KR20160070789A - 룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어레이션, 컨디셔닝, 에어컨디셔닝, 기타 플랜트들의 유지보수의 분야에 해당하며 그리고 보다 상세하게, 본 발명은 특히 대기 미립자(atmospheric particulate)에 관련하여 플랜트의 클리닝 상태를 평가하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 에어레이션, 컨디셔닝, 에어컨디셔닝, 기타 플랜트들의 유지보수의 분야에 해당한다.
보다 상세하게, 본 발명은 특히 대기 미립자(atmospheric particulate)에 관련하여 플랜트의 클리닝 상태를 평가하는 방법에 관한 것이다.
대기 에어로졸(aerosol) 또는 보다 단순하게 파우더들로도 명명될 수 있는 대기 미립자는 유기질 및 무기질 물질들의 혼합물로 구성되고, 이들의 근원은 인류 활동과 연결된 프로세스들 및 자연 프로세스들 모두에 기초할 수 있으며, 그리고 이는 직접 방출에 대하여 그리고 다른 물질들을 수반하는 반응들 이후의 대기에서의 포메이션(formation)에 대하여 발생될 수 있다.
이러한 화합물들에 대하여 형성된 관심, 보다 상세하게, 생물체에 의해 용이하게 흡수될 수 있는 이의 가장 얇은 부분(즉, 공기 역학적 직경이 10 mm 이하인, 미세한 입자들 PM10)에 대한 관심은 인간 건강에 대한 위험성 때문이다. 일 측면에서 이러한 파우더들이 이들을 구성하는 물질들의 구체적인 화학적-물리적 특징들에 기초하여 내재적인 독성의 결과가 될 수 있는 경우, 다른 측면에서 그들은 예를 들어 주거 룸들이 아닌 곳에 보관된 대상들에서의 양호하지 않은 공기 관련된 질병들의 30% 비율로 추정되는 WHO(세계 보건 기구)에 의해 설명되는 중금속들 또는 유기체의 미량 오염 물질과 같은 훨씬 더 위험하고 독성 흡수된 물질들을 운송하는 매개체(vehicle) 로서 작용할 수 있다.
그리고, 공기-분배 배관들 및 필터들 모두 항상 청결하도록 상기 플랜트의 양호한 유지보수를 수행하는 것은 특히 중요하다.
반면, 결국 효율적이고 유효한 광학계(optics)에 있을 때 배관들의 클리닝 및/또는 필터들의 클리닝 및/또는 교체를 위한 개입을 수행할 필요가 있다는 점이 이해될 필요가 있다.
지금까지 이는 고정된 주기에서 사전 결정된 시간 간격들 또는 필터의 상류 및/또는 하류의 파우더 농도의 측정들에 (직접적 또는 간접적으로) 기초하여 수행되며, 각각의 경우, 모두 오직 필터들의 효율성을 평가하도록 지시된다.
그러나, 파우더들이 축적되어 플랜트에 의해 지원되는 룸으로 방출될 수 있거나 또는 배관들 자체로 박테리아들 및 곰팡이가 확산되는 것을 적합하게 할 수 있는 시간 동안에, 플랜트 배관들의 클리닝 상태를 모니터링하는 것이 또한 중요하다.
반면, 플랜트의 배관들 내부의 파우더 농도를 평가하기 위한 측정들은 반드시 침습적인(invasive) 형태이고 그리고 이들은 고가의 까다로운 개입 및 후속적인 플랜트 정지 순간을 제공하며, 이는 측정 유형에 따라서 심지어 플랜트에 의해 지원되는 룸들의 사용에서의 명확한 감소가 특히 오랫동안 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제들을 극복하기 위함이며 청구항 제 1 항에 의해 규정된 평가 방법에 의해 획득된다.
본 발명은, 종래 기술의 문제점을 극복함으로써, 몇몇의 그리고 명확한 장점들을 수반한다.
우선, 본 발명은 실용적이며 구현하기 저렴하다.
고정된 시간 순간들에서 국부적으로 수행되는 몇몇의 측정들을 기점으로 플랜트 클리닝 상태를 결정 할 수 있는, 휴대 가능하고 그리고 견고한 프로토콜을 구현하는 장점이 존재한다.
추가적으로, 이는, 기술적 개입 및/또는 플랜트 정지 개입을 필요로 하지 않고 필요한 모든 측정들은 플랜트의 외부에서 수행되는, 절대적으로 침습적이지 않는 방법이다.
추가적으로, 본 발명은 배관들의 클리닝 상태 및 필터들의 클리닝 상태 모두에 대한 독립적인 평가를 허용한다. 상기 방법의 결과들의 혼합된 확인(reading)은, 플랜트의 일반적인 클리닝 상태에 관한, 파우더들의 존재에 관한, 특히 옅은 파우더들(PM10)의 존재에 관한, 그리고 배관들 및/또는 필터들에 대한 클리닝 개입들 및 유지보수에 대한 필요성에 관한, 완전하고 철저한 정보를 제공할 수 있다.
본 발명이 플랜트 상태 및 이의 클리닝 조건들의 엄격한(시간의 의미) 점검을 제안한다고 하더라도, 사용된 계산 알고리즘의 근원인 기초 수학적 모델은 심지어 배관들 및/또는 필터들의 유지보수 및 클리닝을 위한 개입 시간에 대해서도 예측 추정하도록 허용한다.
게다가 예측 추정들은 과거의 일련의 측정들에 기초하여 올바른 플랜트 유지보수를 보장하는 최적의 개입 시간을 설정할 수 있다.
본 발명의 특징들 및 사용 모드(use mode)들과 함께, 이들 및 다른 장점들은 예시적으로 나타낸 후속되는 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백하게 발생하지만 본 발명을 제한하고자 하는 목적은 아니다.
첨부된 도면들은 이하로 참조될 것이며, 여기서
도 1A 및 도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 나타내는 순서도들이며; 그리고
도 2는 본 발명에서 고려된 에어레이션/컨디셔닝 플랜트의 클리닝 상태를 평가하기 위한 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 1A 및 도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 나타내는 순서도들이며; 그리고
도 2는 본 발명에서 고려된 에어레이션/컨디셔닝 플랜트의 클리닝 상태를 평가하기 위한 시스템을 예시하는 개략도이다.
양호하게 동작하는 플랜트를 가정함으로써, 플랜트의 내부 클리닝 레벨 및 필터 컴포넌트들의 기능성 상태 하에 있음이 의도된다. 에어레이션 및/또는 컨디셔닝 플랜트는 융합되며 여기서 공기는 특정한 농도의 PM10(입력)으로 인입되고 그리고 다른 농도의 PM10(출력)으로 사출된다.(도 2비교)
플랜트가 용적측정 및 빌딩의 사용 대상에 대하여 조정(calibration)된다고 가정하면, 플랜트에 의해 내부 환경으로 입력되는 공기의 질은 플랜트 자체 및 필터들의 클리닝 및 정확한 유지보수에 매우 의존한다.
플랜트가 절연된 시스템인 경우 그리고 PM10의 입력 양이 일정한 경우, 플랜트의 전체적인 효율성은 이하의 비율로서 쉽게 평가될 수 있다.
(PM10(입력) - PM10(출력) )/PM10(입력).
절연된 시스템이 그럴듯하지 않는 가정이기 때문에 PM10의 입력 양이 매우 가변적이고 그리고 몇몇 인자들에 의존한다는 것을 고려 함으로써 효율성이 계산되어야 한다는 점이 명백하다. 따라서, 플랜트의 효율은 단지 유출(issue) 시의 값들의 순간 "포토(photo)"를 사용함으로써 평가될 수 없지만, 적절한 기간에서의 PM10 매개 값을 고려하고 최대한 다른 인자들의 영향을 고려하는 것을 시도함으로써 획득된다.
PM10농도는 자연적인 인자들(파우더, 지구, 바람에 의해 상승한 해수 염분, 불, 미생물들, 화분들 및 전자 포자(e spores), 바위 침식, 화산 폭발, 우주 파우더) 및 인류적인 인자들(엔진들의 연소 배기 가스, 지역 난방, 도로 표면의 잔유물, 브레이크들 및 수송기구 타이어들의 배기가스, 기계 가공들, 시멘트 작업들, 건축 부지들, 농산 가공들, 버너, 및 발전 장치의 배기가스 및 담배 연기들) 모두에 의존하는 매우 가변적인 양이다.
본 발명에서 수행된 그 자체의 실험에 의해서만이 아니라 협회들, 에이전시들 및 지역 단체들에 의해 확인된 바와 같이, 자연적인 인자들 및 인류학적인 인자들이 동일하다면, PM10농도들의 측정은 심지어 온도, 습도, 대기압 및 바람과 같은 기상학적 인자들에 의해 달려있다.
성패가 달린 복수의 변수들은 모니터링 맥락(monitoring context)에서 약간 복잡한 플랜트 시스템의 클리닝 상태를 평가하며, 여기서 모든 변수들은 실험적으로 측정되어야만 한다.
이러한 이유로 본 발명에서는, 보다 쉽게 측정될 수 있도록, 보다 객관적인 변수들에 집중함으로써, 최대한 독립 변수들을 감소시키는 함수 모델(functional model)이 규정된다.
임의의 상업적 습도계는 주어진 공기의 양에서 존재하는 증기와 포화 상태인 경우의 증기 간의 비율로서 규정된 상대적인 습도를 측정한다. 따라서, 습도 100 %는 공기가 그 온도 및 그 대기압에서 수증기의 최대량을 포함하고 있음을 의미한다. 기상학에서, 공기 중의 수증기의 포화점은 실제로 이슬점이라고 칭하며 그리고, 대기압력이 동일한 경우, Tr 로 지정된다. 이하의 Magnus-Tetens 의 경험 법칙이 유효하기 때문에
(상기 법칙은 이슬점(그리고 기압), 온도(T) 및 상대 습도(U), 사이의 제약을 나타냄), 3개의 기상학 변수들 중 오직 2개만이 측정될 수 있으며 나아가, 온도 및 습도는 쉽게 측정될 수 있기 때문에, 이하의 함수 모델이 규정될 수 있다,
C(t) = f(
T(t);U(t)
);
여기서 측정들이 수행되는 기간에서 풍력 변수가 일정한 것으로 가정된다. 시간 변수 C(t), T(t) 및 U(t) 는 각각, 특정 시간 기간 [t0; tn]에서 측정되는 (예를 들어 PM10의) 파우더들의 농도, 온도 및 상대 습도를 나타낸다.
측정 C (t)에 영향을 미칠 수 있는 다른 모든 수량들은, 함수 모델(functional model)에 통합되도록 의도된다. 따라서 고려되는 문맥의 자연적 및 인류 지향적 인자들의 변화 및 영향을 최대한 정확하게 통합할 수 있도록 하기 위하여 이는 플랜트와 관련된 실험 데이터부터 평가되어야 한다.
함수 모델의 추정 품질은 측정들의 수와 추정된 미지 파라미터들의 수 간의 비율과 강하게 관련되므로, 함수 모델의 선택은 바람직하게는 소수의 파라미터들을 포함하는 단순한 모델에 해당한다. 추가적으로, C(t) 와 U(t) 간의 강한 선형 상관이 측정되는, 선택된 모델은 선형 유형이다.
보다 정확하게,
, 로 규정되는, 이하의 관계식이 규정된다:
여기서 파라미터들 
은 분석 지점(site)에서 수행된 시간 측정들의 세트로부터 시작되어 추정되며, 그리고 파라미터들은 구체적(specific)이며 그리고 유출 지점을 특징화(characterizing)하고 있을 것이다. 이러한 후자의 관점에서, 동일한 설비를 시간적으로 모니터링하는 것에 대한 가능성은 그 지역적/환경적 맥락에서 삽입된 플랜트를 특징화하는 파라미터들의 추정치에 대한 신뢰도를 개선할 수 있고 그리고 보다 신뢰할 수 있는 예측 평가로 이어질 수 있다는 점이 이해된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하기 위한 프로세스는, 룸 자체 내부의 통기공에서 룸 내부에서의, 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1 ) 동안 수행된 복수의 파우더 농도 측정들의 평균으로서 획득된 제 1 파우더 농도 측정(S)을 수행하는 것을 우선적으로 제공한다.
플랜트의 임의의 방출 통기공에서의 제 1 측정과 같은 것을 수행할 수 있는 것이 고려되지만, 이들 중 하나 이상의 경우, 바람직하게는 추측하건대 배관들의 긴 관에 의해 지원되는, 공기 처리 유닛으로부터 가장 먼 곳에서의 측정을 수행하는 것이 고려된다.
추가적으로, 가능한한 신뢰 가능한 측정을 하기 위해서는, 측정 그 자체를 무효화할 수 없거나 또는 룸에서의 파우더 농도들을 평가하고자 하지 않는 통기공으로부터 거리가 있는 곳에서 측정을 수행하는 것이 바람직하며 상기 거리는 따라서 통기공 그 자체로부터 10cm를 초과하지 않는다.
제 1 파우더 농도 측정(S)이 수행되는 동안, 이러한 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)은 바람직하게는 꽤 긴 시간 기간이며, 예를 들어, 약 6시간 내지 약 12시간 사이를 포함한다. 이하에서 명백하게 되는 바와 같이, 이러한 시간 간격은, 바람직하게는 외부 환경과 룸 내부의 온도 차이가 음수(negative)의 결과가 발생하는 기간으로 선택될 수 있다.
룸의 내부의 온도(Ti) 및 외부 환경에 대한 온도(Te)의 측정이 제공될 수 있어서, 상기 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)이 Te < Ti 의 기간으로 설정된다.
추가적으로, 플랜트가 정지되는 시간 기간이 존재해야만 하기 때문에, 이는 야간에 설정되는 것이 바람직하다.
그럼에도 불구하고 보다 양호한 측정하기 위하여, 이러한 측정들이 상이하고 평가될 수 없는 인자들에 의해 영향을 받지 않도록, 측정 기간 (ΔT1)동안, 룸은 폐쇄된 문들 및/또는 창문들을 가지는 것이 바람직하다. 나아가, 룸 자체가 청결한 상태에 있어서 높은 파우더 농도 및/또는 측정 자체를 변경할 수 있는 것으로 고려된 것과 상이한 유형의 다른 미립자들을 가지지 않는 것 또한 바람직하다.
그리고 나서 프로세스는, 상기 플랜트의 시작시에 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2) 동안 일련의 파우더 농도 측정들을 수행하기 위해 제공된다. 일련의 측정들은, 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2) 동안 상기 동일한 통기공에서 상기 룸 내부에서 다시 수행된다.
이러한 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2)은 바람직하게는 플랜트 시작 순간을 포함하며, 그리고 바람직하게는 상기 플랜트 시작 순간에 대하여 ± 15분 및 ± 1 시간 사이로 구성된 지속기간을 갖는다.
바람직하게는, 상기 기간(ΔT2)은 상기 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)과 실질적으로 연속되도록 선택된다.
수행된 일련의 측정들로부터 최대 농도의 값(P)이 추출되어야만 한다.
여기서, 플랜트의 제 1 배관 클리닝 지수(DCI)는 최대 농도의 값(P)과 상기 제 1 파우더 농도 측정(S)의 차이로서 계산될 수 있다.
배관 클리닝 지수(DCI)는 배관들에 포함된 파우더들의 양을 나타내는 것으로 테스트되었고 이에 따라 상기 DCI는 배관 그 자체의 클리닝 상태를 나타낸다.
상세하게, DCI가 제 1 사전 결정된 임계값(TOLL1) 보다 크거나 같은 결과를 갖는 경우 이는, 심각한 오염 상태를 나타내며, 여기서, 이러한 제 1 임계값(TOLL1) 은 바람직하게는 최대 약 0.05 mg/m3으로 선택될 수 있다.
제안된 방법론을 지원하기 위하여, 플랜트를 차단한 이후, 전체 비활성화 기간, 예를 들어 야간, 동안 에어레이션/컨디셔닝 플랜트에서, 내부 환경과 외부 환경의 온도 차이에 의하여 야기된 건물 내부 자연 환기 현상인 연돌 효과(chimney effect)가 형성된다는 고려사항이 존재한다.
이러한 기간 동안, 사실, 플랜트의 통기공에 의해 흡입되고 실제로 연돌 효과를 야기하는 공기의 움직임에 의해 발생된 대류 운동들(convective motions) 때문에 내부 파우더 농도 데이터의 상당한 변동이 관찰되었다. 이러한 관찰은 플랜트의 시작 시 PM10의 최대 농도 피크가 룸에서부터 비활성화 기간 동안 통기공에서 다시 흡입되는 파우더의 농도의 평균에 합리적으로 기인하고 그리고 플랜트 자체의 배관들에서 시간 동안 모아진 것에 합리적으로 기인함을 가정하도록 허용한다.
비활성화 기간 동안 측정된 평균 파우더 농도를 S로 지정함으로써, P-S은 항상 양수의 수량임을 기대한다. 샘플 플랜트에서 수행된 상이한 측정들에서, 이러한 결과는 80% 이상의 케이스들에서 적용되었다. 그 중 P-S차이가 음수의 결과인 케이스들은 주간(days)에 있어서의 룸에서의 파우더이며, 예기치 못한 이유들과 원인들 때문에, 처리된 양들보다 훨씬 높은 평균의 결과에 해당하며, 그리고 이것은 전술한 분석을 위한 측정이 부적절(inadequate)하게 한다.
이것이, 프로세스들을 수행하기 이전에, 측정 일 동안 문들과 창문들이 폐쇄되게 되는 청결한 룸에서 측정들이 수행되는 것을 추천하는 이유이다.
측정이 신뢰할 수 있고 그리고 DCI=P-S가 0을 초과한다고 가정하면, 배관들에서 포함되는 파우더 양을 표현하는 이 값은 예를 들어 법에 의해 설정된 임계치인 최대 허용 임계 값과 비교된다.
P-S < TOLL1인 경우, 배관들에 포함된 파우더 양이 설정된 임계값 미만이며, 추가적인 정보를 제공하기 위하여, 외부 환경의 파우더 양 및 플랜트로부터 방에서 입력되는 동작 속도에서의 파우더 양 모두에 관하여 배관들에 포함된 파우더 양은 어떻게 해서든지 정량화될 수 있다.
전반적인(global) 플랜트 효율의 제 1 평가는 외부 환경에서의 파우더 농도의 프로파일들 및 룸 내부에서의 파우더 농도의 프로파일들을 고려하는 경우 획득된다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 프로세스는 상기 플랜트의 여과 시스템(filtering system)의 상류 외부 환경에 배치된 상기 플랜트의 공기 처리 유닛(air treatment unit)에서, 상기 룸의 외부에서의, 플랜트 활성화에 대한 제 3 사전 결정된 시간 기간(ΔT3) 동안 수행된 복수의 파우더 농도 측정들의 평균으로서 획득된 제 3 파우더 농도 측정(E)을 수행하는 단계를 추가적으로 포함한다.
추가적으로, 이러한 실시예는 상기 통기공에서, 상기 룸의 내부에서의, 플랜트 활성화에 대한 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4) 동안 수행된 복수의 파우더 농도 측정들의 평균으로서 획득된 제 4 파우더 농도 측정(I)을 수행하는 단계를 제공한다.
바람직하게, 제 3 사전 결정된 시간 기간(ΔT3) 및 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4)은 실질적으로 일치하는 결과를 갖도록 선택되거나 또는 실질적으로 일치하는 시간 간격들로 근사화될 수 있다.
또한, 이러한 제 3 사전 결정된 시간 기간(ΔT3) 및 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4)은 사전 계산된 농도 피크(P)가 그 내부로 떨어지는 것을 방지하기 위해, 플랜트 시작 순간에 대하여 적어도 15분 이후인 것이 바람직하다.
이하의 식 (E-I)/E 로써 플랜트의 전반적인 효율이 평가된 바와 같이, 이러한 실시예에 따라서, 필터 클리닝 지수(FCI)는 다음과 같이 계산되며: FCI=[(E-I)/E]-μ, 여기서 μ는 필터 효율성을 위한 공칭값을 표현한다.
이러한 필터 클리닝 지수(FCI)는, 이하에서 분명하게 될 바와 같이, 필터 클리닝 지수의 결과가 0을 초과하는 경우, 오염된 필터의 상태를 나타낸다.
예를 들어, 필터 클리닝 지수(FCI)가 0을 초과하는 경우, 필터 효율성에 대한 공칭 값(μ)의 퍼센트들로서 규정된 둘 이상의 심각성 클래스(criticism class)들 중에서 필터의 심각한 상태를 구별하기 위하여, 필터 클리닝 지수(FCI)와 상기 필터 효율성에 대한 공칭 값(μ)을 비교하는 단계가 제공될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 심각한 상태들은 FCI가 바람직하게 0.05μ와 같도록 선택될 수 있는 임계값(TOLL2)과 비교되는 경우 정의될 수 있다:
FCI 가 TOLL2 이상,
FCI 가 TOLL2 를 초과하고 그리고 2TOLL2 미만,
FCI 가 2 TOLL2를 초과.
앞서서, 제 3 사전 결정된 시간 기간(ΔT3) 및 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4)은 고정된 기상 조건들에 대응되는 것이 바람직하다.
전술한 필터 클리닝 지수의 정의는 이하의 고려 사항에 기초한다.
에어레이션/컨디셔닝 플랜트를 설계하는 단계에서, 룸의 사용 목적 및 용적에 기초하여, 올바른 공기 교환을 유지하는데 필요한 공기 흐름이 설정된다. 상기 흐름은 표면 단위당 입방 미터의 공기로 규정되고 이에 따라 특정 여과 표면을 고려하여 상기 공기 흐름의 속력(v)가 결정된다.
일단 공기 속도(v)가 설정되면, 여과 시스템에 대하여, 다음과 같은 비율 ΔPr = K E v 2 t + R v (여기서, ΔPr은 필터링 시스템의 상류 및 하류의 압력 차이(압력 손실이라고 칭함)이고, K는 파우더의 비저항(specific resistance)이고, E는 필터의 상류 외부 환경에서의 파우더 농도이며, 그리고 R은 청결한 필터의 저항(resistance)임) 이 유효하다.
위 식의 파라미터들은 파일럿 플랜트(pilot plant)에서 실험적으로 평가되었으며, 이들은, 압력 손실(ΔPr)이 최대 허용되는 값이 되도록 필요한 최대 시간(tmax)뿐만 아니라 필터 교체를 위한 개입 시간을 설정하기 위해 제조자에 의해 사용된다. 시간에 대하여 방정식을 풀음으로써, tmax의 추정치는 주어진 다음의 항등식에 의해 획득된다.
tmax = (ΔPr-Rv)/(K E v2).
따라서, 필터의 평균 수명은 설비 자체의 외부 파우더의 양(E)에 반비례한다.
이러한 관찰로부터, 동일한 필터의 유지보수를 위한 개입 시간은 동일한 필터의 동작 조건에 따라 달라질 수 있음이 추론된다. 실제로 시간에 따른 압력 손실은 상기 양(E)에 반비례하는데, 이는 필터 자체의 막힘으로부터 기인되고 이에 따라 압력 손실이 정체(retention) 효율성의 증가에 의해 수반되기 때문이다. 사실, 공기 필터들이 새 것일 때 덜 효율적이며 시간적으로 효율성이 증가함을 알 수 있다.
그러므로, μ(t)가 시간에 대한 필터 정체 효율인 경우, 상기 μ(t)는 시간에 대해 증가하는 함수이고 μ(0) = μ는 막 교체된 새로운 필터의 효율성이다.
본 발명의 범위에서, 플랜트의 하류 파우더 농도(I)는 이하의 두 가지 기여도들(contributions)의 합으로서 고려될 수 있다:
(1-μ(t))는 필터에 의해 유지되지 않는 파우더 농도를 나타내고 그리고 Cimp(t)는 플랜트 자체의 파우더 농도의 절대 기여도를 나타낸다. 그러므로, 전반적인 효율은 두 가지 구성 요소의 대수학적 합계로서 다시 쓰여질 수 있다.
(E-I)/E = [E - ((1-μ(t))E+ Cimp(t))]/E = μ(t)- Cimp(t)/E.
물론, 유출시의 프로파일들은 하루 이상의 범위에서 획득된 정규화된 값으로서 고려될 수 있을 뿐 아니라 장기간 모니터링 광학계에서도 고려될 수 있다.
제안된 플랜트 전반적인 효율의 측정은 플랜트 자체의 유지보수 상태를 테스트하는데 사용된다. 사실, 최적의 유지보수 조건들 하에서 플랜트 전반적인 효율은 필터 효율에 의하여 정해진다. μ ∈(0; 1)인 경우, 필터 정체(retention)효율(예를 들어, 중간 효율의 필터는 μ = 0.75를 가짐)은 필터가 잘 동작하고 그리고 플랜트 클리닝이 적절할 때의 플랜트 전반적인 효율의 기대값이다.
사실 이러한 경우에 내부 측정은 필터를 극복하는데 성공한 파우더들의 양에 의해 배타적으로 고려되고 그리고 I = (1 - μ)E이며, 따라서 결과적으로 전반적인 효율은 필터 정체 효율 μ와 일치한다.
기대 값 μ 로부터의 플랜트 전반적인 효율의 편차는 필터의 잘못된 동작과 플랜트 자체의 플랜트 클리닝 레벨 모두에 기인 할 수 있는 부적절한 유지보수에 대한 지수이다.
특히:
FCI > 0 는 플랜트 필터 컴포넌트의 손상을 나타내며;
반대로, FCI < 0는 플랜트에서의 배관들의 잘못된(bad) 클리닝에 틀림없이 기인하는 전반적인 효율의 저하를 나타낸다.
게다가, 시간적으로 컨디셔닝 플랜트의 모니터링의 가능성을 제공하기를 원하는 경우, 년 기간(year periods)들을 그들 사이에서 비교 가능하게 하고 그리고 짧은 기간 동안 일정하다고 간주 할 수 있는 기상학적/환경적 요인들의 영향을 최대한 고려하기 위하여, 외부에서의 측정들의 추이 및 내부에서의 측정들의 추이를 추정함으로써 그리고 전반적인 효율을 평가하기 위하여 비교되는 양들로서 그들을 고려함으로써, 기상학적인 조건들 및 환경적인 조건들의 영향들을 고려할 수 있는 방법이 제안된다.
이러한 목적으로 각 측정 포인트들 및 시간 간격들에서 측정된 온도 및/또는 습도 값들에 대하여 제 3 파우더 농도 측정(E)및 제 4 파우더 농도 측정(I)를 정규화하는 단계가 제공되는 것이 가능하다.
이러한 목적으로, 온도 및 습도 프로파일들을(profiles) 시간([t0; :::; tn])에 따라 적산함으로써 이들을 정규화하고 그리고 외부에서의 습도(UE ) 및 온도(TE) 평균 값들 및 내부에서의 UI 및TI 를 획득하는 점이 유리하다.
이러한 방식으로 전술한 함수 모델 
을 사용함으로써 외부 환경에서 이루어진 파우더 농도 측정(E)을 정규화하는 것이 가능하며, 여기서 
는 최소 자승법(least-square estimation)의 방법에 의해 획득되며 그리고 적합식 
의 솔루션이다.
유사하게, 내부에서의 PM10 농도들의 추이는 여기에서의 동일한 함수 모델을 사용함으로써 추정될 수 있지만, 습도는 외부 값과 내부 값 사이에서 조정되며, 이는 룸 입구(room exposition)와 동일한 온도와 관련됨으로써 결과적으로 거의 일정한 정수이며 따라서 매우 적은 변수이다.
따라서, 
인 
가 규정된다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, RSCI=[S-(1-μ)E]/S와 같은 플랜트 클리닝 상대 지수(RSCI)를 계산하는 단계가 추가적으로 제공될 수 있으며, 여기서 플랜트 클리닝 상대 지수가 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3.)이상인 경우, 상기 플랜트 클리닝 상대 지수는 플랜트 오염을 나타낸다.
예를 들어, 이러한 제 3 임계값(TOLL3.)은 약 0.15와 동일하도록 선택될 수 있다.
추가적으로, 플랜트 클리닝 상대 지수(RSCI)를 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)과 비교하는 단계는 바람직하게는 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)의 퍼센트들로서 규정된 둘 이상의 심각성 클래스들 중에서 상기 플랜트의 심각한 상태를 구별하기 위하여 수행될 수 있다.
이 때, 예를 들어, 심각한 상태들은 이하와 같은 경우 발생한다:
RSCI가 TOLL3이상인 경우,
RSCI가 TOLL3 를 초과하고 그리고 2TOLL3이하인 경우,
RSCI가 2 TOLL3를 초과하는 경우.
본 발명의 추가적인 대상은, 지금까지 설명된 프로세스를 구현할 수 있으며 그리고 앞에서 정의된 클리닝 지수들을 획득하기 위한 측정들의 데이터를 처리하는데 적절하며 그리고 플랜트 상에서의 유지보수 동작들을 수행할 필요성/기회에 관한 표시를 조작자에게 제공하기 위한, 시스템이다.
상기 시스템은 온도 및 습도와 같은 환경 파라미터들을 측정하는 측정 기구(따라서, 프로브들, 센서들 등)들을 제공할 수 있다.
추가적으로, 시스템은 특히 PM10,에서의 파우더들의 농도를 (직접적으로 또는 간접적으로) 측정하기 위한 기구들(프로브들, 센서들 등)을 포함한다.
상기 취지로, 측정 타이밍, 기구 구현, 및 데이터 전달 등을 위하여 빠르게 변화하는 기술들이 사용되는 것이 예정될 것이다.
측정 기구들로부터 나오는 데이터는, 적절하게 프로그래밍되고 간단하고 직관적인 수단들에 의하여 필요한 계산들, 데이터 저장 그리고 수치적 및 시각적인 표현 모두를 제공할 수 있는 프로세싱 유닛에서 취득될 수 있다.
이것은 측정 유닛과 프로세싱 유닛 사이에서 데이터를 수신 및 송신하기 위한 모드 및 시스템 아키텍처(system architecture)는 특정 요구들에 따라 구현될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 물리적 접속들 또는 네트워크 접속들, 예를 들어 인터넷,이 제공될 수 있다.
상기 시스템은, 기재되고 청구된 바와 같은 프로세스의 하나 이상의 단계들의 구현에 전용인 소프트웨어에 적어도 부분적으로 기초 할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조함으로써 지금까지 설명되었다. 여기에서 예시로 설명된 바람직한 실시예들에서 구현되는 기술적 솔루션들 각각은 이들 사이에서의 상이한 방식으로 바람직하게 결합될 수 있어서, 동일한 발명의 핵심에 속하는 다른 실시예들 그리고 여기에서 이하에서 제시되는 청구범위들의 보호 범위 내에서의 모든 것들에 속하는 다른 실시예들이 형성될 수 있다.
Claims (20)
- 룸(room)의 컨디셔닝 플랜트(conditioning plant) 및/또는 에어레이션(aeration)의 클리닝(cleaning) 상태를 평가하는 방법으로서, 상기 플랜트는 상기 룸의 내부에서의 배관들 및 적어도 통기공(air vent)을 가지며, 상기 방법은 적어도:
상기 통기공에서 상기 룸 내부에서의, 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 주기(ΔT1) 동안 수행된 복수의 파우더 농도 측정들의 평균으로서 획득된 제 1 파우더 농도 측정(S)을 수행하는 단계;
상기 통기공에서 상기 룸 내부에서의, 상기 플랜트의 시작시에 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2) 동안 일련의 파우더 농도 측정들을 수행하는 단계;
상기 일련의 측정들로부터 최대 농도의 값(P)을 추출하는 단계; 및
상기 최대 농도의 값(P)과 상기 제 1 파우더 농도 측정(S)의 차이로서 배관 클리닝 지수(DCI)를 계산하는 단계 - 상기 배관 클리닝 지수(DCI)는 배관 클리닝 지수가 제 1 사전 결정된 임계 값(TOLL1) 이상인 경우, 상기 배관들의 오염(dirty) 상태를 나타냄- ;
을 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 사전 결정된 임계값(TOLL1) 은 약 0.05 mg/m3인,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)은 약 6시간 내지 12시간인,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 룸의 내부의 온도(Ti) 및 외부 환경에 대한 온도(Te)의 측정들을 수행하는 단계; 및
Te < Ti 의 기간으로 설정되도록 상기 플랜트 정지에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)을 결정하는 단계;
를 더 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)동안 상기 룸은 폐쇄된 문들 및/또는 창문들을 갖는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 6. The method according to anyone of the preceding claims, wherein said second predetermined time period (ΔT2) comprises the plant starting instant.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2)은 상기 플랜트 시작 순간(instant)을 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2)은 상기 플랜트 시작 순간에 대하여 ± 15분 및 ± 1 시간 사이로 구성된 지속기간을 갖는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 사전 결정된 시간 기간(ΔT2)은 상기 플랜트 비활성화에 대한 제 1 사전 결정된 시간 기간(ΔT1)과 실질적으로 연속적인,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플랜트의 여과 시스템(filtering system)의 상류 외부 환경에 배치된 상기 플랜트의 공기 처리 유닛(air treatment unit)에서, 상기 룸의 외부에서의, 플랜트 활성화에 대한 제 3 사전 결정된 시간 기간(ΔT3) 동안 수행된 복수의 파우더 농도 측정들의 평균으로서 획득된 제 3 파우더 농도 측정(E)을 수행하는 단계;
상기 통기공에서, 상기 룸의 내부에서의, 플랜트 활성화에 대한 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4 ) 동안 수행된 복수의 파우더 농도 측정들의 평균으로서 획득된 제 4 파우더 농도 측정(I)을 수행하는 단계; 및
필터 클리닝 지수(FCI)를 FCI=[(E-I)/E]-μ로서 계산하는 단계 － 여기서 μ는 필터 효율의 공칭값들을 표현하고, 상기 필터 클리닝 지수(FCI)는 필터 클리닝 지수가 0을 초과하는 경우 오염(dirty) 필터 상태를 나타내고, 0 미만인 경우 상기 배관들의 양호하지 않은(poor) 클리닝 상태를 나타냄－;
를 더 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 3 사전 결정된 시간 기간 (ΔT3) 및 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4)은 실질적으로 일치하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 제 3 사전 결정된 시간 기간 (ΔT3) 및 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4)은 상기 플랜트 시작 순간에 대하여 적어도 15분 이후인,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 사전 결정된 시간 기간 (ΔT3) 및 제 4 사전 결정된 시간 기간(ΔT4)은 고정 날씨 조건들에 대응하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 9 항 내제 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 파우더 농도 측정(E) 및 상기 제 4 파우더 농도 측정(I)을 각 측정 포인트들 및 시간 간격들에서 측정된 온도 및/또는 습도 값에 대하여 정규화(regularizing)하는 단계;
를 더 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 클리닝 지수(FCI)가 0을 초과하는 경우, 상기 필터의 공칭 효율 값(μ)의 퍼센트들로서 규정된 둘 이상의 심각성 클래스(criticism class)들 중에서 상기 필터의 심각한(critical) 상태를 구분하기 위하여 상기 필터 클리닝 지수(FCI)와 상기 필터의 공칭 효율 값(μ)을 비교하는 단계;
를 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
RSCI=[S-(1-μ)E]/S로서 플랜트 클리닝 상대 지수(RSCI)를 계산하는 단계 - 상기 플랜트 클리닝 상대 지수가 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)이상인 경우, 상기 플랜트 클리닝 상대 지수는 플랜트 오염을 나타냄 - ;
를 더 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)은 약 0.15인,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 플랜트 클리닝 상대 지수가 상기 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)이상인 경우, 상기 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)의 퍼센트들로서 규정된 둘 이상의 심각성 클래스들의 중에서 상기 플랜트의 심각한 상태를 구분하기 위하여 상기 플랜트 클리닝 상대 지수를 상기 제 3 사전결정된 임계값(TOLL3)과 비교하는 단계;
를 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파우더들은 PM10인,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하는, 룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하기 위한 시스템으로서,
파우더 농도 측정 기구들; 및
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들 중 하나 이상을 구현하도록 프로그래밍된 프로세싱 유닛;
을 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하기 위한 시스템.
- 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
프로세싱된 데이터의 수치적인 그리고/또는 시각적인 표현을 위한 프로세싱 및 인터페이스 수단을 더 포함하는,
룸의 컨디셔닝 플랜트 및/또는 에어레이션의 클리닝 상태를 평가하기 위한 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITRM2013A000547 | 2013-10-07 | ||
| IT000547A ITRM20130547A1 (it) | 2013-10-07 | 2013-10-07 | Procedimento per la valutazione dello stato di pulizia di un impianto di aerazione e/o condizionamento di un locale |
| PCT/IB2014/064943 WO2015052617A1 (en) | 2013-10-07 | 2014-09-30 | Method for evaluating the cleaning state of an aeration and/or conditioning plant of a room |
Publications (1)
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