JPH11500054A - 再生可能フィルタのコストを考えた制御 - Google Patents
再生可能フィルタのコストを考えた制御Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.フラッシング装置によって再生可能であり、熱交換器(1)の冷却水ポンプ (4)によって駆動される冷却水のフロー内にある機械的フィルタ(5)を制御 するための方法であり、 a.少なくとも1つの測定値が検出され、それからフィルタ(5)の汚れの現 在の度合いが推定でき、これがフラッシュコマンド発生器(14)に供給される ステップと、 b.フラッシュコマンド発生器(14)内に記憶されたデータおよび/または 関数関係によって、予め定められた時間間隔における第1(ΔN1)および第2 (ΔN2)の電力損失がそれぞれ計算されるステップを含み、ここで、 − 第1の電力損失(ΔN1)はフィルタ(5)の汚れの度合いによって生じ る冷却水ポンプ(4)および熱交換器(1)内の電力損失を含み、 − 第2の電力損失(ΔN2)は現在の汚れの度合いでのフラッシング手順に よって生じた電力損失を含み、前記方法はさらに、 c.第1の計算された電力損失(ΔN1)それぞれの時間にわたっての推移か ら最後に再生されてからのフィルタの汚れによって生じた全体としての総エネル ギ損失(ΔE1)が決定されるステップと、 d.再生の持続期間(ΔT2)で乗された第2の電力損失を含む、現在の第2 のエネルギ損失(ΔE2)がそれぞれ洗浄手順のために計算されるステップと、 e.現在の計算された第2のエネルギ損失(ΔE2)が蓄積されたそれぞれの 現在の総エネルギ損失(ΔE1)に加えられ、この総和が再生手順のために必要 とされる時間(ΔT2)を含めた最後の再生から経過した時間(ΔT1)によっ て除されるステップと、 f.これらの商([ΔE1+ΔE2]/[ΔT1+ΔT2])の時間にわたっ ての推移がモニタされ、この商が最小を通過し再び増加し始めたとき再生手順が トリガされるステップとを含む方法。 2.フラッシング手順あたりの動作コストおよび整備コストに対応するエネルギ 損失(Ex)が総エネルギ損失の総和(ΔE1+ΔE2)に加えられることを特 徴とする、請求項1に記載の方法。 3.好ましくはフィルタ(5)にわたっての少なくとも1つの差圧、および/ま たは冷却水体積流量が測定値として決定されることを特徴とする、請求項1また は2に記載の方法。 4.フラッシュコマンド発生器(14)内に記憶された関数関係がフィルタ(5 )の汚れのさまざまな程度およびフィルタがきれいなときの冷却水体積流量なら びに少なくとも1つの測定値を電力損失の1つを決定するために考慮することを 特徴とする、請求項1、2、または3に記載の方法。 5.関数関係がおおよそ直線として、特に、差圧および/または冷却水体積流量 に従属して記憶されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。 6.関数関係が、特に冷却水体積流量に変化があったときに変化することを特徴 とする請求項4または5の1つに記載の方法。 7.フラッシング手順の後、冷却水体積流量が、好ましくは少なくとも1つの現 在の測定値および1つの記憶された測定値から決定されることを特徴とする、先 行請求項の1つに記載の方法。 8.フィルタ(5)は熱交換器(1)への冷却水供給ライン(2)の経路におい て熱交換器(1)と冷却水ポンプ(4)との間に配置されており、さらに、 − フィルタハウジング(6)と、ハウジングの断面を覆う少なくとも1つの フィルタ要素(7)と、フィルタ要素上で作用し汚染物質(8)を流し去る少な くとも1つの洗浄装置(9)と、フラッシング手段(11)に接続でき流し出さ れた汚染物質(8)を除去するための少なくとも1つの水流ライン(10)とを 備え、さらに、 − この装備の動作状態をモニタする少なくとも1つまたは2つ以上のセンサ (12)であって、その信号ライン(13)は冷却水ポンプ(4)、フィルタ( 5)、および熱交換器(1)からなる全装備の動作状況の、フィルタ(5)の汚 れによる悪化を示す(S1、S2…Sn)信号を出力するセンサと、 − 一方で(S1、S2…Sn)信号を出力する信号ライン(13)に接続さ れ、他方でコマンドライン(15)に接続され、フィルタ(5)をフラッシュす るためのフラッシュコマンド(Sa)を切換可能にする、フラッシュコマンド発 生器(14)と、 − フラッシュコマンド発生器(14)のコマンドライン(15)に接続され 、フラッシュコマンドを信号で示すスイッチ状態のときにはフラッシュコマンド (15)がフラッシング手段(11)を開放にし洗浄装置(9)を作動させるこ とによってフラッシング処理を実行可能にするフラッシュ処理制御(16)を含 み、ここで、 a.変数としての(S1、S2…Sn)信号に依存して、パラメータとしての 少なくとも1つの冷却水体積流量(V)の動作値を備え、フィルタ(5)の汚れ のさまざまな段階において、冷却水ポンプ(4)の出力の変化と熱交換器(1) の熱出力の減少との総和として、差圧(DP)の増加および冷却水体積流量(V )の減少の結果としての汚れたフィルタ(5)によって生じる第1の電力損失( ΔN1)を決定し、かつ関数メモリ(17)内に(S1、S2…Sn)信号の第 1の関数(ΔN1=f(S1、S2…Sn))として第1の電力損失(ΔN1) を記憶するステップと、 b.主として水流フロー(Vs)が熱交換器(1)から失われたことにより汚 れたフィルタ(5)のフラッシングの間に生じる、冷却水ポンプ(4)の出力の 変化と熱交換器(1)の熱出力の減少との和としての、変数としての(S1、S 2…Sn)信号に依存した、フィルタ(5)の汚れのさまざまな異なった段階に おける、パラメータとしての冷却水体積流量(V)の少なくとも1つの動作値を 備えた第2の電力損失(ΔN2)を決定し、かつ関数メモリ(17)内に(S1 、S2…Sn)信号の第2の関数(ΔN2=f(S1、S2…Sn))として第 2の電力損失(ΔN2)を記憶するステップと、 c.(S1、S2…Sn)信号の記憶された第1の関数(ΔN1=f(S1、 S2…Sn))によりかつ最後の時間間隔(ΔTa)に対して、一連の組合され た時間間隔(ΔTa)から、現在の測定信号(S1、S2…Sn)の評価によっ て、現在の第1の電力損失(ΔN1(n))を決定し、公式ΔE1a=ΔTa* (ΔN1(n)+ΔN1(n−1))/2により汚れたフィルタ(5)によって 最後の時間間隔(ΔTa)において生じた第1のエネルギ損失(ΔE1a)を計 算し、ここで現在の第1の電力損失ΔN1(n−1)は最後の時間間隔(ΔTa )の始めにあてはまり、現在の第1の電力損失ΔN1(n)は最後の時間間隔 (ΔTa)の終りにあてはまり、いくつかの時間間隔(ΔTa)のうち最後の前 のフラッシング処理以来の全時間期間(ΔT1)に生じたすべての現在の第1の エネルギ損失(ΔE1a)を総エネルギ(ΔE1)として積分するステップと、 d.(S1、S2…Sn)信号の記憶された第2の関数(ΔN2=f(S1、 S2…Sn))によって、現在の(S1、S2…Sn)測定信号の評価によって 現在の第2の電力損失(ΔN2(a);ΔN2(b))を決定し、フィルタ(5 )はこの時点でフラッシュされたものと仮定して公式ΔE2=ΔT2*(ΔN2 (a)+ΔN2(b))/2によって汚れたフィルタ(5)の現在のフラッシン グによってフラッシング間隔(ΔT2)におけるフラッシング処理の間に生じた 第2のエネルギ損失(ΔE2)を計算するステップと、 e.フィルタ(5)がこの時点でフラッシュされるときの総エネルギ損失とし て公式ΣΔE=ΔE1+ΔE2+Exにより総損失(ΣΔE)を形成するステッ プとを含み、ここでExはエネルギ損失として金銭的価値(GW)で示されたフ ラッシングサイクルによって生じるフィルタ(5)に対する整備コスト(W)と フラッシング手段(11)および洗浄装置(9)を作動させるためのエネルギ消 費との総計を示し、さらに、 f.総時間期間(ΔT1)およびフラッシング間隔(ΔT2)の総和から公式 ΔNm=ΣΔE/(ΔT1+ΔT2)によりその期間についての平均の電力損失 (ΔNm)を計算するステップと、 g.その時点の総期間(ΔT1(n))に対して決定された平均電力損失(Δ Nm(n))と前の時間期間(ΔT1(n−1))において決定された平均電力 損失(ΔNm(n−1))とを比較し、かつΔNm(n)>ΔNm(n−1)と いう条件が満足されたときフィルタ(5)をフラッシュするためコマンドライン (15)上でフラッシュコマンドを活性化するか、さもなくば、現在のフラッシ ングをせずに次の総時間期間(ΔT1(n+1))に対しΔNm(n)>ΔNm (n−1)という条件を新たに調べるステップとが行なわれる、先行請求項の1 つに記載の方法。 9.a.差圧測定システム(18)によって決定されたフィルタ(5)の差圧( DP)は、冷却水ポンプ(4)、フィルタ(5)および熱交換器(1)からな る全装備のフィルタの汚れによって悪化した動作状態を示す信号(S1)として 使用され、 b.第1の電力損失(ΔN1)および第2の電力損失(ΔN2)は変数として のフィルタ(5)の差圧(DP)に従属しつつ、少なくとも1つの冷却水体積流 量(V)の動作値をパラメータとして、さまざまな異なった汚れの段階において 決定され、Vをパラメータとして第1および第2の関数(ΔN1=f(DP,V );ΔN2=f(DP,V))として関数メモリ(17)内に記憶され、ここで 、パラメータVの値はフィルタ(5)がきれいなときの冷却水の体積流を特徴付 け、 c.現在の第1の電力損失(ΔN1(n);ΔN1(n−1))および現在の 第2の電力損失(ΔN2(a);ΔN2(b))は、記憶された第1および第2 の関数(ΔN1=f(DP;V);ΔN2=f(DP;V))によって現在の差 圧(DPa)とともに計算されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。 10.a.差圧測定システム(18)によって決定されたフィルタ(5)の差圧 (DP)と冷却水体積流量測定システム(19)によって決定された冷却水体積 流量(V)は、冷却水ポンプ(4)、フィルタ(5)および熱交換器(1)から なる全装備のフィルタの汚れによって悪化した動作状態を示す信号(S1、S2 )として使用され、 b.第1の電力損失(ΔN1)および第2の電力損失(ΔN2)は、変数とし てのフィルタの差圧(DP)および冷却水体積流量(V)(5)に従属しつつ、 少なくとも1つの冷却水体積流量(V)の動作値をパラメータとして、さまざま な汚れの段階において決定され、第1および第2の関数(ΔN1=f(DP,V );ΔN2=f(DP,V))として関数メモリ(17)内に記憶され、 c.現在の第1の電力損失(ΔN1(n);ΔN1(n−1))および現在の 第2の電力損失(ΔN2(a);ΔN2(b))は、記憶された第1および第2 の関数(ΔN1=f(DP;V);ΔN2=f(DP;V))によって、現在の 差圧(DPa)および現在の冷却水体積流量(Va)とともに計算されることを 特徴とする、請求項8または9に記載の方法。 11.第1および第2の関数(ΔN1=f(DP;V);ΔN2=f(DP;V ))は、ΔN1=a*DPおよびΔN2=b*DP+cの形を有するおおよそ直線 として記憶され、ここで、定数a、b、およびcは冷却水体積流量(V)に関し て線形従属するように位置付けられねばならず、a=d−e*Vおよびb=f− g*Vおよびc=h−i*Vの形を有し、d、e、f、g、hおよびiは定数値で あることを特徴とする、請求項8から10の1つに記載の方法。 12.きれいなフィルタの場合の冷却水体積流量(V)の変化は入力ユニット( 20)によって入力されることを特徴とする、先行請求項の1つに記載の方法。 13.冷却水体積流量(V)の変化は、各場合フラッシング処理の完了の直後に おけるきれいなフィルタの差圧(DPc)の変化を、現在V/基準V=(現在D Pc/基準DPc)^0.5という関係に従って評価することで決定され、ここ で、「基準」という語はきれいなフィルタの差圧(DPc)および冷却水体積流 量(V)に対する既知の動作値を備えた基準状態を示し、「現在」という語は、 きれいなフィルタの測定された差圧(DPc)および未知の冷却水体積流量(V )を備えた現在の状態を示す、ことを特徴とする、先行請求項の1つに記載の方 法。 14.この方法は制御の枠組内で使用されることを特徴とする、先行請求項の1 つのに記載の方法。 15.フラッシング装置によって再生可能であり、熱交換器(1)の冷却水ポン プ(4)によって駆動される冷却水のフロー内にある機械的フィルタ(5)を制 御するための装置であって、前記装置は、 − 予め定められた値および/またはパラメータの関数関係のための不揮発性 メモリ(22)および入力ユニット(20)を備えたフラッシュコマンド発生器 (14)と、 − 冷却水ポンプ(4)の出力の変化および熱交換器(1)の出力の変化とし ての、フィルタの汚れによって生じる第1の電力損失(ΔN1)をそれぞれ予め 定められた間隔においてそこから計算することができる、測定値を受けるための 少なくとも1つのセンサ(12、18、19)と、 − フィルタ(5)の最後の再生からの第1の電力損失(ΔN1)の時間にわ たっての推移から計算される総エネルギ損失(ΔE1)を計算するための手段 (23)と、 − おそらくはエネルギ損失(Ex)に変換されたフィルタ(5)の運転コス トを含む、冷却水ポンプ(4)の出力の変化および熱交換器(1)の出力の変化 としての、再生手順によって生じると予測される現在のエネルギ損失(ΔE2) を計算するための手段(23)と、 − 総エネルギ損失(ΔE1)と再生によって予想されるエネルギ損失(ΔE 2)との現在の合計を、予測される再生時間(ΔT1+ΔT2)を含めた最後の 再生からの時間で除したものが最低に達するまたはそれを超える時機を認識し、 その結果としての再生処理をトリガするための手段(23)という構成要素を含 む、機械的フィルタ(5)を制御するための装置。 16.圧力および/または体積流量の測定値を受けるための少なくとも1つの手 段(12、18、19)を備えることを特徴とする、請求項15に記載の装置。 17.時間間隔、フラッシュ間隔、エネルギ費用、金銭的価値要因、整備コスト および/またはエネルギコストを、値および/またはパラメータとして入力する ことができることを特徴とする、請求項15または16に記載の装置。 18.入力ユニットは、少なくとも1つの値および/またはパラメータを入力す るためのキーボードを備えることを特徴とする、請求項17に記載の装置。 19.少なくとも、 − 計測された値(S1、S2…Sn)を生み出すためのセンサ(12、18 、19)であって、これらの値からフラッシュコマンド発生器(14)において 現在の第1および第2の電力損失(ΔN1(n)、ΔN1(n−1)、ΔN2( a)、ΔN2(b))を決定することができる、センサと、 − データのための入力ユニット(20)と少なくとも1つの測定値入力(2 1)とを備えたフラッシュコマンド発生器(14)とを備え、 − フラッシュコマンド発生器(14)内には、時間間隔(ΔTa)の予め定 められた値、フラッシュ間隔(ΔT2)、エネルギ費用(Ex)、金銭的価値( GW)、整備コスト(W)および/またはパラメータの関数関係のための不揮発 性メモリ(22)を備えており、特に、信号(S1、S2…Sn)の関数として の第1および第2の電力損失(ΔN1、ΔN2)の記憶のための関数メモリ (17)を備えており、さらに、 − フラッシュコマンド発生器(14)は、現在の第1および第2の電力損失 (ΔN1(n)、ΔN1(n−1)、ΔN2(a)、ΔN2(b))、エネルギ 損失(ΔE1a、ΔE2)、エネルギ合計(ΔE1)、総損失(ΣΔE)、およ び総時間期間(ΔT1)の平均電力損失(ΔNm)の計算および比較のための、 かつ、コマンドライン(15)上でフラッシュコマンド(Sa)を発生し、かつ 表示手段(24)を制御するための計算機ユニット(23)を有し、さらに前記 装置は、 − フラッシュ処理制御(16)にフラッシュコマンド(Sa)を送るための コマンドライン(15)と、 − 再生可能な機械的フィルタをコストが最適になるよう制御しかつデータ入 力を検査し、かつ、現在の平均電力損失(ΔNm)および他の計算された値を表 示するための装置の動作状態を表示するための表示手段(24)と、 − フラッシュ処理制御(16)とを備える、請求項15から18の1つに記 載の装置。 20.− フィルタ要素(7)の現在の差圧(DPa)を測定する差圧測定シス テム(18)がセンサ(12)として設けられており、 − 関数メモリ(17)が、特に、第1および第2の関数(ΔN1=f(DP ,V);ΔN2=f(DP,V))を記憶するために設けられていることを特徴 とする、請求項15から19の1つに記載の装置。 21.− フィルタ要素(7)の現在の差圧(DPa)を測定する差圧測定シス テム(18)および現在の冷却水の体積流量(Va)を測定する冷却水体積流量 測定システム(19)がセンサ(12)として与えられており、 − 関数メモリ(17)が特に、第1および第2の関数(ΔN1=f(DP, V);ΔN2=f(DP,V))の記憶のために設けられていることを特徴とす る、請求項15から20の1つに記載の装置。
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