DE102022113410A1

DE102022113410A1 - Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers und System mit einem Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE102022113410A1
Application number: DE102022113410.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg KÖCHER
Original assignee: Guentner GmbH and Co KG
Current assignee: Guentner GmbH and Co KG
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2023227739A1

Abstract

Verfahren, mit den Verfahrensschritten: Betreiben eines Wärmeübertragers (12, 12'); Überwachen des Wärmeübertragers (12, 12') mittels mindestens einer Überwachungseinrichtung, wie einem Sensor (26, 28, 30), einer Einrichtung (20) zur Bildgebung oder dergleichen; Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des Wärmeübertragers (12, 12') und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des Wärmeübertragers (12, 12') durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung; wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, wobei ein KI-basierter Klassifizierer (46, 70) zwei oder mehr Klassen (I - X) aufweist, die einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und wobei der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) die Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung einer der Klassen zugordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers und ein System mit einem Wärmeübertrager.
Wärmeübertrager werden dazu eingesetzt, Wärme aus einem zu kühlenden System abzutransportieren oder Wärme in ein zu erwärmendes System einzubringen. So werden Wärmeübertrager im Bereich der Kältetechnik dazu eingesetzt, Wärme aus einem zu kühlenden Volumen abzuführen, in dem ein Kühlmedium aus der flüssigen in die gasförmige Phase überführt wird, wobei der Wärmeübertrager als Verdampfer verwendet wird. Gleichermaßen kann ein Wärmeübertrager im Bereich der Heiztechnik dazu verwendet werden, Umgebungswärme der Außenluft aufzunehmen, um im Zusammenwirken mit einer Wärmepumpe Wärme für ein zu heizendes Gebäude bereitzustellen. Umgekehrt kann ein solcher Wärmeübertrager auch als Verflüssiger oder Rückkühler verwendet werden, um Wärme an die Umgebung abzugeben.
Unabhängig vom jeweiligen Anwendungsfall ist es für die zuverlässige und fehlerfreie Funktion des Wärmeübertragers entscheidend, dass eine Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeübertrager und seiner Umgebung nicht durch den Wärmeübertrager von der Umgebung isolierende Störeinflüsse eingeschränkt wird. Derartige Störeinflüsse sind zum Beispiel Verschmutzungen oder Vereisungen des Wärmeübertragers, die sich beispielsweise zwischen Lamellen bzw. Lamellenpaketen des Wärmeübertragers ansammeln können.
Wärmeübertrager weisen häufig Lamellen bzw. Lamellenpakete auf, um eine möglichst große, für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche bei gleichzeitig geringer Baugröße bereitzustellen. Im praktischen Betrieb eines solchen Wärmeübertragers kann es vorkommen, dass sich Feuchtigkeit aus der Umgebung der Lamellen an deren Oberflächen niederschlägt und diese Oberflächen und zwischen den Lamellen gebildete Zwischenräume vereisen. Aufgrund der isolierenden Wirkung dieser Vereisungen wird die Wärmeübertragung zwischen der Umgebung des Wärmeübertragers und dessen Lamellen bzw. dem entsprechenden innerhalb des Wärmeübertragers geführten Liquids beeinträchtigt. Zudem wird die Luftdurchströmung des Wärmeübertragers verschlechtert, wobei sich zum einen der Druckverlust erhöht und zum anderen die Leistung verringert, da weniger Luft durch den Wärmeübertrager strömt. Der Wärmeübertrager liefert in diesem Zustand gegebenenfalls nicht mehr die erforderliche Kühlleistung bzw. Wärmeleistung. Dies kann zur Zerstörung des gekühlten Gutes oder zum Ausfall einer zu kühlenden Anlage führen. Weiter können die Vereisungen zu einer Beschädigung der Komponenten des Wärmeübertragers führen.
Um die Vereisungen zu entfernen ist es bekannt, den Wärmeübertrager mittels einer Heizeinrichtung abzutauen. Ein solches Abtauen sollte möglichst effizient erfolgen. Wird zu häufig oder über einen zu langen Zeitraum abgetaut, wird unnötig viel Heizenergie beispielsweise in ein zu kühlendes Volumen eingebracht, die dann wiederum mithilfe des Wärmeübertragers abtransportiert werden muss, um die vorgesehene Kühltemperatur zu halten bzw. einzustellen. Wird zu selten oder über einen zu kurzen Zeitraum abgetaut, ist das Abtauen nicht effektiv und die Funktionstüchtigkeit des betreffenden Systems wird beeinträchtigt. Bekannte Methoden zum Abtauen sind z.B. das elektrische Abtauen, die Heißgasabtauung, die Warmsoleabtaauung sowie die Wasser- oder Luftabtauung.
Das Dokument CN107091548A beschreibt beispielsweise ein Abtauen, das mittels einer Kamera und einer KI-basierten Bildauswertung erfolgt.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers und System mit einem Wärmeübertrager anzugeben, die insbesondere ein effizientes Abtauen und einen prozesssicheren Betrieb des Wärmeübertragers ermöglichen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren, mit den Verfahrensschritten: Betreiben eines Wärmeübertragers; Überwachen des Wärmeübertragers mittels mindestens einer Überwachungseinrichtung, wie einem Sensor, einer Einrichtung zur Bildgebung oder dergleichen; Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des Wärmeübertragers und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des Wärmeübertragers durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung; wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, wobei ein KI-basierter Klassifizierer zwei oder mehr Klassen aufweist, die einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und wobei der KI-basierte Klassifizierer die Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung einer der Klassen zuordnet.
Mithilfe des KI-basierten Klassifizierers kann präzise ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt bestimmt werden, sodass ein verfrühtes oder verspätetes Reinigen und/oder Abtauen vermieden werden kann.
Wenn vorliegend die Abkürzung „KI“ verwendet wird, so steht diese für „Künstliche Intelligenz“ und Synonym für die verwandten Themen „machine learning“ und „deep learning“.
Die Einrichtung zur Bildgebung kann eine Kamera sein. Die Einrichtung zur Bildgebung kann eine Infrarotkamera sein. Die Einrichtung zur Bildgebung kann eine Wärmebildkamera sein. Die Einrichtung zur Bildgebung kann zum Erzeugen fotografischer Aufnahmen im sichtbaren Wellenlängenbereich eingerichtet sein. Die Einrichtung zur Bildgebung kann zum Erzeugen fotografischer Aufnahmen im nicht-sichtbaren Wellenlängenbereich eingerichtet sein. Die Einrichtung zur Bildgebung kann zum Erzeugen von Wärmebildern eingerichtet sein.
Wenn vorliegend von einem sichtbaren Wellenlängenbereich gesprochen wird, so handelt es sich dabei um für den Menschen sichtbare Wellenlängen. Wenn vorliegend von einem nicht-sichtbaren Wellenlängenbereich gesprochen wird, so handelt es sich dabei um für den Menschen nicht-sichtbare Wellenlängen.
Es kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dem KI-basierten Bestimmen eines Reinigungszeitpunkts und/oder eines Abtauzeitpunkts eine Steuerung eines Abtauvorgangs und/oder eine Steuerung eines Reinigungsvorgangs ebenfalls KI-basiert erfolgen.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Klassen nach ihrer Nummerierung aufsteigend einen ansteigenden Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und/oder einen ansteigenden Abtau- und/oder Reinigungsbedarf definieren, wobei für den Wärmeübertrager eine Klasse als Schwelle festgelegt wird, mit deren Erreichen oder Überschreiten ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird. Beispielsweise können bis zu 10 Klassen oder bis zu 20 Klassen oder bis zu 40 Klassen definiert werden.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass weniger als 10 Klassen vorgesehen sind, beispielweise drei, vier oder fünf Klassen vorgesehen sind.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Klassen Gruppen zugeordnet sind, wobei eine erste Gruppe Klassen enthält, für deren Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad ein Abtau- und/oder Reinigungsbedarf vorliegt und wobei eine zweite Gruppe Klassen enthält, für deren Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad kein Abtau- und/oder Reinigungsbedarf vorliegt. Jede Gruppe enthält mindestens eine Klasse. Die Anzahl der Klassen je Gruppe kann gleich groß sein oder unterschiedlich sein. Soweit beispielsweise 10 Klassen vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass 5 der 10 Klaasen der ersten Gruppe zugeordnet sind und 5 der 10 Klassen der zweiten Gruppe zugeordnet sind. Soweit beispielsweise 11 Klassen vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass 7 der 11 Klaasen der ersten Gruppe zugeordnet sind und 4 der 11 Klassen der zweiten Gruppe zugeordnet sind. Soweit beispielsweise 4 Klassen vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass eine der 4 Klaasen der ersten Gruppe zugeordnet ist und 3 der 4 Klassen der zweiten Gruppe zugeordnet sind. Soweit beispielsweise 6 Klassen vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass 3 der 6 Klaasen der ersten Gruppe zugeordnet sind und 3 der 6 Klassen der zweiten Gruppe zugeordnet sind.
Insgesamt kann das Erfassen eines Vereisungsgrads und/oder eines Verschmutzungsgrads des Wärmeübertragers und ein daraus abzuleitendes erforderliches oder nicht erforderliches Abtauen und/oder Reinigen mittels einer KI als Klassifizierungsproblem abgebildet werden, wobei anhand von Trainingsdaten eine Abbildungsfunktion erzeugt wird, die anhand von Sensordaten oder Bilddaten einen Vereisungsgrad und/oder einen Verschmutzungsgrad des Wärmeübertragers entweder als kritisch oder unkritisch einstuft, sodass ein Reinigen und/oder Abtauen gestartet wird oder der Wärmeübertrager zunächst ohne Reinigen und/oder Abtauen weiterbetrieben werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Abbildungsfunktion anhand der im Betrieb verarbeiteten Bilddaten und Sensordaten weiter verbessert wird, sodass es sich um einen „lernenden“ Algorithmus handelt. Mit anderen Worten kann die Qualität der Abbildungsfunktion mit steigendem Datenbestand verbessert werden.
Wenn vorliegend von Sensordaten gesprochen wird, so handelt es sich dabei um eine oder mehrere der nachfolgend aufgelisteten Werte: Temperaturdaten der Umgebung und/oder eines Kältemittels, Druck eines Kältemittels, insbesondere an einem Eingang und Ausgang des Wärmeübertragers; Luftdruck, insbesondere ein Differenzdruck zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck zwischen einem Ventilator und einer Lamellenanordnung, wobei z.B. ein Druckverlust auf einer dem Ventilator abgewandten Seite einer Lamellenanordnung gemessen wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der KI-basierte Klassifizierer dazu eingerichtet ist, einen Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt für verschiedene Wärmeübertrager zu bestimmen, wobei sich die Wärmeübertrager hinsichtlich ihres Bautyps und/oder ihrer Betriebsbedingungen voneinander unterscheiden.
Die Bautypen können sich beispielsweise hinsichtlich der Dimensionen des Wärmeübertragers, der Anzahl der dem Wärmeübertrager zugeordneten Ventilatoren, der Anzahl der Wärmeübertrager, des Leistungsbereichs, der Bauart des Wärmeübertragers und dergleichen unterscheiden.
Die Betriebsbedingungen können sich beispielsweise bezüglich der im Betrieb zu erwartenden Umgebungstemperaturen, Umgebungsdrücke, Umgebungsfeuchtigkeiten, d. h. mit anderen Worten hinsichtlich ihrer Umgebungsbedingungen voneinander unterscheiden. Die Betriebsbedingungen können sich beispielsweise bezüglich des Einsatzgebietes unterscheiden, zum Beispiel dahingehend, ob der Wärmeübertrager in einem Kühlraum für Lebensmittel oder in der freien Umgebung verwendet wird. Die Betriebsbedingungen können sich auch dahingehend unterscheiden, wie viele weitere Wärmeübertrager zusätzlich benachbart zu dem betreffenden Wärmeübertrager angeordnet sind.
Je nach Bautyp und Betriebsbedingungen kann daher ein Abtauen und/oder Reinigen eines betreffenden Wärmeübertragers früher oder später erforderlich sein. So ist es gegebenenfalls möglich, für einen ersten Wärmeübertrager in Abhängigkeit von seinem Bautyp und seinen Betriebsbedingungen einen höheren Verschmutzungsgrad und/oder Vereisungsgrad zuzulassen, als es für einen zweiten Wärmeübertrager in Abhängigkeit von dessen Bautyp und dessen Betriebsbedingungen möglich ist.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass für jeden der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager in Abhängigkeit von seinem Bautyp eine Klasse als jeweilige Schwelle festgelegt wird, mit deren Erreichen oder Überschreiten ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird, wobei die jeweilige Schwelle für mindestens zwei der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager verschieden ist. Auf diese Weise können mit einem einzelnen KI-basierten Klassifizierer Wärmeübertrager verschiedenen Bautyps zu verschiedenen Betriebsbedingungen zuverlässig betrieben werden.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass für jeden der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager in Abhängigkeit von seinem Bautyp eine Zuordnung der Klassen zur ersten Gruppe und zur zweiten Gruppe erfolgt, wobei sich die Zuordnung der Klassen zur ersten Gruppe und zur zweiten Gruppe für mindestens zwei der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager verschieden ist. Auf diese Weise können mit einem einzelnen KI-basierten Klassifizierer Wärmeübertrager verschiedenen Bautyps zu verschiedenen Betriebsbedingungen zuverlässig betrieben werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das Verfahren gekennzeichnet sein durch Betreiben eines weiteren Wärmeübertragers; Überwachen des weiteren Wärmeübertragers mittels mindestens einer weiteren Überwachungseinrichtung, wie einem Sensor, einer Einrichtung zur Bildgebung oder dergleichen; Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des weiteren Wärmeübertragers und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des weiteren Wärmeübertragers durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung; wobei die Auswertung der Daten KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers erfolgt, wobei der KI-basierte Klassifizierer die Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung einer der Klassen zugordnet und wobei der Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des Wärmeübertragers für mindestens einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad abweichend von dem Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des weiteren Wärmeübertragers bei im Wesentlichen gleichem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definiert ist. Auf diese Weise können mit einem einzelnen KI-basierten Klassifizierer Wärmeübertrager verschiedenen Bautyps zu verschiedenen Betriebsbedingungen zuverlässig betrieben werden.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass dieselbe Datenbasis und dieselbe KI-basierte Auswertung sowohl für den Wärmeübertrager als auch für den weiteren Wärmeübertrager verwendet werden.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Wärmeübertragern vorgesehen sind, wobei ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers für jeden der Mehrzahl von Wärmeübertragern in Abhängigkeit von dessen jeweiligem Bautyp und/oder dessen jeweiligen Betriebsbedingungen erfolgt.
Dadurch, dass dieselbe Datenbasis geräteübergreifend für zwei oder mehr Wärmeübertrager verwendet werden kann, kann zügig ein umfangreicher Datenbestand aufgebaut werden, um die Qualität einer Abbildungsfunktion der KI-basierten Auswertung zu verbessern.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass manuell klassifizierte Referenzdaten als Trainingsdaten für den KI-basierten Klassifizierer dienen. Hierzu kann Fachpersonal beispielsweise Bilddaten und/oder Sensordaten bzw. Datenpakete, die sowohl aus Bilddaten als auch aus Sensordaten bestehen manuell klassifizieren. So können mehrere Personen Bilddaten und/oder Sensordaten oder Datenpakete in Klassen einstufen, um einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad des betreffenden Wärmetauschers einzustufen. Anhand dieser Trainingsdaten kann eine erste Abbildungsfunktion des Klassifizierers generiert werden, deren Qualität im weiteren Verlauf durch zusätzliche manuell klassifizierte Bilddaten und/oder Sensordaten oder Datenpakete und im automatisierten Betrieb des Klassifizierers klassifizierte Bilddaten und/oder Sensordaten oder Datenpakete verbessert werden kann.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung des Wärmeübertragers mit einem Server verbunden ist, wobei der KI-basierte Klassifizierer und/oder eine Datenbank des KI-basierten Klassifizierers auf dem Server gespeichert sind.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass Teile der Datenbank und/oder der Klassifizierer in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung gespeichert sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung einen Rechner zum Betreiben des Klassifizierers aufweist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Datenbank und/oder der Klassifizierer vollständig in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung gespeichert sind und der Klassifizierer mittels des Rechners der Steuereinrichtung betrieben wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eine drahtlose oder drahtgebundene Datenschnittstelle zum Datenaustausch mit einem Server hat.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Wärmeübertrager vorgesehen sind, wobei ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers für jeden der zwei oder mehr Wärmeübertrager in Abhängigkeit von dessen jeweiligem Bautyp und/oder dessen jeweiligen Betriebsbedingungen erfolgt, und wobei eine Abtaureihenfolge und/oder Reinigungsreihenfolge anhand des Bautyps und/oder der Betriebsbedingungen und/oder anhand eines Vereisungsgrads und/oder eines Verschmutzungsgrads eines jeweiligen Wärmeübertragers der zwei oder mehr Wärmeübertrager festgelegt wird.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die zwei oder mehr Wärmeübertrager in einem begehbaren Kühlraum angeordnet sind und ein Abtauen der Wärmeübertrager im Wesentlichen nacheinander erfolgt, insbesondere im Wesentlichen nicht zeitgleich erfolgt. Sofern zwei oder mehrere Wärmeübertrager gemeinsam innerhalb eines begehbaren Kühlraums angeordnet sind, sollte ein Abtauen möglichst nicht zeitgleich erfolgen, um den Wärmeeintrag in den Kühlraum möglichst gering zu halten und die vorgesehene Temperatur des Kühlraums auch während des Abtauens möglichst konstant zu halten.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Abtaureihenfolge und/oder Reinigungsreihenfolge der Wärmeübertrager durch ein KI-basiertes Festlegen einer jeweiligen Klasse als Schwelle für jeden der Wärmeübertrager erfolgt, mit deren Erreichen oder Überschreiten ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird.
Sofern beispielsweise baugleiche Wärmeübertrager gemeinsam in einem begehbaren Kühlraum angeordnet sind und für jeden der Wärmeübertrager beispielsweise die Klasse VI als Schwelle festgelegt ist, mit deren Erreichen ein Abtauen eingeleitet wird, so kann für einen der Wärmeübertrager mittels der KI beispielsweise die Schwelle von Klasse VI auf Klasse IV herabgesetzt werden, um diesen Wärmeübertrager zuerst abzutauen. Anschließend kann das Herabsetzen der Schwelle für jeden der Wärmeübertrager wiederholt werden. Nach dem Abtauen kann die Schwelle des jeweiligen Wärmeübertragers wieder auf den Ursprungswert zurückgesetzt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schwellen der Wärmeübertrager ausgehend von Klasse VI für jeden Wärmeübertrager unterschiedlich gesetzt werden, so dass ein Wärmeübertrager für einen Vereisungsgrad der Klasse III, ein Wärmeübertrager für einen Vereisungsgrad der Klasse IV, ein Wärmeübertrager für einen Vereisungsgrad der Klasse V und ein Wärmeübertrager für einen Vereisungsgrad der Klasse VI abgetaut wird. Auch hier können die Schwellen nach jedem Abtauen wieder zurückgesetzt werden. Im vorliegenden Fall kann für jeden Abtauzyklus mit einem anderen Wärmeübertrager begonnen werden, so dass das Herabsetzen der Schwelle auf Klasse III im Wechsel nacheinander für alle Wärmeübertrager erfolgt, so dass für jeden Zyklus ein anderer Wärmeübertrager zuerst abtaut wird.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Abtaureihenfolge und/oder Reinigungsreihenfolge der Wärmeübertrager durch ein KI-basiertes Zuordnen einer jeweiligen Klasse zur ersten oder zweiten Gruppe für jeden der Wärmeübertrager erfolgt. Die Zuordnung von Klassen zu den Gruppen hat aus technischer Sicht im Wesentlichen gleichen Effekt, der bereits für das Festlegen von Schwellen beschrieben worden ist. So kann anhand der Zuordnung der Klassen zu Gruppen festgelegt werden, für welchen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad ein Abtauen bzw. Reinigen erfolgen muss. Soweit zwei oder mehr Wärmetauscher gemeinsam in einem Kühlvolumen angeordnet sind, denen jeweils eine identische Zuordnung der Klassen zur ersten Gruppe „Abtauen“ und zur zweiten Gruppe „Nicht-Abtauen“ zugrunde liegt, kann die Abtaureihenfolge dadurch festgelegt werden, dass die Zuordnung der Klassen zu den Gruppen für einen oder mehrere Wärmetauscher mittels der KI verändert wird. Nach dem Abtauen kann die Zuordnung der Klassen zu den Gruppen wieder auf den Ursprungszustand zurückgesetzt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System, mit einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Wärmeübertrager mit einer Heizeinrichtung und/oder mit einer Reinigungseinrichtung aufweist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinrichtung und mindestens eine Überwachungseinrichtung, wie einen Sensor, eine Einrichtung zur Bildgebung oder dergleichen, zur Überwachung des Wärmeübertragers aufweist, mit einem KI-basierten Klassifizierer, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die folgenden Verfahrensschritte durchzuführen: Betreiben des Wärmeübertragers; Überwachen des Wärmeübertragers mittels der mindestens einen Überwachungseinrichtung; Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des Wärmeübertragers und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des Wärmeübertragers durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung; wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, wobei ein KI-basierter Klassifizierer zwei oder mehr Klassen aufweist, die einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und wobei der KI-basierte Klassifizierer die Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung einer der Klassen zugordnet.
Alle voranstehend bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebenen Aspekte können gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung gelten. Umgekehrt können alle das erfindungsgemäße System betreffenden Aspekte in dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung finden.
Gemäß einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass der KI-basierte Klassifizierer dazu eingerichtet ist, einen Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt für verschiedene Wärmeübertrager zu bestimmen, wobei sich die Wärmeübertrager hinsichtlich ihres Bautyps und/oder ihrer Betriebsbedingungen voneinander unterscheiden.
Nach einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass das System eine weitere Vorrichtung aufweist, wobei die weitere Vorrichtung einen weiteren Wärmeübertrager mit einer weiteren Heizeinrichtung und/oder mit einer weiteren Reinigungseinrichtung aufweist, wobei die weitere Vorrichtung eine weitere Steuereinrichtung und mindestens eine weitere Überwachungseinrichtung, wie einen Sensor, eine Einrichtung zur Bildgebung oder dergleichen, zur Überwachung des weiteren Wärmeübertragers aufweist, wobei die weitere Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die folgenden Verfahrensschritte durchzuführen: Betreiben des weiteren Wärmeübertragers; Überwachen des weiteren Wärmeübertragers mittels der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung; Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des weiteren Wärmeübertragers und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des weiteren Wärmeübertragers durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung; wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, wobei der KI-basierte Klassifizierer die Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung einer der Klassen zugordnet, wobei sowohl die Steuereinrichtung des Wärmeübertragers der Vorrichtung als auch die weitere Steuereinrichtung des weiteren Wärmeübertragers der weiteren Vorrichtung mit einem Server verbunden ist, wobei der KI-basierte Klassifizierer und/oder eine Datenbank des KI-basierten Klassifizierers auf dem Server gespeichert ist.
Gemäß einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass die gleiche Datenbasis und die gleiche KI-basierte Auswertung sowohl für den Wärmeübertrager der Vorrichtung als auch für den Wärmeübertrager der weiteren Vorrichtung verwendet werden.
Nach einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass der Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des Wärmeübertragers für mindestens einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad abweichend von dem Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des weiteren Wärmeübertragers bei im Wesentlichen gleichem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definiert ist.
Gemäß einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass manuell klassifizierte Referenzdaten als Grundlage für den KI-basierten Klassifizierer dienen.
Nach einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Vorrichtungen mit Wärmeübertragen vorgesehen sind, wobei ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers für jede der Mehrzahl von Vorrichtungen erfolgt.
Gemäß einer Ausgestaltung des Systems kann vorgesehen sein, dass das System dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren für einen Wärmeübertrager oder für mehrere Wärmeübertrager durchzuführen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch.

1 ein erfindungsgemäßes System in einer perspektivischen Ansicht;
2 das System aus 1 ohne Gehäuse in einer perspektivischen Ansicht;
3 den Wärmeübertrager des Systems aus 1 mit durchgehenden Heizstäben;
4 einen Wärmeübertrager für ein System gemäß 1 mit nicht durchgehenden Heizstäben;
5 Vereisungszustände des Wärmeübertragers aus 3;
6 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
7 ein erfindungsgemäßes System mit mehreren Vorrichtungen und einem Server;
8 das System aus 7 in einem Kühlraum;
9 ein weiteres erfindungsgemäßes System mit mehreren Vorrichtungen und einem Server.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes System 1 mit einer Vorrichtung 2. Die Vorrichtung 2 ist ein Kühlsystem 2. Das Kühlsystem 2 kann beispielsweise zur Kühlung eines begehbaren Kühlvolumens verwendet werden.
Das Kühlsystem 2 hat ein Gehäuse 4, das Schutzgitter 6 von Ventilatoren 8 des Kühlsystems 2 trägt. Die Ventilatoren 8 dienen dazu, Luft einer Umgebung U entlang von Lamellen 10 eines Wärmeübertragers 12 des Kühlsystems 2 zu fördern. Der Wärmeübertrager 12 wird nachfolgend mit Bezug zu 2 beschrieben.
Der Wärmeübertrager 12 befindet sich im Inneren des Kühlsystems 2, sodass das Gehäuse 4 zur Veranschaulichung des Wärmeübertragers 12 in 2 ausgeblendet ist.
Der Wärmeübertrager 12 hat eine Vielzahl flächiger bzw. plattenförmiger Lamellen 10 die im Wesentlichen parallel zueinander entlang einer Längserstreckung L des Wärmeübertragers 12 aufgereiht sind.
Die Lamellen 10 sind von einer Rohrleitung 14 des Wärmeübertragers 12 durchsetzt, die ein Kühlmedium führt. Die Lamellen 10 können auch als Kühllamellen 10 bezeichnet werden. Die Kühllamellen 10 sind mit der Rohrleitung 14 des Wärmeübertragers 12 verbunden.
Die Vorrichtung 2 weist eine Heizeinrichtung 16 mit Heizstäben 18 zum Abtauen des Wärmeübertragers 12 auf. Die Heizstäbe 18 durchsetzen die Kühllamellen 10 ebenfalls entlang der Längsrichtung L und sind mit den Kühllamellen 10 verbunden.
Die Vorrichtung 2 weist eine Reinigungseinrichtung 13 mit Reinigungsdüsen 15 auf, die zur Entfernung von Verschmutzungen ein Reinigungsfluid, wie Wasser oder dergleichen, auf die Lamellen 10 sprühen.
3 zeigt die Kühllamellen 10 des Wärmeübertragers 12 mit den Heizstäben 18 und der Rohrleitung 14. Gemäß 3 durchdringen die Heizstäbe 18 die Anordnung der Lamellen 10 entlang der Längsrichtung L betrachtet vollständig über die gesamte Länge.
4 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Wärmeübertragers 12', der gleichermaßen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 verwendet werden kann. Der Wärmeübertrager 12' gemäß 4 unterscheidet sich dadurch vom Wärmeübertrager 12 gemäß 3, dass Heizstäbe 18' vorgesehen sind, die die Anordnung von Lamellen 10 entlang der Längsrichtung L betrachtet nur über eine Teillänge durchdringen.
Wie in 2 dargestellt, weist die Vorrichtung 2 eine Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung auf und eine Steuereinrichtung 22 auf.
Die Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung ist eine Kamera 20, die sowohl zur fotografischen Bildgebung im sichtbaren Wellenlängenbereich als auch zur fotografischen Bildgebung im nicht-sichtbaren Wellenlängenbereich eingerichtet ist und hierzu einen Sensor 24 zur entsprechenden Bildgebung in den genannten Wellenlängenbereichen aufweist.
Die Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung dient dazu, fotografische Aufnahmen des Wärmeübertragers 12 zu erzeugen und an eine Steuereinrichtung 22 der Vorrichtung 2 zu übermitteln. Die Steuereinrichtung 22 kann einen Rechner zur Auswertung fotografischer Aufnahmen aufweisen, mit einem Rechner zur Auswertung fotografischer Aufnahmen verbunden sein und/oder mit einem Server zur Auswertung fotografischer Aufnahmen verbunden sein.
Die Vorrichtung 2 weist zudem einen Temperatursensor 26, einen Drucksensor 28 und einen Feuchtigkeitssensor 30 auf, die Signale an die Steuereinrichtung 22 übermitteln.
Die Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung, der Temperatursensor 26, der Drucksensor 28 und der Feuchtigkeitssensor 30 sind Überwachungseinrichtungen zur Überwachung des Wärmeübertragers 12.
Die Steuereinrichtung 22 ist dazu eingerichtet, die nachfolgend mit Bezug zu 6 beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Das Flussdiagramm 32 gemäß 6 betrifft das Betreiben des Wärmeübertragers 12 der Vorrichtung 2.
Der Block 34 des Flussdiagramms 32 beschreibt die Sensorebene des Verfahrens und repräsentiert Signale der Sensoren 26, 28 und 30 sowie das Bereitstellen fotografischer Aufnahmen des Wärmeübertragers 12. Der Block 34 stellt damit die Eingangsdaten des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, die an eine Datenbank 36 übermittelt werden.
Diese Daten werden anschließend in einem weiteren Verfahrensschritt verarbeitet bzw. aufbereitet, der durch den Block 38 repräsentiert ist.
Gemäß dem Schritt 40 wird überprüft, ob die Heizeinrichtung 16 und/oder die Reinigungseinrichtung 13 eingeschaltet ist bzw. ob ein Abtauvorgang und/oder Reinigungsvorgang gerade aktiv ist. Falls die Heizeinrichtung 16 und/oder die Reinigungseinrichtung 13 nicht eingeschaltet ist und somit kein Abtauvorgang und/oder Reinigungsvorgang aktiv ist, wird der Verfahrenszweig 42 durchgeführt, der ein Detektieren des Vereisungszustands und/oder Verschmutzungszustands des Wärmeübertragers 12 und ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des Wärmeübertragers 12 betrifft. Falls die Heizeinrichtung 16 und/oder die Reinigungseinrichtung 13 eingeschaltet ist und somit der Abtauvorgang und/oder Reinigungsvorgang aktiv ist, wird der Verfahrenszweig 44 durchgeführt, der ein Steuern des Abtauvorgangs und/oder des Reinigungsvorgangs betrifft.
Zunächst werden die Verfahrensschritte des Verfahrenszweigs 42 beschrieben.
In einem Verfahrensschritt 46 werden eine fotografische Aufnahme des Wärmeübertragers 12 und/oder Sensordaten der Sensoren 26, 28, 30 ausgewertet. Die Auswertung erfolgt mittels einer Software, die KI-basiert ist, und zwar einem KI-basierten Klassifizierer.
Die fotografische Aufnahme ist mittels der Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung erzeugt worden.
Das dem Verfahrensschritten 46 zugrunde liegende KI-Modell ist mithilfe von Trainingsdaten erzeugt worden, die durch den Block 48 repräsentiert sind. Insbesondere repräsentiert der Block 48 ein maschinelles Lernen, d.h. ein statistisches Modell, auf Grundlage von manuell von Fachpersonal ausgewerteten und klassifizierten Referenzdaten. Dem KI-Modell liegen daher Referenzdaten sowie Referenzaufnahmen in Form von fotografischen Aufnahmen zu Grunde, wobei die Referenzaufnahmen exemplarisch in 5 dargestellt sind.
Hierbei zeigt eine erste Gruppe 50 Referenzbilder 52 für einen Vereisungszustand und/oder Verschmutzungszustand des Wärmeübertragers 12, der ein Abtauen und/oder Reinigen erfordert. Weiter zeigt eine zweite Gruppe 54 Referenzbilder 52 für einen Vereisungszustand und/oder Verschmutzungszustand des Wärmeübertragers 12, der kein Abtauen und/oder Reinigen erfordert.
Die Referenzbilder 52 des Wärmeübertragers 12 sind nach dem Grad der auf den Referenzbildern 52 zu erkennenden Vereisung und/oder Verschmutzung in zehn Klassen eingeteilt worden, die vorliegend von I - X aufeinanderfolgend durchnummeriert sind, wobei der Grad der Vereisung und/oder Verschmutzung mit aufsteigender Nummerierung zunimmt.
Die Referenzbilder 52 mit dem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad I, II, III, IV und V sind der zweiten Gruppe 54 zugeordnet worden, während die Referenzbilder mit dem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad VI, VII, VIII, IX, X der ersten Gruppe 50 zugeordnet worden sind.
Eine mittels der Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung erstellte Aufnahme 56 des Wärmeübertragers 12 wird gemäß 6 in einem Verfahrensschritt 58 mittels des KI-Modells 46 einer Klasse I - X zugeordnet und anhand der zugeordneten Klasse in einem Verfahrensschritt 60 anhand der zugehörigen Gruppe 50, 54 bestimmt, ob ein Abtauen und/oder Reinigen des Wärmtauschers 12 erforderlich ist oder nicht.
Sofern kein Abtauen und/oder Reinigen erforderlich ist, startet der Zweig 42 als Schleife entsprechend dem Pfad 64 ausgehend von der Verzweigung 62 erneut.
Falls ein Abtauen und/oder Reinigen erforderlich ist, wird entsprechend dem Block bzw. Prozessschritt 66 ein Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt festgelegt, um das Abtauen und/oder Reinigen zu initialisieren. Mit dem Start des Abtauvorgangs und/oder Reinigungsvorgangs wird daher der Verfahrenszweig 44 des Flussdiagramms 32 durchlaufen, da die Abfrage bzw. die Bedingung 40 nunmehr aufgrund der eingeschalteten Heizvorrichtung 16 und/oder Reinigungsvorrichtung 13 zum Verfahrenszweig 44 führt.
Das Abtauen des Wärmeübertragers 12 wird gesteuert, in dem weitere fotografische Aufnahmen 68 und/oder Sensordaten der Sensoren 26, 28, 30 ausgewertet werden.
Der Auswertung der weiteren fotografischen Aufnahmen 68 liegt ebenfalls ein KI-Modell 70 zugrunde, das auf Grundlage von Trainingsdaten in einem Prozess des maschinellen Lernens gemäß dem Verfahrensschritt 72 erzeugt worden ist. Insbesondere repräsentiert der Block 72 ein maschinelles Lernen, d.h. ein statistisches Modell, auf Grundlage von manuell von Fachpersonal ausgewerteten und klassifizierten Referenzbildern.
Mit den Verfahrensschritten 74 und 76 kann analog zum voranstehend bezüglich der fotografischen Aufnahmen 56 beschriebenen Vorgehen eine Zuordnung der weiteren fotografischen Aufnahmen 68 zu einer Klasse erfolgen, um den Abtauvorgang in Abhängigkeit von einem Vereisungszustand des Wärmeübertragers 12 zu stoppen.
Sofern ein Reinigungsvorgang ausgelöst wird, kann dieser beispielsweise zeitbasiert gesteuert werden, wobei die Reinigungseinrichtung z.B. für eine vorgegebene Zeitspanne eingeschaltet wird.
Ergibt die Zuordnung der weiteren fotografischen Aufnahme 68 zu einer Klasse, das weiterhin ein Abtauen erforderlich ist, wird der Zweig 44 entsprechend dem Pfad 80 wiederholt. Ergibt die Zuordnung der weiteren fotografischen Aufnahme 68 zu einer Klasse, dass kein weiteres Abtauen erforderlich ist, führt der Pfad 82 zu dem Prozessschritt 84, der ein Abschalten der Heizeinrichtung 16 bewirkt.
Aufgrund der abgeschalteten Heizeinrichtung 16 wird nunmehr der Zweig 42 erneut so lange in einer Schleife durchlaufen, bis ein erforderliches Abtauen und/oder Reinigen des Wärmeübertragers 12 detektiert wird.
Die Signale der Sensoren 26, 28, 30 können zur Plausibilitätsprüfung der Bildauswertung sowohl während der Detektion des Vereisungszustands und/oder Verschmutzungszustands als auch während der Steuerung des Abtauvorgangs und/oder des Reinigungsvorgangs verwendet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung gemäß alternativer Ausgestaltung innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung 20 zur fotografischen Bildgebung innerhalb des Gehäuses 4 zwischen den Ventilatoren 8 und dem Wärmeübertrager 12 angeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Wärmeübertrager gemäß alternativer Ausgestaltungen ein sogenannter Mikrochannel-Wärmeübertrager ist, der beispielsweise parallele Rohrleitungen zum Führen eines Kühlmediums und dazwischen angeordnete Lamellen aufweist.
Der KI-basierte Klassifizierer 40 kann dazu eingerichtet sein, einen Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt für verschiedene Wärmeübertrager zu bestimmen, wobei sich die Wärmeübertrager hinsichtlich ihres Bautyps und/oder ihrer Betriebsbedingungen voneinander unterscheiden.
7 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes System 1', das eine Mehrzahl von Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' aufweist. Die Vorrichtungen 2', 2'', 2''' weisen die gleichen Überwachungseinrichtungen auf, die bereits mit Bezug zur Vorrichtung 2 beschrieben worden sind.
Jede der Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' ist mir ihrer zugeordneten Steuereinheit mit einem Server 86 verbunden, der Referenzdaten und/oder den Klassifizierer 46, 70 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
Die Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' unterscheiden sich hinsichtlich ihres Bautyps und/oder ihrer Umgebungsbedingungen voneinander. Es ist vorgesehen, dass der Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt eines jeweiligen Wärmeübertragers einer der jeweiligen Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' für mindestens einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad abweichend von dem Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt eines Wärmeübertragers einer weiteren der jeweiligen Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' bei im Wesentlichen gleichem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definiert ist.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Klassen nach ihrer Nummerierung aufsteigend einen ansteigenden Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und/oder einen ansteigenden Abtau- und/oder Reinigungsbedarf definieren, wobei für den Wärmeübertrager einer jeweiligen Vorrichtung 2, 2', 2'', 2''' eine Klasse als Schwelle festgelegt wird, mit deren Erreichen oder Überschreiten ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird und dass für jeden jeweiligen Wärmeübertrager der verschiedenen Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' in Abhängigkeit von ihrem Bautyp und/oder ihren Umgebungsbedingungen eine Klasse als jeweilige Schwelle festgelegt wird, mit deren Erreichen oder Überschreiten eine Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird, wobei die jeweilige Schwelle für mindestens zwei der jeweiligen verschiedenen Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' verschieden ist.
Alternativ kann dies dadurch erreicht werden, dass die Klassen Gruppen zugeordnet sind, wobei eine erste Gruppe Klassen enthält, für deren Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad ein Abtau- und/oder Reinigungsbedarf vorliegt und wobei die zweite Gruppe Klassen enthält, für deren Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad kein Abtau- und/oder Reinigungsbedarf vorliegt und dass für jede der jeweiligen verschiedenen Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' in Abhängigkeit von ihrem Bautyp und/oder ihren Umgebungsbedingungen eine Zuordnung der Klassen zur erste Gruppe und zur zweiten Gruppe erfolgt, wobei sich die Zuordnung der Klassen zur ersten Gruppe und zur zweiten Gruppe für mindestens zwei der jeweiligen verschiedenen Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' verschieden ist.
So kann dieselbe Datenbasis und dieselbe KI-basierte Auswertung für die Wärmeübertrager aller Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' verwendet werden.
Die Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' können räumlich getrennt voneinander oder gemeinsam in einem Raum angeordnet sein. Für den Fall, dass die Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' in einem Raum angeordnet sind, kann die Software (KI) nach Bedarf eine Schwelle einer oder mehrerer Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' für das Abtauen verschieben und/oder die Zuordnung der Klassen zur ersten oder zweiten Gruppe anpassen, für eine oder mehrere der Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' ändern und/oder das Abtauen anhand des Vereisungsgrads priorisieren.
Auf diese Weise kann eine Abtaureihenfolge festgelegt werden, wobei insbesondere kein gleichzeitiges Abtauen von gemeinsam in einem Raum angeordneten Vorrichtungen 2, 2', 2'', 2''' bzw. derer Wärmeübertrager erfolgt.
8 zeigt das System 1' aus 7 in einem Kühlraum K. Es sind lediglich drei Vorrichtungen 2, 2`, 2'' gezeigt.
Für das System gemäß 7 ist vorgesehen, dass ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts eines jeweiligen Wärmeübertragers einer jeweiligen Vorrichtungen 2, 2', 2'' KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers erfolgt, wobei eine Abtaureihenfolge mittels der KI festgelegt wird, so dass ein Abtauen der Wärmeübertrager der Vorrichtungen 2, 2', 2'' nicht gleichzeitig erfolgt.
Hierzu ist vorgesehen, dass die Abtaureihenfolge der Wärmeübertrager der Vorrichtungen 2, 2', 2'' durch ein KI-basiertes Festlegen einer jeweiligen Klasse (I - X) als Schwelle für jeden der Wärmeübertrager der Vorrichtungen 2, 2', 2'' erfolgt, mit deren Erreichen oder Überschreiten eine Abtauzeitpunkt festgelegt wird.
Vorliegend sind baugleiche Wärmeübertrager der Vorrichtungen 2, 2', 2'' gemeinsam in dem begehbaren Kühlraum K angeordnet. Für jeden der Wärmeübertrager der Vorrichtungen 2, 2', 2'' ist die Klasse VI als Schwelle festgelegt ist, mit deren Erreichen ein Abtauen eingeleitet wird. Es wird für einen der Wärmeübertrager Vorrichtungen 2, 2', 2'' mittels der KI die Schwelle von Klasse VI auf Klasse IV herabgesetzt, um diesen Wärmeübertrager zuerst abzutauen. Anschließend wird das Herabsetzen der Schwelle für jeden der Wärmeübertrager der Vorrichtungen 2, 2', 2'' wiederholt. Nach dem Abtauen kann die Schwelle des jeweiligen Wärmeübertragers der Vorrichtungen 2, 2', 2'' wieder auf den Ursprungswert (Klasse VI) zurückgesetzt werden.
9 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes System 1'' mit mehreren Vorrichtungen 2, 2'''', 2''''', 2''''' und einem Server 86. Das erfindungsgemäße Verfahren kann für Vorrichtungen mit Wärmeübertragern unterschiedlichen Bautyps verwendet werden, wobei für jede der Vorrichtungen 2, 2'''', 2''''', 2''''' individuell eine Schwelle zum Abtauen und/oder Reinigen definiert werden oder eine Zuordnung der Klassen zur ersten oder zweiten Gruppe definiert werden kann. Die Vorrichtungen 2, 2'''', 2''''', 2''''' können zur Verwendung im Innenraum oder im Außenbereich eingerichtet sein. Die Vorrichtungen 2, 2'''', 2''''', 2''''' können Verflüssiger, Verdampfer, Rückkühler oder dergleichen von Kühlsystemen und/oder Heizsystemen sein bzw. in der Heiztechnik und/oder der Kühltechnik eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung / Kühlsystem
2': Vorrichtung / Kühlsystem
2'': Vorrichtung / Kühlsystem
2''': Vorrichtung / Kühlsystem
4: Gehäuse
6: Schutzgitter
8: Ventilatoren
10: Lamellen / Kühllamellen
12: Wärmeübertrager
12: Wärmeübertrager
13: Reinigungseinrichtung
14: Rohrleitung
15: Reinigungsdüsen
16: Heizeinrichtung
18: Heizstäbe
U: Umgebung
L: Längsrichtung
20: Einrichtung zur fotografischen Bildgebung
22: Steuereinrichtung
22': Steuereinrichtung
22'': Steuereinrichtung
22''': Steuereinrichtung
24: Sensor
26: Temperatursensor
28: Drucksensor
30: Feuchtigkeitssensor
32: Flussdiagramm
34: Block / Eingangsdaten / Eingangssignale
36: Datenbank
38: Block / Verarbeitung
40: Bedingung / Verzweigung
42: Zweig „Detektieren des Vereisungszustands“
44: Zweig „Steuern des Abtauens“
46: KI-Modell / Auswertung / Klassifizierer
48: Trainingsdaten / Maschinelles Lernen
50: erste Gruppe von Referenzbildern
52: Referenzbild
54: zweite Gruppe von Referenzbildern
56: Aufnahme des sichtbaren Wellenlängenbereich
58: Verfahrensschritt
60: Verfahrensschritt
62: Bedingung / Verzweigung
64: Pfad
66: Prozessschritt
68: Aufnahme des nicht-sichtbaren Wellenlängenbereichs
70: KI-Modell / Auswertung / Klassifizierer
72: Trainingsdaten / Maschinelles Lernen
74: Verfahrensschritt
76: Verfahrensschritt
78: Bedingung / Verzweigung
80: Pfad
82: Pfad
84: Verfahrensschritt
86: Server

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 107091548 A [0006]

Claims

Verfahren, mit den Verfahrensschritten: - Betreiben eines Wärmeübertragers (12, 12'); - Überwachen des Wärmeübertragers (12, 12') mittels mindestens einer Überwachungseinrichtung, wie einem Sensor (26, 28, 30), einer Einrichtung (20) zur Bildgebung oder dergleichen; - Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des Wärmeübertragers (12, 12') und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des Wärmeübertragers (12, 12') durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung; - wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, - wobei ein KI-basierter Klassifizierer (46, 70) zwei oder mehr Klassen (I - X) aufweist, die einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und - wobei der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) die Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung einer der Klassen zugordnet, dadurch gekennzeichnet, dass - die Klassen (I - X) nach ihrer Nummerierung aufsteigend einen ansteigenden Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und/oder einen ansteigenden Abtau- und/oder Reinigungsbedarf definieren, wobei für den Wärmeübertrager eine Klasse als Schwelle festgelegt wird, mit deren Erreichen oder Überschreiten ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird, und/oder - die Klassen (I - X) Gruppen (50, 54) zugeordnet sind, wobei eine erste Gruppe (50) Klassen (VI - X) enthält, für deren Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad ein Abtau- und/oder Reinigungsbedarf vorliegt und wobei eine zweite Gruppe (54) Klassen (I - IV) enthält, für deren Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad kein Abtau- und/oder Reinigungsbedarf vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) dazu eingerichtet ist, einen Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt für verschiedene Wärmeübertrager (12, 12') zu bestimmen, wobei sich die Wärmeübertrager (12, 12') hinsichtlich ihres Bautyps und/oder ihrer Betriebsbedingungen voneinander unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - für jeden der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager (12, 12') in Abhängigkeit von seinem Bautyp und/oder seinen Umgebungsbedingungen eine Klasse (I - X) als jeweilige Schwelle festgelegt wird, mit deren Erreichen oder Überschreiten ein Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird, wobei die jeweilige Schwelle für mindestens zwei der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager (12, 12') verschieden ist und/oder - für jeden der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager (12, 12') in Abhängigkeit von seinem Bautyp eine Zuordnung der Klassen zur erste Gruppe (50) und zur zweiten Gruppe (54) erfolgt, wobei sich die Zuordnung der Klassen (I - X) zur ersten Gruppe (50) und zur zweiten Gruppe (54) für mindestens zwei der jeweiligen verschiedenen Wärmeübertrager (12, 12') verschieden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch - Betreiben eines weiteren Wärmeübertragers (12, 12'); - Überwachen des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') mittels mindestens einer weiteren Überwachungseinrichtung, wie einem Sensor, einer Einrichtung zur Bildgebung oder dergleichen; - Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung; - wobei die Auswertung der Daten KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers (46, 70) erfolgt, - wobei der KI-basierte Klassifizierer (70, 72) die Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung einer der Klassen (I - X) zugordnet und - wobei der Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des Wärmeübertragers (12, 12') für mindestens einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad abweichend von dem Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') bei im Wesentlichen gleichem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - dieselbe Datenbasis und dieselbe KI-basierte Auswertung sowohl für den Wärmeübertrager (12, 12') als auch für den weiteren Wärmeübertrager (12, 12') verwendet werden und/oder - eine Mehrzahl von Wärmeübertragern (12, 12') vorgesehen sind, wobei ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers für jeden der Mehrzahl von Wärmeübertragern (12, 12') in Abhängigkeit von dessen jeweiligem Bautyp und/oder dessen jeweiligen Betriebsbedingungen erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass manuell klassifizierte Referenzdaten als Trainingsdaten für den KI-basierten Klassifizierer (46, 70) dienen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Steuereinrichtung (22, 22', 22'', 22''', 22'''', 22''''', 22'''''') des Wärmeübertragers (12, 12') mit einem Server (86) verbunden ist, - wobei der KI-basierte Klassifizierer (40, 76) und/oder eine Datenbank (36) des KI-basierten Klassifizierers (40, 76) auf dem Server (86) gespeichert sind.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - zwei oder mehr Wärmeübertrager (12, 12') vorgesehen sind, - wobei ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers für jeden der zwei oder mehr Wärmeübertrager (12, 12') in Abhängigkeit von dessen jeweiligem Bautyp und/oder dessen jeweiligen Betriebsbedingungen erfolgt, und - wobei eine Abtaureihenfolge und/oder Reinigungsreihenfolge anhand des Bautyps und/oder der Betriebsbedingungen und/oder anhand eines Vereisungsgrads und/oder eines Verschmutzungsgrads eines jeweiligen Wärmeübertragers der zwei oder mehr Wärmeübertrager festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die zwei oder mehr Wärmeübertrager in einem begehbaren Kühlraum angeordnet sind und ein Abtauen der Wärmeübertrager im Wesentlichen nacheinander erfolgt, insbesondere im Wesentlichen nicht zeitgleich erfolgt und/oder - eine Abtaureihenfolge und/oder Reinigungsreihenfolge der Wärmeübertrager durch ein KI-basiertes Festlegen einer jeweiligen Klasse als Schwelle für jeden der Wärmeübertrager erfolgt, mit deren Erreichen oder Überschreiten eine Abtauzeitpunkt und/oder ein Reinigungszeitpunkt festgelegt wird und/oder - eine Abtaureihenfolge und/oder Reinigungsreihenfolge der Wärmeübertrager durch ein KI-basiertes Zuordnen einer jeweiligen Klasse zur ersten oder zweiten Gruppe für jeden der Wärmeübertrager erfolgt.
System, - mit einer Vorrichtung (2, 2`, 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2'''''), - wobei die Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') einen Wärmeübertrager (12, 12') mit einer Heizeinrichtung (16) und/oder mit einer Reinigungseinrichtung (13) aufweist, - wobei die Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') eine Steuereinrichtung (22, 22`, 22'', 22''') und mindestens eine Überwachungseinrichtung, wie einen Sensor (26, 28, 30), eine Einrichtung (20) zur Bildgebung oder dergleichen, zur Überwachung des Wärmeübertragers (12, 12') aufweist, - mit einem KI-basierten Klassifizierer (46, 70), - wobei die Steuereinrichtung (22, 22', 22'', 22''', 22'''', 22''''', 22'''''') dazu eingerichtet ist, die folgenden Verfahrensschritte durchzuführen: - Betreiben des Wärmeübertragers (12, 12'); - Überwachen des Wärmeübertragers (12, 12') mittels der mindestens einen Überwachungseinrichtung; - Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des Wärmeübertragers (12, 12') und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des Wärmeübertragers (12, 12') durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung; - wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, - wobei ein KI-basierter Klassifizierer (46, 70) zwei oder mehr Klassen (I - X) aufweist, die einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definieren und - wobei der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) die Daten der mindestens einen Überwachungseinrichtung einer der Klassen (I - X) zugordnet.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) dazu eingerichtet ist, einen Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt für verschiedene Wärmeübertrager (12, 12') zu bestimmen, wobei sich die Wärmeübertrager (12, 12') hinsichtlich ihres Bautyps und/oder ihrer Betriebsbedingungen voneinander unterscheiden.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - das System (1, 1', 1'') eine weitere Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') aufweist, - wobei die weitere Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') einen weiteren Wärmeübertrager (12, 12') mit einer weiteren Heizeinrichtung und/oder mit einer weiteren Reinigungseinrichtung aufweist, - wobei die weitere Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') eine weitere Steuereinrichtung (22, 22', 22'', 22''', 22'''', 22''''', 22'''''') und mindestens eine weitere Überwachungseinrichtung, wie einen Sensor, eine Einrichtung zur Bildgebung oder dergleichen, zur Überwachung des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') aufweist, - wobei die weitere Steuereinrichtung (22, 22', 22'', 22''', 22'''', 22''''', 22'''''') dazu eingerichtet ist, die folgenden Verfahrensschritte durchzuführen: - Betreiben des weiteren Wärmeübertragers (12, 12'); - Überwachen des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') mittels der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung; - Detektieren eines Vereisungsgrads und/oder Verschmutzungsgrads des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') und Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') durch eine Auswertung von Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung; - wobei die Auswertung der Daten KI-basiert erfolgt, - wobei der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) die Daten der mindestens einen weiteren Überwachungseinrichtung einer der Klassen zugordnet, - wobei sowohl die Steuereinrichtung (22, 22', 22'', 22''', 22'''', 22''''', 22'''''') des Wärmeübertragers (12, 12') der Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') als auch die weitere Steuereinrichtung des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') der weiteren Vorrichtung (22, 22`, 22'', 22''') mit einem Server (86) verbunden ist, - wobei der KI-basierte Klassifizierer (46, 70) und/oder eine Datenbank (36) des KI-basierten Klassifizierers auf dem Server (86) gespeichert ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gleiche Datenbasis und die gleiche KI-basierte Auswertung sowohl für den Wärmeübertrager (12, 12') der Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') als auch für den Wärmeübertrager (12, 12') der weiteren Vorrichtung (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') verwendet werden.
System nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des Wärmeübertragers (12, 12') für mindestens einen Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad abweichend von dem Abtauzeitpunkt und/oder Reinigungszeitpunkt des weiteren Wärmeübertragers (12, 12') bei im Wesentlichen gleichem Vereisungsgrad und/oder Verschmutzungsgrad definiert ist.
System nach einem der Ansprüche 10-14, dadurch gekennzeichnet, dass manuell klassifizierte Referenzdaten als Grundlage für den KI-basierten Klassifizierer (46, 70) dienen.
System nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Mehrzahl von Vorrichtungen (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') vorgesehen sein, - wobei ein Bestimmen eines Abtauzeitpunkts und/oder Reinigungszeitpunkts KI-basiert mittels des KI-basierten Klassifizierers (40, 76) für jede der Mehrzahl von Vorrichtungen (2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2''''', 2''''') erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 10-16, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1, 1', 1') dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -8 für einen Wärmeübertrager (12, 12') oder für mehrere Wärmeübertrager (12, 12') durchzuführen.