DE102022119368A1

DE102022119368A1 - Verfahren zum Steuern einer Trocknungsanlage

Info

Publication number: DE102022119368A1
Application number: DE102022119368.3A
Authority: DE
Inventors: Johannes Landrichinger
Original assignee: J W Liegenschaftsverwaltungs GmbH; J+w Liegenschaftsverwaltungs GmbH
Current assignee: J W Liegenschaftsverwaltungs GmbH; J+w Liegenschaftsverwaltungs GmbH
Priority date: 2022-08-02
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2024-02-08
Also published as: EP4317878A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Trocknungsanlage (8), bei dem ein von einem Ventilator (10) erzeugter und von einem Entfeuchter (12) getrockneter Luftstrom Trocknungsgut (6) in einem Trocknungsraum (4) trocknet, wobei eine Entfeuchtersteuerung den vom Luftstrom durch den Entfeuchter (12) beeinflussten Betrieb des Entfeuchters (12) steuert, sodass der Betrieb in einem vorbestimmten Arbeitsbereich verbleibt.Um die Anlagenleistung der Trocknungsanlage unter Erhalt eines effektiven Trocknungsbetriebs zuverlässig unter einer Maximalleistung zu halten, wird vorgeschlagen, dass eine Anlagensteuerung (14) eine Anlagenleistung erfasst, die zumindest die Leistung des Ventilators (10) und des Entfeuchters (12) beinhaltet, und die Leistung des Ventilators (10) - und damit über den Luftstrom indirekt die Entfeuchterleistung - so steuert, dass die Anlagenleistung während des Trocknungsprozesses des Trocknungsguts (6) unterhalb einer vorbestimmten Maximalleistung verbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Trocknungsanlage, bei dem ein von einem Ventilator erzeugter und von einem Entfeuchter getrockneter Luftstrom Trocknungsgut in einem Trocknungsraum trocknet, wobei eine Entfeuchtersteuerung den vom Luftstrom durch den Entfeuchter beeinflussten Betrieb des Entfeuchters steuert, sodass der Betrieb in einem vorbestimmten und Arbeitsbereich verbleibt.
Trocknungsgut in Form von Biomasse, wie Hackschnitzel oder Pflanzenfasern, z.B. Heu oder Stroh, kann in einem Trocknungsraum, wie einer Heubox einer Scheune, aktiv getrocknet werden, indem entfeuchtete Luft durch einen Lüftungsboden geblasen wird, auf dem das Trocknungsgut liegt. Die das Trocknungsgut durchströmende Luft kann dabei Feuchtigkeit aus dem Trocknungsgut aufnehmen, bis ein ausreichender Trocknungsgrad erreicht ist.
Trocknungssysteme zum Trocknen von Trocknungsgut weisen üblicherweise einen Ventilator zum Erzeugen eines Luftstroms und einen Luftentfeuchter zum Entfeuchten des Luftstroms auf. Eine Trocknung mit einem Entfeuchter kann eine hohe Anschlussleistung des Trocknungsbetriebs, beispielsweise eines landwirtschaftlichen Betriebs, erfordern. Ist diese Anschlussleistung nicht vorhanden, besteht die Gefahr der Überlastung der Stromversorgung des Betriebs.
Aus der EP 2876396 B1 ist ein Trocknungsverfahren bekannt, bei dem in der Anfangsphase der Trocknung die Leistung des Ventilators bei Volllast des Entfeuchters begrenzt wird, um eine Maximalleistung des Betriebs nicht zu überschreiten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Trocknungsanlage anzugeben, mit dem die Anlagenleistung der Trocknungsanlage unter Erhalt eines effektiven Trocknungsbetriebs unter einer Maximalleistung gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß eine Anlagensteuerung eine Anlagenleistung erfasst, die zumindest die Leistung des Ventilators und des Entfeuchters beinhaltet, und die Leistung des Ventilators - und damit über den Luftstrom indirekt die Entfeuchterleistung - so steuert, dass die Anlagenleistung während des Trocknungsprozesses des Trocknungsguts unterhalb einer vorbestimmten Maximalleistung verbleibt.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass zum Erreichen eines effektiven Trocknungsbetriebs eine Abstimmung der Leistungen des Ventilators und des Entfeuchters notwendig ist. Denn der Entfeuchter sollte an einem effektiven, insbesondere an einem optimalen Betriebspunkt arbeiten, und dieser ist abhängig von der Luftmenge, die durch den Entfeuchter strömt, also von der Ventilatorleistung. Ein einseitiges Festlegen der Leistung des Entfeuchters hingegen führt weg von einem solchen Betriebspunkts, sodass die Effektivität der Trocknung ungünstig beeinflusst wird.
Ein an den aktuellen Luftstrom angepasster Betrieb des Entfeuchters kann erreicht werden, wenn der Entfeuchter seinen Betrieb mittels einer eigenen Entfeuchtersteuerung regelt, sodass diese Regelung - zumindest regelungstechnisch - zweckmäßigerweise unabhängig von einer Steuerung oder Regelung des Ventilators ist. Die Leistungsregelung des Entfeuchters kann anhand eines entfeuchterinternen Parameters erfolgen, wie beispielsweise einer Temperatur oder des Kühlmitteldrucks, vorteilhafterweise in der Niederdruckseite des Kühlmittelkreislaufs des Entfeuchters. Der Parameter, wie der Druck, kann als Regelgröße zur Regelung der Leistung des Entfeuchters verwendet werden und wird beispielsweise auf einem konstanten oder einem von einem anderen Parameter abhängigen Wert gehalten.
Der Druck des Kühlmittels in der Niederdruckseite ist abhängig vom Energieübertrag der warmen, durch den Verdampfer strömenden Luft auf das Kühlmittel. Ist der Übertrag gering, beispielsweise, weil der Luftstrom gering ist oder die Luft kalt ist, bleibt die Kühlmitteltemperatur unter Umständen unter der Verdampfungstemperatur des Kühlmittels, das sehr kalt und bei geringem Druck bleibt. Bei einem zu niedrigen Prozesswert des Drucks besteht hierdurch die Gefahr der Vereisung des Kühlregisters bzw. des Verdampfers. Um dies zuverlässig zu vermeiden, sollte der Kühlmitteldruck über einem unteren Grenzwert gehalten bleiben. Wird das Kühlmittel im Verdampfer hingegen stark aufgewärmt, kann es sein, dass es die Luft nicht unter ihren Taupunkt abkühlt, sodass kein Wasser aus der Luft ausgeschieden wird und die Entfeuchtung zum Erliegen kommt. In diesem Fall ist der Kühlmitteldruck zu hoch. Durch eine Regelung des Drucks kann der Betrieb des Entfeuchters somit in einem optimalen Arbeitsbereich des Entfeuchters gehalten werden, bei dem die Luft zweckmäßigerweise knapp unter ihren Taupunkt abgekühlt und zuverlässig in einer vorbestimmten Lage über dem Gefrierpunkt von Wasser gehalten wird.
Auch wenn diese Regelung hinsichtlich der Entfeuchterleistung abhängig von der Luftmenge ist, die durch den Entfeuchter strömt, ist sie regelungstechnisch unabhängig von der Luftmenge, da die Regelgröße unabhängig von der Luftmenge stets konstant oder innerhalb eines Sollbereichs gehalten wird. Die Luftmenge geht in die Regelung an sich nicht ein, doch die Entfeuchterleistung wird indirekt über die physikalischen Parameter der Trocknungsluft gesteuert, also auch die Luftmenge. Direkt wird die Entfeuchterleistung zweckmäßigerweise über die Regelgröße Druck geregelt.
Da die Leistung des Entfeuchters über Luftparameter indirekt über die Leistung des Ventilators steuerbar ist, kann mit einer Steuerung des Ventilators auch der Entfeuchter - indirekt - beeinflusst werden. Eine Leistungssteuerung des Entfeuchters zur Begrenzung einer Anlagenleistung ist nicht zwingend erforderlich. So reicht es in einer Verfahrensvariante aus, wenn die Steuerung der Anlagenleistung durch die Steuerung der Ventilatorleistung erfolgt. Eine Leistungsbegrenzung auf die Maximalleistung kann daher auf dem Wege der Leistungssteuerung des Ventilators erreicht werden, ohne dabei den Betriebspunkt des Entfeuchters - bzw. den Prozesswert von dessen Regelgröße - von seinem Optimum wegzuführen, da der Entfeuchter sich selbständig nachregeln und an die neuen Luftparameter anpassen kann. Eine Leistungsbegrenzung ist hierdurch einfach und zuverlässig ausführbar bei effektiv bleibender Entfeuchtung der Luft und Trocknung des Trocknungsguts.
Der Ventilator und der Entfeuchter können beide anhand voneinander unabhängigen Parametern gesteuert, insbesondere geregelt werden. Für die Leistungssteuerung des Ventilators kann die Anlagenleistung als Steuergröße, insbesondere als Regelgröße, verwendet werden. Für den Entfeuchter kann ein entfeuchterinterner Parameter, wie der Kühlmitteldruck, verwendet werden. Trotz der unabhängigen Steuerung der beiden Geräte kann durch die Verknüpfung über die durch beide Geräte geführte Trocknungsluft eine gemeinsame Steuerung der Anlagenleistung erreicht werden.
Üblicherweise wird ein Entfeuchter - und auch ein Ventilator - in seiner Leistung über einen Frequenzumformer gesteuert, sodass streng genommen eine Frequenzsteuerung erfolgt und keine Leistungssteuerung. Es soll jedoch in diesem Zusammenhang nicht zwischen den Begriffen Leistung, Frequenz und Strom getrennt werden, sodass eine Leistungssteuerung auch eine Frequenz- bzw. Drehzahlsteuerung oder eine Steuerung anhand einer elektrischen Größe, wie Strom und/oder Spannung, umfassen soll.
Die Anlagensteuerung ist der Entfeuchtersteuerung zweckmäßigerweise übergeordnet und kann beispielsweise den Entfeuchter ein- und ausschalten, ihm Leistungswerte oder -grenzen vorgeben und/oder einen oder mehrere Parameter aus der Entfeuchtersteuerung übernehmen. Die Anlagensteuerung steuert den Ventilator zweckmäßigerweise direkt an, beispielweise über einen Frequenzumformer. Bei einer Veränderung der Ventilatorleistung und damit des Luftstroms durch den Entfeuchter wird auch die Entfeuchterleistung beeinflusst. Es kann eine indirekten Regelung der Entfeuchterleistung durch die direkte Regelung der Ventilatorleistung erfolgen.
Die Maximalleistung kann eine maximal beanspruchbare Leistung, insbesondere elektrische Leistung, der Anlage sein. Auch ist es möglich, dass die Maximalleistung ein Wert ist, der anhand der maximal beanspruchbaren Leistung oder eines anderen vorbestimmten Leistungswerts festgelegt ist oder sich daraus ergibt, z.B. anhand eines Sicherheitsabstands, einer Steuergröße oder dergleichen.
Der Ventilator kann ein Radialverdichter sein. Die vom Ventilator verdichtete Luft kann vollständig oder nur teilweise durch den Entlüfter geführt werden. So kann beispielsweise ein Teil der Luft über einen Bypass am Verdichter vorbei geführt werden. Das Trocknungsgut ist zweckmäßigerweise Heu oder Hackschnitzel. Der Trocknungsraum hat vorteilhafterweise einen Lüftungsboden, auf dem das Trocknungsgut liegt und der von der Trocknungsluft zweckmäßigerweise von unten nach oben durchströmbar ist. Die Trocknungsluft kann in einem insbesondere geschlossenen Kreislauf geführt werden, also beispielsweise vom Ventilator in einen Luftkanal unter den Trocknungsraum, von dort durch den Trocknungsraum und von dort weiter in einen Luftraum und einem Luftkanal zum Entfeuchter und wieder zurück zum Ventilator. Ebenfalls möglich ist ein Frischluftbetrieb, bei dem die Luft von außerhalb eines Gebäudes angesaugt wird, zweckmäßigerweise durch einen Dachkanal zur Erwärmung geführt wird, von dort durch den Entfeuchter zum Ventilator oder ohne Entfeuchtung direkt zum Ventilator, von diesem in den Luftkanal unter den Trocknungsraum geblasen wird, von dort durch den Trocknungsraum strömt und wieder hinaus aus dem Gebäude.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Ansteigen der Anlagenleistung über einen Grenzwert die Leistung des Ventilators gesenkt bei unveränderter Regelung des Entfeuchters. Die Steuerung kann einfach und unanfällig für Fehler gehalten bleiben ohne den Entfeuchter von einer auf den vorbestimmten Betriebsbereich ausgerichteten Regelung wegzuführen. Zweckmäßigerweise hat die Leistungsregelung des Entfeuchters Vorrang vor der Leistungsregelung des Ventilators, sodass bei Erreichen eines Leistungsgrenzwerts der Ventilator heruntergeregelt oder -gesteuert wird und nicht der Entfeuchter. Der Grenzwert ist vorbestimmt und liegt zweckmäßigerweise unter der Maximalleistung, sodass bei Übersteigen des Grenzwerts noch ein Ansteigen der Anlagenleistung möglich ist, beispielsweise um regeltechnisch eingreifen zu können.
Mit gleichem Vorteil kann die Leistung der Anlage als Regelgröße zur Steuerung der Ventilatorleistung verwendet werden.
Generell wird eine Regelung als Spezialfall der allgemeineren Steuerung angesehen, sodass jede Regelung auch aus Steuerung bezeichnet werden kann, nicht jedoch umgekehrt.
Um die Anlagenleistung zu bestimmen, kann zur Anlage geführter elektrischer Strom gemessen und daraus die aktuelle Anlagenleistung berechnet werden. Beispielsweise wird der durch eine Hauptstromzuleitung der Anlage fließende Strom bestimmt und daraus wird die aktuelle Anlagenleistung berechnet. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die aktuelle Leistung von einem oder mehreren Geräten der Anlage bestimmt und daraus eine zumindest ungefähre Anlagenleistung ermittelt wird.
Um eine energieeffiziente Trocknung des Trocknungsguts zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Leistung des Ventilators nach einer Trocknungsvorgabe gesteuert wird. Die Trocknungsvorgabe kann eine Steuerung oder Regelung der Ventilatorleistung unter Verwendung eines Trocknungsparameters sein, wie die Feuchtigkeit, Temperatur, ein Druck und/oder eine Druckdifferenz der zur Trocknung verwendeten Luft, beispielsweise vor und/oder nach dem Trocknungsgut.
Bei einer Leistungsbegrenzung kann es vorkommen, dass die Ventilatorleistung nicht nach der Trocknungsvorgabe gesteuert werden kann, da nicht genügend elektrische Leistung dafür zur Verfügung steht. Hierdurch entsteht ein Eingriff in die Trocknung, der an sich - also aus Sicht der Trocknung - nicht gewünscht ist. Wird ein Verhältnis der Ventilatorleistung nach Trocknungsvorgabe zur Ventilatorleistung aufgrund der Begrenzung unterhalb der Maximalleistung bestimmt, so kann ermittelt werden, ob das Erfordernis der Begrenzung der Anlagenleistung unterhalb der Maximalleistung einen Eingriff in die Trocknung nach der Trocknungsvorgabe ist. Ist dies der Fall, also bei einer leistungsbegrenzten Trocknung, kann der Trocknungsparameter oder dessen Steuerungswert gegenüber einer leistungsunbegrenzten Trocknung verändert werden, um die Trocknung an die begrenzten Verhältnisse anzupassen. Die leistungsunbegrenzte Trocknung ist hierbei keine Trocknung ohne jede Leistungsbegrenzung. Es erfolgt hierbei lediglich die Trocknung mit einer Ventilatorleistung, die nach der Trocknungsvorgabe gesteuert und nicht von der Leistungsbegrenzung beeinflusst ist. Das Verhältnis kann jede Relation der beiden Leistungsgrößen sein, beispielsweise, welche Leistung höher ist, ein Quotient oder ein anderer rechnerischer Zusammenhang.
Vorteilhafterweise ist die Trocknungsvorgabe eine Luftmenge pro Zeit, insbesondere eine konstante Luftmenge pro Zeit. Die Trocknung wird so gesteuert, dass die Trocknungsluft mit einem vorbestimmten zeitlichen Luftmengenverlauf, insbesondere mit einer konstanten Luftmenge pro Zeit, durch das Trocknungsgut geblasen wird. Der vorbestimmte Verlauf kann im Vorhinein festgelegt oder von einem Trocknungsparameter, beispielsweise einem Luftparameter abhängig sein. Die Luftmenge kann anhand eines Luftgeschwindigkeitsfühlers gemessen werden und der Messwert kann von der Hauptsteuerung als Regelgröße verarbeitet werden, um die Luftmenge konstant oder im gewünschten Verlauf zu halten.
Im Laufe der Trocknung wird das Trocknungsgut trockener mit dem Effekt, dass die Luft mit geringerem Widerstand durch das Trocknungsgut strömen kann. Soll die Luftmenge konstant gehalten werden, kann die Leistung des Ventilators daher im Laufe des Trocknungsprozesses sukzessive verringert werden, da ein immer geringerer Strömungswiderstand zu überwinden ist.
Besonders energieeffizient kann die Trocknung erfolgen, wenn die Trocknungsvorgabe eine Luftmenge in Abhängigkeit von einer Feuchtigkeit ist. Die Feuchtigkeit kann zur Steuerung des Verlaufs der Luftmenge pro Zeit verwendet werden. Hierzu kann die Feuchte der Luft nach Durchströmen des Trocknungsguts, z.B. in der Heubox über dem Heu, gemessen werden. In diesem Betrieb wird die Luftmenge, die der Ventilator durch den Heustock bläst, nicht zwingend konstant gehalten, sondern deren Verlauf zweckmäßigerweise variabel geregelt. Je niedriger die Heufeuchte ist, desto kleiner kann die Luftmenge sein, da bei trockenerem Trocknungsgut weniger Wasser durch die Trocknungsluft aufgenommen wird, sodass nur weniger Luft nötig ist, um die Feuchtigkeit aus dem Trocknungsgut aufzunehmen. Zudem ist es sinnvoll, wenn die Luft langsamer durch das Trocknungsgut strömt, um mehr Zeit für die Wasseraufnahme zu geben. Anstelle der Luftmenge kann auch ein anderer Parameter als Vorgabeparameter verwendet werden, der zweckmäßigerweise die Luftmenge abbildet. Insofern ist es ausreichend, wenn die Trocknungsvorgabe ein Parameter in Abhängigkeit von einer Feuchtigkeit ist.
Zu Beginn des Trocknungsverfahrens kann es sinnvoll sein, zunächst den Ventilator ohne den Entfeuchter zu betreiben und nicht entfeuchtete Luft durch das Trocknungsgut zu blasen. Wir der Entfeuchter dann zugeschaltet, sollte eine Überlastung der Stromversorgung vermieden werden. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Ventilator ohne den Entfeuchter betrieben wird, insbesondere bei Maximalleistung des Ventilators, dann die Leistung des Ventilators auf einen Wert abgesenkt wird, bei dem die Anlagenleistung bei unter Volllast laufendem Entfeuchter unter der Maximalleistung liegen würde, und erst dann der Entfeuchter eingeschaltet wird. Falls sinnvoll, kann zusätzlich eine Stromspitze beim Einschalten des Entfeuchters berücksichtig werden. Der Entfeuchter kann nach dem Enschalten auf Volllast gebracht werden, sodass sein Kühlregister zügig abkühlt und die Entfeuchtung zügig beginnen kann.
Es ist bei einem solchen Start vorteilhaft, wenn vor einem Start des Entfeuchters eine zukünftige Anlagenleistung unter Hinzunahme eines Entfeuchterbetriebs, insbesondere unter Volllast, bestimmt wird und bei Überschreiten der berechneten zukünftigen Anlagenleistung über die Maximalleistung die Ventilatorleistung abgesenkt wird, insbesondere vor dem Start des Entfeuchters. Hierbei kann die Absenkung in dem Maße erfolgen, dass eine berechnete zukünftige Anlagenleistung auch bei einer bekannten Schwankung der Entfeuchterleistung in einem vorbestimmten Leistungsband gehalten wird.
Nach dem Start des Entfeuchters kann dieser seine Leistung selbständig so einstellen, dass seine Leistung in einem vorgegebenen Arbeitsbereich liegt. Dieses kann durch einen Druckbereich festgelegt sein oder durch einen anderen Entfeuchterparameter. Ist die so eingestellte Leistung die Volllast des Entfeuchters, kann der Ventilator weiterhin mit verringerter Leistung, insbesondere konstant verringerter Leistung betrieben werden.
Es kann jedoch sein, dass der Arbeitspunkt des Entfeuchter nach dem anfänglichen Volllastbetrieb unter der Volllast liegt und der Entfeuchter seine Leistung daher auf einen vollständig unter der Volllast liegendes Arbeitsbereich einstellt. Dann ist es möglich, dass der Ventilator seine Leistung erhöht, bis die Anlagenleistung in einem vorgegebenen Leistungsbereich liegt. Das Anheben der Ventilatorleistung kann während des Absenkens der Leistung des Entfeuchters oder nach dem Arbeitsbeginn im Arbeitsbereich erfolgen. Beispielsweise erhält die Anlagensteuerung ein Signal von der Entfeuchtersteuerung, dass das Arbeitsbereich erreicht wurde.
Die Ventilatorleistung wird zweckmäßigerweise und mit einem auf den Entfeuchterbetrieb angepassten Gradienten verändert, also angehoben oder abgesenkt. Die Leistungsveränderung kann kontinuierlich erfolgen, worunter auch eine quasikontinuierliche Veränderung in vielen Schritten verstanden werden kann.
Eine weitere Möglichkeit, die Anlagenleistung bei einem Entfeuchterstart nicht über die Maximalleistung laufen zu lassen, liegt darin, dass vor dem Start des Entfeuchters unter Verwendung eines Trocknungsparameters ein Arbeitspunkt des Ventilators bestimmt wird, bei dem die Anlagenleistung auch bei zugeschaltetem Entfeuchter die Maximalleistung nicht überschreitet. Eine zukünftige Anlagenleistung kann unter Berücksichtigung eines oder mehrerer Trocknungsparameter erfolgen, wie Temperatur, Feuchte und/oder Druck der Trocknungsluft.
Generell und unabhängig von einem Trocknungsstart ist es vorteilhaft, wenn bei einem leistungsbegrenzten Betrieb des Ventilators die Ventilatorleistung bei einem Absinken der Entfeuchterleistung angehoben und die Anlagenleistung in einem vorbestimmten Leistungsband gehalten wird. Wenn also die Leistung des Ventilators aufgrund der Begrenzung der Anlagenleistung unter die Maximalleistung abgesenkt werden muss, kann der Entfeuchter seine Leistung selbständig an die verringerte Luftmenge anpassen und - je nach aktuellem Arbeitspunkt - seine Leistung unter Umständen ebenfalls reduzieren. Hierdurch steht der Anlage wieder mehr Leistung zur Verfügung. Da der Entfeuchter in der eigenständigen Anpassung seine Leistung langsam verringern wird, ist es vorteilhaft, wenn die freiwerdende Leistung frühzeitig genutzt wird, um die Ventilatorleistung wieder etwas anzuheben. Es kann ein zu starkes Absinken der Entfeuchterleistung vermieden werden, wodurch einer ungewünschten Leistungsschwankung der Anlage entgegengewirkt werden kann.
Umgekehrt kann es sein, dass die Entfeuchterleistung ansteigt, sodass die Anlagensteuerung hierdurch gezwungen ist, die Leistung des Ventilators zu senken. Hierbei und auch ganz allgemein ist es zweckmäßig, bei der Steuerung der Ventilatorleistung den Leistungsgradienten des Entfeuchters zu berücksichtigen, also wie schnell sich die Leistung des Entfeuchters verändert. Je höher der Leistungsgradient ist, desto eher oder stärker sollte die Leistung des Ventilators verändert, also gesenkt bzw. erhöht werden. Auch hierdurch kann einem unerwünschten Schwanken der Anlagenleistung entgegengewirkt werden.
Insbesondere in einer Anfangsphase der Trocknung des Trocknungsguts kann es sein, dass die Leistung des Entfeuchters noch etwas schwankt, bis er sich in seinem Arbeitsbereich eingependelt hat. Um ein Aufschaukeln der Anlagenleistung zu vermeiden, ist es sinnvoll, wenn daher zumindest in einer Anfangsphase der Trocknung die Anlagenleistung durch die Steuerung der Ventilatorleistung von der Maximalleistung beabstandet gehalten wird. Die Anlagenleistung kann dann im Laufe des Trocknungsverfahrens immer näher an die Maximalleistung herangebracht werden. Der Sollpunkt der Anlagenleistung bzw. Ventilatorleistung wird also im Laufe der Trocknung an die Maximalleistung herangeführt.
Vorteilhafterweise wird eine zeitliche Schwankung der Anlagenleistung ermittelt und beispielsweise in einem Schwankungswert verarbeitet. Um einem Aufschaukeln der Anlagenleistung entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, wenn die Ventilatorleistung in Abhängigkeit von der Schwankung eingestellt wird. Beispielsweise wird ein Leistungsgradient des Ventilators in Abhängigkeit von der Schwankung eingestellt. Auch bei der Festlegung, wie dicht die Anlagenleistung an die Maximalleitung herangeführt werden sollte, kann eine vergangene, momentane oder vorausberechnete Schwankung der Anlagenleistung ein Kriterium sein. Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn das Heranführen der Anlagenleistung in Richtung zur Maximalleistung in Abhängigkeit von der Schwankung der Anlagenleistung erfolgt.
Aus dem Prozesswert der Regelgröße des Entfeuchters, also dem aktuellen Wert der Regelgröße, der vom Sollwert der Regelgröße abweichen kann, kann der aktuelle Betriebspunkt des Entfeuchters abgelesen werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob der Entfeuchter in dem vorgesehenen Arbeitsbereich arbeitet oder an welchem Punkt innerhalb oder außerhalb des Arbeitsbereichs er sich befindet. Ist eine Leistungsreduzierung des Ventilators erforderlich, so kann diese vom aktuellen Arbeitspunkt und insofern vom Prozesswert der Regelgröße des Entfeuchters abhängig gemacht werden, um den Trocknungsprozess möglichst nahe an seinem Optimum zu halten.
Generell kann eine Steuerung des Ventilators von einem Signal der Entfeuchtersteuerung abhängig sein, beispielsweise, dass der Entfeuchter seinen vorbestimmten Arbeitsbereich erreicht hat, oder allgemeiner: Welche Lage der Prozesswert relativ zum Arbeitsbereich hat. Daraus kann eine zukünftige Leistungsaufnahme des Entfeuchters abgeschätzt werden.
Der Ventilator kann in Abhängigkeit eines Trocknungsparameters gesteuert werden, beispielsweise der Feuchte der Trocknungsluft nach Durchströmen des Trocknungsguts und/oder einer Druckdifferenz der Luft vor und nach dem Trocknungsgut. Eine solche Steuerung kann in einer Trocknungsvorgabe in der Anlagensteuerung eingespeichert sein. Aus der Vorgabe kann ein Sollwert der Ventilatorleistung bestimmt werden, also eine Sollleistung nach einer Trocknungsvorgabe. Steht für diesen Wert aufgrund der Begrenzung auf die Maximalleistung nicht genügend Leistung zur Verfügung, wird die Sollleistung des Ventilators eine begrenzte Sollleistung sein. Eine Relation zwischen der Sollleistung nach einer Trocknungsvorgabe und der begrenzten Sollleistung kann zur Steuerung des Ventilators verwendet werden.
Eine vorteilhafte Nutzung dieser Relation ist die Umschaltung von einer Umlufttrocknung zu einer Frischlufttrocknung. Je weiter die begrenzte Sollleistung von der Sollleistung nach Trocknungsvorgabe entfernt ist, desto frühzeitiger sollte von einer Umlufttrocknung zu einer Frischlufttrocknung umgeschaltet werden. Die Umschaltung ist abhängig von einem Umschaltwert von der Umlufttrocknung zur Frischlufttrocknung, beispielsweise einer Außentemperatur, eine Temperaturdifferenz zwischen außen und innen und/oder eine Luftfeuchte innen. „Frühzeitiger“ kann in diesem Zusammenhang die Veränderung des Umschaltwerts in Richtung zu einem aktuellen Istwert des Parameters des Umschaltwerts sein.
Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf eine Trocknungsanlage mit einem Ventilator, einem Entfeuchter, einer Trocknungskammer und einer Anlagensteuerung. Um eine Anlagenleistung der Trocknungsanlage unter Erhalt eines effektiven Trocknungsbetriebs unter einer Maximalleistung zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Anlagensteuerung dazu vorbereitet ist, ein wie oben beschriebenes Steuerungsverfahrens durchzuführen.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in beliebiger geeigneter Kombination sowohl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar sind. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und funktionale Vorrichtungsmerkmale auch als entsprechende Verfahrensmerkmale.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Es zeigen:

1 einen Schnitt durch eine Heuhalle mit einer Trocknungsanlage und
2 die Steuerung der Trocknungsanlage.

1 zeigt ein Trocknungsgebäude 2 in einer Schnittdarstellung, sodass ein Trocknungsraum 4 sichtbar wird, in dem Trocknungsgut 6 lagert. Das Trocknungsgebäude 2 kann eine Scheune sein, der Trocknungsraum 4 eine von mehreren Heuboxen und das Trocknungsgut 6 Heu. Im Trocknungsgebäude 2 ist eine Trocknungsanlage 8 (2) mit einem Ventilator 10 und einem Entfeuchter 12 untergebracht. Die Trocknungsanlage 8 umfasst eine Anlagensteuerung 14 zur Steuerung der Trocknungsanlage 8 und eine Entfeuchtersteuerung 16 zur Steuerung des Entfeuchters 12.
In 2 ist die Trocknungsanlage 8 mit der Anlagensteuerung 14 und der Entfeuchtersteuerung 16 schematisch dargestellt. Die Steuerung 14 steuert den Ventilator 10 und die Steuerung 16 den Entfeuchter 12 jeweils über einen Frequenzumformer 18, 20 an, der die Steuerungsbefehle seiner Steuerung 14 bzw. 16 in elektrische Spannungen zum Betrieb des Ventilators 10 bzw. des Entfeuchters 12 umsetzt. Der Frequenzumformer 18 speist hierbei den Ventilatormotor des Ventilators 10 und der Frequenzumformer 20 den Motor des Kompressors 22 des Entfeuchters 12. Der Entfeuchter 12 weist ein Kühlregister 24 und ein Heizregister 26 auf, auch Verdampfer bzw. Kondensator genannt, in denen die Trocknungsluft 28 gekühlt bzw. erwärmt wird. Die Trocknungslauft 28 wird vom Ventilator 10 durch beide Register 24, 26 gesaugt, im Radialverdichter des Ventilators 10 verdichtet und in den Trocknungsraum 4 eingeblasen, wie in 1 dargestellt ist.
Zum Trocknen des Trocknungsguts 6 wird die Trocknungsluft 28 vom Ventilator 10 von unten durch das Trocknungsgut 6 geblasen. Hierfür ist der Trocknungsraum 4 mit einem Gitterboden 30 ausgestattet, der in 1 punktiert angedeutet ist, auf dem das Trocknungsgut 6 lagert. In den Bereich 32 unter dem Gitterboden 30 führt ein Kanal 34 vom Ventilator 10, sodass die Trocknungsluft 28 durch den Kanal 34 in den Bereich 32 eingeblasen werden kann. Beim Trocknen des Trocknungsguts 6 wird die Trocknungsluft 28 durch das Trocknungsgut 6 geblasen und nimmt von diesem Feuchtigkeit auf, sodass sie oben am Trocknungsgut 6 feucht wieder austritt, wie in 1 dargestellt ist.
Im Umluftbetrieb der Trocknung wird die Trocknungsluft 28 in einem Kreislauf zurück zum Ventilator 10 geführt, wie in 1 durch die durchgezogenen Pfeile dargestellt ist. Sie passiert eine Öffnung in einer Wand, hinter dem der Entfeuchter 12 steht, und wird durch dessen beide Register 24, 26 und beispielsweise eine Öffnung im Boden zurück zum Ventilator 10 gesaugt. Im Frischluftbetrieb mit Dacherwärmung wird die Trocknungsluft 28 von außen angesaugt, wie in 1 durch die gestrichelten Pfeile dargestellt ist. Sie wird in einem Dachkanal 36 unter dem Dach 38 entlang geführt und nimmt Sonnenwärme vom Dach 38 auf. So angewärmt gelangt sie in einen Sammelkanal 40 und wird von dort durch eine schließbare Luftsperre 42, beispielsweise eine Lamellen-Jalousie, wie in 1 dargestellt ist, zum Ventilator 10 gesaugt. Die warme Trocknungsluft 28 wird unter das Trocknungsgut 6 geblasen, durchströmt dieses und nimmt dabei Feuchtigkeit auf und gelangt anschließend in den Raum über dem Trocknungsgut 6. Von dort wird sie durch ein Fenster 44 aus dem Trocknungsgebäude 2 hinausgeblasen. Der Entfeuchter 12 kann hierbei außer Betrieb bleiben.
Je nach Wetterbedingungen wird ein Umluft- oder Frischluftbetrieb von der Anlagensteuerung 14 automatisch gewählt, die hierfür Daten von Sensoren 46 (2) erhält, wie Temperatur und/oder Feuchte der Trocknungsluft 28 und/oder Außenluft. Mithilfe einer von der Anlagensteuerung 14 angesteuerten und elektrisch betätigten Umschaltklappe 48 wird zwischen Umluft- und Frischluftbetrieb umgeschaltet. Über die Luftsperre 42 kann die Trocknungsluft 28 durch den Entfeuchter 12 oder daran vorbei geleitet werden.
Beim Umluftbetrieb werden der Ventilator 10 und der Entfeuchter 12 betrieben, was zu einer hohen Belastung der elektrischen Energieversorgung des Betriebs, dessen Teil das Trocknungsgebäude 2 ist, führen kann. Um eine Überlastung zu vermeiden, erfasst die Anlagensteuerung 14 eine Anlagenleistung, die zumindest die Leistung des Ventilators 10 und des Entfeuchters 12 beinhaltet. Hierfür ist die Trocknungsanlage 8 beispielsweise mit einem Sensor 50 (2) ausgestattet, der den Stromfluss der elektrischen Hauptzuleitung 52 zur Trocknungsanlage 8 und ggf. zu weiteren Anlagen 54 erfasst, die in 2 nur angedeutet sind, z.B. eine Melkanlage, eine Heizungsanlage, ein Heukran und/oder eine Fütterungsanlage in einem Stall. Die Maximalleistung bzw. der Maximalstrom, der durch die Hauptzuleitung 52 fließen darf, ist bekannt und in der Anlagensteuerung 14 hinterlegt. Diese Leistung soll im Betrieb der Trocknung nicht überschritten werden. Hierfür drosselt die Anlagensteuerung 14 die Leistung des Ventilators 10 bei Bedarf so, dass die Anlagenleistung unterhalb der vorbestimmten Maximalleistung bleibt, bzw. die Maximalleistung nicht überschritten wird.
Die Entfeuchtersteuerung 16 ist unabhängig von dieser Leistungsbegrenzung, d.h. sie sie steuert die Leistung des Kompressors 22 nicht anhand der Anlagenleistung oder einer sonstigen entfeuchterfremden Leistung. Zur Steuerung des Kompressors 22 erfasst die Entfeuchtersteuerung 16 einen Kühlmitteldruck 56 des Kühlmittels in der Niederdruckseite des Kühlmittelkreislaufs des Entfeuchters 12. Steigt dieser über einen oberen Grenzwert, so steigert die Entfeuchtersteuerung 16 die Leistung des Kompressors 22 - falls dieser nicht bereits unter Volllast läuft - und verringert sie, wenn der Kühlmitteldruck unter einen unteren Grenzwert fällt. Durch das Halten des Prozesswerts des Kühlmitteldrucks zwischen den beiden Grenzwerten wird der Arbeitspunkt des Entfeuchters in einem vorbestimmten Arbeitsbereich gehalten.
Diese Druckregelung des Entfeuchters 12 ist steuerungstechnisch unabhängig von der Steuerung des Ventilators 10. Wenn sich jedoch der Luftstrom durch den Entfeuchter 12 aufgrund einer Steuerung des Ventilators 10 verändert, verändert sich auch der Wärmeeintrag der Luft in das Kühlregister 24, beispielsweise sinkt die Temperatur des Kühlmittels und damit unter Umständen auch ihr Druck. Sinkt dieser unter den unteren Grenzwert, so verringert die Entfeuchtersteuerung 16 die Leistung des Kompressors 22. Andersherum kann ein Ansteigen der durch den Entfeuchter strömenden Luftmenge den Wärmeeintrag in das Kühlregister 24 vergrößern, sodass der Kühlmitteldruck über den oberen Grenzwert steigt und der Kompressor 22 hierdurch seine Leistung erhöht. Auf diese Weise kann die Leistung des Entfeuchters 12 aufgrund der Menge der vom Ventilator 10 geförderten Luft von der Leistung des Ventilators 10 - wenn auch nicht regelungstechnisch, so doch physikalisch - abhängig sein.
Beim Start eines Trocknungsvorgangs wird in der Regel zunächst der Ventilator 10 eingeschaltet, um das Trocknungsgut 6 zu durchlüften. Eine ähnliche Situation liegt vor, wenn von einem Frischluftbetrieb ohne Entfeuchtung auf einen Umluftbetrieb mit einer Entfeuchtung umgeschaltet wird und der Ventilator 10 ohne den Entfeuchter 12 läuft. In beiden Fällen kann die Temperatur und Feuchtigkeit der aus dem Trocknungsgut 6 austretenden Trocknungsluft 28 gemessen werden, und das Trocknungsverfahren kann an die gemessenen Gegebenheiten angepasst werden. Beispielsweise wird entschieden, ob der Entfeuchter 12 gebraucht wird oder ob die Luft bereits ausreichend trocken ist. Beim Trocknungsstart kann es sein, dass ein Frischluftbetrieb ohne Entfeuchter sinnvoll ist. Fällt die Wahl auf einen Umluftbetrieb mit Entfeuchtung, so wird der Entfeuchter 12 hinzugeschaltet. Da der Entfeuchter 12 in der Regel mehr Leistung benötigt als der Ventilator 10 oder jedes andere Aggregat der Anlage 8, kann es sein, dass die zur Verfügung stehende elektrische Leistung nicht ausreicht, um den Entfeuchter 12 in optimaler Weise, beispielsweise unter Volllast, betreiben zu können.
Um dies frühzeitig zu erkennen, erfasst die Anlagensteuerung 14 die aktuelle Anlagenleistung und bestimmt, ob bei Hinzukommen des Entfeuchterbetriebs, beispielsweise unter Volllast, die Maximalleistung überschritten wird. Wenn nicht, wird der Entfeuchter 12 eingeschaltet ohne Einfluss auf die Ventilatorsteuerung. Wenn doch, berechnet die Anlagensteuerung 14 eine maximal mögliche Ventilatorleistung bei vorbestimmtem Entfeuchterbetrieb und reduziert die Ventilatorleistung, bevor sie den Entfeuchter 12 einschaltet und dieser den vorbestimmten Entfeuchterbetrieb beginnt. Die Reduzierung erfolgt in der Weise, dass die berechnete zukünftige Anlagenleistung in einem vorbestimmten Leistungsband gehalten bleibt. Allgemein gesprochen kann vor dem Start des Entfeuchters 12 ein Arbeitspunkt des Ventilators 10 bestimmt werden, bei dem die Anlagenleistung auch bei zugeschaltetem Entfeuchter 12 die Maximalleistung nicht überschreitet.
Der Arbeitspunkt des Ventilators 10 kann auf verschiede Weisen festgelegt werden. Er kann in Abhängigkeit von einer Trocknungsvorgabe und/oder eines Trocknungsparameters festgelegt werden, beispielsweise einer Temperatur und/oder einem Druck oder einer Druckdifferenz. Es ist auch möglich, den Arbeitspunkt in Abhängigkeit von einer zukünftigen Entfeuchterleistung festzulegen, wobei diese nicht der Volllastbetrieb des Entfeuchters 12 sein muss aber sein kann. Steht beispielsweise nur eine geringe Maximalleistung zur Verfügung, so wird die Ventilatorleistung bei Volllast des Entfeuchters 12 zunächst gering sein. Entsprechend wird der Luftstrom durch den Entfeuchter 12 gering sein und der Entfeuchter 12 wird seine Leistung schnell drosseln, um nicht zu vereisen. Nun steht wieder mehr Leistung für den Ventilator 10 bereit, der wieder hochfahren kann. Entsprechend wird der Entfeuchter 12 seine Leistung hochfahren, was bei einer Überschreitung der Maximalleistung zu einer erneuten Drosselung der Ventilatorleistung führt, sodass das ganze System schwankt.
Besser ist es, den Arbeitspunkt des Ventilators 10 in Abhängigkeit von einer zukünftigen Entfeuchterleistung festzulegen, die bereits von der zukünftigen gedrosselten Ventilatorleistung abhängt. Es kann, beispielsweise iterativ, ein Systemarbeitspunkt bestimmt werden, der die aufeinander abgestimmten Arbeitspunkte von Ventilator 10 bzw. Luftmenge und Entfeuchter 12 enthält. Hierbei sollten Trocknungsparameter berücksichtigt werden, insbesondere ein Gegendruck bzw. eine Druckdifferenz vor und nach dem Trocknungsgut 6 und/oder eine Luftfeuchte. Nach Festlegung des Systemarbeitspunkts kann der Ventilator 10 auf seinen Arbeitspunkt gebracht werden und der Entfeuchter 12 wird gestartet, der seinen Arbeitspunkt aufgrund der Druckregelung selbständig findet.
Zum Trocknen des Trocknungsguts 6 kann die Leistung des Ventilators 10 nach einer Trocknungsvorgabe gesteuert werden. Beispielsweise wird die Luftmenge gemessen und als Regelgröße verwendet. Sie kann auf einen konstanten Wert geregelt werden oder von einem anderen Parameter abhängig gemacht werden, wie der Luftfeuchtigkeit der Trocknungsluft 28 nach dem Durchströmen des Trocknungsguts 6. Steht nun nicht genug Leistung zur Verfügung, so ist die durch die Maximalleistung begrenzte Ventilatorleistung geringer als die eigentliche Sollleistung, also die Ventilatorleistung nach der Trocknungsvorgabe. Ist das bekannt, so kann die Trocknung an diese gedrosselte Gegebenheit angepasst werden. Beispielsweise wird früher auf einen Frischluftbetrieb umgeschaltet als bei Trocknung ohne die Leistungsbegrenzung.
Bei einer Umlufttrocknung mit Entfeuchter 12 kann es vorkommen, dass die Anlagenleistung über die Maximalleistung zu steigen droht. Besonders kritisch ist ein Einschalten einen zusätzlichen Anlage 54, wie einer Melkanlage, einer Fütterungsanlage, eines Heukrans oder dergleichen, wenn die Trocknungsanlage 8 bereits bei oder nahe der Maximalleistung betrieben wird. In einem solchen Fall muss die Ventilatorleistung schnell gedrosselt werden, sodass die Anlagenleistung unter der Maximalleistung bleibt bzw. diese nicht übersteigt. Wie in den vorherigen Fällen wir auch in diesem Fall die Anlagenleistung als Regelgröße zur Steuerung der Ventilatorleistung verwendet. Die Leistungsregelung des Entfeuchters 12 wird hiervon jedoch regelungstechnisch unberührt, sie wird nicht verändert.
Anders kann es in dem Fall sein, wenn die Ventilatorleistung schnell reduziert werden muss. Dann ist es sinnvoll, auch direkt die Leistung des Entfeuchters 12 zu reduzieren. Hierbei muss nicht auf die selbständige Anpassung des Entfeuchters 12 auf die reduzierte Luftmenge gewartet werden, es kann beispielsweise von der Anlagensteuerung 14 in die Entfeuchtersteuerung 16 eingegriffen und die Entfeuchterleistung steuerungstechnisch reduziert werden, sodass der Entfeuchter 12 von seinem momentanen Arbeitspunkt weggeführt wird, vielleicht sogar aus seinem vorbestimmten Arbeitsbereich herausgeführt wird. Das ist jedoch unkritisch, da eine Leistungsreduzierung einer Vereisung des Kühlregisters 24 gerade entgegenwirkt, die bei einer plötzlichen Luftmengenreduzierung droht. Auf diese Weise kann einem Schwanken des Systems entgegengewirkt werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Arbeitspunkte von Ventilator 10 und Entfeuchter 12 von der Anlagensteuerung 14 ausgerechnet werden, beispielsweise iterativ, und aneinander angepasst werden, natürlich in Abhängigkeit von der Maximalleitung der Anlage 8, und beide Aggregate insbesondere simultan auf diesen Arbeitspunkt gebracht werden. Wie oben beschrieben, sollten die beiden Arbeitspunkte von einem oder mehreren Trocknungsparametern und/oder einer Trocknungsvorgabe abhängig gemacht werden.
Generell kühlt der Entfeuchter 12 die Trocknungsluft unter den Taupunkt ab, um Feuchtigkeit aus der Luft auszuscheiden. Liegt der Taupunkt weit über dem Gefrierpunkt des Wassers, so führt eine Luftmengenreduzierung nicht unbedingt zu einer Vereisung des Kühlregisters 24. Eine Reduzierung der Ventilatorleistung muss daher nicht eine simultane Reduzierung der Entfeuchterleistung nach sich ziehen, um eine Vereisung zu verhindern. Liegt der Taupunkt jedoch nahe am Gefrierpunkt und damit auch der Arbeitspunkt des Entfeuchters 12, der unter dem Taupunkt liegt, sollte die Leistung des Entfeuchters 12 zügig reduziert werden, wenn die Luftmenge reduziert wird, um eine Vereisung zu verhindern. Es ist daher zweckmäßig, wenn bei einer insbesondere durch die begrenzte Maximalleistung hervorgerufene Reduzierung der Ventilatorleistung ein Eingriff in die Entfeuchtersteuerung von der Lage des aktuellen Arbeitspunkts des Entfeuchters 12 abhängig gemacht wird.
Steht wieder mehr Leistung für den Ventilator 10 zur Verfügung, beispielsweise weil das Melken beendet und die Melkanlage abgeschaltet wurde, so kann die Anlagensteuerung 14 prüfen, ob die Ventilatorleistung erhöht werden müsste, um eine Trocknung nach einer Trocknungsvorgabe zu erreichen, beispielsweise bei einem Betrieb mit vorgesehener Luftmenge. Optional kann der Arbeitspunkt des Entfeuchters 12 erfasst werden. Denn wenn der Entfeuchter 12 nur mit Teillast fährt, kann es sein, dass er seine Leistung bei einer Vergrößerung der Luftmenge ebenfalls erhöht und die Anlagenleistung die Maximalleistung überschreitet. Um dies zu verhindern, bestehen mehrere Möglichkeiten:
Zum einen können die beiden zukünftigen Arbeitspunkte von Ventilator 10 und Entfeuchter 12 rechnerisch aneinander angepasst werden bevor die Ventilatorleistung erhöht wird. Dann wird die Ventilatorleistung erhöht und die Entfeuchterleistung passt sich durch eine Erhöhung druckgesteuert und selbständig an die erhöhte Luftmenge an. Es ist auch möglich, dass die Anlagensteuerung 14 beide Aggregate simultan auf ihre neuen Arbeitspunkte fährt. Generell sollte die Anlagensteuerung 14 prüfen, ob eine weitere Anpassung der Ventilatorleistung sinnvoll ist, um die Maximalleistung besser ausschöpfen zu können.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Ventilator 10 - gesteuert durch die Anlagensteuerung 14 - seine Leistung mit einem auf den Entfeuchterbetrieb angepassten Gradienten erhöht, bis die Anlagenleistung in einem vorgegebenen Arbeitsbereich liegt. Fährt der Entfeuchter 12 bereits bei oder nahe Volllast, kann der Ventilator seine Leistung schnell erhöhen, da keine signifikante Erhöhung der Entfeuchterleistung eintreten wird, die das System aufschaukeln könnte. Liegt die Entfeuchterleistung jedoch weiter weg von der Volllast, sollte der Gradient kleiner sein, die Ventilatorleistung also langsamer steigen, damit sich das System anpassen und seine Anlagenleistung langsam und ohne Aufschaukeln an die Maximalleistung annähern kann. Hierbei ist es auch möglich, dass die Anlagensteuerung die Leistung des Ventilators 10 in Abhängigkeit von einem Prozesswert der Regelgröße des Entfeuchters 12 steuert.
Bezugszeichenliste

2: Trocknungsgebäude
4: Trocknungsraum
6: Trocknungsgut
8: Trocknungsanlage
10: Ventilator
12: Entfeuchter
14: Anlagensteuerung
16: Entfeuchtersteuerung
18: Frequenzumformer
20: Frequenzumformer
22: Kompressors
24: Kühlregister
26: Heizregister
28: Trocknungsluft
30: Gitterboden
32: Bereich
34: Kanal
36: Dachkanal
38: Dach
40: Sammelkanal
42: Luftsperre
44: Fenster
46: Sensoren
48: Umschaltklappe
50: Sensor
52: Hauptzuleitung
54: Anlagen
56: Kühlmitteldruck

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2876396 B1 [0004]

Claims

Verfahren zum Steuern einer Trocknungsanlage (8), bei dem ein von einem Ventilator (10) erzeugter und von einem Entfeuchter (12) getrockneter Luftstrom Trocknungsgut (6) in einem Trocknungsraum (4) trocknet, wobei eine Entfeuchtersteuerung den vom Luftstrom durch den Entfeuchter (12) beeinflussten Betrieb des Entfeuchters (12) steuert, sodass der Betrieb in einem vorbestimmten Arbeitsbereich verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlagensteuerung (14) eine Anlagenleistung erfasst, die zumindest die Leistung des Ventilators (10) und des Entfeuchters (12) beinhaltet, und die Leistung des Ventilators (10) - und damit über den Luftstrom indirekt die Entfeuchterleistung - so steuert, dass die Anlagenleistung während des Trocknungsprozesses des Trocknungsguts (6) unterhalb einer vorbestimmten Maximalleistung verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ansteigen der Anlagenleistung über einen Grenzwert die Leistung des Ventilators (10) gesenkt wird bei unveränderter Steuerung des Entfeuchters (12).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenleistung als Regelgröße zur Steuerung der Ventilatorleistung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Strom durch eine Hauptstromzuleitung (52) der Trocknungsanlage (8) bestimmt und daraus die Anlagenleistung berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Ventilators (10) nach einer Trocknungsvorgabe gesteuert wird und ein Verhältnis der Ventilatorleistung nach Trocknungsvorgabe zur Ventilatorleistung aufgrund der Begrenzung unterhalb der Maximalleistung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorgabe eine Luftmenge pro Zeit ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorgabe eine Luftmenge in Abhängigkeit von einer Feuchtigkeit ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (10) ohne den Entfeuchter (12) betrieben wird, insbesondere bei Maximalleistung des Ventilators (10), dann die Leistung des Ventilators (10) auf einen Wert abgesenkt wird, bei dem die Anlagenleistung bei unter Volllast laufendem Entfeuchter (12) unter der Maximalleistung liegen würde, dann der Entfeuchter (12) eingeschaltet und auf Volllast gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfeuchter (12) seine Leistung auf einen vorgegebenen Arbeitsbereich einstellt und der Ventilator (10) seine Leistung mit einem auf den Entfeuchterbetrieb angepassten Gradienten erhöht, bis die Anlagenleistung in einem vorgegebenen Arbeitsbereich liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Start des Entfeuchters (12) unter Verwendung eines Trocknungsparameters ein Arbeitspunkt des Ventilators (10) bestimmt wird, bei dem die Anlagenleistung auch bei zugeschaltetem Entfeuchter (12) die Maximalleistung nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem leistungsbegrenzten Betrieb des Ventilators (10) die Ventilatorleistung bei einem Absinken der Entfeuchterleistung angehoben und die Anlagenleistung in einem vorbestimmten Leistungsband gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Steuerung eines Absenkens oder Ansteigens der Ventilatorleistung der zeitliche Leistungsgradient des Entfeuchters (12) berücksichtigt wird, insbesondere wenn die Steuerung durch ein Ansteigen oder Absinken der Entfeuchterleistung bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenleistung zumindest in einer Anfangsphase der Trocknung durch die Steuerung der Ventilatorleistung von der Maximalleistung beabstandet gehalten wird und im Fortschreiten des Trocknungsverfahrens näher an die Maximalleistung herangebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwankung der Anlagenleistung erfasst wird und die Ventilatorleistung in Abhängigkeit von der Schwankung eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heranführen der Anlagenleistung in Richtung zur Maximalleistung in Abhängigkeit von einer Schwankung der Anlagenleistung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagensteuerung die Leistung des Ventilators (10) in Abhängigkeit von einem Prozesswert der Regelgröße des Entfeuchters (12) steuert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten von einer Umlufttrocknung zu einer Frischlufttrocknung in Abhängigkeit von der Relation der Ventilatorleistung nach einer Trocknungsvorgabe zur Ventilatorleistung aufgrund der Begrenzung unterhalb der Maximalleistung erfolgt.
Trocknungsanlage (8) mit einem Ventilator (10), einem Entfeuchter (12), einer Trocknungskammer (4) und einer Anlagensteuerung (14) zur Durchführung eines Steuerungsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.