DE10118224C1 - Ventilation fan regulation method, for obtaining volumetric air flow for room ventilation device, uses control device with control voltage for regulating revs using characteristic defining dependency between revs and volumetric flow - Google Patents

Ventilation fan regulation method, for obtaining volumetric air flow for room ventilation device, uses control device with control voltage for regulating revs using characteristic defining dependency between revs and volumetric flow

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DE10118224C1
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Abstract

The method uses a control device (9) for providing a control voltage for regulating the revs of an electric ventilation fan (3,6) using a specific characteristic defining the dependency between the revs and the volumetric flow for a fixed control voltage, or the dependency between the electric fan current and the volumetric flow for a fixed control voltage and a specific characteristic defining the dependency between the relative volumetric flow, provided by the actual volumetric flow to the maximum volumetric flow and a relative control voltage, provided by the ratio of the actual control voltage to the maximum control voltage. The control device is calibrated cyclically during the operation of the ventilation device by setting the calibration voltage and measuring the fan revs or current and calculating the corresponding volumetric flow. An Independent claim for a room ventilation device is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Folgeregelung einer Drehzahl eines elektrischen Ventilators eines Lüftungsgerätes mittels einer elektrischen Steuerspannung, die von einer Steuereinrichtung erzeugt wird, auf einen Soll-Luftvolumenstrom(-Wert) im Lüftungsgerät.The invention relates to a follow-up control of a speed of a electrical fan of a ventilation device by means of an electrical Control voltage, which is generated by a control device a target air volume flow (value) in the ventilation unit.

Nach dem Stand der Technik wird der Luftvolumenstrom eines Lüftungsgeräts durch Regelung oder Einstellung der Drehzahl auf einen Sollwert eingestellt. Entsprechend einer gewünschten Luftwechselrate im zu belüftenden Raum oder den zu belüfteten Räumen wird bei der Inbetriebnahme des Geräts die Lüfterdrehzahl angepasst, wobei eine Messanordnung verwendet wird, die den Luftvolumenstrom nach der Inbetriebnahme des Geräts misst. Während der Betriebsdauer des Lüftungsgeräts können Verschmutzungen oder sonstige Veränderungen im Luftsystem auftreten. Diese werden nach der Ersteinstellung oder bei der Drehzahlregelung nicht erfasst und nicht kompensiert, so dass es im Laufe der Zeit zu unerwünschten Änderungen des Luftvolumenstroms kommen kann. Dies ist ungünstig, weil die Leistung des Lüftungsgeräts damit nicht auf Dauer gewährleistet ist.According to the prior art, the air volume flow is one Ventilation unit by regulating or adjusting the speed to one Setpoint set. According to a desired air exchange rate in the room to be ventilated or the rooms to be ventilated Commissioning of the device adjusted the fan speed, whereby a Measuring arrangement is used, the air volume flow after the Commissioning of the device measures. During the operating period of the Ventilation units can be dirty or other changes occur in the air system. These are after the initial setup or at the speed control is not detected and not compensated, so that it in the Over time, undesirable changes in the air volume flow  can come. This is inconvenient because of the performance of the ventilation unit so that it is not guaranteed in the long run.

In der US 4 978 896 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Lüftermotors beschrieben. Über eine Regeleinrichtung soll ein konstanter Luftstrom in dem Lüftungssystem aufrechterhalten werden. Dabei wird zur Drehmomentregelung der elektrische Strom des Lüftermotors erfasst.In US 4 978 896 an apparatus and a method for Control of a fan motor described. Via a control device should maintain a constant air flow in the ventilation system become. The electrical current of the Fan motor detected.

Ein ähnliches Verfahren ist in der US 5 019 757 beschrieben. Dort soll im Lüftungssystem ein konstanter Luftdruck aufrechterhalten werden.A similar process is described in US 5,019,757. There should A constant air pressure can be maintained in the ventilation system.

In der EP 1 026 452 A2 ist ein Lüftungsgerät für ein Gebäude beschrieben, das in Abhängigkeit von der Anzahl der anwesenden Personen arbeitet.EP 1 026 452 A2 describes a ventilation device for a building described, depending on the number of people present People works.

Aus der DE 31 14 528 A1 ist eine Regeleinrichtung für ein Lüftungsgerät bekannt, bei dem keine unnötig großen Luftmengen gefördert werden sollen. Es sind getrennt Zuführrohre für Warmluft und Kaltluft und eine Luftmischeinrichtung vorgesehen.DE 31 14 528 A1 describes a control device for a Ventilation unit known, in which no unnecessarily large amounts of air to be promoted. There are separate supply pipes for hot air and Cold air and an air mixing device are provided.

Eine Einrichtung zur Messung des Raumdrucks bei einem Lüftungssystem ist aus der EP 0 915 300 A2 bekannt.A device for measuring the room pressure at a Ventilation system is known from EP 0 915 300 A2.

Die EP 1 039 139 A1 beschreibt ein Gebläse, bei dem mittels Messung von Motorparametern, wie elektrischen Größen oder der Drehzahl, eine gewünschte Kennlinie durch Regelung der Drehzahl gefahren werden kann. Das Einstellen eines konstanten Volumenstroms ist nicht vorgesehen.EP 1 039 139 A1 describes a blower in which by means of Motor parameters, such as electrical quantities or the speed, one desired characteristic can be driven by regulating the speed can. Setting a constant volume flow is not intended.

Aus der DE 30 37 709 A1 ist eine Lüftungsvorrichtung mit Wärmerückgewinnung durch Wärmetausch zwischen dem Abluftstrom und dem Frischluftstrom bekannt.DE 30 37 709 A1 describes a ventilation device Heat recovery through heat exchange between the exhaust air flow and the fresh air flow known.

Gemäß DE 33 42 031 A1 ist eine Schaltung zur Steuerung der Drehzahl eines Elektromotors, insbesondere eines kommutierten Gleichstrommotors in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur bekannt. Die Schaltung bedient sich dabei einer Kombination aus einer temperaturabhängigen Schaltung zur Steuerung der Drehzahl und einer Stabilisierungsschaltung.According to DE 33 42 031 A1 is a circuit for controlling the speed  an electric motor, especially a commutated one DC motor known depending on the ambient temperature. The circuit uses a combination of one temperature-dependent circuit for controlling the speed and a Stabilization circuit.

Ein weiteres Verfahren zum Betreiben einer Lüftungseinrichtung ist aus der DE 100 35 829 A1 bekannt. Ein Ventilator ist dabei durch einen elektronisch kommutierten Elektromotor angetrieben, der über einen Frequenzumrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Motor- und ventilatorspezifische Kenndaten werden in einem Speicher gespeichert. Zum Konstanthalten eines eingestellten Volumenstromes weist eine Regelung eine Auswertelogik zur Bildung einer Drehzahlstellgröße auf. Der Ist-Volumenstrom wird indirekt aus dem Drehzahl-Istwert sowie einer Stellgröße für das lastabhängige Verändern der effektiven Betriebsspannung ermittelt.Another method for operating a ventilation device is from known from DE 100 35 829 A1. A fan is by one electronically commutated electric motor driven by a Frequency converter is connected to an AC network. Engine- and fan-specific characteristics are stored in a memory saved. To keep a set volume flow constant a regulation has an evaluation logic to form a Speed control variable on. The actual volume flow is indirectly derived from the Actual speed value and a manipulated variable for the load-dependent Changing the effective operating voltage determined.

Für einen elektronisch kommutierten Motor ist eine multiparametrische Steuervorrichtung aus der EP 0 572 149 B1 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Drehzahlsteuerung einer Komponente von einem Heiz-, Ventilations- und/oder Luftkonditionierungssystem in Abhängigkeit von einem Systemsteuersignal. Das System besteht aus einem Elektromotor, einem Parameterspeicher, einer Einrichtung, die eine Parameterauswahl durchführt, und einer Einrichtung mit einem Mikroprozessor, die gemäß der gewählten Parameter Systemsteuersignale verarbeitet, um ein Motorsteuersignal bzw. die Motordrehzahl und dessen Drehmoment zu steuern.For an electronically commutated motor is a multiparametric Control device known from EP 0 572 149 B1. This is what it is about speed control of a component of a heating, Ventilation and / or air conditioning system depending on a system control signal. The system consists of an electric motor, a parameter memory, a device that a parameter selection performs, and a device with a microprocessor, according to the selected parameters are processed to control system signals Engine control signal or the engine speed and its torque too Taxes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem der Lüfter von der Steuereinrichtung derart gesteuert wird, dass seine Leistung sporadisch an die jeweils herrschenden Verhältnisse des von ihm gespeisten Belüftungssystems angepasst wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lüftungsgerät der eingangs genannten Art vorzuschlagen. The object of the invention is a method of the type mentioned propose with which the fan from the control device such It is controlled that its performance is sporadically related to each prevailing conditions of the ventilation system it feeds is adjusted. Furthermore, it is an object of the invention To propose ventilation device of the type mentioned.  

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch ist erreicht, dass Verschmutzungen oder sonstige Veränderungen des Belüftungssystems nicht auf Dauer die gewünschte Belüftung beeinträchtigen.According to the invention, the above object is achieved by the features of the claim 1 solved. This ensures that dirt or other Changes to the ventilation system are not the desired in the long run Impair ventilation.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Advantageous embodiments of the invention result from the Subclaims and the following description of a Embodiment. The drawing shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Lüftungseinheit zur Belüftung eines Gebäudes oder Raumes, Fig. 1 is a block diagram of a ventilation unit for ventilating a building or room,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines elektronisch kommutierten Lüftermotors, Fig. 2 is a block diagram of an electronically commutated fan motor,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm von Pulsmustern für die Steuerung des Lüftermotors mit unterschiedlichen Leistungen, Fig. 3 is a timing diagram of pulse patterns for the control of the fan motor with differentiated services

Fig. 4 eine erste Kennlinie, die die Abhängigkeit der Lüfterdrehzahl vom Luftvolumenstrom darstellt und Fig. 4 is a first characteristic curve, which represents the dependence of the fan speed on the air volume flow and

Fig. 5 eine zweite Kennlinie, die den relativen Luftvolumenstrom in Abhängigkeit von der prozentualen Steuerspannung des Lüfters darstellt. Fig. 5 shows a second characteristic, which represents the relative volume of air flow in relation to the percentage of control voltage of the fan.

Ein Lüftungsgerät 1 für einen Raum oder mehrere Räume eines Gebäudes weist zur Abwärmerückgewinnung einen Wärmetauscher 2 zwischen Abluft und Zuluft auf. Ein Lüfter 3 fördert Abluft AB aus den Räumen durch ein saugseitiges Luftsystem bildende Leitungen 4 über einen Filter 5 durch den Wärmetauscher 2. Der Filter 5 und der Wärmetauscher 2 bilden ein druckseitiges Luftsystem des Lüfters 3. Den Wärmetauscher 2 verlässt Fortluft FO.A ventilation device 1 for one room or several rooms of a building has a heat exchanger 2 between exhaust air and supply air for waste heat recovery. A fan 3 conveys exhaust air AB from the rooms through lines 4 forming a suction-side air system and a filter 5 through the heat exchanger 2 . The filter 5 and the heat exchanger 2 form a pressure-side air system of the fan 3 . Exhaust air FO leaves heat exchanger 2 .

Ein zweiter Lüfter 6 fördert über einen Filter 7 und den Wärmetauscher 2, die ein saugseitiges Luftsystem bilden, Frischluft FR als Zuluft ZU über ein druckseitiges Luftsystem bildende Leitungen 8 in die Räume. Die Lüfter 3, 6 sind vorzugsweise Radialventilatoren mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln. Sie werden vorzugsweise im Arbeitsbereich zwischen 40% und 100% der Nennleistung betrieben.A second fan 6 conveys fresh air FR as supply air TO via lines 8 forming a pressure-side air system into the rooms via a filter 7 and the heat exchanger 2 , which form a suction-side air system. The fans 3 , 6 are preferably radial fans with backward-curved blades. They are preferably operated in the working range between 40% and 100% of the nominal power.

Die Lüfter 3 und 6 werden von einer elektrischen Steuereinrichtung 9 gesteuert. Es kann für jeden Lüfter 3, 6 auch eine eigene Steuereinrichtung vorgesehen sein. An den Lüfter 3 sind über die Steuereinrichtung 9 eine Versorgungsspannung UV1 und eine Steuerspannung US1 gelegt. An den Lüfter 6 sind über die Steuereinrichtung 9 eine Versorgungsspannung UV2 und eine Steuerspannung US2 gelegt. Die Drehzahl n1 des Lüfters 3 und die Drehzahl n2 des Lüfters 6 werden gemessen. Stattdessen ist es auch möglich, den elektrischen Lüfterstrom also denjenigen elektrischen Strom zu messen, der durch den elektrischen Motor des Lüfters fließt. An die Steuereinrichtung 9 werden diese Messwerte gelegt. An der Steuereinrichtung 9 ist zur Einstellung der Soll-Volumenströme, die der Lüfter 3 bzw. der Lüfter 6 erzeugen soll, ein Eingang E1 und ein Eingang E2 vorgesehen.The fans 3 and 6 are controlled by an electrical control device 9 . A separate control device can also be provided for each fan 3 , 6 . A supply voltage UV1 and a control voltage US1 are applied to the fan 3 via the control device 9 . A supply voltage UV2 and a control voltage US2 are applied to the fan 6 via the control device 9 . The speed n1 of the fan 3 and the speed n2 of the fan 6 are measured. Instead, it is also possible to measure the electric fan current, that is, the electric current that flows through the electric motor of the fan. These measured values are applied to the control device 9 . An input E1 and an input E2 are provided on the control device 9 for setting the desired volume flows which the fan 3 or the fan 6 is to generate.

In der Steuereinrichtung 9 sind eine erste lüfterspezifische Kennlinie K1 und zweite lüfterspezifische Kennlinie K2 abgelegt (vgl. Fig. 4, 5). Vorzugsweise sind Stützwerte der Kennlinie K1 und K2 in Tabellen der elektronischen Steuereinrichtung 9, die beispielsweise mit einem Mikrocontroller mit Speicher arbeitet, abgelegt. Zwischen den Stützstellen kann die Steuereinrichtung interpolieren. Die Kennlinien gelten für den vorgesehenen Lüftertyp. Sind die Lüfter 3 und 6 gleichen Typs, dann können die Kennlinien K1 und K2 für beide Lüfter gelten. Es können jedoch auch für jeden Lüfter je eigene Kennlinien gespeichert sein. Die Kennlinien K1 und K2 werden vor oder bei der ersten Inbetriebnahme des Lüftungsgeräts 1 gespeichert.A first fan-specific characteristic curve K1 and second fan-specific characteristic curve K2 are stored in the control device 9 (cf. FIGS . 4, 5). Base values of the characteristic curve K1 and K2 are preferably stored in tables of the electronic control device 9 , which works, for example, with a microcontroller with memory. The control device can interpolate between the support points. The characteristics apply to the intended fan type. If fans 3 and 6 are of the same type, the characteristic curves K1 and K2 can apply to both fans. However, individual characteristics can be saved for each fan. The characteristic curves K1 and K2 are stored before or when the ventilation unit 1 is started up for the first time.

Im folgenden wird das Einstellverfahren nur für den ersten Lüfter 3 beschrieben. Für den zweiten Lüfter 6 läuft das Einstellverfahren entsprechend ab.The setting procedure for the first fan 3 is described below. The setting process for the second fan 6 is carried out accordingly.

Die Kennlinie K1 (vgl. Fig. 4) stellt die Lüfterdrehzahl n1 bei einer 100%- Steuerspannung US1 über dem Luftvolumenstrom dar. Der Luftvolumenstrom ist die Zielgröße. Sein Sollwert wird am Eingang E1 eingestellt. Bei einem Lüfter, der die Kennlinie K1 hat, beträgt - jeweils bei einer 100%-Steuerspannung - bei einer Lüfterdrehzahl von 84 Ups der geförderte Luftvolumenstrom 215 m3/h. Bei einer Lüfterdrehzahl von 100 Ups beträgt der geförderte Luftvolumenstrom 78 m3/h.The characteristic curve K1 (cf. FIG. 4) represents the fan speed n1 at a 100% control voltage US1 over the air volume flow. The air volume flow is the target variable. Its setpoint is set at input E1. In the case of a fan which has the characteristic curve K1, the air volume flow delivered is 215 m 3 / h at a fan speed of 84 rpm, in each case at a 100% control voltage. At a fan speed of 100 rpm, the air volume flow is 78 m 3 / h.

Die Kennlinie K2 (vgl. Fig. 5) stellt den relativen Volumenstrom über der prozentualen Steuerspannung des verwendeten Lüftertyps dar. Der relative Volumenstrom ist der aktuelle Volumenstrom bezogen auf den maximalen Volumenstrom (z. B. 215 m3/h). Die prozentuale Steuerspannung ist die aktuelle Steuerspannung bezogen auf die 100%- Steuerspannung.The characteristic curve K2 (cf. FIG. 5) represents the relative volume flow over the percentage control voltage of the fan type used. The relative volume flow is the current volume flow in relation to the maximum volume flow (eg 215 m 3 / h). The percentage control voltage is the current control voltage based on the 100% control voltage.

Bei der Erstinbetriebnahme des Lüftungsgeräts 1 am betreffenden Luftsystem und danach in zeitlichen Abständen wiederholt führt die Steuereinrichtung 9 folgenden Kalibriervorgang durch:
When the ventilation device 1 is started up on the relevant air system and then repeated at intervals, the control device 9 carries out the following calibration process:

  • 1. Die Steuerspannung US1 wird im Beispielsfalle von der Steuereinrichtung 9 auf einen Wert von 100% (Kalibrier- Steuerspannung), d. h. Volllast, eingestellt. Dies entspricht der Kennlinie K1. Es könnte jedoch auch - bei entsprechend anderer Kennlinie - eine andere Kalibrier-Steuerspannung eingestellt werden.
    Der Lüfter fördert durch die Einstellung der Kalibriersteuerspannung einen entsprechenden Kalibrier-Luftstrom durch den Filter 5 und den Wärmetauscher 2. Nach Abwarten einer gewissen Einschwingzeit von beispielsweise einigen Sekunden, stellt sich eine gewisse Drehzahl n1K (Kalibrierdrehzahl) ein, die vom jeweiligen Strömungswiderstand der angeschlossenen Luftstrecke und damit zum Luftvolumenstrom abhängt. Diese Drehzahl oder wie oben ausgeführt der elektrische Lüftermotorstrom wird gemessen. (Diese Alternative wird im folgenden zur Vereinfachung der Darstellung nicht mehr ausdrücklich erwähnt.) Es ist auch eine Mittelwertmessung über eine bestimmte Messdauer möglich.    1. In the example, the control voltage US1 is set by the control device 9 to a value of 100% (calibration control voltage), ie full load. This corresponds to the characteristic curve K1. However, a different calibration control voltage could also be set, given a correspondingly different characteristic.
    By setting the calibration control voltage, the fan promotes a corresponding calibration air flow through the filter 5 and the heat exchanger 2 . After waiting for a certain settling time of a few seconds, for example, a certain speed n1K (calibration speed) is set, which depends on the respective flow resistance of the connected air gap and thus on the air volume flow. This speed or, as stated above, the electrical fan motor current is measured. (This alternative is no longer explicitly mentioned in the following in order to simplify the illustration.) It is also possible to measure the mean value over a specific measurement period.
  • 2. Unter der Annahme, dass sich eine Kalibrierdrehzahl n1K von 90 Ups einstellt, folgt aus der Kurve K1, dass ein Luftvolumenstrom von 163 m3/h vorliegt. Dies ist der Kalibriervolumenstrom bei der Kalibrierdrehzahl.2. Assuming that a calibration speed n1K of 90 rpm is established, it follows from curve K1 that there is an air volume flow of 163 m 3 / h. This is the calibration volume flow at the calibration speed.
  • 3. Anschließend erfolgt in der Steuereinrichtung 9 die Berechnung desjenigen Werts der Steuerspannung, der nötig ist, um den gewünschten Soll-Luftvolumenstrom in diesem Luftsystem zu erreichen. Nimmt man an, dass ein Luftvolumenstrom von 100 m3/h gewünscht ist, dann entspricht dies einem relativen Luftvolumenstrom - ohne Strömungswiderstand des Luftsystems - von 100/163 = 0,60. Der relative Luftvolumenstrom beträgt also ohne Berücksichtigung des Strömungswiderstands des Luftsystems 60%. Im Luftsystem, also mit Berücksichtigung dessen Strömungswiderstandes, ergibt sich daraus ein relativer Luftvolumenstrom von 0,46/0,76 = 0,60, d. h. 60%. Es muss also ein relativer Luftvolumenstrom von 60% eingestellt werden, um im vorgesehenen Luftsystem einen Luftvolumenstrom von 100 m3/h zu erreichen.3. The control device 9 then calculates the value of the control voltage which is necessary to achieve the desired target air volume flow in this air system. Assuming that an air volume flow of 100 m 3 / h is desired, this corresponds to a relative air volume flow - without flow resistance of the air system - of 100/163 = 0.60. The relative air volume flow is therefore 60% without taking into account the flow resistance of the air system. In the air system, i.e. taking its flow resistance into account, this results in a relative air volume flow of 0.46 / 0.76 = 0.60, ie 60%. A relative air volume flow of 60% must therefore be set in order to achieve an air volume flow of 100 m 3 / h in the air system provided.

Aus der Kennlinie K2 ergibt sich, dass dem relativen Luftvolumenstrom von 60% eine relative Steuerspannung von 47% entspricht. Es muss bei dem betreffenden Luftsystem somit eine relative Steuerspannung von 47% eingestellt werden, wenn ein Luftstrom von 100 m3/h erreicht werden soll. Wenn am Eingang E1 also 100 m3/h eingestellt ist, ermittelt die Steuerschaltung 9, dass der Lüfter 3 mit einer relativen Steuerspannung von 47% zu betreiben ist und stellt die Steuerspannung entsprechend ein.The characteristic curve K2 shows that the relative air volume flow of 60% corresponds to a relative control voltage of 47%. A relative control voltage of 47% must therefore be set for the air system in question if an air flow of 100 m 3 / h is to be achieved. If 100 m 3 / h is set at input E1, the control circuit 9 determines that the fan 3 is to be operated with a relative control voltage of 47% and adjusts the control voltage accordingly.

Entsprechendes gilt für den Lüfter 6 bei Einstellung eines Soll- Luftvolumenstroms am Eingang E2. Die Luftvolumen-Sollwerte können gleich oder unterschiedlich eingestellt werden. Bei unterschiedlicher Einstellung lässt sich in Räumen ein Überdruck oder Unterdruck erzeugen.The same applies to the fan 6 when setting a target air volume flow at the input E2. The air volume setpoints can be set the same or different. With different settings, overpressure or underpressure can be generated in rooms.

Im Laufe der Betriebszeit ändern sich die Strömungswiderstände in den Luftstrecken, beispielsweise durch Verschmutzen der Filter 5, 7. Da die beschriebene Kalibrierung zyklisch wiederholt ist, werden diese Einflüsse automatisch dadurch ausgeglichen, dass die Steuerschaltung 9 die relative Steuerspannung jeweils so anpasst, dass der gewünschte Soll-Luftvolumenstrom aufrechterhalten bleibt.The flow resistances in the air gaps change over the course of the operating time, for example due to the filters 5 , 7 becoming dirty . Since the calibration described is repeated cyclically, these influences are automatically compensated for in that the control circuit 9 adapts the relative control voltage in such a way that the desired target air volume flow is maintained.

Die Werte, insbesondere die relativen Steuerspannungswerte, die die Steuerschaltung 9 bei der jeweiligen Kalibrierung einstellt (Kalibrierwerte), speichert sie vorzugsweise. Dadurch ist es möglich, über diese Kalibrierwerte zu mitteln und extreme Abweichungen, "Ausreisser" oder eine Fehlkalibrierung infolge von EMV-Störungen zu unterdrücken und eine Drift der Kalibrierwerte zu erkennen. Es kann damit auch ein Abtastrauschen unterdrückt werden, das sich ergibt, wenn die Steuereinrichtung 9 mit einem 8 bit-Mikrocontroller arbeitet. Durch Festlegen eines Fensters bzw. wahrscheinlichen Abweichungsbereiches der Kalibrierwerte lassen sich Fehlkalibrierungen vermeiden. Außerhalb des Fensters liegende Werte werden unterdrückt.The values, in particular the relative control voltage values, which the control circuit 9 sets during the respective calibration (calibration values), are preferably stored. This makes it possible to average these calibration values and suppress extreme deviations, "outliers" or incorrect calibration as a result of EMC interference, and to detect a drift in the calibration values. It can also be used to suppress sampling noise that results when the control device 9 works with an 8-bit microcontroller. By specifying a window or the likely range of deviation of the calibration values, incorrect calibrations can be avoided. Values outside the window are suppressed.

Durch die Auswertung der Kalibrierhistorie kann die Verschmutzung der Filter 5, 7 detektiert werden. Eine Filterverschmutzung lässt sich dadurch erkennen, dass sich die Kalibrierwerte seit dem letzten Filterwechsel um einen vorgegebenen Prozentsatz verändert haben. Eine Filterverschmutzung kann auch dann detektiert werden, wenn die Steuereinrichtung 9 erkennt, dass der Lüfter die Luft-Sollmenge trotz Kalibrierung nicht mehr fördern kann und/oder sich bei der Errechnung der relativen Soll-Steuerspannung ein Wert über 100% ergibt. Wird ein - nicht einstellbarer - Wert über 100% errechnet, dann wird ein Störsignal abgegeben.The contamination of the filters 5 , 7 can be detected by evaluating the calibration history. Filter contamination can be recognized by the fact that the calibration values have changed by a predetermined percentage since the last filter change. Filter contamination can also be detected when the control device 9 detects that the fan can no longer deliver the desired air volume despite calibration and / or that a value of over 100% results when the relative desired control voltage is calculated. If a - non-adjustable - value over 100% is calculated, an interference signal is emitted.

Bei dem beschriebenen Einstellverfahren erübrigt sich durch die zyklische Kalibrierung eine ständige Regelung der Lüfterdrehzahl. In the setting procedure described there is no need for cyclical calibration a constant regulation of the fan speed.  

Dadurch wird die Auswirkung von Störeinflüssen minimiert. Solche Störeinflüsse sind neben der Filterverschmutzung und anderen aerodynamischen Druckverlusten auch elektronische und elektrische oder mechanische Störungen, wie beispielsweise Zunahme der Reibungswerte im Lüfter.This minimizes the impact of interference. Such Interferences are besides the filter contamination and others aerodynamic pressure drops also electronic and electrical or mechanical disturbances, such as an increase in Friction values in the fan.

Als Kalibrierdrehzahl wird vorzugsweise eine Drehzahl in der Nähe der maximalen Drehzahl gewählt, weil in diesem Bereich die engste Kopplung zwischen den elektronischen und elektrischen sowie mechanischen Werten besteht. Der Wirkungsgrad des Lüfters ist bei maximaler Drehzahl am besten, da die Störeinflüsse, wie Reibung, Temperatur und aerodynamische Verluste - bezogen auf die Luftleistung - am geringsten sind.A speed in the vicinity of the is preferably used as the calibration speed maximum speed selected because the narrowest in this area Coupling between the electronic and electrical as well mechanical values. The efficiency of the fan is at maximum speed best because the disturbing influences, such as friction, Temperature and aerodynamic losses - in relation to air performance - are the lowest.

In der obigen Beschreibung ist davon ausgegangen, dass die Versorgungsspannung konstant ist. In der Praxis schwankt die Netzspannung jedoch. Solche Schwankungen kann die Steuereinrichtung 9 erfassen und dementsprechend die Leistungsvorgabe (Steuerspannung) für den elektrischen Motor des Lüfters beeinflussen. Der elektrische Motor des Lüfters kann ein elektrisch kommutierter Gleichstrommotor oder ein Wechselstrommotor mit Phasenanschnittsteuerung sein. Die oben genannte Steuerspannung entspricht dann der gesteuerten Betriebsspannung des Motors (vgl. Fig. 2).In the above description it has been assumed that the supply voltage is constant. In practice, however, the mains voltage fluctuates. The control device 9 can detect such fluctuations and accordingly influence the power specification (control voltage) for the electric motor of the fan. The electric motor of the fan can be an electrically commutated direct current motor or an alternating current motor with phase control. The control voltage mentioned above then corresponds to the controlled operating voltage of the motor (cf. FIG. 2).

In Fig. 2 ist schematisch ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor dargestellt. Eine Elektronik 10 pulst über eine Transistorbrücke 11, die an einer Versorgungs-Gleichspannung liegt, den in einer Wicklung 12 eines Stators 13 fließenden Motorstrom. Ein Rotor 14, dessen Drehzahl n ein Hallsensor 14 erfasst, treibt den Lüfter 3 bzw. 6 an. An die Elektronik 10 ist die Steuerspannung US gelegt. Die Elektronik 10 erfasst auch die Höhe der Gleichspannung und pulst den Motorstrom entsprechend der Steuerspannung S und dem jeweiligen Wert der Versorgungs-Gleichspannung. In Fig. 2, an electronically commutated DC motor is shown schematically. Electronics 10 pulses the motor current flowing in a winding 12 of a stator 13 via a transistor bridge 11 which is connected to a DC supply voltage. A rotor 14 , whose speed n detects a Hall sensor 14 , drives the fan 3 or 6 . The control voltage US is applied to the electronics 10 . The electronics 10 also detects the level of the DC voltage and pulses the motor current in accordance with the control voltage S and the respective value of the DC supply voltage.

Fig. 3 zeigt Pulsmuster der Steuerung des Motorstroms der Wicklung 12. Das Pulsmuster nach Linie a entspricht einer kleinen Leistung. Das Pulsmuster der Linie b entspricht einer mittleren Leistung. Das Pulsmuster der Linie c entspricht einer großen Leistung. Fig. 3 shows the pulse pattern controlling the motor current of the winding 12. The pulse pattern along line a corresponds to a small power. The pulse pattern of line b corresponds to an average power. The pulse pattern of line c corresponds to a large power.

Claims (10)

1. Folgeregelung einer Drehzahl eines elektrischen Ventilators eines Lüftungsgerätes mittels einer elektrischen Steuerspannung, die von einer Steuereinrichtung erzeugt wird, auf einen Soll-Luftvolumenstrom (-Wert) im Lüftungsgerät mit folgenden Verfahrensschritten für die Nachführung des Wertes der elektrischen Steuerspannung:
eine erste lüfterspezifische Kennlinie beschreibt entweder
eine Funktion der Drehzahl in Abhängigkeit des Volumenstroms des elektrischen Ventilators, bei festem Wert für die Steuerspannung, die als Kalibrier-Steuerspannung bezeichnet ist oder
eine Funktion des elektrischen Ventilatorstromes in Abhängigkeit von dem Wert des Volumenstromes bei festem Wert für die Steuerspannung, die bereits im Gerät gespeichert ist, und eine zweite lüfterspezifische Kennlinie beschreibt eine Funktion des relativen Volumenstromes in Abhängigkeit von einem relativen Steuerspannungswert und ist bereits im Gerät gespeichert, wobei folgende Definitionen gelten:
der relative Steuerspannungswert ist das Verhältnis von aktueller und maximaler Steuerspannung, der relative Volumenstrom ist das Verhältnis aus dem aktuellen Volumenstrom bei aktueller Steuerspannung und maximalem Volumenstrom, die Steuereinrichtung führt in der Betriebszeit des Lüftungsgerätes zyklisch Kalibrierungen durch, die wie folgt definiert sind:
die Kalibrierung erfolgt durch Einstellen der Kalibrier-Steuerspannung und direktes Messen der Drehzahl des elektrischen Ventilators oder indirektes Messen des sich einstellenden elektrischen Ventilatorstroms und Ermitteln des korrespondierenden Wertes des Luftvolumenstroms, bezeichnet als Kalibrier-Luftvolumenstrom, aus der ersten Kennlinie, danach wird von der Steuereinrichtung aus der zweiten Kennlinie die für den Soll-Luftvolumenstrom nötige relative Steuerspannung ermittelt und anschließend daraus die nötige Steuerspannung von der Steuereinrichtung errechnet und eingestellt.1.Subsequent regulation of a speed of an electric fan of a ventilation device by means of an electrical control voltage, which is generated by a control device, to a desired air volume flow (value) in the ventilation device with the following procedural steps for the tracking of the value of the electrical control voltage:
a first fan-specific characteristic curve describes either
a function of the speed as a function of the volume flow of the electric fan, with a fixed value for the control voltage, which is referred to as the calibration control voltage or
a function of the electrical fan flow as a function of the value of the volume flow with a fixed value for the control voltage which is already stored in the device, and a second fan-specific characteristic curve describes a function of the relative volume flow as a function of a relative control voltage value and is already stored in the device, the following definitions apply:
the relative control voltage value is the ratio of the current and maximum control voltage, the relative volume flow is the ratio of the current volume flow at the current control voltage and maximum volume flow, the control unit carries out cyclical calibrations during the operating time of the ventilation unit, which are defined as follows:
The calibration is carried out by setting the calibration control voltage and directly measuring the speed of the electric fan or indirectly measuring the electric fan current which is established and determining the corresponding value of the air volume flow, referred to as the calibration air volume flow, from the first characteristic curve, and then by the control device the second characteristic curve determines the relative control voltage required for the desired air volume flow and then uses this to calculate and set the necessary control voltage by the control device. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste lüfterspezifische Kennlinie und die zweite lüfterspezifische Kennlinie in Form von Wertetabellen gespeichert sind.2. The method according to claim 1, characterized, that the first fan-specific characteristic and the second fan-specific characteristics are stored in the form of value tables. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung auch bei der ersten Inbetriebnahme des Lüftungsgeräts erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the calibration is also carried out when the Ventilation unit. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lüfterspezifischen Kennlinien vor der ersten Inbetriebnahme des Lüftungsgeräts gespeichert werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the fan-specific characteristics before the first start-up of the ventilation unit can be saved. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich bei aufeinanderfolgenden Kalibrierungen ergebenden Einstellwerte gespeichert werden, um daraus Störungseinflüsse zu ermitteln.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that result from successive calibrations Setting values are saved in order to influence interference determine. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung ein Fenster vorgegeben wird und Kalibrierwerte außerhalb des Fensters als Fehlkalibrierungen unterdrückt werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that a window is specified in the control device and Calibration values outside the window as incorrect calibrations be suppressed.   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschmutzung wenigstens eines im Luftsystem liegenden Filters dadurch erkannt wird, dass der aktuelle Kalibrierwert mit vorhergehenden Kalibrierwerten verglichen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that there is contamination of at least one in the air system Filters is recognized in that the current calibration value with previous calibration values is compared. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn von der Steuereinrichtung eine relative Steuerspannung über 100% errechnet wird, ein Störsignal ausgelöst wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that if the control device has a relative control voltage over 100% is calculated, an interference signal is triggered. 9. Lüftungsgerät nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche arbeitend, wobei das Lüftungsgerät wenigstens einen Lüfter (3, 6) und einen Wärmetauscher (2) zur Wärmerückgewinnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (9) vorgesehen ist, die die Steuerspannung eines elektrischen Motors des Lüfters in zeitlichen Abständen kalibriert.9. Ventilation device according to the method according to one of the preceding claims, wherein the ventilation device has at least one fan ( 3 , 6 ) and a heat exchanger ( 2 ) for heat recovery, characterized in that a control device ( 9 ) is provided which controls the control voltage electric motor of the fan calibrated at intervals. 10. Lüftungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüftungsgerät einen ersten Lüfter (3) für die Abluft (AB) und einen zweiten Lüfter (6) für die Zuluft (ZU) aufweist und an der Steuereinrichtung (9) oder separaten Steuereinrichtungen an Eingängen (E1, E2) ein Soll-Luftvolumenstrom einstellbar ist.10. Ventilation device according to claim 9, characterized in that the ventilation device has a first fan ( 3 ) for the exhaust air (AB) and a second fan ( 6 ) for the supply air (ZU) and to the control device ( 9 ) or separate control devices A target air volume flow can be set at the inputs (E1, E2).
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