CN109297733B - 换热器诊断方法 - Google Patents

换热器诊断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109297733B
CN109297733B CN201810824421.4A CN201810824421A CN109297733B CN 109297733 B CN109297733 B CN 109297733B CN 201810824421 A CN201810824421 A CN 201810824421A CN 109297733 B CN109297733 B CN 109297733B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
valve position
valve
period
stored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810824421.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109297733A (zh
Inventor
R·施瓦布
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hercules Corp
Original Assignee
Hercules Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hercules Corp filed Critical Hercules Corp
Publication of CN109297733A publication Critical patent/CN109297733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109297733B publication Critical patent/CN109297733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/002—Thermal testing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00—District heating systems
    • F24D10/003—Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G15/00—Details
    • F28G15/003—Control arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种换热器诊断方法。其中，流过换热器(8,18)的流动介质的原侧质量流通过调节阀(6,16)来调节，该调节阀由过程控制器(4,14)控制，其中由过程控制器(4,14)提供的用于调节阀(6,16)的阀位置值被获得和存储。本发明的特征是，用于调节阀(6,16)的阀位置值在记录期间内被记录下来，从而在至少一个测量结果序列中，配属于一个周期性观察期的阀位置值被存储，其中该观察期反映一年的相同时段，且当存储测量值相对于配属于该测量结果序列的参考值的偏差大于相对于参考值的预定偏差时，通过分析在整个记录期间内的所述至少一个测量结果序列的位置值来诊断换热器(8,18)的脏污程度。

Description

换热器诊断方法
技术领域
本发明涉及换热器脏污程度的诊断方法，其中，通过调节阀来调节流过换热器的流动介质的原侧质量流，该调节阀由过程控制器来调节，其中由过程控制器提供的用于调节阀的阀位置值被获得和存储。
背景技术
DE202014202478A1公开了用于具有至少一个换热器的供暖设备的诊断的方法和设备，在此，当流动介质以规定温度变热所需的时间比规定时间长时和/或当流过换热器的流动介质的规定质量流的变热保持低于预定温差时，发出和/或存储通报。为此，测量换热器的始流温度和回流温度之间的温差和在局部供暖回路中的泵功率。如果在温差不变或甚至减小时需要较高泵功率，则发出指明功能能力降低的警报。在此已知方法中，仅低于阈值被用作警报触发条件，在这里，警报只发生在出现换热器堵塞时。
在DE10302156A1中，为了在微型传热装置的通道内堵塞的诊断，在微传热装置外设置至少一个温度传感器且分析装置连接至温度传感器，分析装置基于在参与换热的流动介质的流入参数不变时的测量温度变化来诊断堵塞故障。尤其是控制装置连接至温度传感器，该控制装置调节参与换热的流动介质的质量流，从而测定温度被保持恒定，在这里，基于质量流变化来诊断出堵塞故障。在此方法中，仅低于阈值也被用作警报触发条件。
在长期使用换热器时，因脏污和石灰沉积等在换热器通道中出现堵塞，由此出现不希望有的传热效率降低。
发明内容
本发明基于如下任务，提供一种换热器脏污程度的诊断方法，其允许可靠地早期识别换热器堵塞。
按照已知方式，这涉及用于在管系回路(Netzkreis)与用户回路之间换热的换热器的脏污程度的诊断方法，在此，流过换热器管系回路的流动介质的质量流通过调节阀来调节，该调节阀由过程控制器调整，其中由过程控制器提供的用于调节阀的阀位置值被获得和存储。
管系回路最好可以是远距供热回路或远距制冷回路，其中用户回路最好用于热水准备和/或是加热回路或制冷回路。
为此，本发明的方法的特点是，用于调节阀的阀位置值在记录期间被记录下来，从而在至少一个测量结果序列中，被分配给一个周期性观察期的阀位置值被存储起来，在这里，观察期反应一年的相同时段。当存储测量值相对于配属于该测量结果序列的参考值的偏差大于相对于参考值的预定偏差时，可通过分析在整个观察期的所述至少一个测量结果序列的阀位置值来诊断换热器脏污程度故障。
预定偏差可被定义为相对于关于测量结果序列的测量值的参考值的偏差或源于呈阈值形式的固定参考值的绝对值。阈值例如可以是最大的阀位置值的80％。
通过将观察期选择成其反应一年的时间相同时段，由环境决定的对阀位置值的影响被基本消除，因为可以假定环境状况在观察期内近似相同。该观察期最好以年周期来分析。
通过选择观察期可以获得阀位置值的变化并不归结于环境影响的变化，而是归结于换热器的传输效率。
通过这种方式，可以通过在观察期间内的阀位置值的长期变化推断出递减的传输效率且模拟推断出换热器脏污程度。
调节阀最好被内接入控制回路中，控制回路根据管系回路的始流温度和/或回流温度并根据用户回路的始流温度和/或回流温度来调节质量流。
在本发明的方法中，可以将该调节阀的位置控制器用于诊断，因此没有出现用于附加传感器装置或其它测量方法的其它成本。
优选地，阀位置值可以关于一个观察期被求平均。因此尤其可能当观察期对应于一个日历月时可以消除波动，做法是只将一个代表性的平均值配属给一个日历月。该观察期也可以对应于多个日历周，其于是配属有周平均值。
因为仅平均值被长期记录在案，故这以用于调节值存储的较低存储成本进行。
分析例如可以涉及到在整个所述期间观察一个测量结果序列的阀位置值变化过程。因此当后续期间的阀位置值又在所述偏差中时，例如位于偏差外的测量值可被忽略。也可以例如在偏差在整个期间连续增大时预测未来的脏污变化过程。因此，可以从至少一个测量结果序列的阀位置值的变化中计算出针对所述观察期的阀位置值未来变化曲线(Verlauf)，并由此推导出换热器堵塞时刻的预测或者直到换热器堵塞的剩余运行时间的预测。
通过早期发现，可以适时清洗或更换换热器。由此避免不必要的维修工作并防止因过迟清洗带来的损害。为了提高顾客满意度，清洗可以在正常运行外进行，而没有出现实际堵塞。因此，维修队伍可以当在顾客方面允许中断加热运行或冷却运行时有目的且按计划地清洗换热器。
优选地，所述偏差可以在整个记录期被调整，从而可以使所述分析结果灵活适配于当时的控制系统状况。
另外，优选可以分析在具有相同周期长度的不同的观察期的多个测量结果序列。因此可以发生在观察期1月和2月之间的比较。因此，如果1月的偏差应该高于设定的极限值但在2月还在极限值内，则例如可以做出与仅考虑1月时不同的判断。多个测量结果序列的分析结果也可以用在预测中。
阀位置值被记录且被存在过程控制器的数据存储器里并且在过程控制器中被处理。处理结果通过一个接口被传输给控制中心。在该方法的设计方案中，存在于过程控制器内的计算能力被充分利用，从而不需要附加硬件。所述分析尤其以软件程序的形式被集成到过程控制器中。
优选地，本发明的诊断方法的特点是，该阀位置值被传输给控制中心且在那里被处理。控制中心于是可以将诊断分析结果并入至其运行过程中。
如果偏差超出，则可以发出警报。
所述警报能作为显示信号在设备显示器上产生，或者所述警报以SMS和/或电邮的形式被下发至服务中心以便由此通知顾客服务部门，其能适时且对顾客无干扰地做出反应并因此使设备保持运行。
附图说明
本发明的其它优点、特征和应用可能来自以下结合附图所示的实施例的说明。在说明书、权利要求书和附图中采用了在下述附图标记列表中所用的术语和对应的附图标记，附图示出：
图1是用于带有过程控制器和调节阀的过程控制驱动机构的示意图；和
图2是用于带有过程控制器和调节阀的有所改动的过程控制驱动机构的示意图。
附图标记列表
2 过程控制驱动机构；
4 过程控制器；
6 调节阀；
8 换热器；
10 泵；
12 过程控制驱动机构；
14 过程控制器；
16 调节阀；
18 换热器；
20 泵；
22 开关；
T1 始流温度/用户回路；
T2 回流温度/管系回路；
T3 回流温度/用户回路；
T4 始流温度/管系回路。
具体实施方式
图1示出了利用过程控制器4和由过程控制器4控制的可控调节阀6的远距供热应用的示意图。调节阀6被连接至换热器8且作为测量参数获得用户回路的始流温度T1和管系回路的回流温度T2。可选地，在用户回路中给过程控制驱动机构2接上一个泵10，该泵提供进一步的控制可能。过程控制器4将调节阀6调节至理论传热效率。理论传热效率所需要的管系回路中的质量流作为用于换热器8脏污程度的尺度被分析。在图1的示例图中，过程控制驱动机构2与调节阀6相结合地用于用户回路始流温度的加热控制。
该调节阀的行程值作为阀位置值被记录下来。它们通过调节阀6的行程值被测量，就像由过程控制器4作为额定值输出的那样。作为阀位置值，也可以在考虑额定宽度和kvs值情况下通过行程值换算来描绘体积流。
行程值以5分钟时间间隔来测量且所有的60分钟汇总成一个平均值。最后，应该每周都保持至少存储一个行程平均值。
图2示出了用于利用过程控制器14和可控调节阀16的远距制冷应用的示意图。调节阀16被连接至换热器18且作为测量参数获得远距制冷应用中的用户回路的回流温度T3、用户回路的始流温度T1和管系回路的始流温度T4。过程控制器12与用户回路中的泵20相连，所述泵提供进一步的控制可能性。在泵20处设有作为无电位触点的开关22，其中当泵20被接通时，开关22上的二进制输入接通所述调节。过程控制器14将调节阀16调节到理论传热效率。在图2的示例示意图中，过程控制驱动机构12与调节阀16相结合地用于远距制冷控制。

Claims (14)

1.一种用于诊断在管系回路与用户回路之间换热的换热器(8,18)的脏污程度的方法，其中流过所述换热器(8,18)的所述管系回路的流动介质的质量流通过调节阀(6,16)被调节，该调节阀由过程控制器(4,14)来控制，其中由所述过程控制器(4,14)提供的用于所述调节阀(6,16)的阀位置值被获得和存储，其特征是，用于所述调节阀(6,16)的所述阀位置值在记录期间内被记录下来，从而在至少一个测量结果序列中，配属于一个周期性观察期的阀位置值被存储，其中该观察期反映一年的相同时段，且当存储的测量值相对于配属于所述测量结果序列的参考值的偏差大于相对于所述参考值的预定偏差时，通过分析在记录期间内的所述至少一个测量结果序列的位置值来诊断所述换热器(8,18)的脏污程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，从所述至少一个测量结果序列的所述阀位置值的时间变化曲线的变化来计算针对该观察期的阀位置值的未来变化过程，并且由此推导出所述换热器(8,18)的堵塞时刻的预测或者推导出直到所述换热器(8,18)堵塞的剩余运行时间的预测。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，关于一个观察期对所述阀位置求平均。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，为了预测，在具有相同周期长度的不同的观察期的多个测量结果序列被分析。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述阀位置对应于所述阀的行程值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述观察期对应于一个日历月。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，分别属于一个日历月或一个日历周的多个测量结果序列被记录下来。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，传热效率的调整基于所述用户回路的始流温度(T1)和所述换热器(8,18)的所述管系回路的回流温度(T2)进行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述回流温度(T3)在测量期内被测量、存储且被纳入阀位置值变化曲线变化的计算当中。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述调节阀(6,16)的所述阀位置值被存储在所述过程控制器(4,14)的数据存储器中并在所述过程控制器(4,14)内被处理，并且处理结果通过接口被传输给控制中心。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述调节阀(6,16)的所述阀位置值通过接口被传输给控制中心并在那里被处理。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征是，当超出所述偏差时发出警报。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征是，作为显示信号在设备显示器上生成所述警报。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征是，将所述警报以SMS和/或电邮形式下放至服务中心以便由此通知顾客服务部门。
CN201810824421.4A 2017-07-25 2018-07-25 换热器诊断方法 Active CN109297733B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017116834.6A DE102017116834A1 (de) 2017-07-25 2017-07-25 Verfahren zur Diagnose eines Wärmetauschers
DE102017116834.6 2017-07-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109297733A CN109297733A (zh) 2019-02-01
CN109297733B true CN109297733B (zh) 2021-08-31

Family

ID=63207495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810824421.4A Active CN109297733B (zh) 2017-07-25 2018-07-25 换热器诊断方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3434983B1 (zh)
CN (1) CN109297733B (zh)
DE (1) DE102017116834A1 (zh)
PL (1) PL3434983T3 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138878A (en) * 1976-12-03 1979-02-13 Rohrback Corporation Method and apparatus for detecting and measuring scale
US5353653A (en) * 1990-05-10 1994-10-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Heat exchanger abnormality monitoring system
US5429178A (en) * 1993-12-10 1995-07-04 Electric Power Research Institute, Inc. Dual tube fouling monitor and method
US5992505A (en) * 1996-08-13 1999-11-30 Korea Electric Power Corp. Fouling monitoring apparatus of heat exchanger and method thereof
CN1520502A (zh) * 2001-05-03 2004-08-11 ����˹���ֵ¸��� 用于控制从热交换器流出的输出流的温度并测量所产生的热量的方法和装置
CN103946761A (zh) * 2011-09-05 2014-07-23 贝利莫控股公司 用于运行和/或监测hvac设备的方法
EP2908059A1 (de) * 2014-02-12 2015-08-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur diagnose einer heizungsanlage mit mindestens einem wärmetauscher
CN105372082A (zh) * 2014-08-08 2016-03-02 四平维克斯换热设备有限公司 一种节能环保多功能智能化换热器性能测试系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD292963A5 (de) * 1990-03-16 1991-08-14 Veb Technische Gebaeudeausruestung,De Verfahren zur bestimmung des verschmutzungsgrades von waermeuebertragern
US6678628B2 (en) * 2002-01-14 2004-01-13 William J. Ryan Apparatus and methods for monitoring and testing coolant recirculation systems
AU2003273765A1 (en) * 2002-10-15 2004-05-04 Danfoss A/S A method and a device for detecting an abnormality of a heat exchanger, and the use of such a device
DE10302156A1 (de) 2003-01-21 2004-08-05 Siemens Ag Anordnung und Verfahren zur Diagnose von Verstopfungen in Kanälen eines Mikrowärmeübertragers
EP2392982B1 (en) * 2006-09-28 2015-03-25 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Abnormal situation prevention in a heat exchanger
US7827006B2 (en) * 2007-01-31 2010-11-02 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Heat exchanger fouling detection
EP3772630B1 (en) * 2019-08-06 2022-03-23 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Heat exchanger blockage detection

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138878A (en) * 1976-12-03 1979-02-13 Rohrback Corporation Method and apparatus for detecting and measuring scale
US5353653A (en) * 1990-05-10 1994-10-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Heat exchanger abnormality monitoring system
US5429178A (en) * 1993-12-10 1995-07-04 Electric Power Research Institute, Inc. Dual tube fouling monitor and method
US5992505A (en) * 1996-08-13 1999-11-30 Korea Electric Power Corp. Fouling monitoring apparatus of heat exchanger and method thereof
CN1520502A (zh) * 2001-05-03 2004-08-11 ����˹���ֵ¸��� 用于控制从热交换器流出的输出流的温度并测量所产生的热量的方法和装置
CN103946761A (zh) * 2011-09-05 2014-07-23 贝利莫控股公司 用于运行和/或监测hvac设备的方法
EP2908059A1 (de) * 2014-02-12 2015-08-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur diagnose einer heizungsanlage mit mindestens einem wärmetauscher
CN105372082A (zh) * 2014-08-08 2016-03-02 四平维克斯换热设备有限公司 一种节能环保多功能智能化换热器性能测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN109297733A (zh) 2019-02-01
EP3434983A1 (de) 2019-01-30
PL3434983T3 (pl) 2020-02-28
EP3434983B1 (de) 2019-08-14
DE102017116834A1 (de) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3589930B1 (en) Evaluation of heating liquid pressure drops in a hydronic heating system
US10302312B2 (en) Estimation of unknown states for an electric water heater with thermal stratification and use of same in demand response and condition-based maintenance
EP2866117B1 (en) Distributed adaptive and predictive heating control system and method
US8032234B2 (en) Diagnostics in process control and monitoring systems
US11085667B2 (en) Estimation of temperature states for an electric water heater from inferred resistance measurement
CN104956277A (zh) 用于提供维护数据的方法
US10047956B2 (en) Monitoring efficiency and operational mode changes of combustion equipment
US10437265B2 (en) Performance monitoring of pump-valve system
CN109297733B (zh) 换热器诊断方法
CN113567722B (zh) 一种用电器功率控制方法及装置
JP6229589B2 (ja) ヒートポンプ式給湯機
EP3336445A1 (en) Hot-water heating apparatus
EP3869292B1 (en) Control system and method for controlling a control valve of a hydrodynamic system using an actuator
JP2020165608A (ja) 流出量推定装置、需要量予測装置、制御装置、流入量推定装置、流入量推定モデル作成装置、流出量推定方法及びプログラム
JP7519836B2 (ja) 推定装置、推定方法、及びプログラム
KR102419345B1 (ko) 건물 내 에너지 시스템의 감시 방법 및 장치
Dehran Modern Day Automation for Heat Exchanger Monitoring
JP2010151396A (ja) 冷凍サイクルに用いられる故障予知方法および故障予知装置
JP4783691B2 (ja) 家庭用燃料電池コジェネシステムの運転制御装置
JP2020003122A (ja) 給湯機器管理制御装置、給湯機器管理制御プログラム
JP2023032008A (ja) 動作機器監視システムおよび動作機器
JP6153260B2 (ja) ボイラの運転データ集計装置
CN115717781A (zh) 运行机器监测系统以及运行机器
CN115660127A (zh) 监控处理饮料的生产设施的方法和生产设施的监控系统
CN116447913A (zh) 一种换热器监测控制器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant