TW202349230A - Computing system for reducing electrical machine carbon emissions including a refrigeration circulation system, a controller, a measuring unit and a computing unit - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於一種降低電機碳排放之計算系統,特別是指一種降低電機碳排放之計算系統。 The present invention relates to a calculation system for reducing carbon emissions from motors, and in particular, to a calculation system for reducing carbon emissions from motors.
習用碳交易系統及碳交易平台係如臺灣申請第107147891號專利案,其主要構成特徵為:包含需求方於交易平台中依據所需的碳權類別設定至少一個碳權類別的交易需求及期待之交易價格。供給方於交易平台中依據供給的碳權類別設定至少一個碳權類別的供給需求及期待之交易價格。交易平台提供交易媒合資訊及碳權市場價格資訊。依據交易媒合資訊及碳權市場價格資訊,需求方及供給方透過交易平台尋商競價以進行碳交易。以區塊鏈技術為交易基礎以提供安全及及時的交易環境。 The customary carbon trading system and carbon trading platform are as shown in Taiwan's patent application No. 107147891. Its main features are: including the demand side setting the trading needs and expectations of at least one carbon right category based on the required carbon right category in the trading platform. transaction price. The supplier sets the supply demand and expected transaction price of at least one carbon right category in the trading platform based on the supplied carbon right category. The trading platform provides trading brokerage information and carbon rights market price information. Based on transaction matchmaking information and carbon rights market price information, the demand side and the supply side seek bids through the trading platform to conduct carbon transactions. Blockchain technology is used as the basis for transactions to provide a safe and timely transaction environment.
習用碳排放追蹤器、碳排放追蹤系統及碳排放追蹤方法係如臺灣申請第100103336號專利案之構成特徵為:一本體、一電源輸入介面、一電源輸出介面、一電源偵測單元、一通訊單元、一記憶單元及一處理單元。電源偵測單元用以偵測電器產品的用電量。處理單元用以依據一設定時間 區段累計用電資料,並將各個時間區段內的用電資料儲存於記憶單元,處理單元透過通訊單元將記憶單元所儲存的用電資料定時傳送至一資料中心,且碳排放追蹤器傳送至資料中心的用電資料包括電器產品的身份資訊; The conventional carbon emission tracker, carbon emission tracking system and carbon emission tracking method are as follows: a body, a power input interface, a power output interface, a power detection unit, and a communication unit, a memory unit and a processing unit. The power detection unit is used to detect the power consumption of electrical products. The processing unit is used according to a set time The section accumulates electricity consumption data and stores the electricity consumption data in each time section in the memory unit. The processing unit regularly transmits the electricity consumption data stored in the memory unit to a data center through the communication unit, and the carbon emission tracker transmits The electricity consumption data sent to the data center includes the identity information of electrical products;
關於降低電機碳排放之計算系統之先前技術,請另參考申請TW098133367、TW098134352、TW100103320、TW100103320、TW105133604、TW105138036、TW106115861、TW107135547號專利案與公告CA3106666A1、US2011178833A1、US2020118144A1號專利案所提到上述的問題,均處在計算複雜、高成本,在本發明中低成本的製造本發明,對產業相當實用化。 Regarding the prior technology of the calculation system for reducing motor carbon emissions, please also refer to the patent applications and announcements CA3106666A1, US2011 The above issues mentioned in patent cases No. 178833A1 and US2020118144A1 , are all subject to complex calculation and high cost. In the present invention, low-cost manufacturing is possible, which is quite practical for industry.
本發明之目的即在於提供一種降低電機碳排放之計算系統,將計算而得的四個特徵數據(該第一正值、該第二正值、該第三正值以及該第四正值)透過類神經網路估算冷機循環系統與該風扇的節電狀態,而能夠快速計算排碳量。 The purpose of the present invention is to provide a calculation system for reducing the carbon emissions of motors, which uses the calculated four characteristic data (the first positive value, the second positive value, the third positive value and the fourth positive value) The power saving status of the cooling cycle system and the fan is estimated through a neural network, and the amount of carbon emissions can be quickly calculated.
可達成上述發明目的第一實施例之降低電機碳排放之計算系統,包括有: The calculation system of the first embodiment of the invention that can achieve the above-mentioned purpose of reducing motor carbon emissions includes:
一冷機循環系統,為以一蒸發器將一製冷劑由液態蒸發成氣態,再由一壓縮機將氣態的該製冷劑壓縮成液態再輸出至一冷凝器,該冷凝器再將液態的該製冷劑循環至該蒸發器,並以一風扇經配置在該冷凝器的第一側; A refrigeration cycle system uses an evaporator to evaporate a refrigerant from a liquid state into a gaseous state, and then uses a compressor to compress the gaseous refrigerant into a liquid state and then outputs it to a condenser. The condenser then refrigerates the liquid state. The agent is circulated to the evaporator, and a fan is disposed on the first side of the condenser;
一控制器,係接受命令以產生一第一驅動訊號來驅動該風扇正轉從而產生一正壓流體使該冷凝器產生的熱量從第一側往第二側排出,在該風扇停止運轉後,自動產生一第二驅動訊號的操作條件來驅動該風扇逆轉而產生一負壓流體由該冷凝器的第二側往第一側移動,以對該冷凝器的一空氣通道上的複數顆粒物進行移除,以減少該空氣通道的流動阻塞,當該控制器接收後述之該第一正值、該第二正值、該第三正值以及該第四正值的任一個正值,並在操作條件滿足任一個正值時停止該風扇運轉,如操作條件不滿足任一個正值則停止該風扇運轉並輸出一故障維修訊號; A controller receives a command to generate a first drive signal to drive the fan to rotate forward to generate a positive pressure fluid to discharge the heat generated by the condenser from the first side to the second side. After the fan stops running, The operating condition of a second driving signal is automatically generated to drive the fan to reverse direction and generate a negative pressure fluid to move from the second side of the condenser to the first side to move a plurality of particulate matter on an air passage of the condenser. In order to reduce the flow obstruction of the air channel, when the controller receives any one of the first positive value, the second positive value, the third positive value and the fourth positive value described later, and operates When the condition meets any positive value, the fan is stopped. If the operating condition does not meet any positive value, the fan is stopped and a fault maintenance signal is output;
一量測單元,為量測該空氣通道於一第一時間的一第一流速與一第一電流、於一第二時間的一第二流速與一第二電流、兩個不同時間下的一第一溫度及一第二溫度以及兩個不同時間下的一第一顆粒物濃度及一第二顆粒物濃度; A measuring unit is used to measure a first flow rate and a first current of the air channel at a first time, a second flow rate and a second current at a second time, and a second flow rate at two different times. A first temperature and a second temperature and a first particulate matter concentration and a second particulate matter concentration at two different times;
一運算單元,為計算該第二流速減去該第一流速來判定一流速差值是否為一第一正值、該第一電流減去該第二電流來判定該電流差值是否為一第二正值、該第一溫度減去該第二溫度之間的一第三正值以及該第一顆粒物濃度減去該第二顆粒物濃度之間的一第四正值。 An arithmetic unit is used to calculate the second flow rate minus the first flow rate to determine whether the flow rate difference is a first positive value, and to calculate the first current minus the second current to determine whether the current difference is a first positive value. two positive values, a third positive value between the first temperature minus the second temperature, and a fourth positive value between the first particulate matter concentration minus the second particulate matter concentration.
可達成上述發明目的第二實施例之降低電機碳排放之計算系統,包括有: The calculation system for reducing motor carbon emissions according to the second embodiment of the invention, which can achieve the above-mentioned object of the invention, includes:
一冷機循環系統,為以一蒸發器將一製冷劑由液態蒸發成氣態,再由一壓縮機將氣態的該製冷劑壓縮成液態再輸出至一冷凝器,該冷凝器再將液態的該製冷劑循環至該蒸發器,並以一風扇經配置在該冷凝器的第一側; A refrigeration cycle system uses an evaporator to evaporate a refrigerant from a liquid state into a gaseous state, and then uses a compressor to compress the gaseous refrigerant into a liquid state and then outputs it to a condenser. The condenser then refrigerates the liquid state. The agent is circulated to the evaporator, and a fan is disposed on the first side of the condenser;
一控制器,係接受命令以產生一第一驅動訊號來驅動該風扇正轉從而產生一正壓流體使該冷凝器產生的熱量從第一側往第二側排出,在該風扇停止運轉後,自動產生一第二驅動訊號來驅動該風扇逆轉而產生一負壓流體由該冷凝器的第二側往第一側移動,以對該冷凝器的一空氣通道上的複數顆粒物進行移除,減少該空氣通道的流動阻塞,當接收後述之一第一正值、一第二正值以及一第四正值形成的一數值資料,並將該數值資料轉化為一資料封包,該資料封包經由一連線發送到一網狀網路; A controller receives a command to generate a first drive signal to drive the fan to rotate forward to generate a positive pressure fluid to discharge the heat generated by the condenser from the first side to the second side. After the fan stops running, Automatically generate a second drive signal to drive the fan to reverse direction and generate a negative pressure fluid to move from the second side of the condenser to the first side to remove a plurality of particulate matter on an air channel of the condenser and reduce The flow of the air channel is blocked, when receiving a numerical data formed by a first positive value, a second positive value and a fourth positive value mentioned later, and converting the numerical data into a data packet, the data packet passes through a The connection is sent to a mesh network;
一量測單元,為量測該空氣通道於一初始時間的一初始流速與一初始電流、一第一時間的一第一流速與一第一電流、於一第二時間的一第二流速與一第二電流、兩個不同時間下的一第一溫度及一第二溫度以及兩個不同時間下的一第一顆粒物濃度及一第二顆粒物濃度; A measuring unit is used to measure an initial flow rate and an initial current of the air channel at an initial time, a first flow rate and a first current at a first time, a second flow rate and a second time at a second time. a second current, a first temperature and a second temperature at two different times, and a first particulate matter concentration and a second particulate matter concentration at two different times;
一運算單元,為計算該第二流速減去該第一流速來判定一流速差值是否為一第一正值、該第一電流減去該第二電流來判定該電流差值是否為一第二正值以及該第一顆粒物濃度減去該第二顆粒物濃度的一濃度差是否為一第 四正值,以將該第一正值、該第二正值以及該第四正值形成一數值資料傳送給該控制器; An arithmetic unit is used to calculate the second flow rate minus the first flow rate to determine whether the flow rate difference is a first positive value, and to calculate the first current minus the second current to determine whether the current difference is a first positive value. two positive values and whether a concentration difference of the first particulate matter concentration minus the second particulate matter concentration is a first four positive values to form a numerical data of the first positive value, the second positive value and the fourth positive value and send it to the controller;
一網狀網路,根據該資料封包所得到的耗電率結合一排放交易體系或一電力供應商提供的一排碳量計算公式,來計算該風扇的一碳權。 A mesh network calculates the fan's carbon right based on the power consumption rate obtained from the data packet combined with an emissions trading system or a carbon emission calculation formula provided by an electricity supplier.
1:冷機循環系統 1:Cooling machine circulation system
11:蒸發器 11:Evaporator
12:壓縮機 12:Compressor
13:冷凝器 13:Condenser
14:空氣通道 14:Air channel
15:風扇 15:Fan
2:控制器 2:Controller
21:第一驅動訊號 21: First driving signal
22:第二驅動訊號 22: Second drive signal
23:資料封包 23:Data packet
24:連線 24:Connect
3:流速計 3:Flow meter
31:初始流速 31:Initial flow rate
32:第一流速 32: First flow rate
33:第二流速 33: Second flow rate
4:溫度感測器 4:Temperature sensor
41:第一溫度 41: first temperature
42:第二溫度 42:Second temperature
5:電流檢測器 5:Current detector
51:初始電流 51:Initial current
52:第一電流 52:First current
53:第二電流 53: Second current
54:第三電流 54:Third current
55:第四電流 55:Fourth current
6:顆粒物檢測器 6:Particle detector
61:第一顆粒物濃度 61: First particulate matter concentration
62:第二顆粒物濃度 62: Second particulate matter concentration
7:運算單元 7:Arithmetic unit
71:第一正值 71:The first positive value
72:第二正值 72: The second positive value
73:第三正值 73:The third positive value
74:第四正值 74:The fourth positive value
75:數值資料 75: Numerical data
8:網狀網路 8: Mesh network
圖1為本發明之冷機循環系統之方塊示意圖; Figure 1 is a block diagram of the refrigeration cycle system of the present invention;
圖2為該量測單元設置於該空氣通道之示意圖; Figure 2 is a schematic diagram of the measuring unit installed in the air channel;
圖3為該降低電機碳排放之計算系統第一實施例之流程示意圖; Figure 3 is a flow diagram of the first embodiment of the calculation system for reducing motor carbon emissions;
圖4為該運算單元之計算系統第一實施例之流程示意圖; Figure 4 is a schematic flowchart of the first embodiment of the computing system of the computing unit;
圖5為該量測單元輸出初始流速與初始電流之流程示意圖; Figure 5 is a schematic flow chart of the measurement unit outputting the initial flow rate and initial current;
圖6為該量測單元輸出第一流速、第一溫度、第一電流以及第一顆粒物濃度之流程示意圖; Figure 6 is a schematic flow chart of the measurement unit outputting the first flow rate, the first temperature, the first current and the first particle concentration;
圖7該量測單元輸出第二流速、第二溫度、第二電流以及第二顆粒物濃度之流程示意圖; Figure 7 is a schematic flow chart of the measurement unit outputting the second flow rate, the second temperature, the second current and the second particle concentration;
圖8為該風扇的轉動順序之示意圖; Figure 8 is a schematic diagram of the rotation sequence of the fan;
圖9為該降低電機碳排放之計算系統第一實施例之流 程示意圖;以及 Figure 9 shows the flow of the first embodiment of the calculation system for reducing motor carbon emissions. process diagram; and
圖10為該運算單元之計算系統第一實施例之流程示意圖。 FIG. 10 is a schematic flowchart of the first embodiment of the computing system of the computing unit.
請參閱圖1,本發明所提供第一實施例之降低電機碳排放之計算系統,主要包括有:一冷機循環系統1、一控制器2、一量測單元以及一運算單元7所構成;
Please refer to Figure 1. The calculation system for reducing motor carbon emissions according to the first embodiment of the present invention mainly includes: a
該冷機循環系統1為以一蒸發器11將一製冷劑由液態蒸發成氣態,再由一壓縮機12將氣態的該製冷劑壓縮成液態再輸出至一冷凝器13,該冷凝器13再將液態的該製冷劑循環至該蒸發器11,並以一風扇15經配置在該冷凝器13的第一側;
The
該控制器2為控制該風扇15週期性或滿足一定條件時進行正轉或逆轉,如圖2與圖3所示,該控制器2係接受使用者以一搖控器輸出命令、或以一無線遙控命令、或通過一可攜式系統(portable system)的網際網路伺服器發送命令來控制該風扇15的正轉或逆轉狀態,以產生一第一驅動訊號21來驅動該風扇15正轉從而產生一正壓流體(barotropic fluid)使該冷凝器13產生的熱量從第一側往第二側排出,在該風扇15因一非程式停止(non-programmed halt)而停止運轉(discontinuance of operation)或該風扇15以一停機時間(down time)而停止運轉後,該控制器2自動產生(automatic
generation)一第二驅動訊號22的操作條件,使該第二驅動訊號22在一任務時間(mission time)或一維護時間(maintenance time)來驅動該風扇15逆轉從而產生一負壓流體(suction fluid)由該冷凝器13的第二側往第一側移動,以對該冷凝器13的一空氣通道14(air channel)上的複數顆粒物(particulate matter)進行移除,以減少該空氣通道14的流動阻塞(flow blocking)並增加該冷凝器13或該空氣通道14的通風散熱(heat ventilation)、散熱表面(heat dissipating surface)、散熱能力(heat dissipation capacity)以及散熱效果(heat sink effect),該控制器2接收後述之一第一正值71、一第二正值72、一第三正值73以及一第四正值74的任一個正值,並在該第二驅動訊號22的操作條件滿足任一個正值時停止該風扇15運轉,如該第二驅動訊號22的操作條件在該任務時間或該維護時間不滿足任一個正值,則停止該風扇15運轉並輸出一故障維修訊號(breakdown maintenance signal);
The
其中,該非程式停止為該控制器2接受該搖控器輸出停機指令(halt instruction)、或以該無線遙控輸出停機指令、或通過搖可攜式系統的網際網路伺服器輸出停機指令以外的操作控制或控制條件,簡單說明該冷機循環系統1或該風扇15經由程式控制(program control)的一起動/停止自動控制(start and stop automatic control)並不是該非程式停止處理的條件;
Among them, the non-programmed stop is other than the
如圖2、圖4至圖7所示,該量測單元為量測該空氣通道14於一初始時間的一初始流速31與一初始電流51、一第一時間的一第一流速32與一第一電流52、於一第二時間的一第二流速33與一第二電流53、兩個不同時間下(或具有一前後時間差)的一第一溫度41及一第二溫度42以及兩個不同時間下(或具有一前後時間差)的一第一顆粒物濃度61及一第二顆粒物濃度62,該量測單元進一步包括量測該冷機循環系統1於該第一時間的一第三電流54與該第二時間的一第四電流55;
As shown in Figures 2, 4 to 7, the measurement unit measures an
在本實施例中,該量測單元可包括:一流速計3(current meter)、一溫度感測器4、一電流檢測器5(current detector)以及一顆粒物檢測器6所構成,以分別量測該空氣通道14的流速、溫度及電流並暫時儲存所量測之數據。而該電流檢測器5也額外提供量測該冷機循環系統1的電流並暫時儲存所量測之數據。在本實施例中,該初始流速31與該初始電流51是在該冷機循環系統1或該風扇15在初始狀態下初始量測獲取的初始條件,在其他實施例中,該第一時間及該第二時間亦可在其他不同的兩個時間點下(或具有一前後時間差)量測;
In this embodiment, the measurement unit may include: a velocity meter 3 (current meter), a
該流速計3(current meter)係設置在該冷凝器13的該空氣通道14,以量測該空氣通道14中的入流速度(inflow velocity)、或平均流速(average flowing velocity)、或表面流速
(surface velocity),而且在該初始時間中量測該初始流速31、量測在該第一時間的該正壓流體經過該空氣通道14產生的該第一流速32,其後,再量測該第二時間的該正壓流體經過該空氣通道14產生的該第二流速33,其中該第二時間晚於該第一時間,而該第一時間晚於該初始時間;
The flow meter 3 (current meter) is installed in the
該溫度感測器4用以感測該空氣通道14的溫度,如:感測該空氣通道14於該第一時間的該第一溫度41、感測該空氣通道14於該第二時間的該第二溫度42,其中該第二時間晚於該第一時間。或感測該風扇15於該第一時間運轉的該第一溫度41、感測該風扇15於該第二時間運轉的該第二溫度42;
The
該電流檢測器5(current detector)用以量測該風扇15於正轉時輸出的電流,如:量測該初始時間的該初始電流51、量測該第一時間的該第一電流52、量測該第二時間的該第二電流53,該電流檢測器5另能量測該冷機循環系統1於該第一時間的一第三電流54與該第二時間的一第四電流55,其中該第二時間晚於該第一時間,而該第一時間晚於該初始時間;
The current detector 5 (current detector) is used to measure the current output by the
該顆粒物檢測器6以一入射光入射到該空氣通道14以檢測該顆粒物時,該入射光並不受量測距離限制,當該空氣通道14中的該顆粒物增加而停留時,該入射光會受到該顆粒物在該入射光周圍散射和吸收的影響而被衰減,
如此一來便可求得該入射光通過該空氣通道14的相對衰減率。而該入射光相對衰減率的大小基本上能反映該空氣通道14上該顆粒物濃度成正比,以檢測該第一時間的該第一顆粒物濃度61與量測該第二時間的該第二顆粒物濃度62。
When the
該運算單元7為計算該第二流速33減去該第一流速32來判定一流速差值是否為一第一正值71、該第一電流52減去該第二電流53來判定該電流差值是否為一第二正值72、該第一溫度41減去該第二溫度42之間的一溫度差是否為一第三正值73以及該第一顆粒物濃度61減去該第二顆粒物濃度62的一濃度差是否為一第四正值74,其後,該運算單元7將該第一正值71、該第二正值72、第三正值73以及該第四正值74傳送給該控制器2;如該運算單元7產生一第一負值、或一第二負值、或一第三負值、或一第四負值,則不對該控制器2進行動作;
The
該運算單元7藉由該第二流速33減去該初始流速31來計算一第一流速差,再藉由該第一流速32減去該初始流速31來計算一第二流速差,以判斷該第一流速差與該第二流速差的一流速差值為一第一正值71,或藉由該第二流速33的流速係數(coefficient of velocity)減去該第一流速32的流速係數來判定該流速差值為一第一正值71;
The
如要偵測到任意二個流速的流速差時,該運算單元7利用外差法就可以估算該正壓流體或該負壓流體的流
速及方法,而不必逐一偵測計算每一個時間點的流速或流速係數。
If the flow rate difference between any two flow rates is to be detected, the
該運算單元7能計算該第一電流52及該第二電流53之間的一電流差,該運算單元7藉由該第一電流52減去該初始電流51來計算一第一電流差,再藉由該第二電流53減去該初始電流51來計算一第二電流差,以判斷該第一電流差與該第二電流差的一電流差值為一第二正值72,或藉由該第一電流52的消耗電流(consuming electric current)減去該第二電流53的消耗電流來判定該電流差值為一第二正值72;其中,該第一電流52或該第二電流53指的是在電位變化時發生了瞬變電流所產生的消耗電流之減少或增加;
The
該控制器2包括一個或更多控制驅動(control drive)或驅動方式(kind of drive)讓該風扇15維持m個運轉時間(operating time)的馬達正轉(motor advance)與維持n個運轉時間的馬達逆轉(motor reverse)。而該控制器2不用計算m個運轉時間與n個運轉時間,當該控制器2驅動馬達正轉或馬達逆轉時,馬達正轉或馬達逆轉的m個運轉時間與n個運轉時間則由該運算單元7監視與紀錄;
The
而該運算單元7包括一個或更多個監視m個運轉時間產生的m個運轉狀態(operating status)以及監視n個運轉時間產生的n個運轉狀態。其中,該第一流速32、該第一溫度41、該第一電流52(或該第三電流54)以及該第一顆粒物
濃度61為該控制器2監視該風扇15之馬達正轉的m個運轉狀態。而該第二流速33、該第二溫度42、該第二電流53(或該第四電流55)以及該第二顆粒物濃度62該控制器2監視該風扇15之馬達逆轉的n個運轉狀態;本發明的該運算單元7為採用m個運轉狀態或n個運轉狀態中的任意二個以上或更多個做為交互計算(interacting computation)或整合計算(integrated computation)的一計算值(computed value);
The
使該運算單元7估計m個運轉時間在轉動該風扇15時消耗電流的該第一電流52與估計n個運轉時間在轉動該風扇15時消耗電流的該第二電流53,消耗電流包括該第一電流52或該第二電流53的最大電流(maximum current)、最小電流(minimum current)以及平均電流(average current)。如圖8所示,該風扇15的轉動順序為m個運轉時間的正轉、n個運轉時間的逆轉、m+1個運轉時間的正轉、n+1個運轉時間的逆轉、m+2個運轉時間的正轉、n+2個運轉時間的逆轉、……、m+N個運轉時間的正轉、n+N個運轉時間的逆轉,如此週期性的進行正轉或逆轉;
The
該運算單元7係由n個運轉時間中的任一個第二時間往前推即可得到m個運轉時間的第一時間,相同的由n個運轉時間中的任一個第二時間往後推即可得到m+1個運轉時間的第一時間。如此,就能得到m個運轉時間與m+1個運轉時間中第一時間的最大電流、最小電流以及平均電
流;
The
如此,該運算單元7在n+1個運轉時間中的第二時間以該第二驅動訊號22的操作條件來驅動該風扇15逆轉之前,可估算或事前分析(pre-analysis)m個運轉時間與m+1個運轉時間中第一時間的該第一流速32、該第一溫度41、該第一電流52以及該第一顆粒物濃度61來估計n+1個運轉時間中第二時間的一驅動時間(drive time)的增加或減少,並藉由該控制器2自動產生該第二驅動訊號22的操作條件。
In this way, the
該運算單元7使用外差法也能偵測任意二個電流的電流差,而外差法的係數為對該冷機循環系統1與該風扇15在電流週期內做誤差電流平方和的最小化,根據此係數分析誤差電流,再加上一誤差電流補償項來達到精準的電流預測。
The
該運算單元7也使用對數平均溫差(logarithmic mean temperature difference)來作為該第一溫度41及該第二溫度42之間的一溫度差之計算基礎,以判定該第一溫度41減去該第二溫度42之間的一溫度差是否為一第三正值73;該第一顆粒物濃度61與該第二顆粒物濃度62之間的一濃度差,藉由該第一顆粒物濃度61減去該第二顆粒物濃度62來計算該濃度差為一第四正值74。
The
請參閱圖1、圖2至圖9,本發明所提供第一實施例之降低電機碳排放之計算系統,主要包括有:一冷機循
環系統1、一控制器2、一量測單元、一運算單元7以及一網狀網路8所構成;
Please refer to Figure 1, Figure 2 to Figure 9. The calculation system for reducing motor carbon emissions according to the first embodiment of the present invention mainly includes: a cooling machine cycle
The
該冷機循環系統1為以一蒸發器11將一製冷劑由液態蒸發成氣態,再由一壓縮機12將氣態的該製冷劑壓縮成液態再輸出至一冷凝器13,該冷凝器13再將液態的該製冷劑循環至該蒸發器11,並以一風扇15經配置在該冷凝器13的第一側;
The
該控制器2為控制該風扇15週期性或滿足一定條件時進行正轉或逆轉,如圖2與圖9所示,該控制器2係接受使用者以一搖控器輸出命令、或以一無線遙控命令、或通過一可攜式系統的網際網路伺服器發送命令來控制該風扇15的正轉或逆轉狀態,以產生一第一驅動訊號21來驅動該風扇15正轉從而產生一正壓流體使該冷凝器13產生的熱量從第一側往第二側排出,在該風扇15因一非程式停止(non-programmed halt)而停止運轉或該風扇15以一停機時間停止運轉後,該控制器2自動產生一第二驅動訊號22的操作條件,使該第二驅動訊號22在一任務時間或一維護時間來驅動該風扇15逆轉從而產生一負壓流體由該冷凝器13的第二側往第一側移動,以對該冷凝器13的一空氣通道14上的複數顆粒物進行移除,以減少該空氣通道14的流動阻塞並增加該空氣通道14的通風散熱、散熱表面、散熱能力以及散熱效果;
The
其中,該非程式停止為該控制器2接受該搖控器輸出停機指令、或以該無線遙控輸出停機指令、或通過搖可攜式系統的網際網路伺服器輸出停機指令以外的操作控制或控制條件,簡單說明該冷機循環系統1或該風扇15經由程式控制的一起動/停止自動控制並不是該非程式停止處理的條件;
Among them, the non-programmed stop is an operation control or control other than the
若該控制器2滿足以下的一第一正值71、一第二正值72、一第三正值73以及一第四正值74條件之中至少任一個或兩個或三個或四個,該控制器2接收該第一正值71、該第二正值72、該第三正值73以及該第四正值74的任一個正值,並在任一個或兩個或三個或四個正值結果滿足操作條件時,該控制器2將滿足操作條件的任一個、或任兩個、或任三個、或任四個正值形成的一數值資料75(numerical data),並將該數值資料75轉化為一資料封包23(data packet),該控制器2再利用點對點(Peer-to-peer)包裝轉換該資料封包23內容,該資料封包23經由使用有效的一連線24(connecting line)發送到使用網際網路通訊協定進行通訊的一網狀網路8(meshed network)中以連結到一排放交易體系(Emission Trading Scheme)或一電力供應商(electricity provider)的節點(node)進行一排碳量的訊息交換與計算,該網狀網路8包含複數個鏈結傳輸(link transmission)或複數個資料鏈結(data link)在一起的節點(node),由該控制器2發送之該資料封包
23係由該網狀網路8所接收。
If the
如圖2、圖10至圖7所示,該量測單元為量測該空氣通道14於一初始時間的一初始流速31與一初始電流51、一第一時間的一第一流速32與一第一電流52、於一第二時間的一第二流速33與一第二電流53、兩個不同時間下(或具有一前後時間差)的一第一溫度41及一第二溫度42以及兩個不同時間下(或具有一前後時間差)的一第一顆粒物濃度61及一第二顆粒物濃度62,該量測單元進一步包括量測該冷機循環系統1於該第一時間的一第三電流54與該第二時間的一第四電流55;
As shown in Figures 2, 10 to 7, the measurement unit measures an
在本實施例中,該量測單元可包括:一流速計3、一溫度感測器4、一電流檢測器5以及一顆粒物檢測器6所構成,以分別量測該空氣通道14的流速、溫度及電流並暫時儲存所量測之數據。在本實施例中,該初始流速31與該初始電流51是在該冷機循環系統1或該風扇15在初始狀態下初始量測獲取的初始條件,在其他實施例中,該第一時間及該第二時間亦可在其他不同的兩個時間點下(或具有一前後時間差)量測;
In this embodiment, the measurement unit may include: a
該流速計3係設置在該冷凝器13的該空氣通道14,以量測該空氣通道14中的入流速度、或平均流速、或表面流速,而且在該初始時間中量測該初始流速31、量測在該第一時間的該正壓流體(或該負壓流體)經過該空氣通道14產
生的該第一流速32,其後,再量測該第二時間的該正壓流體(或該負壓流體)經過該空氣通道14產生的該第二流速33,其中該第二時間晚於該第一時間,而該第一時間晚於該初始時間;
The
該溫度感測器4用以感測該空氣通道14的溫度,如:感測該空氣通道14於該第一時間的該第一溫度41、感測該空氣通道14於該第二時間的該第二溫度42,其中該第二時間晚於該第一時間。或感測該風扇15於該第一時間運轉的該第一溫度41、感測該風扇15於該第二時間運轉的該第二溫度42;
The
該電流檢測器5用以量測該風扇15於正轉時輸出的電流,如:量測該初始時間的該初始電流51、量測該第一時間的該第一電流52、量測該第二時間的該第二電流53,該電流檢測器5另能量測該冷機循環系統1於該第一時間的一第三電流54與該第二時間的一第四電流55,其中該第二時間晚於該第一時間,而該第一時間晚於該初始時間;
The
該顆粒物檢測器6以一入射光入射到該空氣通道14以檢測該顆粒物時,該入射光並不受量測距離限制,當該空氣通道14中的該顆粒物增加而停留時,該入射光會受到該顆粒物在該入射光周圍散射和吸收的影響而被衰減,如此一來便可求得該入射光通過該空氣通道14的相對衰減率。而該入射光相對衰減率的大小基本上能反映該空氣通道
14上該顆粒物濃度成正比,以檢測該第一時間的該第一顆粒物濃度61與量測該第二時間的該第二顆粒物濃度62。
When the
該運算單元7為計算該第二流速33減去該第一流速32來判定一流速差值是否為一第一正值71、該第一電流52減去該第二電流53來判定該電流差值是否為一第二正值72、該第一溫度41減去該第二溫度42之間的一溫度差是否為一第三正值73以及該第一顆粒物濃度61減去該第二顆粒物濃度62的一濃度差是否為一第四正值74,其後,該運算單元7將該第一正值71、該第二正值72、第三正值73以及該第四正值74形成一數值資料75(numerical data)傳送給該控制器2;如該運算單元7產生一第一負值、或一第二負值、或一第三負值、或一第四負值,則不對該控制器2進行動作;
The
該運算單元7藉由該第二流速33減去該初始流速31來計算一第一流速差,再藉由該第一流速32減去該初始流速31來計算一第二流速差,以判斷該第一流速差與該第二流速差的一流速差值為一第一正值71,或藉由該第二流速33的流速係數減去該第一流速32的流速係數來判定該流速差值為一第一正值71;
The
如要偵測到任意二個流速的流速差時,該運算單元7利用外差法就可以估算該正壓流體或該負壓流體的流速及方法,而不必逐一偵測計算每一個時間點的流速或流速係數。
If the flow rate difference between any two flow rates is to be detected, the
計算該第一電流52及該第二電流53之間的一電流差,該運算單元7藉由該第一電流52減去該初始電流51來計算一第一電流差,再藉由該第二電流53減去該初始電流51來計算一第二電流差,以判斷該第一電流差與該第二電流差的一電流差值為一第二正值72,或藉由該第一電流52的消耗電流減去該第二電流53的消耗電流來判定該電流差值為一第二正值72;其中,該第一電流52或該第二電流53指的是在電位變化時發生了瞬變電流所產生的消耗電流之減少或增加;
To calculate a current difference between the first current 52 and the second current 53, the
該控制器2包括一個或更多控制驅動、驅動方式讓該風扇15維持m個運轉時間的馬達正轉與維持n個運轉時間的馬達逆轉。而該控制器2不用計算m個運轉時間與n個運轉時間,當該控制器2驅動馬達正轉或馬達逆轉時,馬達正轉或馬達逆轉的m個運轉時間與n個運轉時間則由該運算單元7監視與紀錄;
The
而該運算單元7包括一個或更多個監視m個運轉時間產生的m個運轉狀態以及監視n個運轉時間產生的n個運轉狀態。其中,該第一流速32、該第一溫度41、該第一電流52(或該第三電流54)以及該第一顆粒物濃度61為該控制器2監視該風扇15之馬達正轉的m個運轉狀態。而該第二流速33、該第二溫度42、該第二電流53(或該第四電流55)以及該第二顆粒物濃度62該控制器2監視該風扇15之馬達
逆轉的n個運轉狀態;本發明的該運算單元7為採用m個運轉狀態或n個運轉狀態中的任意二個以上或更多個做為交互計算或整合計算的一計算值;
The
使該運算單元7估計m個運轉時間在轉動該風扇15時消耗電流的該第一電流52與估計n個運轉時間在轉動該風扇15時消耗電流的該第二電流53,消耗電流包括該第一電流52或該第二電流53的最大電流、最小電流以及平均電流。如圖8所示,該風扇15的轉動順序為m個運轉時間的正轉、n個運轉時間的逆轉、m+1個運轉時間的正轉、n+1個運轉時間的逆轉、m+2個運轉時間的正轉、n+2個運轉時間的逆轉、……、m+N個運轉時間的正轉、n+N個運轉時間的逆轉,如此週期性的進行正轉或逆轉;
The
該運算單元7係由n個運轉時間中的任一個第二時間往前推即可得到m個運轉時間的第一時間,相同的由n個運轉時間中的任一個第二時間往後推即可得到m+1個運轉時間的第一時間。如此,就能得到m個運轉時間與m+1個運轉時間中第一時間的最大電流、最小電流以及平均電流;
The
如此,該運算單元7在n+1個運轉時間中的第二時間以該第二驅動訊號22的操作條件來驅動該風扇15逆轉之前,可估算或事前分析(pre-analysis)m個運轉時間與m+1個運轉時間中第一時間的該第一流速32、該第一溫度41、該
第一電流52以及該第一顆粒物濃度61來估計n+1個運轉時間中第二時間的一驅動時間的增加或減少,並藉由該控制器2自動產生該第二驅動訊號22的操作條件。
In this way, the
該運算單元7使用外差法也能偵測任意二個電流的電流差,而外差法的係數為對該冷機循環系統1與該風扇15在電流週期內做誤差電流平方和的最小化,根據此係數分析誤差電流,再加上一誤差電流補償項來達到精準的電流預測。
The
該運算單元7也使用對數平均溫差(logarithmic mean temperature difference)來作為該第一溫度41及該第二溫度42之間的一溫度差之計算基礎,以判定該第一溫度41減去該第二溫度42之間的一溫度差是否為一第三正值73;該第一顆粒物濃度61與該第二顆粒物濃度62之間的一濃度差,藉由該第一顆粒物濃度61減去該第二顆粒物濃度62來計算該濃度差為一第四正值74。
The
該網狀網路8,為接收該控制器2發送之該資料封包23,該資料封包23滿足以下的該第一正值71、該第二正值72、第三正值73以及該第四正值74條件之中至少任一個、或任兩個、或任三個、或任四個正值結果滿足操作條件時,並根據該資料封包23所得到的耗電率(consumption rate)以該連線24傳遞至一排放交易體系(Emission Trading Scheme)或一電力供應商(electricity provider),使該資料封包23結合
一排放交易體系(Emission Trading Scheme)或一電力供應商(electricity provider)提供的一排碳量計算公式,來計算該冷機循環系統1或該風扇15的一碳權。
The
綜上所述,本案不但在空間型態上確屬創新,並能較習用物品增進上述多項功效,應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件,爰依法提出申請,懇請 貴局核准本件發明專利申請案,以勵發明,至感德便。 To sum up, this case is not only innovative in terms of spatial form, but also can improve many of the above-mentioned functions compared with conventional items. It should fully meet the statutory requirements for invention patents of novelty and advancement. I submit an application in accordance with the law, and I sincerely request your approval. This invention patent application is to encourage inventions and to be grateful.
15:風扇 15:Fan
2:控制器 2:Controller
21:第一驅動訊號 21: First driving signal
22:第二驅動訊號 22: Second drive signal
3:流速計 3:Flow meter
4:溫度感測器 4:Temperature sensor
5:電流檢測器 5:Current detector
6:顆粒物檢測器 6:Particle detector
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW111120807A TWI818572B (en) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | Calculation system to reduce motor carbon emissions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW111120807A TWI818572B (en) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | Calculation system to reduce motor carbon emissions |
Publications (2)
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TWI818572B TWI818572B (en) | 2023-10-11 |
TW202349230A true TW202349230A (en) | 2023-12-16 |
Family
ID=89857474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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TW111120807A TWI818572B (en) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | Calculation system to reduce motor carbon emissions |
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2022
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