BE1019108A3 - Werkwijze voor het aansturen van een samengestelde inrichting en inrichting waarin deze werkwijze kan worden toegepast. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het aansturen van een samengestelde inrichting (1) die minstens, enerzijds, een compressorinstallatie (2) en/of drogerinrichting, en anderzijds, een warmterecupererend systeem (3) bevat, waarbij het warmterecupererend systeem (3) warmte afkomstig van de compressorinstallatie (2) opneemt en waarbij de samengestelde inrichting (1) verder een controller (5) en middelen (6) voor het bepalen van één of meerdere systeemparameters bevat, daardoor gekenmerkt dat de controller (5) zowel de compressorinstallatie (2) en/of de drogerinrichting als het warmterecupererend systeem (3) op basis van de voornoemde systeemparameters aanstuurt en dat de voornoemde aansturing van een in te stellen of een te kiezen gezamelijk criterium afhankelijk is.

Description

Werkwijze voor het aansturen van een samengestelde inrichting en inrichting waarin deze werkwijze kan worden toegepast.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aansturen van een samengestelde inrichting en een inrichting waarin deze werkwijze kan worden toegepast.

Meer speciaal is de uitvinding bedoeld voor het aansturen van een samengestelde inrichting die minstens een compressorinrichting en/of drogerinrichting en een warmterecupererend systeem bevat.

Het is bekend dat het samenpersen van gas in een compressorinstallatie met een enorme warmteontwikkeling gepaard gaat.

Het is bekend om compressorinstallaties van energierecupererende middelen te voorzien om deze warmte zo efficiënt mogelijk te recupereren.

Traditioneel worden compressoren van een basisregeling voorzien die tot doel heeft de compressor in functie van de gevraagde hoeveelheid perslucht aan te sturen.

In de bekende inrichtingen wordt de stroming van het koelmiddel door middel van een thermostatisch ventiel aan de uitgang van het koelcircuit geregeld. Het is daarbij mogelijk de stroming van het koelmiddel zodanig te regelen dat de temperatuur aan de uitgang van het koelcircuit constant blijft en gelijk is aan een vooraf ingestelde waarde.

Bij het gebruik van een thermostatisch ventiel is deze vooraf ingestelde waarde een vaste waarde en kan deze waarde niet aangepast worden naargelang het warmteverbruik.

De temperatuur aan de uitgang van het koelcircuit zal dan ook steeds dezelfde zijn, ongeacht de hoeveelheid warmte die door de koelvloeistof werd opgenomen.

Een nadeel is dat noch het rendement van de compressorinstallatie, noch het rendement van het volledig samengesteld systeem wordt geoptimaliseerd.

Door de afwezigheid van enige vorm van optimalisatie zal de samengestelde inrichting dan ook onderhevig zijn aan bijvoorbeeld temperatuurtluctuaties.

Zulke temperatuurtluctuaties zijn vaak ongewenst en brengen bovendien een vervroegde slijtage van de inrichting teweeg.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meerdere van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een werkwijze voor het aansturen van een samengestelde inrichting, die minstens, enerzijds, een compressorinstallatie en/of drogerinrichting, en anderzijds, een warmterecupererend systeem bevat, waarbij het warmterecupererend systeem warmte afkomstig van de compressorinstallatie en/of de drogerinrichting opneemt, waarbij de samengestelde inrichting verder een controller en middelen voor het bepalen van één of meerdere systeemparameters bevat, en waarbij de controller, zowel de compressorinstallatie en/of de drogerinrichting, als het warmterecupererend systeem op basis van de voornoemde systeemparameters aanstuurt en waarbij de aansturing van een in te stellen of een te kiezen gezamenlijk criterium afhankelijk is.

De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een samengestelde inrichting die de hiervoor beschreven werkwijze toepast, waarbij de inrichting minstens bestaat uit, enerzijds, een compressorinstallatie en/of drogerinrichting, en anderzijds, een warmterecupererend systeem voor het recupereren van warmte van de compressorinstallatie en/of de drogerinrichting, middelen voor het bepalen van één of meerdere systeemparameters en een controller, waarbij de controller, zowel de compressorinstallatie en/of drogerinrichting, als het warmterecupererend systeem op basis van de voornoemde systeemparameters aanstuurt en dat de voornoemde aansturing van een in te stellen of een te kiezen gezamenlijk criterium afhankelijk is.

Een voordeel is dat de werkwijze toelaat om het gestelde criterium te verwezenlijken door, zowel de aansturing van de compressorinrichting en/of de drogerinrichting, als het warmterecupererend systeem te beïnvloeden.

Een hieraan verbonden voordeel is dat een globale karakteristiek van de samengestelde inrichting kan worden geoptimaliseerd, zoals het globaal rendement van de ganse samengestelde inrichting, één en ander zodanig dat het totale energieverbruik van de samengestelde inrichting aanzienlijk wordt gereduceerd.

Een ander voordeel is dat de aansturing van de compressorinrichting en/of drogerinrichting en het warmterecupererend systeem op elkaar kunnen worden afgestemd.

Een hieraan verbonden voordeel is dat de samengestelde inrichting beter kan worden beveiligd tegen tal van ongewenste factoren, zoals een te hoge temperatuur of sterke fluctuaties van de temperatuur van de koelvloeistof of dergelijke.

Doordat het optreden van al deze ongewenste factoren wordt vermeden, wordt slijtage van de samengestelde inrichting zoveel mogelijk beperkt en kan aldus de levensduur van de samengestelde inrichting worden verhoogd.

Het is duidelijk dat het combineren van beide aansturingen, perspectieven opent voor een aantal regelmethodes die niet kunnen worden verwezenlijkt indien enkel de compressorinrichting zou worden aangestuurd.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding kan het te kiezen criterium een hoog globaal rendement of een lange levensduur van de inrichting zijn.

In een andere praktische uitvoeringsvorm kan een maximalisatie van de betrouwbaarheid van de gehele inrichting wenselijk zijn.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een samengestelde inrichting waarin de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast, met verwijzing naar de enige bijgaande tekening.

In de voornoemde figuur is een samengestelde inrichting 1 weergegeven die in dit geval hoofdzakelijk bestaat uit een compressorinrichting 2 en een warmterecupererend systeem 3.

Zoals bekend, kan de compressorinrichting 2 voorzien zijn van een behuizing met daarin een compressorelement dat door een elektrische motor wordt aangedreven.

Verder is de compressorinrichting 2 doorgaans voorzien van een koeling 4.

Volgens de uitvinding is de samengestelde inrichting 1 verder voorzien van een controller 5, die bij voorkeur als een afzonderlijke elektronische component wordt uitgevoerd.

Nog volgens de uitvinding zijn er middelen 6 voorzien die toelaten één of meerdere systeemparameters te bepalen.

Deze middelen 6 kunnen bijvoorbeeld temperatuursensoren, druksensoren of dergelijke omvatten en kunnen zich bijvoorbeeld ter hoogte van de uitlaat 7 van het samengeperst gas en/of aan de uitgang 8 van het koelcircuit 3 bevinden.

Bij voorkeur worden deze middelen 6 via elektrische leidingen 9-10 verbonden met de controller 5.

De werkwijze volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.

In eerste instantie dient een te optimaliseren criterium door een gebruiker te worden geselecteerd.

Dit criterium kan vooraf geprogrammeerd zijn in de elektronische controller 5, doch dit is geen vereiste voor de beschreven uitvinding.

Tijdens de werking van de samengestelde inrichting 1 kunnen één of meerdere systeemparameters continu en/of op geregelde tijdstippen worden gemeten en/of bepaald door de middelen 6 voor het bepalen van de systeemparameters.

De gemeten en/of bepaalde parameters worden bij voorkeur naar de controller 5 gestuurd via daartoe voorziene dataverbindingen 9 en 10.

Op basis van de gemeten systeemparameters kan de controller 5 signalen sturen naar, zowel de compressorinrichting 2, als het warmterecupererend systeem 3 via elektrische stuurleidingen 11.

De signalen die de controller 5 stuurt, zijn daarbij afhankelijk van het gekozen criterium, alsook van de gemeten en/of bepaalde systeemparameters.

Het spreekt voor zich dat de controller 5 ook van een algoritme kan worden voorzien dat de verschillende gemeten en/of bepaalde systeemparameters verwerkt tot een globale systeemparameter en dat laatstgenoemde globale systeemparameter in functie van het gestelde criterium wordt geoptimaliseerd.

Als criterium voor de samengestelde inrichting 1 kan bij wijze van voorbeeld een zo hoog mogelijk rendement van de samengestelde inrichting 1 worden gekozen.

In dit geval kan in de controller 5 een algoritme worden voorzien dat de werkingspunten van de compressorinrichting 2 in functie van het totaal rendement van de compressorinrichting 2 en het warmterecupererend systeem 3 bepaalt.

Hierbij kan het algoritme gebaseerd zijn op meetgegevens van de compressorinrichting 2 en/of het warmterecupererend systeem 3.

In een praktische uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de controller 5 bijvoorbeeld de positie van een klep 12 regelen die een koelwaterdebiet beïnvloedt, waarbij deze klep 12 bijvoorbeeld gradueel kan worden geopend zodat een continue aanpassing van het koelwaterdebiet wordt verwezenlijkt. Doch, hier wordt een plotse en/of stapsgewijze opening en sluiting van zulke klep niet uitgesloten.

Zo wordt in dit voorbeeld, in het geval van een kleine verhoging van het koelwaterdebiet, de compressorinrichting 2 beter gekoeld, terwijl op datzelfde moment een grotere vraag naar energie kan bestaan.

Wanneer de voornoemde afname van energieverbruik in de compressorinrichting 2 kleiner is dan de. toename van de energieafname in het warmterecupererend systeem 3, zal het totale energieverbruik van de volledige inrichting 1 afnemen en wordt dus het globaal rendement van de samengestelde inrichting 1 geoptimaliseerd.

Een ander voorbeeld is het optreden van een toename van de stroming van de koelvloeistof gedurende periodes dat er geen vraag naar energie van het warmterecupererend systeem 3 is.

Onder deze omstandigheden moet de stroming van de koelvloeistof niet worden verlaagd om een hoge uitgangstemperatuur van de samengestelde inrichting 1 te verwezenlijken en bijgevolg zal in dit geval het totale energieverbruik van de inrichting 2 worden verlaagd dankzij een gecontroleerde sturing van de samengestelde inrichting 1.

Een ander mogelijk te kiezen criterium voor de aansturing van de samengestelde inrichting 1 is bijvoorbeeld een verhoging van de levensduur en/of een verhoging van de betrouwbaarheid van de samengestelde inrichting 1.

Het is immers algemeen bekend dat frequente of sterke temperatuursvariaties of een te hoge uitgangstemperatuur onmiddellijke schade aan de inrichting kunnen toebrengen en/of een vervroegde slijtage van deze componenten veroorzaken.

Om de levensduur te optimaliseren, kan het algoritme dan ook zodanig ingesteld zijn dat sterke temperatuurtluctuaties beperkt blijven en zich zo weinig mogelijk voordoen, één en ander zodanig dat de temperatuur in de samengestelde inrichting 1 te allen tijde binnen een veilige werkingszone blijft.

Het is duidelijk dat zulke regeling mogelijk is door aansturing van, zowel de compressorinrichting 2, als van hét warmterecupererend systeem 3.

Een ander praktisch voorbeeld waarin de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast, is een samengestelde inrichting 1 met een compressorinrichting 2 en een stoomketel.

Het debiet van het water dat door de stoomketel vloeit, is . in de meeste gevallen afhankelijk van de vraag naar stoom.

Bij het optreden van een variatie in de vraag naar stoom, zal ook de behoefte naar warm water voor het opwarmen van het water in de stoomketel variëren.

De toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk de temperatuur van het water te regelen in functie van een te kiezen criterium van de samengestelde inrichting 1.

Zo kan als criterium worden gekozen dat het samengeperst gas steeds wordt gekoeld zodat er steeds warm water beschikbaar is zodat op elk ogenblik de stoomproductie in de stoomketel kan verhogen.

Een ander criterium kan zijn het samengeperst gas zo efficiënt mogelijk te koelen, ook wanneer er geen of weinig vraag naar stoomproductie is.

Nog een ander praktisch voorbeeld waarin de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast, is de opwarming van het water voor een sanitaire inrichting door middel van de warmte van de compressorinrichting 2.

In sanitaire inrichtingen zoals douches is er immers doorgaans geen constante vraag naar warm water maar is het verbruik van warm water eerder periodiek.

Er kan daarbij tijdelijk een zeer grote vraag naar warm water zijn, bijvoorbeeld op het ogenblik dat een gebruiker een stortbad neemt.

Door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding kan de temperatuur van de koelvloeistof in de compressor worden gerégeld zodat het samengeperste gas wordt afgekoeld en dat het water voor de sanitaire inrichting wordt opgewarmd enkel op het ogenblik dat er vraag naar warm water in de douche bestaat.

Daarbij laat de werkwijze volgens de uitvinding toe de regeling zodanig aan te passen dat het samengeperst gas zo efficiënt mogelijk wordt gekoeld gedurende de periodes dat er geen of slechts een beperkte vraag naar warm water in de sanitaire inrichting is.

Uiteraard is de hierboven beschreven toepassing niet beperkt tot het verwarmen van zuiver water voor sanitaire installaties maar kan bijvoorbeeld ook een mengsel van water en glycol worden opgewarmd, of meer algemeen eender welke andere vloeistof of ander mengsel van vloeistoffen en/of van eender welk gas of mengsel van gassen.

Op de voornoemde wijze wordt aldus het voordeel verkregen dat het globaal rendement van de samengestelde inrichting 1, zijnde de sanitaire inrichting 3 en de compressorinrichting 2 samen, wordt verbeterd.

Het is duidelijk dat het begrip compressorinrichting 2 naar een enkelvoudige compressor of een compressorgroep met verschillende druktrappen kan verwijzen.

Uiteraard kan onder de compressorgroep zowel een groep van in seriegeschakelde druktrappen worden verstaan als een parallelschakeling van meerdere compressoren en/of combinaties hiervan.

De uitvinding is eveneens niet beperkt tot samengestelde inrichtingen 1 die een combinatie van een compressorinstallatie 2 en een warmterecupererend systeem 3 omvatten, doch, heeft tevens betrekking op een samengestelde inrichting die een combinatie van een drogerinrichting en een warmterecupererend systeem 3 omvatten, aangezien in dit laatste geval de warmte die wordt gegenereerd in een drogerinrichting, kan worden gerecupereerd door middel van het warmterecupererend systeem 3.

In elk van de hiervoor beschreven toepassingen kan de compressorinstallatie 2 telkenmale worden vervangen door een drogerinrichting of door een combinatie van een compressorinstallatie 2 met zulke drogerinrichting.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een werkwijze volgens de uitvinding voor het aansturen van een samengestelde inrichting en een samengestelde inrichting waarin deze werkwijze kan worden toegepast, kunnen in allerlei varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (6)

1. Werkwijze voor het aansturen van een samengestelde inrichting (1) die minstens, enerzijds, een compressorinstallatie (2) en/of drogerinrichting, en anderzijds, een warmterecupererend systeem (3) bevat, waarbij het warmterecupererend systeem (3) warmte afkomstig van de compressorinstallatie (2) opneemt en waarbij de samengestelde inrichting (1) verder een controller (5) en middelen (6) voor het bepalen van één of meerdere systeemparameters bevat, daardoor gekenmerkt dat de controller (5) zowel de compressorinstallatie (2) en/of de drogerinrichting als het warmterecupererend systeem (3) op basis van de voornoemde systeemparameters aanstuurt en dat de voornoemde aansturing van een in te stellen of een te kiezen gezamenlijk criterium afhankelijk is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de controller (5) voorzien is van een algoritme dat op basis van gemeten systeemparameters de samengestelde inrichting (1) aanstuurt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het algoritme in de controller (5) de systeemparameters verwerkt en op basis van de verwerkte signalen en het criterium werkingspunten voor de compressorinstallatie (2) en het warmterecupererend systeem (3) bepaalt.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het criterium een verhoging van de levensduur van de samengestelde inrichting (1) is.

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het criterium een verhoging van het globaal rendement van de samengestelde inrichting (1) is.

6. Inrichting (1) die de werkwijze, volgens één van de voorgaande conclusies toepast, waarbij de inrichting (1) minstens bestaat uit, enerzijds, een compressorinstallatie (2) en/of drogerinrichting, en anderzijds, een warmterecupererend systeem (3) voor het recupereren van warmte van de compressorinstallatie (2), middelen (6) voor het bepalen van één of meerdere systeemparameters en een controller (5), daardoor gekenmerkt dat de controller (5), zowel de compressorinstallatie (2) en/of de drogerinrichting, als het warmterecupererend systeem (3) op basis van de voornoemde systeemparameters aanstuurt en dat de voornoemde aansturing van een in te stellen of een te kiezen gezamenlijk criterium afhankelijk is. V.- Inrichting (1) volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat het warmterecupererend systeem (3) een systeem is voor het opwarmen van een vloeistof.