DE10206245A1

DE10206245A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung eines Gases

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Publication number: DE10206245A1
Application number: DE10206245A
Authority: DE
Inventors: Ralf Henningsen; Harry Petri; Michael Plonski; Heiko Dreisbach; Horst Peter Wurm
Original assignee: Gustav Wurm & Co GmbH; Ultratroc Drucklufttechni GmbH
Current assignee: Gustav Wurm & Co GmbH; Ultratroc Drucklufttechni GmbH
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2003-06-05
Also published as: DE10206246A1

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Trocknung eines Gases. Das Gas wird zunächst gekühlt und die bei der Kühlung sich abscheidende kondensierte Feuchtigkeit wird abgeschieden. Die Abkühlung des Gases erfolgt im Bereich eines Wärmetauschers, der an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen ist. Innerhalb des Kältemittelkreislaufes wird ein Kältemittel von einem Kältemittelverdichter gefördert. Der Kältemittelverdichter ist mit einem Elektromotor gekoppelt, dessen Betrieb von einer Steuerung und/oder Regelung koordiniert wird. Die Steuerung generiert ein puls-breiten-moduliertes Steuersignal, das vor einer Zuführung zum Elektromotor hinsichtlich einer Einhaltung von Steuerungsanforderungen überprüft wird. Bei Erkennung einer fehlenden Einhaltung der Steuerungsanforderungen erfolgt eine Modifikation des puls-breiten-modulierten Steuersignals, derart, daß das modifizierte Steuersignal die Steuerungsanforderungen einhält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung eines Gases, bei dem das Gas gekühlt und bei der Kühlung kondensierende Flüssigkeit abgeschieden wird sowie bei dem die Abkühlung im Bereich eines Wärmetauschers erfolgt, der an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen ist und in dem ein Kältemittel von einem Kältemittelverdichter gefördert wird, der mit einem Elektromotor gekoppelt ist, dessen Betrieb von einem Regler koordiniert wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Trocknung eines Gases, die einen Wärmetauscher zur Kühlung des Gases und einen Sammelraum zur Abscheidung kondensierter Feuchtigkeit aufweist, sowie bei der der Wärmetauscher an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen ist, der zur Kältemittelförderung und Kältemittelkompression einen Kältemittelverdichter aufweist, der mit einem von einer Steuerung hinsichtlich seiner Betriebsweise koordinierten Elektromotor gekoppelt ist.
Bei derartigen Verfahren und Vorrichtungen wird die Temperatur des Gases durch die Kühleinrichtung vermindert und hierdurch der Taupunkt abgesenkt. Dies hat zur Folge, daß im Gas enthaltene Feuchtigkeit kondensiert, so daß eine Trocknung des Gases verursacht wird. Gemäß einem typischen Verfahrensablauf wird das Gas vor seiner Trocknung komprimiert. Innerhalb eines unteren Teiles des Sammelraumes sammelt sich während der Durchführung des Trocknungsvorganges kondensierte Flüssigkeit an, die aus dem Sammelraum entfernt werden muß. Eine typische Steuerung gemäß dem Stand der Technik funktioniert hierbei derart, daß in festen vorgegebenen Schaltzyklen ein Ablaßventil für feste vorgegebene Zeiten geöffnet wird.
Eine Ansteuerung des Kältemittelverdichters erfolgt gemäß dem Stand der Technik typischerweise derart, daß zusätzlich zur unmittelbaren Antriebsregelung des Kältemittelverdichters ein Heißgas-Bypassregler verwendet wird, um eine Anpassung der resultierenden Kälteleistung an die jeweiligen Betriebsbedingungen zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine Verminderung der erforderlichen Betriebsenergie erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von der Steuerung generierte Steuerwerte in ein puls-breiten- moduliertes Steuersignal transformiert werden und daß das puls-breiten-modulierte Steuersignal vor einer Zuführung zum Elektromotor hinsichtlich der Einhaltung von Steuerungsanforderungen überprüft und bei Erkennung einer fehlenden Einhaltung der Steuerungsanforderungen derart modifiziert wird, daß das modifizierte Steuersignal die Steuerungsanforderungen einhält.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine gesteigerte Wirtschaftlichkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung einen Puls-Breiten-Modulator aufweist und daß der Puls-Breiten-Modulator pur Signalüberprüfung an eine Sicherheitseinheit angeschlossen ist.

Durch die Verwendung einer Puls-Breiten-Modulation für die Ansteuerung des Kältemittelverdichters ist es möglich, sehr kurzfristig und feinfühlig auf sich ändernde Betriebsparameter zu reagieren. Hierdurch kann die Verwendung eines Heißgas-Bypassreglers vermieden und die für einen Betrieb eines derartigen Reglers erforderliche Energie eingespart werden.

Durch die Verwendung der Sicherheitseinheit und durch die im Hinblick auf übergeordnete Randbedingungen modifizierten puls-breiten-modulierten Signale, ist es möglich, potentielle kritische Betriebszustände bereits vor deren Auftreten zu erkennen und durch eine geeignete Modifikation des puls-breiten-modulierten Steuerungssignals derartigen kritischen Betriebszuständen vorzubeugen. Es ist somit nicht erforderlich, erst bei Erreichen eines kritischen Betriebszustandes oder bei einer Annäherung an einen derartigen kritischen Betriebszustand durch die Regelung und/oder Steuerung einem derartigen Betriebszustand entgegenzuwirken, sondern die Sicherheitseinheit vermeidet vorausschauend bereits für die überwiegende Anzahl derartiger Betriebszustände überhaupt eine Annäherung an diese Betriebszustände. Grundsätzlich umfaßt der im folgenden verwendete Begriff der Regelung auch einen offenen Regelkreis in Form einer Steuerung.

Eine verbesserte Betriebsweise läßt sich dadurch erreichen, daß für den Elektromotor eine Regelung durchgeführt wird.

Zur Gewährleistung einer schnellen Reaktion auf veränderliche Umgebungsparameter sowie zur Vermeidung bleibender Sollwertabweichungen wird vorgeschlagen, daß die Regelung des Elektromotors als PID-Regelung durchgeführt wird.

Zur Unterstützung eines ruhigen Regelungsverhaltens wird vorgeschlagen, daß der Regelung zugeführte Istwerte einer Mittelwertbildung unterzogen werden.

Zur vorausschauenden Adaption an eine sich ändernde Umgebungstemperatur wird vorgeschlagen, daß ein der Regelung zugeführter Sollwert einer Sollwertverschiebung unterworfen wird.

Eine lange Betriebsfähigkeit des Kältemittelverdichters wird dadurch unterstützt, daß für den Kältemittelverdichter eine Schaltspielbegrenzung vorgesehen wird.

Eine Anpassung an typische konstruktive Rahmenbedingungen von Kältemittelverdichtern erfolgt dadurch, daß für den Kältemittelverdichter maximal zwölf Schaltspiele je Stunde vorgesehen werden.

Störungen im Bereich des Kältemittelverdichters können ebenfalls dadurch vermieden werden, daß für den Kältemittelverdichter eine minimale Einschaltdauer vorgesehen wird.

Gemäß einer typischen Betriebsweise ist vorgesehen, daß als minimale Einschaltdauer etwa dreißig Sekunden vorgesehen werden.

Zur Unterstützung einer funktionssicheren Drucklufttrocknung wird vorgeschlagen, daß eine Überwachung des Drucktaupunktes durchgeführt wird.

Insbesondere ist vorgesehen, daß bei Überschreitung des höchstzulässigen Taupunktes eine Zwangseinschaltung des Kältemittelverdichters durchgeführt wird.

Zur Vermeidung von Beschädigungen durch einwirkenden Frost wird vorgeschlagen, daß eine Einfrierüberwachung durchgeführt wird.

Insbesondere erweist es sich als zweckmäßig, daß bei der Detektion einer Einfriergefahr eine Zwangsabschaltung des Kältemittelverdichters durchgeführt wird.

Die Betriebssicherheit kann dadurch erhöht werden, daß eine Hochdrucküberwachung durchgeführt wird.

Zur Vermeidung von Betriebsunterbrechungen bei tolerierbaren Störungen wird vorgeschlagen, daß erst bei Überschreiten einer maximalen Anzahl von Hochdruckstörungen je Zeiteinheit eine Verriegelung des Kältemittelverdichters durchgeführt wird, die manuell wieder aufgehoben werden muß.

Eine Selbstüberwachung kann dadurch erfolgen, daß eine Funktionsüberwachung für einen Temperatursensor für die Abkühltemperatur durchgeführt wird.

Zur Unterstützung einer kurzfristigen Reaktion auf sich ändernde Umgebungsparameter sowie zur Vermeidung größerer temporärer Regelabweichungen wird vorgeschlagen, daß eine unmittelbare Rückkopplung zwischen der Sicherheitsüberwachung und der Regelung durchgeführt wird.

Zur Vermeidung unnötiger Druckverluste durch ein zu langes Öffnen des Ablaßventils wird vorgeschlagen, daß eine Ansteuerung eines Ablaßventils für bei der Drucklufttrocknung abgeschiedene Feuchtigkeit in Abhängigkeit vom puls-breiten-modulierten Steuersignal für den Kältemittelverdichter durchgeführt wird.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Trocknung eines komprimierten Gases unter Einbeziehung von Meßinformationen eines Sensors für eine Abkühltemperatur des Gases,
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Anordnung, bei der zusätzlich ein Sensor für eine Umgebungstemperatur angeordnet ist,
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Anordnung, bei der zusätzlich ein Saugdrucksensor zwischen einem Expansionsventil und einem Kältemittelverdichter angeordnet ist,
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Trocknungseinrichtung, bei der ein Kältemittelverdichter über eine Puls-Breiten- Modulation angesteuert wird,
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Ablaßventil zur Kondensatableitung im Bereich eines Sammelraumes,
Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Sollwertverschiebung und
Fig. 7 eine schematische Ablaufdarstellung beim Auftreten einer Hochdruckstörung.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 weist die Vorrichtung zur Trocknung eines Gases einen Wärmeübertrager (1) auf, der mit einem Verdampfer (2) versehen ist. Der Verdampfer (2) ist an einen Kältemittelkreis (3) angeschlossen, innerhalb dessen ein Kältemittel zirkuliert. Die Zirkulation des Kältemittels wird von einem Antriebsmotor (4) verursacht, der einen Kältemittelverdichter (5) antreibt.
Der Kältemittelverdichter (5) fördert das Kältemittel in einer Strömungsrichtung (6) durch einen Kältemittelverflüssiger (7) hindurch. Ein Ausgang des Kältemittelverflüssigers (7) ist mit einem Expansionsventil (8) verbunden, das über eine Meßleitung (9) mit einem Ventilsensor (10) verbunden ist.
Im Bereich eines Gaseintrittes (11) wird das zu trocknende Gas in den Wärmeübertrager (1) eingeleitet. Ausgehend vom Gaseintritt (11) strömt das zu trocknende Gas durch einen Gas/Gas-Wärmeübertrager und weiter über eine Verbindungsleitung (12) in Richtung auf den Verdampfer (2). Die Verbindungsleitung (12) verbindet einen Gas-Gas-Teil und einen Kältemittel-Gas-Teil des Wärmeübertragers (1) miteinander.
Nach dem Durchströmen des Verdampfers (2) und der hierbei erfolgten Kühlung erreicht das zu trocknende Gas einen Sammelraum (13) mit Kondensatabscheider. Über den Wärmeübertrager (14) strömt das getrocknete Gas zu einem Gasaustritt (15). Im Bereich des Wärmeübertragers (14) kühlt das getrocknete Gas vorzugsweise gemäß einem Gegenstromprinzip das einströmende zu trocknende Gas, so daß der Energieeinsatz für die Kühlung reduziert werden kann.
Der Antriebsmotor (4) ist mit einer Steuereinrichtung (16) verbunden, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Steuerleitung (18) zusätzlich an ein Ablaßventil (17) des Sammelraumes (13) angeschlossen ist. Das Ablaßventil (17) dient zur Ableitung von Kondensat, das sich innerhalb des Sammelraumes (13) befindet. Grundsätzlich ist es auch möglich, für den Antriebsmotor (4) und das Ablaßventil (17) getrennte Steuereinrichtungen zu verwenden.
Im Bereich des Sammelraumes (13) ist ein Temperatursensor (21) angeordnet, der über eine Meßleitung (22) an die Steuereinrichtung (16) angeschlossen ist.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 2 ist an die Steuereinrichtung (16) ein Temperatursensor (19) angeschlossen, der die Temperatur der Umgebungsluft erfaßt.
Durch die Implementierung einer geeigneten Steuercharakteristik im Bereich der Steuereinrichtung (16) ist es möglich, aufgrund einer Auswertung der Meßinformationen über die Temperatur im Bereich des Sammelraumes (13) und ergänzend von Informationen über die Umgebungslufttemperatur eine optimierte Ansteuerung des Ablaßventils (17) durchzuführen. Durch diese optimierte Ansteuerung werden unnötige Öffnungszeiten des Ablaßventils (17) vermieden bzw. zumindest minimiert.
Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform, bei der zusätzlich ein Drucksensor (23) an die Steuereinrichtung (16) angeschlossen ist. Der Drucksensor (23) erfaßt den saugdruckseitigen Druck des Kältemittels, das im Kältekreis (3) zirkuliert. Der Drucksensor (23) ist über eine Meßleitung (24) mit der Steuereinrichtung (16) verbunden.
Fig. 4 zeigt eine Blockschaltbilddarstellung einer gegenüber der schematischen Darstellung in Fig. 2 und Fig. 3 abgewandelten Steuer- und Reglereinheit für die Gastrocknung. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung (16) insbesondere dazu in der Lage, einen nicht dargestellten Kältemittelverdichter (5) zu steuern, der komprimiertes Kältemittel über den Kältemittelverflüssiger (7) und das Expansionsventil (8) zum Verdampfer (2) fördert. Die zentralen Bauelemente sind hierbei ein Regler (25) sowie eine Modulationseinheit (27). Der Regler (25) kann beispielsweise als ein PID-Regler realisiert sein. Es können aber auch andere Reglertypen, beispielsweise PI-Regler, eingesetzt werden. Zur Vorgabe von Eigenschaften des Reglers (25) dienen eine Verstärkungseinstellung (26), die Nachstellzeit Tn (51) und die Vorhaltezeit Tv (52). Die Einstellungen können beispielsweise elektrisch oder digital vorgenommen werden, ebenfalls ist eine programmtechnische Realisierung des Reglers (25) möglich.
Ein Meßwert des Temperatursensors (19) für die Temperatur der Umgebungsluft sowie ein Sollwert (28) werden zunächst einer Sollwertverschiebung (29) zugeführt, die den Sollwert (28) für den Regler (25) an die jeweils erfaßte Umgebungstemperatur anpaßt. Ein hierdurch ermittelter korrigierter Sollwert (30) wird im Bereich einer Differenzbildung (31) mit einem Ausgangswert (32) einer Mittelwerteinheit (33) zusammengeführt. Der Mittelwerteinheit (33) wird eine vom Temperatursensor (21) für die Abkühltemperatur im Bereich des Sammelraumes (13) ermittelte Temperatur sowie eine Information aus der Modulationseinheit (27) zugeführt. Diese Information aus der Modulationseinheit (27) wird ebenfalls dem Regler (25) zur Verfügung gestellt.
Die Modulationseinheit (27) erhält als Steuergröße eine vorgegebene Periodendauer (34) und übermittelt einen Ausgangswert (35) an eine Sicherheitseinheit (36). Der Sicherheitseinheit (36) werden beim dargestellten Ausführungsbeispiel als weitere Eingangsgrößen die Temperaturinformationen des Temperatursensors (21) für die Abkühltemperatur im Bereich des Sammelraumes (13) sowie eine Meßinformation über den Kältemitteldruck zwischen Kältemittelverdichter (5) und Expansionsventil (8) zugeführt. Ebenfalls werden Informationen zu auftretenden Hochdruckstörungen berücksichtigt. Ein Ausgang (38) der Sicherheitseinheit (36) steuert ein Kältemittelverdichterrelais (39) des nicht dargestellten Kältemittelverdichters für die Kältemittelkomprimierung an.
Die grundsätzliche Funktion der Sicherheitseinheit (36) besteht darin, eine von der Modulationseinheit (27) vorgegebene Puls-Breiten-Modulation derart zu korrigieren, daß in jedem Fall eine gesicherte Arbeitsweise vorliegt. Das Korrigieren umfaßt beispielsweise die Vermeidung zu kurzer Einschaltperioden, eine Reduktion der Kühlwirkung bei drohender Einfriergefahr, einer Gewährleistung einer Mindesttrocknung des Gases bei hohen Taupunkttemperaturen, beispielsweise durch eine Zwangseinschaltung, sowie eine Zwangsabschaltung bei einer Detektion von kritischen Fehlerzuständen oder einer Einfriergefahr.
Ein Ausgangswert des Reglers (25) wird ebenfalls einem Steuermodul (40) zugeführt, das ein auch in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 dargestelltes Steuerrelais (41) für das Ablaßventil (17) ansteuert. Hierdurch ist eine lastabhängige Ansteuerung des Ablaßventils (17) möglich.
Gemäß einer typischen Auslegung der Sicherheitseinheit (36) wird die Anzahl der Schaltspiele des Kältemittelverdichters (5) begrenzt. Eine typische Begrenzung erfolgt auf maximal zwölf Schaltspiele je Stunde. Im Hinblick auf die Vermeidung zu kurzer Einschaltperioden des Kältemittelverdichters (5) beträgt eine typische Mindesteinschaltdauer etwa 30 Sekunden. Fig. 4 veranschaulicht insbesondere auch noch einmal, daß die vom Temperatursensor (21) ermittelte Abkühltemperatur direkt sowohl der Mittelwerteinheit (33) als auch der Sicherheitseinheit (36) zugeführt wird. Ebenfalls erfolgt in entgegengesetzter Signallaufrichtung eine unmittelbare Beeinflussung sowohl der Mittelwerteinheit (33) als auch des Reglers (25) durch die Modulationseinheit (27). Durch diese unmittelbare Beeinflussung durch die Modulationseinheit (27) werden die zeitlichen Abläufe bei der Mittelwertbildung und der Regelung beeinflußt. Nach Ablauf der für die Modulationseinheit (27) vorgesehenen Periodendauer (34) wird durch die Kopplung der Modulationseinheit (27) mit der Mittelwerteinheit (33) sowie dem Regler (25) sowohl die Ausgabe des aktuellen Mittelwertes als auch die Berechnung eines neuen Stellsignals ausgelöst.
Die dem Regler (25) zugeführte Regeldifferenz wird aus dem von der Mittelwerteinheit (33) bereitgestellten gemittelten Istwert sowie dem durch die Sollwertverschiebung (29) modifizierten Sollwert (28) berechnet. Eine Begrenzung der Schaltspiele des Kältemittelverdichters (5) kann insbesondere auch durch die Vorgabe der Periodendauer (34) für die Modulationseinheit (27) realisiert werden.
Zur weiteren Gewährleistung einer sicheren Betriebsweise ist auch daran gedacht, eine Hochdrucküberwachung derart durchzuführen, daß bei der Detektion eines Fehlerzustandes im Hochdruckbereich der Kältemittelverdichter (5) abgeschaltet wird. Ebenfalls trägt es zur Betriebssicherheit bei, daß bei einem defekten Temperatursensors (21) für die Abkühltemperatur ein erneutes Einschalten des Kältemittelverdichters (5) unterbunden wird. Dies kann beispielsweise nach Ablauf der aktuellen Periode der Modulationseinheit (27) erfolgen, in der der Fehlerzustand detektiert wird. Zusätzlich erweist es sich auch als zweckmäßig, die Taupunkttemperatur zu überwachen und gegebenenfalls eine Störmeldung zu generieren.
Fig. 4 veranschaulicht auch die unmittelbare Rückkopplung der Sicherheitseinheit (36) zum Regler (25). Durch diese Rückkopplung ist es möglich, bei einer zwangsweisen Zuschaltung oder Abschaltung des Kältemittelverdichters (5) eine unmittelbare Berücksichtigung dieser Information im Bereich des Reglers (25) vorzusehen. Die entsprechende Information kann hierdurch sofort bei der Berechnung des nächsten Stellsignals berücksichtigt werden. Das Einschaltverhalten und das Ausschaltverhalten der Regelung werden hierdurch bei stark wechselnden Lastbedingungen im Drucklufttrockner dem jeweiligen Betriebszustand angepaßt.
Fig. 5 veranschaulicht in einer Querschnittdarstellung den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels für das Ablaßventil (17). Das Ablaßventil (17) weist einen Ventilkörper (42) auf, in dem Ausnehmungen als Zulauf (44) sowie Ablauf (43) angeordnet sind. Die Verbindung zwischen dem Zulauf (44) und dem Ablauf (43) wird von einer Ventildichtung (45) geöffnet oder geschlossen, die gegen einen Ventilsitz (46) von einem Hubanker (47) positionierbar ist. Der Hubanker (47) ist mit einer Kernfeder (48) versehen und wird seinerseits über eine Magnetspule (49) positioniert. Die Magnetspule (49) wird über einen Anschluß (50) mit elektrischer Energie versorgt.
Fig. 6 veranschaulicht die Funktionsweise der Sollwertverschiebung (29). Aufgetragen ist der korrigierte Sollwert (30) in Abhängigkeit vom Messwert des Temperatursensors (19) für die Umgebungstemperatur. Es ist zu erkennen, daß bis zu einem Mindestwert des Temperatursensors (19) keine Veränderung des Sollwertes (28) erfolgt. Zwischen dem Mindestwert und einem Maximalwert für die Umgebungstemperatur erfolgt eine lineare Sollwertanhebung und ab einem Maximalwert der Umgebungstemperatur erfolgt eine Sollwerterhöhung um einen konstanten Wert, der der Sollwertkorrektur bei der maximalen Umgebungstemperatur entspricht.
Fig. 7 veranschaulicht die Funktionsweise der Hochdrucküberwachung. Bei einem Ansprechen der Hochdrucküberwachung wird der Kältemittelverdichter (5) ausgeschaltet. Nach einer Behebung des aufgetretenen Fehlers wird der Kältemittelverdichter (5) wieder freigegeben. Treten innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes beispielsweise innerhalb einer Stunde, mehr als eine vorgegebene Anzahl von Hochdruckstörungen auf, so erfolgt eine endgültige Abschaltung des Kältemittelverdichters (5). Ein typischer Maximalwert beträgt hierbei vier Hochdruckstörungen je Stunde. Eine Aktivierung des Kältemittelverdichters (5) nach dem Überschreiten dieser maximal zulässigen Anzahl von Hochdruckstörungen je Zeiteinheit kann lediglich durch einen gezielten Bedienungseingriff erfolgen. Ein automatisches Anlaufen ist nicht vorgesehen. Durch die erläuterte Hochdrucküberwachung wird ein Geräteausfall bei lediglich sporadisch auftretenden Hochdruckstörungen vermieden.
Fig. 7 veranschaulicht zusätzlich im Detail, daß bei einem Auftreten einer ersten Hochdruckstörung ein Überwachungstimer irr gestartet wird. Treten in dem nun abgelaufenen Überwachungsintervall mehr als die vorgegebene maximale Anzahl von Hochdruckstörungen auf, so erfolgt vorzugsweise über die verwendete Elektronik eine Sperrung des Kältemittelverdichters (5). Nach einem Ablauf des Überwachungstimers ÜT ohne Sperrung des Kältemittelverdichters (5) geht die Hochdrucküberwachung wieder in den Grundzustand über.
Im Hinblick auf die Taupunktüberwachung besteht eine typische Betriebsweise darin, bei Überschreiten eines Maximalwertes von 18° Celsius unverzögert eine Störmeldung zu generieren. Unterschreitet die Abkühltemperatur einen eingestellten Minimalwert von 0° Celsius, so wird zeitverzögert eine Störmeldung erzeugt. Die in diesem Fall vorgesehene Zeitverzögerung ermöglicht es, kurzfristig auftretende Abkühltemperaturen unterhalb von 0° Celsius zu tolerieren. Derartig kurzzeitig auftretende Temperaturbereiche können aufgrund der Puls-Breiten- Modulation in zulässiger Weise vorliegen.
Gemäß einer zusätzlichen Regelungsvariante wird bei einem Ansprechen der Minimumüberwachung für den Taupunkt ein Steuersignal für das Ablaßventil (17) generiert, so daß gegebenenfalls im Bereich des Sammelraumes (13) vorhandenes Wasser abgelassen wird. Die Gefahr eines Einfrierens im Bereich des Sammelraumes (13) oder des Ablaßventils (17) kann hierdurch verringert werden.

Claims

1. Verfahren zur Trocknung eines Gases, bei dem das Gas gekühlt und bei der Kühlung kondensierte Feuchtigkeit abgeschieden wird sowie bei dem die Abkühlung im Bereich eines Wärmetauschers erfolgt, der an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen ist und in dem ein Kältemittel von einem Kältemittelverdichter gefördert wird, der mit einem Elektromotor gekoppelt ist, dessen Betrieb von einem Regler koordiniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß von der Steuerung generierte Steuerwerte in ein puls- breiten-moduliertes Steuersignal transformiert werden und daß das puls-breiten-modulierte Steuersignal vor einer Zuführung zum Elektromotor hinsichtlich einer Einhaltung von Steuerungsanforderungen überprüft und bei Erkennung einer fehlenden Einhaltung der Steuerungsanforderungen derart modifiziert wird, daß das modifizierte Steuersignal die Steuerungsanforderungen einhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Elektromotor eine Regelung und/oder Steuerung durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Elektromotors als PID- Regelung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelung zugeführte Istwerte einer Mittelwertbildung unterzogen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Regelung zugeführter Sollwert (28) einer Sollwertverschiebung (29) unterworfen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kältemittelverdichter (5) eine Schaltspielbegrenzung vorgesehen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kältemittelverdichter (5) maximal zwölf Schaltspiele je Stunde vorgesehen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kältemittelverdichter (5) eine minimale Einschaltdauer vorgesehen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als minimale Einschaltdauer etwa dreißig Sekunden vorgesehen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachung des Drucktaupunktes durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung des höchstzulässigen Taupunktes eine Zwangseinschaltung des Kältemittelverdichters (5) durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einfrierüberwachung durchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Detektion einer Einfriergefahr eine Zwangsabschaltung des Kältemittelverdichters (5) durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochdrucküberwachung durchgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer maximalen Anzahl von Hochdruckstörungen je Zeiteinheit eine Zwangsabschaltung des Kältemittelverdichters (5) durchgeführt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funktionsüberwachung für einen Temperatursensor (21) für die Abkühltemperatur durchgeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine unmittelbare Rückkopplung zwischen der Sicherheitsüberwachung und der Regelung durchgeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerung eines Ablaßventils (17) für bei der Drucklufttrocknung abgeschiedene Feuchtigkeit in Abhängigkeit vom puls-breiten-modulierten Steuersignal für den Kältemittelverdichter (5) durchgeführt wird.

19. Vorrichtung zur Trocknung eines Gases, die einen Wärmetauscher zur Kühlung des Gases und einen Sammelraum zur Abscheidung kondensierter Feuchtigkeit aufweist, sowie bei der der Wärmetauscher an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen ist, der zur Kältemittelförderung und Kältemittelkompression einen Kältemittelverdichter aufweist, der mit einem von einer Steuereinrichtung hinsichtlich seiner Betriebsweise koordinierten Elektromotor gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (15) eine Puls-Breiten-Modulationseinheit (27) aufweist und daß die Puls-Breiten-Modulationseinheit (27) zur Signalüberprüfung an eine Sicherheitseinheit (36) angeschlossen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) einen Regler (25) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (25) als ein PID-Regler ausgebildet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) an einen Temperatursensor (21) für eine Abkühltemperatur des zu trocknenden Gases angeschlossen ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) an einen Temperatursensor (19) für eine Umgebungstemperatur angeschlossen ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) an einen Drucksensor (23) für den Druck im Bereich des Kältemittelkreises (3) angeschlossen ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (23) im Bereich einer Saugleitung des Kältemittelkreises (3) angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Sammelraumes (13) ein Ablaßventil (17) zur gesteuerten Ableitung von kondensierter Feuchtigkeit angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerrelais (41) für das Ablaßventil (17) an die Steuereinrichtung (16) angeschlossen ist.