SE1151219A1 - Förfarande för optimering av filteranvändningstid mellan byten och system för övervakning av ett ventilationssystem - Google Patents

Abstract

22 SAMMANDRAG FOrfarande far att bestamma en optimal filterbrukstid mellan bytena av ett filter i ett ventilationssystem, innefattande foljande steg: att ta emot minst ett filterhardvaruvarde som motsvarar en resursmangd som är farknippad med atminstone tillverkningen av filtret, att ta emot minst ett filterbruksvarde som motsvarar en resursmangd eller resursforbrukning som ãr farknippad med anvandningen av filtret, att ta emot minst en uppmatt datapunkt som motsvarar ett uppmatt tryckfall Over filtret, och att bestamma namnda optimala filterbrukstid utgaende fran namnda filterhardvaruvarde, namnda filterbruksvarde och namnda matdata.

Description

I FORFARANDE FOR OPTIMERING AV BRUKSTIDEN FOR FILTER MELLAN FILTERBYTEN SAMT SYSTEM FOR OVERVAKNING AV ETT VENTILATIONSSYSTEM Tekniskt omrade FOreliggande dokument avser ett forfarande och ett system ftir optimering av brukstiden fOr filter mellan byten vid anvandning i ventilationssystem.

Dokumentet avser ett fOrfarande fOr att fOrbattra den totala filterkostnaden och/eller det koldioxidavtryck som orsakas av ett ventilationssystem.

Bakgrund Ventilationssystem i byggnader, fartyg eller andra stora anlaggningar omfattar normalt ventilationskanaler och en flakt som driver luft genom ventilationskanalerna. I manga system ingar ocksa andra komponenter, som varmevaxlare och fuktvaxlare, som har till uppgift att skapa ett behagligt inomhusklimat.

FOr att minska exponeringen for partiklar, bade fOr personer och fOr komponenter i ventilationssystemet, innefattar systemet normalt ett eller flera filter, anordnade for aft filtrera inkommande och/eller utggende luft.

Sadana filter är normalt fOrbrukningsvaror som maste bytas med vissa mellanrum. Eftersom sjalva filtret ar forknippat med en viss kostnad, liksom det arbete som atgar f6r aft byta det, sa finns det en allman onskan aft byta filter sa sallan som mOjligt, heist fOrst nar det natt sin tekniska livslangd.

Efterhand som filtret är i bruk fylls det gradvis med partiklar som franskilts ur den luft som filtreras. Nar filtret fylls blir motstandet stOrre for den luft som strOmmar genom filtret, sá aft flakten maste arbeta hardare. Nar flakten arbetar hardare drar den mer energi. Det finns darfOr samtidigt en Onskan om aft byta filtret sa ofta som mojligt fOr aft halla nere energifOrbrukningen.

Olika satt att overvaka filtrets tillstand presenteras i FR2770788A, U52005247194A, US2008014853A, JP2011191017A, US6035851A, 2 US2007146148A och US5036698A. Dessa forfaranden är dock inriktade pa aft fOrutsaga filtrets tekniska livslangd, alltsa under hur Fang tid filtret kommer aft fungera pa ett godtagbart sail. De tar inte hansyn till aft aven om ett filter fungerar godtagbart, alltsa ger tillrackligt god filtrering och tillrackligt lagt tryckfall, sa kan den totala resursatgangen faktiskt minskas genom all filtret bytes langt innan dess tekniska livslangd !opt ut.

Det behovs darfor ett fOrfarande for aft optimera tiden mellan filterbyten fOr aft uppna ett fOrbattrat totalt resursutnyttjande.

Sammanfattning Ett syfte är aft astadkomma ett fOrfarande och ett system fOr optimering av brukstiden for filter mellan filterbyten i ventilationssystem.

Uppfinningen definieras av bifogade sjalvstandiga patentkrav. UtfOringsformer framgar av de osjalvstandiga patentkraven, av den fOljande beskrivningen och av de bifogade ritningarna.

Enligt en fOrsta aspekt astadkoms ett fOrfarande fOr aft bestamma en optimal brukstid mellan filterbyten i ett ventilationssystem. FOrfarandet innefattar stegen aft ta emot minst ett filterhardvaruvarde, vilket motsvarar en resursmangd som fOrknippas med atminstone tillverkning av filtret, aft ta emot minst ett filterbruksvarde, vilket motsvarar en resursmangd eller en resursforbrukning som fOrknippas med anvandning av filtret, aft ta emot minst en uppmatt datapunkt som motsvarar ett upprnatt tryckfall Over filtret, samt aft bestamma namnda optimala brukstid fOr filtret utgaende fran namnda filterhardvaruvarde, filterbruksvarde och matdata.

Har ska uttrycket "filter" uppfattas som den enhet som i praktiken byts, som alltsa kan innefatta bara sjalva filtermediet, eller filtermediet plus en ram i vilket detta har monterats. Vidare kan uttrycket "filter" avse en enhet med endast ett filter eller en enhet innefattande tva eller flera enskilda filter som är sammankopplade i serie och/eller parallellt.

Uttrycket "filterhardvaruvarde" kan uppfattas som den resursatgang som är fOrknippad med ett filterbyte, dvs i forsta hand kostnaden fOr sjalva filtret (eller annan resursatgang, exempelvis koldioxidavtryck), men kan aven omfatta kostnaden far transport av filtret fran en distributionsplats till 3 anvandningsplatsen, kostnaden for arbetet med att byta filtret, som aven kan innefatta reskostnader, samt kostnaden for att omhanderta det farbrukade filtret.

Uttrycket "uppmatt tryckfall Over filtret" är ett matt pa det tryckfall som 5 faktiskt uppkommer Over det aktuella filtret nar detta sitter pa plats och anvands.

Fareliggande dokument baseras salunda pa insikten aft det ur filterkostnadsperspektiv är gynnsamt aft byta filtret sa sallan som mojligt, medan det ut flaktenergiperspektiv kan vara gynnsamt aft byta filtret med kortare interval!.

Utaver kostnadsperspektivet finns ocksa koldioxidperspektivet, eftersom produktionen (och distributionen) av sjalva filtret ger upphov till eft visst koldioxidavtryck pa miljon, liksom aven energiforbrukningen vid drift av flakten.

Fareliggande dokument avser salunda eft farfarande som majliggar planering av filterbyten far minimering av en resursatgang, exempelvis kostnaden eller koldioxidavtrycket.

FOrfarandet kan vidare innefatta stegen all skatta en sammanlagd resursatgang far en given tidsperiod utgaende fran filterhardvaruvardet och 20 filterbruksvardet, och aft bestamma den optimala brukstiden for att vasentligen minimera den sammanlagda resursatgangen.

Den totala resursatgangen under den givna tidsperioden kan bestammas med hjalp av en farsta faktor enligt vilken resursatgangen är omvant proportionell mot tiden, och en andra faktor enligt vilken resursatgangen är direkt proportionell mot tiden.

Den farsta faktorn kan bestammas som en produkt av filterhardvaruvardet, ett inverterat varde av brukstiden, en driftcykelkvot samt eventuellt en eller flera konstanter.

Den andra faktorn kan bestammas som en produkt av filterbruksvardet, eft luftflade genom filtret, ett genomsnittligt tryckfallsvarde Over filtret, brukstiden, en driftcykelkvot, ett inverterat varde av flaktens verkningsgrad, samt eventuellt en eller flera konstanter. 4 LuftflOdet ar normalt det nominella vardet, alltsa det som bestams av systemets kapacitet eller systemets installning.

Det genomsnittliga tryckfallsvardet kan bestamnflas utgaende frail vardena for minst tva datapunkter.

Det genomsnittliga tryckfallsvardet kan bestammas utgaende frail minst en skattad tryckfallsdatapunkt.

Det skattade tryckfallet kan ha formen Pa(t) = startpa*e", dar startpa är ett upprnatt startvarde fOr tryckfallet, b ar en miljOkoefficient och t ar tiden. Det uppmatta startvardet fOr tryckfallet kan bestammas som ett 10 genomsnittligt varde av minst tva uppmatta varden fOr tryckfallet.

Enligt en uffOringsform, eller fran bOrjan, kan miljOkoefficienten bestammas empiriskt.

Enligt en annan utforingsform, eller efter en inledningsfas, kan miljokoefficienten bestammas genom regressionsanalys dar atminstone nagra av datapunktsvardena anpassas till en exponentialfunktion.

Narmare bestamt kan miljokoefficienten bestammas med hjalp av uttrycket b = E„N=.° log (7)/t71, dar Po ar ett startvarde fOr tryckfallet, t ar Po tidpunkten fOr datapunkt nummer n, pn är tryckfallsvardet i datapunkt nummer n och N ar antalet datapunkter.

MiljOkoefficienten (b) kan bestammas med hjalp av N*E;(.0 tn*Pn—EI:Lo tn Eri-o Pn b =dar tf, ar tidpunkten fOr datapunkt nummer N*E71r=0 t4-(0 tii) n, p, ar tryckfallsvardet i datapunkt nummer n, och N ar antalet datapunkter. FOrfarandet kan ocksa innefatta steget aft avgora huruvida tryckfallet Over filtret Okar vasentligen linjart med tiden.

FOrfarandet kan vidare innefatta stegen aft bestamma koefficienter i en linjar ekvation utgaende fran atminstone vissa av matdatapunkterna, foretradesvis alla utom de senaste, aft infoga en tidpunkt for en senaste matdatapunkt i den linjara ekvationen, aft jamfOra ett salunda skattat tryckfall med ett motsvarande uppmatt tryckfall, att, om skillnaden mellan det skattade och det uppmatta tryckfallet ar mindre an ett fOrvalt troskelvarde, faststalla aft tryckfallet Okar vasentligen linjart med tiden, och att, om skillnaden mellan det skattade och det uppmatta tryckfallet ar stOrre an det fOrvalda troskelvardet, faststalla aft tryckfallet Okar vasentligen exponentiellt med tiden.

Om det har faststallts aft tryckfallet okar vasentligen exponentiellt kan minst tva olika miljOkoefficienter skattas, utgaende fran olika antal matdatapunkter, och den av de salunda skattade koefficienterna som är stOrst anvands fOr bestamning av det skattade tryckfallet.

Enligt en utfOringsform kan resursen vara en kostnad.

Enligt en annan utforingsform kan resursen vara ett koldioxidavtryck.

FOrfarandet kan vidare innefatta steget aft ta emot ett filterbytesvarde, vilket motsvarar en resursmangd som är fOrknippad med filterbyte, varvid den optimala brukstiden fOr filtret bestams ocksa med beaktande av filterbytesvardet.

FOrfarandet kan vidare innefatta steget aft uttrycka den optimala brukstiden fOr filtret i ett format som är lasbart fOr anvandaren. Den optimala brukstiden kan exempelvis uttryckas som en del av ett diagram, som ett datum eller som den tidsperiod som aterstar fram till den optimala filterbytestidpunkten.

Enligt fOrfarandet kan namnda minst en uppmatt datapunkt innefatta minst en datapunkt som är starre an ett startvarde och mindre an ett slutvarde fOr tryckfallet Over filtret, och som ligger minst cirka 5, foretradesvis cirka 10, 20 eller 30 dagar fran saval en tidpunkt for startvardet for tryckfallet som en tidpunkt for slutvardet for tryckfallet.

Datapunkterna kan salunda vara utspridda Over filtrets livslangd, och behtiver inte vara begransade till perioder strax fOre eller efter ett filterbyte.

Enligt en andra aspekt astadkoms ett fOrfarande fOr optimering av filterbyten vid flera olika filterplatser. FOrfarandet innefattar de steg som beskrivits ovan for vardera av minst tva av filtren, som är av olika slag.

FOrfarandet innefattar ocksa steget aft ta fram ett bytesschema for namnda minst tva av filtren, baserat pa den optimala brukstiden for respektive filter.

Den optimering som uppnas med det beskrivna forfarandet kan alltsa anvandas som indata till ett schemasystem, som kan anvandas for schemalaggning av filterunderhallet. Filterbytena kan salunda schemalaggas utgaende fran den optimala brukstiden fOr vane filter, med vederborligt beaktande av exempelvis det faktum aft det kan vara mer fordelaktigt att byta 6 tva filter samtidigt pa en viss plats (eller pa intilliggande platser) an aft Ora en resa fOr vane enskilt filterbyte.

Enligt en andra aspekt astadkoms ett system for overvakning av ett ventilationssystem, innefattande organ fOr att ta emot ett filterhardvaruvarde, vilket motsvarar en resursmangd som är fOrknippad med atminstone tillverkning av filtret, organ for att ta emot ett filterbruksvarde, vilket motsvarar en resursmangd som är forknippad med anvandning av filtret, matorgan for att mata ett tryckfall Over ett filter som anvands i namnda ventilationssystem, samt behandlingsorgan for att bestamma en optimal brukstid for filtret utgaende fran namnda filterhardvaruvarde, filterbruksvarde och matdata.

Systemet kan konfigureras for tillampning av ovan beskrivna fOrfarande eller fOrfaranden.

Behandlingsorganet kan utgOras av en mobil handburen apparat. Behandlingsorganet kan alltsa utgOras av en "smart mobil", en barbar dator 15 eller en pekplatta (exempelvis en iPad®).

Kortfattad ritningsbeskrivning Figur 1 visar schematiskt ett ventilationssystem 1, dar uppfinningen kan tillampas.

Figur 2 är ett schematiskt schema Over en programvarustruktur for tillampning av tekniken enligt foreliggande uppfinning.

Figurerna 3-7 an olika exempel pa programvarans anvandargranssnitt. Figurerna 8-12 är diagram som visar berakningsresultat utgaende fran exempel pa varden.

Beskrivning av utforingsformer Figur 1 visar schematiskt ett ventilationssystem 1, som kan ha till uppgifter aft tillfora/avlagsna luft till/fran rummen i exempelvis en byggnad. Systemet 1 innefattar ventilationskanaler 20, 22, en flakt 21 few att trycka luft genom ventilationskanalerna och en filtermodul 10, anpassad for aft hysa en utbytbar filterkassett 11. I filtermodulen 10 finns eft matdon 12a, 12b for matning av tryckfallet Over filtret. Matdonet kan exempelvis innefatta en forsta 7 och en andra tryckgivare 12a, 12b. Matdonet kan vara anslutet till ett styrdon som kan vara anpassat fOr att ta emot matdata fran tryckgivarna 12a, 12b. Styrdonet 30 kan vara anordnat fOr aft ta emot ett tryckvarde fran vardera givaren 12a, 12b och berakna tryckfallet. Alternativt kan givarna vara 5 anordnade fOr direkt matning av tryckfallet, sá att styrdonet 30 bara far ta emot ett enda varde.

Styrdonet 30 kan vara anordnat for att avlasa varden fran givarna 12a, 12b kontinuerligt, eller med forvalda intervall, och aft lagra mottagna data i minnet. Alternativt kan styrdonet 30 vara anordnat for aft avlasa varden fran givarna endast pa anmodan.

Styrdonet 30 kan vara anordnat for aft kommunicera med en fjarrenhet som kan vara en dator, en mobiltelefon/smart mobil osv.

Enligt en utfOringsform kan styrdonet 30 utgaras av en for andamalet avsedd enhet med ett granssnitt mot givarna, samt en kommunikationsanordning, som kan vara utformad for aft kommunicera exempelvis med SMS (korta textmeddelanden) eller via Wi-Fi (ftp, mejl osv) Denna enhet kan vara utformad fOr aft skicka givardata med forvalda intervall eller pa anmodan. Enheten kan t.ex. vara anordnad for aft svara automatiskt pa eft inkommande textmeddelande med att skicka det fOrhandenvarande givarvardet. Enheten behover darmed inte ha nagot eget minne eller processor, utan behiiver bara aktuella granssnitt och en a/d-omvandlare. I denna utforingsform kan all datalagring och -bearbetning ske i fjarrenheten 31, mojligen med en sakerhetskopieringsfunktion tillganglig.

Enligt en annan utfOringsform kan programvara finnas for aft utfOra de hari beskrivna fOrfarandena, i form av ett program som ligger i styrdonet eller i en dator som kommunicerar med styrdonet, och som kan nas fran fjarrenheten, t.ex. via en webblasare. Ett annat alternativ är aft programvaran finns i form av en nedladdbar applikation (en sa kallad "app") som laddas ned till tjarrenheten. Enligt en utfOringsform är programvaran en app som har utformats fOr anvandning pa en smart mobil, exempelvis en iPhonee, eller en pekplatta, exempelvis en iPade, som kommunicerar direkt med styrdonet och har en sakerhetskopieringsfunktion antingen genom dockning till en varddator eller via en molnbaserad tjanst (exempelvis iCloude). 8 Programvaran kan ha den struktur som visas i figur 2, med en huvudmeny 40, ett Oversiktsfonster 41, ett fOnster 42 fOr inmatning av filterdata, omfattande for vane filter miljodata 43, filterspecifika data 44, tryckfallsdata 45, livscykelkostnadsoptimering 46 och koldioxidavtrycksoptimering 47.

FOnstret 42 fOr inmatning av filterdata är anpassat for tillagg av fler filter eller fOr andring eller tillagg av data fOr ett befintligt filter. Vid tillagg av ett nytt filter kan fOnstret ha en forsta del 43 eller flik for inmatning av systemdata fOr den aktuella filterplatsen. Dessa systemdata kan omfatta luftflOde 431 (t.ex. i m3/h), flakttyp 432 (t.ex. varvtalsstyrd/icke varvtalsstyrd), drifttid 433 (i procent eller timmar per dag osv.), lufttyp 434 (t.ex. flagon av kategorierna "stadskarna", "stad", "landsbygd"), filtersteg 435 (om flera filter sitter anordnade i serie), energityp 436 (t.ex. "svensk blandning", "europeisk blandning", "gren energi"), energikostnad 437 (t.ex. pris per kWh) och flaktens verkningsgrad 438 (t.ex. i procent).

En andra del 44 eller flik kan finnas fOr inmatning av filterdata fOr ett visst system. Denna andra del 44 kan ha ett inmatningsfOnster 441 och ett tabellfOnster/oversiktsfOnster 442. I filterdata kan inga sadana uppgifter som antalet filter 443, typen av filter 444, artikelnummer fOr filter 445, filterkostnad 446 och det koldioxidavtrycksvarde 447 som ar f6rknippat med ett filter. I filterdata kan aven om sa Onskas inga uppgifter om t.ex. filterstorlek (area) och filtermaterial. Det kan ocksa finnas mojlighet fOr anvandaren eller systemet aft ange om och i sa fall nar ett filter har bytts. Det kan finnas en meny Over olika filtertyper, vilkas data finns forprogrammerade.

En tredje del 45 eller flik kan finnas for inmatning av tryckfallsvarden fOr eft visst filter. Denna tredje del kan innefatta eft statusfalt 451 som visar datum for nasta filterbyte och ett annat falt 452 som visar prognostiserat tryckfallsvarde vid detta datum fOr filterbyte. Inmatningen kan leda till aft systemet avlaser respektive styrdon 30 eller givare 12a, 12b; det kan innefatta en funktion for ett avlasningsschema, en funktion fOr visning av data (push) fran styrdonet 30, eller en funktion for manuell inmatning av data. I normalfallet skulle vane inmatning omfatta ett datum, eventuellt en klocktid, samt eft tryckfallsvarde (t.ex. i Pa) eller nagot annat motsvarande varde. Den 9 tredje delen kan ocksa visa ett prognostiserat varde pa tryckfallet, vilket skulle beraknas pa nedan angivna satt. Prognosen kan visas som ett diagram 453 dar tryckfallet avsatts mot tiden. Uppmatta datapunkter kan visas som punkter i diagrammet, och diagrammet kan ocksa visa ett datum nar tryckfallet blir kritiskt (dvs. nar filtrets livslangd lOper ut) och/eller ett rekommenderat (eller optimalt) datum for nasta filterbyte. Det kan finnas en tabell 454 som visar de uppmatta datapunkterna som tryckfallsvarden tillsammans med tillhOrande datum.

En fjarde del 46 eller flik kan finnas for visning av resultatet vid optimering kw en fOrsta resurs, exempelvis kostnad. Denna fjarde del kan innefatta ett statusfalt 461 som visar datum for nasta filterbyte och ett annat fait 462 som visar prognostiserat tryckfallsvarde vid detta datum for filterbyte. Resultatet kan visas som ett diagram 464 som visar totalkostnaden Ctotai som en funktion av bytestidpunkten T. Den optimala bytestidpunkten T kan visas i diagrammet samt aven resterande livslangd for det filter som ar i bruk. Det ar ocksa mojligt aft i ett separat diagram 463 och/eller i numerisk form visa de komponenter f(T), e(T) som ger upphov till totalkostnaden Ctotal. Kostnaden kan summeras for en fOrvald tidsperiod, exempelvis ett ar.

En femte del 47 eller flik kan finnas fOr visning av resultatet vid optimering Mr en andra resurs, exempelvis koldioxidavtryck. Denna femte del kan innefatta ett statusfalt 471 som visar datum for nasta filterbyte och ett annat falt 472 som visar prognostiserat tryckfallsvarde vid detta datum for filterbyte. Visningen kan motsvara visningen i den fjarde delen 46, varvid optimeringen baseras pa koldioxidavtryck istallet Mr pa kostnad, varvid det arliga koldioxidavtrycket visas i 473, 474, uttryckt exempelvis kg CO2/ar.

Den kan papekas aft inmatningsfunktioner och utmatningsfunktioner kan vara olika till funktion och utseende.

Nedan beskrivs optimeringsalgoritmen. Utgaende fran inmatade data enligt ovan leder en forsta del av optimeringsalgoritmen till en prognos fOr tryckfallsutvecklingen.

Fran bOrjan, da det saknas tryckfallsvarden eller bara finns ett tryckfallsvarde att tillga, skattas tryckfallsvardet med hjalp av formel 1 nedan, dar Pa(t) ar skattat tryckfallsvarde vid tiden t (som exempelvis kan vara uttryckt i timmar); startpa ar det uppmatta startvardet fOr tryckfallet; airtype ar en konstant som kan bestammas empiriskt och ar specifik for en viss typ eller klass av luft (t.ex. "luft fran stadskarnan", "stadsluft", "landsbygdsluft" eller "franluft").

Pa(t) = startpa * eairtype*t(formel 1) Konstanten airtype fOr en given typ av luft (eller for en given plats) kan bestammas empiriskt, genom provning av filter enligt flagon given standard, 10 exempelvis EN 13779, for en given plats.

Erfarenheten har klargjort fdr uppfinnarna aft tryckfallet tenderar aft variera under den fOrsta delen av ett filters brukstid, vilket kan Ora prognosen mindre saker. Efterhand som fler tryckfallsvarden blir tillgangliga kan startpa beraknas som medelvardet av dessa tryckfallsvarden. Det ar majligt aft vikta de uppmatta tryckfallsvardena, sa aft varden som uppmatts senare ges store vikt. Denna medelvardesberakning av startpa kan utforas exempelvis under de fOrsta cirka 1-45 (fOretradesvis cirka 15-25, cirka 25-35 eller cirka 30) dagarna efter installation av ett nytt filter. Denna tidsperiod for medelvardesberakning benamns har "startperioden".

Det ar ocksa mOjligt att berakna startpa med hjalp av en rad uppmatta tryckfallsvarden fran tidigare motsvarande filterbyten. Information fran tidigare motsvarande filterbyten kan ocksa anvandas for prognostisering av tryckfallet, sa aft prognosen blir sakrare, om filtren är identiska och sitter pa samma plats i systemet.

Efter startperioden, efterhand som fler matvarden blir tillgangliga, kan tryckfallet skattas med hjalp av forme! 2 nedan, dar b ar en konstant som beraknas med hjalp av formal 3.

Pa(t) = startpa *(forme! 2) b = ZZ=c, log (717-1)/t7,(formal 3) Po 11 I formel 3 ar N antalet matdata och ion ar det uppmatta tryckfallsvardet vid tidpunkten tn. Da kommer formel 3 aft gala att de uppmatta tryckfallsdatapunkterna anpassas till exponentialfunktionen i formel 2.

Resursatgangen (t.ex. kostnaden eller koldioxidavtrycket) far en given brukstid T far filtret har tva element: I)resursatgangen for filtret eller filterenheten sjalv under denna brukstid (dvs. resursatgangen far tillverkning, distribution och/eller atervinning/kassation av filtret) samt ii)resursatgangen far matning av luft genom filtret, dvs. far drift av flakten.

Det kan papekas aft resursen kan utgoras av en kostnad eller exempelvis koldioxidavtryck pa miljan.

Resursatgangen far filtret eller filterenheten ges av formel 4 nedan, dar f(T) ar resursatgangen, Cmter är resursatgangen far filtret/filterenheten, Rup ar drifttiden (exempelvis uttryckt i h/dag). f (T) = C filter*36*Rup T (forme! 4) Resursatgangen far driften av filtret ges av forme! 5 nedan, dar e(T) är resursatgangen, Cuse ar resursatgangen per drifttidsenhet, Q ar luftfladet, Pavg ar det genomsnittliga tryckfallsvardet enligt forme! 6 nedan och qf, ar flaktens verkningsgrad.

Q* PavgI e (T) = Cuse* 065 * Rup) ifael000 (formel 5) Pavg = ;for Pa(t)dt(formel 6) Det genomsnittliga tryckfallsvardet under en given tidsperiod T beraknas alltsa enligt formel 2, som ger tryckfallet far filtrets hela livslangd 30 utgaende fran uppmatt data, medan det farvantade framtida tryckfallsvardet är skattas.

Den totala resursatgangen Ctotal ar surnman av de tva elementen, enligt forme! 7 nedan: 12 Ctotal = f (T) + e(T)(formel 7) Som framgar av genomgangen ovan minskar det fOrsta elementet f(T) nar filtrets brukstid okar, dvs. det är omvant proportionellt mot tiden T. A andra sidan Okar det andra elementet e(T) nar filtrets brukstid okar, dvs. det är direkt proportionellt mot tiden T.

Under hanvisning till figurerna 8-12 fOljer nedan ett exempel, baserat pa realistiska varden.

FOr exemplet galler fOljande antaganden: luftflodet Q=0,9444 m3/h; filtrets dagliga drifttid Rup=16 h; filterkostnaden Cfifter=550 SEK, filtrets koldioxidavtryck CO2fi1ter=13 kg; energikostnaden Cuse=1,1 SEK/kWh; flaktens verkningsgrad ryan=50%; lufttypen airtype=0,00015.

I ett fOrsta fall, da det uppmatta tryckfallet är 80 Pa, kommer det prognostiserade tryckfallet enligt forme! 1 att fOlja kurvan i figuren 8, dar tiden i timmar avsatts langs den vagrata axeln.

Den sammanlagda arliga filterkostnaden enligt formel 4 framgar av figur 9.

Det genomsnittliga tryckfallsvardet vid olika bytesintervall T beraknas med forme! 6 och illustreras i figur 10.

Energikostnaden som funktion av bytesintervallet T beraknas med formel 5 och illustreras i figur 11.

Totalkostnaden Ctotal beraknas med formel 7 och illustreras i figur 12. Figur 12 visar all man tycks uppna lagst kostnad genom att ha ett bytesintervall T pa cirka 5000 h, vilket med en drifttid Rup om 16 h/dag innebar filterbyte var 11e manad.

Figur 12 visar salunda schematiskt ett exempel pa de tva elementen och hur de kan summeras. Man ser att summakurvan Ctotal har ett tydligt minimum, dar man alltsa hittar den optimala tiden mellan filterbyten. 30 Optimeringen innebar alltsa en bestamning av denna tid T.

De erhallna optimeringsresultaten kan anvandas for att planera filterbyten i ett eller flera ventilationssystem. Genom att kombinera filterbytesintervallet T och kalenderdata kan man bestamma vid vilka 13 tidpunkter byten bor gOras, och detta kan i sin tur anvandas vid planering av arbetsfOrdelning.

Man kan exempelvis ha ett diagram (ej avbildat) som visar antalet filter (t.ex. det totala antalet filter eller antalet filter per anlaggning) med en viss status i fraga om aterstaende livslangd. Exempelvis kan filter med mer an 20 veckors aterstaende livslangd sammanfOras i en forsta grupp, filter med fyra till 20 veckor kvar kan bli en andra grupp, filter med noll till fyra veckor kvar kan bli en tredje, och filter som borde ha bytts kan vara en fjarde grupp.

Enligt en annan utfOringsform kan man fa data i relation till den geografiska positionen for vane filter och/eller system. Sadana data kan anvandas for att basera planeringen av filterbyten inte bara pa det forutspadda tillstandet for respektive filter, utan ocksa pa den kostnad och/eller det koldioxidavtryck som kan kopplas till bytet av filtret i fraga. Exempelvis kan arbets- och transportkostnaden och/eller koldioxidavtrycket for ett byte av ett visst filter beraknas, och sedan anvandas som en faktor vid optimeringen.

Det är ocksa mOjligt aft infora en algoritm for planering av transportvagarna sa att transportarbetet minimeras for filtren och/eller restiden minimeras Mr personalen som byter filter pa olika anlaggningar.

Det som beskrivs i foreliggande dokument är sarskilt anvandbart i ventilationssystem som styrs for att avge ett konstant luftflOde. Sadana ventilationssystem är vanliga i byggnader och andra stora och/eller stationara anlaggningar, exempelvis oljeplattformar och havsgaende fartyg. Filter dar det som beskrivs i foreliggande dokument kan anvandas kan vara filter av typerna G3-F9 enligt EN779 och H10-H14 enligt EN1822. Sadana filter kan vara av typen sackfilter, fickfilter, filterkuddar, panelfilter eller veckade kompakffilter. I normalfallet lampar sig det som beskrivs i foreliggande dokument for filter med relativt stora luftfloden, exempelvis Over cirka 0,1 m3/s eller Over cirka 0,47 m3/s.

Det är mOjligt aft forfina algoritmerna som beskrivs i fOreliggande dokument genom aft lagga till ytterligare givardata. Man kan exempelvis ha data som anger mangden partiklar i luften. 14 SOkanden har noterat aft tryckfallet over filtret under inledningen av filtrets brukstid Okar vasentligen linjart med tiden, men senare under brukstiden istallet bOrjar Oka vasentligen exponentiellt. FOr att aka noggrannheten hos prognosen for filtrets livslangd kan det vara Onskvart att bestamma huruvida ett visst filter befinner sig i sin "linjara fas" eller sin "exponentiella fas".

Ett satt aft faststalla detta kan vara aft anpassa N stycken uppsattningar matdata, vardera innefattande ett tidvarde och ett tryckfallsvarde, till en fOrstagradsekvation enligt formel 8. y(t)=Iel-Em(formel 8) Matdata, normalt alla utom den senaste datapunkten, infOrs normalt i formel 9 nedan, sa aft koefficienterna m och k kan beraknas.

Vf.0Einv=o Pn 1(formel 9) [71[E17,(=0t, E'n't=0[EL0 Pn * tn Om man i formel 8 infor koefficienterna m, k som erhallits fran formel 9 kan man skatta ett tryckfallsvarde vid tidpunkten for den senaste matningen. Sedan kan detta skattade tryckfallsvarde jamforas med det faktiska (alltsa det uppmatta vardet) vid tidpunkten i fraga, och skillnaden kan bestammas och uttryckas exempelvis som eft procenttal.

Skillnaden kan sedan jamfOras med ett fOrvalt troskelvarde, varvid filtret bedOrns vara kvar i sin linjara fas om skillnaden är mindre an detta. TrOskelvardet kan exempelvis vara cirka 10-30%, fOretradesvis cirka 20% for filtrets fOrsta 2000 driftstimmar.

TrOskelvardet kan andras beroende pa hur lange filtret har varit i drift. Det kan exempelvis minska med tiden. TrOskelvardet kan vara cirka 10%30% for filtrets forsta 2000 drifttimmar, cirka 5%-15% (fOretradesvis cirka 10%) RV filtrets nasta 2000 drifttimmar och cirka 2%-7% (foretradesvis cirka 5%) nar filtret har varit i drift under 4000 timmar eller langre.

Observera aft det gar all ange eft godtyckligt antal troskelvarden, och enligt en utfOringsform kan trOskelvardet beraknas som en funktion av drifttiden.

Algoritmen kan alltsa gOras alit kansligare for avvikelser fran den linjara funktionen efterhand som filtret anvands.

Antalet matdatapunkter som anvands for att bestamma miljOkoefficienten b i formel 2 kan ocksa variera, beroende pa om filtret befinner sig i den linjara fasen eller inte.

Om filtret bedoms befinna sig i den linjara fasen kan alla matpunkter anvandas fOr att skatta koefficienten b.

Om filtret bedOrns befinna sig i den exponentiella fasen kan ett mindre antal punkter anvandas for att skatta koefficienten b. Exempelvis kan olika skattningar gOras utgaende fran de senaste tva, tre, fyra eller fern datapunkterna, vilket resulterar i tva eller flera olika varden pa koefficienten b. NormaIt valjer man det hogsta vardet pa b nar man ska Ora en prognos (med hjalp av forme! 2).

Formal 10 nedan visar hur man bestammer koefficienten b fOr N stycken uppsattningar matdatapunkter. bN.EnN.otn.pn-EnN=otnEnNr Pn N*Motri—(Motn) (forme! 10) Den koefficient som erhalls med hjalp av forme! 10 satts in i forme! 2' fOr skattning av tryckfallsvardet. p(t) = lastPoint -pressure * e 0 < t < max Time(formel 2') Tiden for vane skattad tryckfallsdatapunkt adderas till tiden for det 25 senaste uppmatta vardet. + lastPointtime, pall Slutligen kan man observera att det genomsnittliga tryckfallsvardet efter en drifttid pa T fOr filtret alternativt kan beraknas med hjalp av forme! 6' nedan, dar N är antalet uppsattningar matdatapunkter vid tiden T.

Pavg(T) =t) Pn+1+Pn tN L■rt-0 Vtn+1n2 (formel 6') 16 Det pavg som erhalls fran formel 6' kan infogas i formel 5.

Den resurs som optimeringen baseras pa kan som namndes tidigare vara kostnad eller koldioxidavtryck. Andra icke-begransande exempel pa resurser kan vara transportarbete eller andra miljoeffekter (exempelvis utslapp av fOroreningar).

Claims (24)

17 Patentkrav

1. FOrfarande fOr att bestamma en optimal filterbrukstid (Topt) mellan bytena av ett filter i ett ventilationssystem, innefattande fOljande steg: aft ta emot minst ett filterhardvaruvarde som motsvarar en resursmangd som ar forknippad med atminstone tillverkning av filtret, aft ta emot minst ett filterbruksvarde som motsvarar en resursmangd eller resursforbrukning som ar forknippad med anvandning av filtret, aft ta emot minst en uppmatt datapunkt (ta, pn) som motsvarar ett uppmatt tryckfall over filtret, och att bestamma namnda optimala filterbrukstid (Tow) utgaende fran namnda filterhardvaruvarde, namnda filterbruksvarde och namnda matdata.

2. FOrfarande enligt krav 1, ocksa innefattande fOljande steg: aft skatta en total resursatgang for en given tidsperiod (T) utgaende fran filterhardvaruvardet och filterbruksvardet, och aft bestamma den optimala filterbrukstiden (7-00) som vasentligen minimerar den totala resursatgangen.

3. FOrfarande enligt krav 2, varvid den totala resursatgangen fbr den givna tidsperioden (7) bestams av: en fOrsta faktor ( f(T) ) enligt vilken resursatgangen ar omvant proportionell mot tiden (D, och en andra faktor ( e(T) ) enligt vilken resursAtgangen ar direkt proportionell mot tiden (D.

4. FOrfarande enligt krav 3, varvid den fOrsta faktorn ( f(T) ) bestams som en produkt av filterh6rdvaruvardet (Cfilter), eft inverterat varde av brukstiden (T), en driftcykelkvot (Rut)), och eventuellt en eller flera konstanter.

5. FOrfarande enligt krav 3 eller 4, varvid den andra faktorn ( e(T) ) bestams som en produkt av filterbruksvardet (Cuse), ett luftflOde (Q) genom filtret, eft genomsnittligt tryckfall (pavg) Over filtret, tiden (D, en driftcykelkvot 18 (Rup), ett inverterat varde av en flakts verkningsgrad (t/fan) och eventuellt en eller flera konstanter.

6. FOrfarande enligt krav 5, varvid det genomsnittliga tryckfallet bestams utgaende fran vardena hos minst tva stycken av namnda uppmatta datapunkter (tn, Pn).

7. FOrfarande enligt krav 5 eller 6, varvid det genomsnittliga tryckfallet bestams utgaende fran minst en skattad tryckfallsdatapunkt.

8. FOrfarande enligt krav 7, varvid det uppmatta tryckfallet har formen Pa(t) = startpa*ebl, dar startpa ar ett startvarde far tryckfallet, b ar en miljakoefficient och t ar tiden.

9. FOrfarande enligt krav 8, varvid startvardet far tryckfallet (startpa) bestams som ett genomsnittligt varde av minst tva uppmatta data (tn, pn).

10. Forfarande enligt krav 8 eller 9, varvid miljokoefficienten (b) bestams empiriskt.

11. FOrfarande enligt krav 8 eller 9, varvid miljokoefficienten (b) bestams utgaende fran en regressionsanalys dar minst tva stycken uppmatta datapunkter (tn, pn) matchas mot en exponentialfunktion.

12. FOrfarande enligt krav 8, varvid miljokoefficienten (b) bestams med hjalp av uttrycket b = Elrvi=c, log (7)/tn, varvid Po är ett startvarde for Po tryckfallet, och varvid tn ar tidpunkten far datapunkt nummer n, pn ar tryckfallet hos datapunkt nummer n och N ar antalet datapunkter.

13. FOrfarande enligt krav 8, varvid miljakoefficienten (b) bestams med hjalp av uttrycket b = N*En0tn*Pn-I11=0tnE71=°Pn varvid tr, ar tidpunkten for N.E7 1. 0 t- (E0 tn)2 datapunkt nummer n, pn ar tryckfallet hos datapunkt nummer n och N ar antalet datapunkter. 19

14. FOrfarande enligt nagot av foregaende krav, ocksa innefattande steget att faststalla huruvida tryckfallet over filtret Okar vasentligen linjart med tiden.

15. FOrfarande enligt krav 14, ocksa innefattande foljande steg: att bestamma koefficienterna i en linjar ekvation utgaende fran Atminstone vissa av matdatapunkterna, foretradesvis alla utom de senaste matdatapunkterna, att infoga en tidpunkt for en senaste matdatapunkt i den linjara ekvationen, att jamfOra ett salunda skattat tryckfall med ett motsvarande uppmatt tryckfall, att faststalla att tryckfallet tikar vasentligen linjart med tiden om skillnaden mellan det skattade tryckfallet och det uppmatta tryckfallet är mindre an ett fOrvalt trOskelvarde, och att faststalla att tryckfallet akar vasentligen exponentiellt med tiden om skillnaden mellan det skattade tryckfallet och det uppmatta tryckfallet är stOrre an det forvalda trOskelvardet.

16. FOrfarande enligt krav 14 eller 15, varvid minst tva olika miljokoefficienter (b) skattas utgaende fran olika antal matdatapunkter om det faststalls att tryckfallet akar vasentligen exponentiellt, och den salunda beraknade koefficienten (b) som har stOrst varde anvands fOr bestamning av det skattade tryckfallet.

17. FOrfarande enligt nagot av fOregaende krav, varvid resursen utgors av en kostnad.

18. FOrfarande enligt n6got av kraven 1-16, dar resursen utgOrs av ett koldioxidavtryck.

19. Rirfarande enligt nagot av foregaende krav, ocksa innefattande steget aft ta emot ett filterbytesvarde som motsvarar en resursmangd som ar forknippad med filterbytet, varvid den optimala filterbrukstiden (Too) aven bestams med avseende pa filterbytesvardet.

20. FOrfarande enligt nagot av foreggende krav, ocksa innefattande steget aft visa den optimala filterbrukstiden (Too) i ett format som kan avlasas av anvandare.

21. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda minst en uppmatt data (tn, pn) innefattar minst en datapunkt som ar stone an ett startvarde for tryckfallet och mindre an ett slutvarde fOr tryckfallet fOr filtret, och som ligger minst cirka 5, fOretradesvis cirka 10, cirka 20 eller cirka 30, dagar fran saval en tidpunkt for startvardet for tryckfallet som en tidpunkt for slutvardet for tryckfallet.

22. Forfarande fOr optimering av filterbytena pa flera olika filterplatser, innefattande fOljande steg: aft tillampa fOrfarandet enligt nagot av foregaende krav for vardera av minst tva av filtren, varvid namnda filter är av olika typ, och aft faststalla ett bytesschema fOr namnda minst tva av filtren utgaende fran deras respektive optimala filterbrukstid (Too).

23. System Rig. Overvakning av ett ventilationssystem, innefattande: organ for mottagande av ett filterhardvaruvarde som motsvarar en resursmangd som ar fOrknippad med atminstone tillverkning av filtret, organ for mottagande av ett filterbruksvarde som motsvarar en resursmangd som är forknippad med anvandning av filtret, matorgan for matning av ett tryckfallsvarde Over ett i namnda ventilationssystem anordnat filter, och behandlingsorgan for bestamning av en optimal filterbrukstid (Tow) utgaende fran namnda filterhardvaruvarde, namnda filterbruksvarde och namnda matdata. 21

24. System enligt krav 23, varvid namnda bearbetningsorgan utgors av en mobil handburen anordning. 1/ 1121 r— _r- I I I I I I I I II II II II II II II II 22 12a 12b - '-. 31