CN102549268A - 用于控制组合设备的方法和应用该方法的组合设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制组合设备(1)的方法，该组合设备至少在一个部分上包括压缩机设备(2)和/或干燥设备以及在另一个部分上包括热回收系统(3)，其中所述热回收系统(3)从所述压缩机设备(2)和/或干燥设备中吸收热量，其中所述组合设备(1)还包括控制器(5)和用于确定一个或多个系统参数的装置(6)，其特征在于，所述控制器(5)根据上述系统参数控制所述压缩机设备(2)和/或干燥设备以及热回收系统两者，从而使得所述组合设备的总效率优化。

Description

用于控制组合设备的方法和应用该方法的组合设备
技术领域
本发明涉及用于控制组合设备的方法和能够应用该方法的组合设备。
更具体地说，本发明用来控制至少包括压缩机设备和/或干燥设备以及热回收系统的组合设备。
背景技术
已知的是，在压缩机设备中的气体压缩伴随着大量热量生成。
压缩机设备已知具有能量回收装置以尽可能有效地回收该热量。
通常，压缩机配备有基本的调节手段以便根据所要求的压缩空气质量来控制压缩机。
在已知的设备中，通过在冷却回路的输出部分上的温控阀来控制冷却剂流。由此可以控制冷却剂流，使得在冷却回路的输出部分处的温度保持恒定并且等于预设值。
在采用温控阀时，该预设值为固定值，并且不能根据热量消耗进行调节。
在冷却回路的输出部分处的温度将总是相同，而与由冷却剂吸收的热量的多少无关。
这样的缺点在于，压缩机设备的效率或者整个组合系统的效率都不是最优的。
由于没有任何形式的优化措施，所以该组合设备将会受到例如温度波动的影响。
这种温度波动往往不好，并且还会带来组合设备的过早磨损。
WP2008/106774描述了用于从燃气发动机中回收热量并且将热量转变成电能的系统的控制。在这里没有考虑热回收回路的优化对燃气发动机自身的效率和可靠性影响的程度。
发明内容
本发明的目的在于针对上述缺点和/或其它缺点中的一个或多个提供解决方案，本发明提供了用于控制组合设备的方法，该组合设备至少在一个部分上包括压缩机设备和/或干燥设备以及在另一个部分上包括热回收系统，其中所述热回收系统从所述压缩机设备和/或干燥设备中吸收热量，其中所述组合设备还包括控制器和用于确定所述压缩机设备和/或干燥设备和热回收系统两者的一个或多个系统参数的确定装置，其中所述系统参数分别表示所述压缩机设备和/或干燥设备以及所述热回收系统的各部件效率，并且其中所述控制器根据所述系统参数控制所述压缩机设备和/或干燥设备以及热回收系统两者，从而使得所述组合设备的总效率优化。
本发明还涉及一种组合设备，其在一个部分上包括压缩机设备和/或干燥设备以及在另一个部分上包括用于从所述压缩机设备和/或干燥设备中回收热量的热回收系统，其中所述组合设备还包括用于确定所述压缩机设备和/或干燥设备以及热回收系统两者的一个或多个系统参数的确定装置，其中所述系统参数分别表示所述压缩机设备和/或干燥设备以及所述热回收系统的各部件效率，并且其中所述确定装置与控制器连接，所述控制器根据所述系统参数控制所述压缩机设备和/或干燥设备以及热回收系统两者，从而使得所述组合设备的总效率优化。
本发明的优点在于，通过影响压缩机设备和/或干燥设备以及热回收系统两者的控制来实现最优的总效率，从而该组合设备的总能耗明显降低。
总效率在这里不仅意味着能量效率，而且例如还能够包括经济效率。
为了能够监控总效率，所述控制器优选采用来自该组合设备的用户的一些设定值，例如电力成本、用于产生热量的燃料成本和/或类似成本。在该组合设备的每个操作位置处，根据特定的系统参数和用户的设定值来评估总效率。
另一个优点在于，压缩机设备和/或干燥设备以及热回收系统的控制能够相互协调。
这样的优点在于，能够更好地防止该组合设备出现许多不期望的因素，例如冷却剂的温度过高或温度波动较大或类似情况。
通过避免出现所有这些不期望的因素，该组合设备的磨损尽可能减小，并且因此能够延长该组合设备的使用寿命。
显然两种控制的组合打开了在仅有控制压缩机设备的情况下不能实现的许多控制方法的前景。
附图说明
为了更好地展示本发明的特征，下面将参照单独的附图以实施例而不是进行限定的方式对根据本发明的组合设备和根据本发明的优选方法的优选实施方案进行说明。
上述附图显示出组合设备1，该组合设备在该情况下主要包括压缩机设备2和热回收系统3。
具体实施方式
已知的是，压缩机设备2可以具有外壳，其中设有由电机驱动的压缩机元件。
另外，该压缩机设备2通常具有冷却系统4。
根据本发明，该组合设备1还具有控制器5，其优选构成为单独的电子部件。
还有根据本发明设有多个装置6，该装置6能够确定出一个或多个系统参数。
这些装置6可例如包括温度传感器、压力传感器等，并且例如可以设置在压缩气体的出口7和/或冷却回路的出口8处。
优选的是，这些装置6通过电缆9-10与控制器5连接。
根据本发明的方法非常简单并且如下所述。
在第一种情况下，用户必须选择所要优化的标准。
可以将该标准预先编程在电子控制器5中，但是这不是对所述的本发明的要求。
在组合设备1的操作期间，通过用于确定系统参数的装置6来连续地和/或在定期时间点处测量或确定一个或多个系统参数。
优选地通过为此设置的数据链路9和10将所测量出和/或确定出的参数发送给控制器5。
根据所测量出的系统参数，控制器5可以通过电气控制电缆11向压缩机设备2和热回收系统3两者发送信号。
控制器5发送的信号由此取决于所选定的标准以及所测量出和/或确定出的系统参数。
毋庸多说，控制器5还可以包括算法，该算法用来将不同的测量出和/或确定出的系统参数处理成总系统参数，并且根据设定的标准将这个最后提到的总系统参数进行优化。
根据本发明将组合设备1的最高可能效率选定为该组合设备1的标准。
在该情况下，在控制器5中可以有算法，该算法根据压缩机设备2和热回收系统3的总效率来确定压缩机设备2的操作点。
该算法由此可以基于所测量出的压缩机设备2和/或热回收系统3的数据。
在本发明的实际实施方案中，控制器5例如可以控制用来影响冷却水流的阀12的位置，由此该阀12例如可以逐渐地打开，使得实现了对冷却水流的连续调节。然而，不排除这种阀的突然的和/或步进式的打开和关闭。
因此，在该实施例中，在冷却水流少量增加的情况下，压缩机设备2被更好地冷却，同时会需要更多的能量。
当在压缩机设备2中的能耗的上述减少小于在热回收系统3中的能耗增加时，则整个设备1的总能耗将降低，并且因此该组合设备1的总效率得到了优化。
另一个示例是在不需要来自热回收系统3的能量的时期中冷却剂流量出现增大。
在这些情况下，冷却剂的流量必须被降低以便在组合设备1中带来高输出温度，并且因此在该情况下由于组合设备1的受控操作所以将降低组合设备1的总能耗。
可选择用来控制该组合设备1的另一个标准例如是使用寿命延长和/或组合设备1的可靠性增大。
总之，通常已知的是，频繁或较大的温度变化或过高的输出温度可对该设备造成立即损坏和/或造成这些部件过早磨损。
为了优化使用寿命，可以如此设定算法，使得较大的温度波动保持受到限制并且尽可能少地出现，这样在组合设备1中的温度总是保持在安全的操作区域内。
显然，可以通过控制压缩机设备2和热回收系统3两者来实现这种控制。
可以应用根据本发明方法的另一个优选实施例为具有压缩机设备2和锅炉的组合设备1。
流经锅炉的水流取决于对蒸汽的需求。
当在对蒸汽的需求存在变化时，针对用于加热在锅炉中的水的热水的需求也将变化。
根据本发明方法的应用使得能够根据组合设备1的选定标准来控制水温，并且根据本发明，该标准由使得组合设备1的总效率优化构成。
可以选择的可能附加标准在于，压缩气体始终被冷却，使得始终可得到热水，从而可以在任意时刻增加在锅炉中的蒸汽产量。
另一个可能的附加标准在于，即使在针对蒸汽产量的需求很少或没有时，也能够尽可能有效地冷却压缩气体。
其中能够应用根据本发明方法的另一个优选实施例是通过来自压缩机设备2的热量来加热用于卫生系统的水。
在卫生系统例如淋浴中，对于热水总体上没有恒定的需求，但是热水的消耗将是相当有周期性的。
因此例如在用户进行淋浴时对于热水会存在临时性的非常高的需求。
通过应用根据本发明的方法，在压缩机中的冷却剂的温度能够如此受到控制，从而将压缩气体冷却，并且在淋浴中需要热水时仅加热用于卫生系统的水。
因此，根据本发明的方法能够调节控制，使得在卫生系统中仅仅对热水的需求有限或没有时尽可能有效地冷却压缩气体。当然上述应用不限于加热用于卫生系统的纯水，而是还能够用来加热例如水和乙二醇的混合物，或者更通常的是加热任意其它液体或者其它液体混合物和/或任意气体或气体混合物。
按照上述方式获得的好处在于，组合设备1(即卫生系统3和压缩机设备2一起)的总效率得到改善。
在根据本发明的组合设备1的另一个实际实施方案中，压缩机设备是速度控制的，并且通过针对在压缩机设备2的出口处的压缩气体的压力的设定点和其周围的一定压力范围来确定该压缩机设备2的转速。因此，控制器5能够基于在热回收系统中发生的情况来控制所述转速，并且例如能够暂时允许在设定点周围的更大压力范围。
然而，该压缩机设备2的具体功耗也取决于转速。即使这会导致更高的电能消耗，但是再生能量也将增大，从而能够节约燃料成本。
显然，压缩机设备2的概念可以指的是单个压缩机或具有多个压缩级的压缩机组。
当然压缩机组可以为串联连接的一组压缩级以及多个并联的压缩机和/或它们的组合。
本发明不限于包括压缩机设备2和热回收系统3的组合的组合设备1，而是还可以涉及包括干燥设备和热回收系统3的组合的组合设备，并且在后一种情况下在干燥设备中产生出的热量可以通过热回收系统3回收。
在上述应用中的每一个中，压缩机设备2可以由干燥设备或压缩机设备2与这种干燥设备的组合代替。
本发明决不局限于在附图中显示出作为示例描述的实施方案，在不脱离本发明范围的情况下，根据本发明用于控制组合设备的方法和其中能够应用该方法的组合设备可以按照所有变型方式实施。

Claims (3)

1.一种用于控制组合设备(1)的方法，该组合设备至少在一个部分上包括压缩机设备(2)和/或干燥设备以及在另一个部分上包括热回收系统(3)，其中所述热回收系统(3)从所述压缩机设备(2)和/或干燥设备中吸收热量，
其特征在于，所述组合设备(1)还包括控制器(5)和用于确定所述压缩机设备(2)和/或干燥设备以及所述热回收系统两者的一个或多个系统参数的确定装置(6)，其中所述系统参数分别表示所述压缩机设备和/或干燥设备以及所述热回收系统的各部件效率，并且其中所述控制器(5)根据所述系统参数控制所述压缩机设备(2)和/或干燥设备以及所述热回收系统(3)两者，使得所述组合设备(1)的总效率优化。
2.一种组合设备，该组合设备在一个部分上包括压缩机设备(2)和/或干燥设备以及在另一个部分上包括用于从所述压缩机设备(2)和/或干燥设备中回收热量的热回收系统(3)，
其特征在于，所述组合设备(1)还包括用于确定所述压缩机设备(2)和/或干燥设备以及所述热回收系统两者的一个或多个系统参数的确定装置，其中所述系统参数分别表示所述压缩机设备和/或干燥设备以及所述热回收系统的各部件效率，并且其中所述确定装置(6)与控制器(5)连接，所述控制器根据所述系统参数控制所述压缩机设备(2)和/或干燥设备以及所述热回收系统(3)两者，从而使得所述组合设备(1)的总效率优化。
3.如权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，所述热回收系统(3)为用于加热流体的系统。
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