DE19725582A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Eismenge in einem Eistank für eine Klimaanlage des Eisspeichertyps - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Eismenge in einem Eistank, insbesondere für Klimaanlagen des Eisspeicher­ typs.

Bisher gibt es kein angemessenes Verfahren zum richtigen Messen der Eismenge in einem Eistank für dynamische Eiserntesysteme. Der Eisinhalt in einem Eistank ist ein sehr wichtiger Parameter für die effektive Steuerung des Wärmespeichermanagements für große HVAC-Industrieanlagen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des obenerwähnten Standes der Technik zu besei­ tigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Eismenge in einem Eistank für Klimaanlagen des Eisspeichertyps zu schaffen, mit denen die Eismenge im Eistank anhand der Leitfähigkeit des Wassers im Eistank als Eingangsdaten für ein Energiemanagement-Steuersystem genau gemessen werden kann, um die Wirksamkeit der Klima­ anlage zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzen. Der abhängige Anspruch ist auf eine bevorzugte Ausführungsform gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 den Zusammenhang zwischen einer Klimaanlage des Eisspeichertyps und der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Operationssteuerschal­ tung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Operationseinheit;

Fig. 4 ein Schaltbild der Operationssteuerschaltung;

Fig. 5 ein Schaltbild der Operationseinheit; und

Fig. 6 das Softwaresteuerungsflußdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Verfahren zum Messen der Eismenge im Eistank für Klimaanlagen des Eisspeichertyps umfaßt im allgemeinen eine Operationssteuerschaltung und einen zugehörigen Softwaresteuerungsablauf.

Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen der Operationssteuer­ schaltung und einer Klimaanlage des Eisspeichertyps. Nachdem Eiswasser von einer Eiserzeugungsvorrichtung in Eisblöcke umgewandelt worden ist, fallen die Eisblöcke in einen Eistank. Die Leitfähigkeit des Eiswassers wird von einem externen Leitfähigkeitssensor gemessen und als Eingangsparameter für die Operationssteuerschaltung verwendet. Der Parameter wird von einem Komparator ver­ glichen und in eine Eismenge im Eistank umgesetzt, die der Eiserzeugungssystemsteuervorrichtung zugeführt wird, um die Ausgangsleistung der Kompressorsteuervorrichtung und die Zeitspanne zum Ein- oder Ausschalten des Kompres­ sors zu ermitteln.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Blockschaltbilder der Operations­ steuerschaltung bzw. der Operationseinheit. Die Opera­ tionssteuerschaltung umfaßt im allgemeinen einen Ana­ log/Digital-Signalumsetzer, eine Operationseinheit und einen Digital/Analog-Signalumsetzer.

Die Fig. 4 zeigt ein Schaltbild der Operationssteuer­ schaltung. Wie gezeigt, wird zuerst von einem externen Leitfähigkeitssensor ein Analogsignal von 4-20 µA aus dem Eistank aufgenommen und in einen Strom/Spannungs-Verstär­ kungssignalumsetzer 10 eingegeben, der ein Analogsignal in ein Standardanalogsignal mit 1-5 V umsetzt. Anschlie­ ßend wird das Standardanalogsignal von einem Multiplexer 30 und einem Analog/Digital-Umsetzer 40 in ein Digitalsi­ gnal umgesetzt und zur Operationsverarbeitung an die Operationseinheit 20 gesendet.

Die Fig. 5 ist ein Schaltbild der Operationseinheit. Wie gezeigt, wird zuerst das in die Operationseinheit einge­ gebene Signal berechnet, analysiert und von der Opera­ tionseinheit verglichen, woraufhin das Signal für eine Datenoperationsverarbeitung durch den darin enthaltenen Softwaresteuerungsablauf zur Zentralverarbeitungseinheit 21 gesendet wird. Zusätzlich zu den von einer Bedienungs­ person über eine Tastatur 24 eingegebenen Daten wird das Operationsergebnis auf einer LCD-Anzeigevorrichtung 23 angezeigt, um sie der Bedienungsperson zur Verfügung zu stellen, um die Bedingungen zu überwachen und zu ent­ scheiden, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Ferner wird das aus der Operation resultierende schwache Digitalsi­ gnal von einem Verstärker 22 verstärkt, so daß sich ein steuerbares Standarddigitalsignal ergibt, welches an­ schließend aus der Operationseinheit ausgegeben wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird das Digitalsignal aus der Operationseinheit schließlich von einem Digital/Analog- Umsetzer 50, einem Strom/Spannung-Verstärkungssignalum­ setzer 60 und einem Umsetzer 70 in ein Standarddigital­ steuersignal mit 4-10 µA und 2-10 V umgesetzt, um einen Steuerparameter für die Klimaanlage des Eisspeichertyps zu erzeugen, wodurch der Zweck der genauen Steuerung der Eiserzeugungsrate erreicht wird.

Fig. 6 ist das Softwaresteuerungsflußdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Softwaresteuerungsflußdia­ gramm umfaßt allgemein die Signal- und Dateneingabe, die Operation sowie die Signal- und Datenausgabe.

Wenn das Programm startet, wird zuerst der Zeitmodus ausgewählt, indem über eine Tastatur die Zeit angegeben wird, um die eingestellte Zeit auf einer Anzeigevorrich­ tung anzuzeigen, woraufhin die Anfangsparameter (anfängliche Leitfähigkeit und ein Korrekturkoeffizient) über die Tastatur eingegeben werden, um eine Ver­ gleichsnorm für den Lauf des Programms zur Verfügung zu stellen.

Die Operationseinheit nimmt das vom Eistank mittels des Leitfähigkeitssensors erhaltene Leitfähigkeits-Digitalsi­ gnal über eine Verzögerungsschaltung auf. Wenn das aufge­ nommene Signal negativ ist, zeigt die Anzeigevorrichtung eine Fehlernachricht an und fordert das Zurücksetzen der Parameter an. Wenn das aufgenommene Signal positiv ist, wird das Digitalsignal abgetastet und von der Programm­ operation der Operationseinheit analysiert, um zu ermit­ teln, ob das Signal wirksam ist oder nicht. Wenn das Ergebnis negativ ist, zeigt die Anzeigevorrichtung eine Fehlernachricht an und fordert das Zurücksetzen der Parameter an. Wenn das Ergebnis positiv ist, wird der Parameter berechnet und mit dem Anfangswert verglichen.

Wenn das von außen aufgenommene Digitalsignal kleiner als der vorgegebene Wert ist, bedeutet dies, daß die Eismenge nicht den aktuellen Pegel erreicht hat, wobei das Pro­ gramm ein neues externes Digitalsignal für einen Ver­ gleich anfordert, bis das externe Signal größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist. Das heißt, wenn die Eismenge die vorgegebene Eismenge erreicht, berechnet die Operationseinheit dementsprechend den Parameter und die Kühlleistung.

Schließlich wird auf der Anzeigevorrichtung die Kühllei­ stung in Tonnen pro Stunde angezeigt, wobei Digitaldaten ausgegeben werden, um eine Referenz für die Festlegung der Eiserzeugungsrate für das Eisherstellungssystem zur Verfügung zu stellen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Messen der Eismenge in einem Eistank für Klimaanlagen des Eisspeichertyps, gekennzeichnet durch
eine Operationssteuerschaltung und einen Soft­ waresteuerungsablauf für die Operationssteuerschaltung, wobei die Operationssteuerschaltung einen Analog/Digital- Signalumsetzer (40), eine Operationseinheit (20) sowie einen Digital/Analog-Signalumsetzer (50) enthält;
einen Sensor zum Aufnehmen eines Analogsignals vom Eistank; wobei das Analogsignal dann, wenn der Sensor ein Analogsignal aus dem Eistank aufnimmt, vom Ana­ log/Digital-Signalumsetzer (40) in ein Digitalsignal umgesetzt wird, das Digitalsignal berechnet und von der Operationseinheit (20) analysiert wird und aus der Opera­ tionseinheit (20) ausgegeben wird, um vom Digital/Analog- Signalumsetzer (40) in ein Analogsteuersignal umgesetzt zu werden, um einen Steuerparameter für ein automatisches Steuersystem zur Verfügung zu stellen;
einen Softwaresteuerungsablauf, in den der An­ fangsparameter über eine Tastatur (24) eingegeben wird, wenn ein Programm startet, um eine Vergleichsbasis für die während des Laufs des Programms erhaltenen Signals zur Verfügung zu stellen; wobei
die Operationseinheit (20) ein Leitfähigkeits- Digitalsignal aus dem Eistank mittels des Sensors über eine Verzögerungsschaltung aufnimmt; wobei dann, wenn das aufgenommene Signal negativ ist, eine Anzeigevorrichtung (23) eine Fehlernachricht anzeigt und das Zurücksetzen der Parameter anfordert, und dann, wenn das aufgenommene Signal positiv ist, das Digitalsignal abgetastet und von dem Programm der Operationseinheit (20) analysiert wird, um zu ermitteln, ob das Signal wirksam ist oder nicht, und dann, wenn das Ergebnis negativ ist, die Anzeigevor­ richtung (23) eine Fehlernachricht anzeigt und das Zu­ rücksetzen der Parameter anfordert, und dann, wenn das Ergebnis positiv ist, der Parameter berechnet und mit dem Anfangswert verglichen wird;
die Eismenge dann, wenn das von außen aufgenom­ mene Digitalsignal kleiner ist als ein vorgegebener Wert, nicht den vorgegebenen Pegel erreicht hat, woraufhin das Programm ein neues externes Digitalsignal für ein Ver­ gleich anfordert, bis das externe Signal größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, so daß dann, wenn die Eismenge die vorgegebene Eismenge erreicht, die Opera­ tionseinheit (20) einen Parameter und die Kühlleistung berechnet und die Digitaldaten ausgibt, um eine Referenz für die Festlegung der Eiserzeugungsrate für das Eiser­ zeugungssystem zur Verfügung zu stellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationssteuerschaltung umfaßt:
einen externen Leitfähigkeitssensor zum Aufnehmen eines Analogsignals von einem Eistank;
einen Strom/Spannung-Verstärkungssignalumsetzer (10) zum Umsetzen des Analogsignals in ein Standardana­ logsignal;
einen Multiplexer (30) und einen Analog/Digital- Umsetzer (40) zum Umsetzen des Standardanalogsignals in ein Digitalsignal; und
eine Operationseinheit (20) zum Verarbeiten des Digitalsignals; wobei
das Digitalsignal dann, wenn die Operationsein­ heit (20) Digitalsignale empfängt, zu einer Zentralverar­ beitungseinheit (21) für eine Datenoperationsverarbeitung mittels der Operation des Softwaresteuerungsablaufs in Verbindung mit den von einem Benutzer eingegebenen Daten gesendet wird, wobei das Operationsverarbeitungsergebnis auf einer Anzeigevorrichtung (23) angezeigt wird und von einem Verstärker (22) zu einem steuerbaren Standarddigi­ talsignal verstärkt wird, das von der Operationseinheit (20) über einen Digitalsignalausgangsanschluß ausgegeben wird, wobei das Digitalsignal mittels eines Digi­ tal/Analog-Umsetzers (50) und dem Strom/Spannung-Verstär­ kungssignalumsetzer (60) und einen Umsetzer (70) in ein Standardanalogsteuersignal umgesetzt wird, das als Para­ meter für ein Eiserzeugungssystem für Klimaanlagen des Eisspeichertyps zur Verfügung gestellt wird.