngrößen und einer Information zur mechanischen Anregung , nämlich eine oder mehrere Schwingungen des Fluidförderelements, wie beispielsweise Schwingungsamplituden, Schwinggeschwindigkeiten oder eine Charakteristik in Form eines Schwingungs-Spektrums zur Erstellung eines definierten Betriebspunktes bzgl. Volumenstrom bzw. Druckdifferenz unter Berücksichtigung von bekannten Kennfeldern des Ventilators bezüglich der drehzahlabhängigen Leistung und Volumenstrom. Hierbei lassen sich auf Basis der Signale eines Schwingungssensors, insbesondere gemessene Wegänderungen x, y, z bzw. nach deren Auswertung z.B. durch Fast-Fourier-Transformation oder sonstige Signalauswertung, unter Verwendung weiterer bekannter Größen, z.B. von einem Steuergerät Ströme, Leistung etc. als Informationen nutzen und ein Massen respektive Volumenstrom zuordnen.
    • Eine Ermittlung des Volumenstroms innerhalb des Ventilatormotors bzw. dessen Steuer-/Regeleinheit ohne zusätzliche Messgeräte, insbesondere Volumenstrom, Druck oder dergleichen. Eine mögliche Ausgabe der Information für den Kunden beispielsweise Volumenstrom als nutzerseitiger Ausgabeparameter.
    • Die Möglichkeit einer internen Verwertung in einer Steuerung für eine Regelung des Ventilators und/oder zur Gewinnung weiterer betriebsspezifischer Parameter, z.B. zu seiner Lebensdauerberechnung.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf bschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert.
    • Bezugszeichenliste
    • 2,10
    Volumenstrom
    3a
    Kennlinie
    3b
    Kennfeld
    4a
    Schwingungsinformation
    4b
    Leistungsinformation
    4c
    Drehzahl
    AP1, AP2
    Arbeitspunkt
    11
    Leistung
    12
    Zeit
    13
    Weg/Auslenkung
    14
    Frequenz
    15
    Differenz max./min. Auslenkung
    16
    Peaks/Spitzen

Claims (12)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße (2) einer Fluidfördervorrichtung, insbesondere zur Ermittlung eines Volumenstroms, umfassend die Schritte
    - Ermitteln von Anregungsinformationen für eine mechanische Anregung (4a) zumindest eines Fluidförderelements der Fluidfördervorrichtung in zumindest einer Raumrichtung mittels zumindest einer ersten Sensoreinrichtung, wobei als Größe der mechanischen Anregung (4a) eine oder mehrere Schwingungen des Fluidförderelements bereitgestellt werden,
    - Bereitstellen von Betriebsinformationen, umfassend zumindest einen Wert einer Betriebsgröße (4b, 4c) der Fluidfördervorrichtung mittels einer Bereitstellungseinrichtung,
    - Analysieren der bereitgestellten und ermittelten Informationen (3a, 3b),
    - Ermitteln der Fluidförderkenngröße (2, 10), insbesondere des Volumenstroms, der Fluidfördervorrichtung auf Basis der analysierten Informationen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Amplitude und/oder eine Veränderung einer Amplitude der Größe der mechanischen Anregung gemessen wird.
  3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-2, wobei vor dem Analysieren ein Auswerten der Betriebsinformationen anhand eines hinterlegten und/oder vorab ermittelten Kennfelds (3b) für Betriebsinformationen erfolgt.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei die Fluidfördervorrichtung in Form eines Lüfters, insbesondere eines Radiallüfters, bereitgestellt wird und das Förderelement in Form eines Laufrads des Lüfters.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei als Betriebsinformation Leistungsinformationen (4b) der Fluidfördervorrichtung, insbesondere Strom, Spannung und/oder Energieverbrauch und/oder eine Drehzahl (4c) der Fluidfördervorrichtung bereitgestellt wird.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei die Informationen (4a, 4b, 4c) zeitabhängig ermittelt werden, insbesondere wobei ein zeitlicher Verlauf der jeweiligen Informationen (4a, 4b, 4c) ermittelt wird.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Informationen vor dem Analysieren aufbereitet werden, insbesondere mittels einer Fast-Fourier-Transformation.
  8. Vorrichtung zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße (2) einer Fluidfördervorrichtung, insbesondere zur Ermittlung eines Volumenstroms, umfassend
    - eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln von Anregungsinformationen für eine mechanische Anregung (4a) zumindest eines Fluidförderelements der Fluidfördervorrichtung in zumindest einer Raumrichtung, wobei als Größe der mechanischen Anregung (4a) eine oder mehrere Schwingungen des Fluidförderelements bereitgestellt werden,
    - eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Betriebsinformationen umfassend zumindest einen Wert einer Betriebsgröße (4b, 4c) der Fluidfördervorrichtung, und
    - eine Recheneinheit zum Analysieren der bereitgestellten und ermittelten Informationen (3a, 3b) und zum Ermitteln der Fluidförderkenngröße (2, 10), insbesondere des Volumenstroms der Fluidfördervorrichtung auf Basis der analysierten Informationen.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei eine Regelungseinheit angeordnet ist, welche ausgebildet ist, Steuersignale für eine Fluidfördereinrichtung anhand der ermittelten Fluidförderkenngröße bereitzustellen.
  10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-9, wobei die Sensoreinrichtung einen Schwingungssensor aufweist und/oder die Bereitstellungseinrichtung ausgebildet ist, Informationen eines Steuergeräts der Fluidfördereinrichtung bereitzustellen.
  11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-10, wobei die Recheneinheit einen Speicher umfasst, in dem zumindest ein Kennfeld der Fluidfördereinrichtung für eine oder mehrere Betriebsgrößen (4) gespeichert ist und welcher ausgebildet ist, das zumindest eine Kennfeld der Recheneinheit zum Ermitteln der Fluidförderkenngröße bereitzustellen.
  12. Fluidfördersystem, umfassend
    - eine Fluidfördereinrichtung, insbesondere in Form eines Lüfters, mit zumindest einem Fluidförderelement, insbesondere in Form eines Laufrads, und
    - eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Fluidförderkenngröße (2) der Fluidfördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-11.
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