NL8304412A - Werkwijze en inrichting voor het bewaken en besturen van een verdamper. - Google Patents

Description

, * **- *

83315Q/Ti/vL

» -1-

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het bewaken en besturen van een verdamper

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het bewaken en besturen van een verdamper voor zowel het waarnemen van de aanwezigheid van rijp op het oppervlak als voor het verwijderen daarvan. In het bijzonder kan de 5 verdamper daarvan die van een warmtepomp zijn.

Het principe van een warmtepomp is op zich bekend; dergelijke warmtepompen gebruiken lucht als koudebron en omvatten een verdamper waar deze lucht de kaloriën uitwisselt met een friagene vloeistof die circuleert door de verdamper en daarbij 10 verdampt. Bij gebruik van een dergelijke warmtepomp voor verwarming wordt de als koudebron gebruikte lucht afgeleid van buiten de te verwarmen ruimte. Onder bepaalde omstandigheden kan het gebruik van. dergelijke buitenlucht aanleiding geven tot de vorming van rijp op de verdamper waardoor de warmtewisseling 15 tussen de twee fluïda wordt belemmerd en het rendement van de installatie verlaagt; het is dus noodzakelijk de rijp te verwijderen. Deze bewerking, die het stopzetten van de pomp noodzakelijk maakt, moet, wanneer men de installatie wil optimaliseren, uitsluitend bestuurd worden uitgevoerd. Daartoe wordt in 20 dergelijke installaties gebruik gemaakt van inrichtingen die de aanwezigheid van rijp waarnemen en de bewerking van het verwijderen daarvan inleiden. Dergelijke inrichtingen worden algemeen gevormd door tasters die het mogelijk maken de verliezen te meten aan de lucht tijdens het passeren van de verdamper of het 25 meten van de verdampingstemperatuur door een direkte meting op de wand van de verdamper. Ook kan men gebruik maken van tijd-besturingsstelsels die de ontdooiinstallatie op voorafbepaalde intervallen inschakelt. Dergelijke uitvoeringen hebben het bezwaar dat alle metingen effektieve metingen zijn die geen re-30 kening houden met de aanvangscondities van de installatie en de werkomstandigheden en evenmin met de uitwendige condities en de variaties daarvan. Uitwendige condities die het verschijnen van rijp beïnvloeden, zijn de luchtvochtigheid, en de luchttemperatuur. Wat betreft de condities waaronder de installatie 8304412 - — — - t * k -2- werkt is het noodzakelijk het luchtdebiet te bewaken dat, wanneer het is vastgesteld voor een bepaalde installatie, als constant kan worden beschouwd en dat van de ene installatie tot de andere varieert. Alle condities vergen een afregeling ter 5 plaatse van de installatie.

In tegenstelling daartoe verschaft de uitvinding een inrichting en een werkwijze voor het detecteren van de aanwezigheid van rijp die het mogelijk maakt deze bezwaren te ondervangen en waarvan de werking niet afhangt van variaties van de ver-10 schillende bovengenoemde parameters en welke geen afregeling vergt op de plaats waar de verdamper is geïnstalleerd.

De uitvinding verschaft hiertoe een werkwijze voor het bewaken en besturen van een verdamper waarin een eerste fluïdum circuleert, welke verdamper in contact is met een tweede, daar-15 door bewegend, fluïdum dat zijn caloriën aan het eerste fluïdum kan afstaan en de verdamping ervan teweeg kan brengen, welke werkwijze het mogelijk maakt de aanwezigheid van rijp op de verdamper waar te nemen en deze te verwijderen, gekenmerkt door het meten van een eerste parameter PI representatief voor de 20 toestand van het tweede fluïdum stroomopwaarts van de verdamper en een parameter P2 representatief voor de toestand van hetzelfde tweede fluïdum stroomafwaarts van de verdamper, welke metingen worden uitgevoerd op momenten ti, bepaald uitgaande van een aanvangsmoment, het op elk moment berekenen van het ver-25 schild Pi tussen de twee parameters PI en P2, en het op elk moment ti vergelijken van het verschil ,Λ^Ρχ met het verschil Δ Po gemeten op het aanvangsmoment, welke vergelijking wordt uitgevoerd in de vorm van een ver schil vorming waarvan het resultaat een parameter <5 is, en het besturen van het ontdooien van 30 de verdamper wanneer S groter is dan een referentiewaarde Cl.

Deze werkwijze maakt het dus mogelijk dat het verwijderen van de rijp uitsluitend gebeurt wanneer het noodzakelijk en, als gevolg van het feit dat het referentiesignaal wordt geleverd bij de eerste meting, is de inrichting vrij van uitwendige 35 omstandigheden.

Volgens een ander kenmerk wordt het verschil Δ Po op het moment to vergeleken met een waarde Co en wordt het ontdooien 8 3 o k a i ? i i -3- bestuurd wanneer Po groter is dan Co. Deze waarde Co wordt gekozen afhankelijk van de karakteristieke van de installatie.

Deze stap van de werkwijze maakt het mogelijk te verzekeren dat de eerste, als referentie genomen, meting niet is uit-5 gevoerd in aanwezigheid van rijp of bij het optreden van een andere, schadelijke, parameter en bij voorkeur zo vele malen wordt herhaald als noodzakelijk en dat de installatie wordt gestopt wanneer na een bepaald aantal proeven, bijvoorbeeld vier, het verschil Z\po niet groter is geworden dan de nominale waar-10 de Co.

Tenslotte wordt volgens een ander kenmerk het besturen van het ontdooien van de verdamper onderbroken wanneer de parameter P2 groter wordt dan een referentiewaarde C2.

Bij voorkeur is de gemeten parameter de temperatuur, of de 15 druk.

De uitvinding verschaft voorts een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding omvattende door ten minste een paar temperatuurtasters aangebracht aan weerskanten van de verdamper en in contact' met het tweede fluïdum, 20 middelen voor het verwerken van de door de tasters geleverde signalen, welke middelen het mogelijk maken op elk moment het verschil te bepalen tussen de temperaturen gemeten door de twee tasters en dit verschil te vergelijken met het aanvankelijk bestaand verschil bij het in werking stellen van de installatie 25 voor het opwekken van een besturingssignaal dat de ontdooi-inrichting van de verdampet in werking stelt als functie van het resultaat der vergelijking.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de meetmiddelen temperatuurtasters die een analoog signaal leveren en samenwer-30 ken met een analoog-digitaal omzetter die het mogelijk maakt de signalen in te voeren in een microprocessor die het signaal-verwerkingsmiddel vormt.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de meetmiddelen ten minste twee temperatuurafhankelijke weerstan-35 den waardoor een stroom vloeit waarvan de sterkte regelbaat is en die in serie zijn verbonden met twee standaardweerstanden, en voorts voorzien van 830441? --------— — _

i* V

-4- - multiplexmiddelen voor het signaal afkomstig van ten minste vier ingangen waarvan ten minste twee elk een analoog signaal ontvangen representatief voor de spanning aan de aansluitingen der variabele weerstanden en waarvan er twee genomen uit de 5 anderen elk een signaal ontvangen representatief voor de spanning aan de aansluitingen van de referentieweerstanden, welke multiplexmiddelen bovendien een uitgangsweg omvatten en kiesmid-delen voor het op elk moment kiezen van een van de ingangswegen teneinde deze in verbinding te brengen met de uitgangsweg, 10 - transformatiemiddelen voor het transformeren van de signalen afkomstig van de multiplexmiddelen in wisselspanningsignalen en waarbij een der parameters evenredig is met de spanning van het corresponderend signaal, welke signalen direkt door de microprocessor kunnen worden verwerkt.

15 Volgens de uitvinding kunnen de transformatiemiddelen wis-selstroomsignalen opwekken waarvan de periode evenredig is met de spanning van het corresponderende signaal doch kan volgens een andere uitvoeringsvorm ook signalen opwekken waarvan de frequentie evenredig is met de spanning van dit signaal.

20 In een voorkeursuitvoeringsvorm worden de verwerkingsmid-delen gevormd door een microprocessor die het mogelijk maakt een vergelijking per seconde uit te voeren.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 toont schematisch de opbouw van een eerste uitvoe-25 ringsvorm volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont schematisch de opbouw van een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont schematisch het verdampergedeelte van een warmtepomp voorzien van een inrichting volgens de uitvinding 30 voor het detecteren van rijp.

De verdamper 1 waarin het koelmedium circuleert bevindt zich in een luchtstroom 2 opgewekt door een ventilator 3. Het koelvloeistofcircuit 4 omvat een expansievat 35.

Het is verbonden met de rest van de warmtewisselinstallatie 35 van de warmtepomp, voorgesteld door de rechthoek 5 die op de gebruikelijke' wijze een compressor en een condensor omvat.

Het circuit 4 omvat een lus 6 voor het kortsluiten van de con- 8304412 — -.......— -..............

« · -5- densor en het expansievat 35. Deze lus wordt bestuurd door een driewegklep 7 bestuurd door een servometer 30. De ventilator 3 is voorzien van een elektromagnetische onderbreker 8. Twee tem-peratuurtasters 9 en 10 zijn aangebracht in de luchtstroom 2.

5 de sonde 9 stroomopwaarts van de verdamper en de sonde 10 stroomafwaarts. Elk van deze tasters is verbonden met een microprocessor 11 via de leidingen 12 en 13 en de analoog digitaal omzettere 31 en 32.

De inrichting werkt als volgt: 10 De installatie wordt normaal in bedrijf gezet; het koelmedium circuleert in de verdamper, het kortsluitcircuit 6 gesloten, de ventilator 3 wordt gevoed en zuigt de luchtstroom 2 door de verdamper 1; de verdamper draagt geen rijp. Na een bepaalde tijd tl is een stationaire toestand ingetreden.

15 Vanaf deze tijd tl komt de bewakingsmicroprocessor in werking en voert op momenten tl, gescheiden door regelmatige tijdintervallen van de orde van grootte van 1 seconde, de berekening uit van het verschil Δτ tussen enerzijds de temperatuur gemeten door de taster 9 en anderzijds die gemeten door de tas-20 ter 10. De eerste meting, resulterend in Δ.Το, wordt als refe-rentiemeting genomen en in het geheugen opgeslagen. Op elk moment ti vergelijkt de microprocessor Δτί met Δ To. Zodra I

over een bepaalde constante waarde K groter wordt dan Λ To levert de microprocessor een signaal dat de onderbreker 8 25 van de ventilator stuurt. Dit signaal werkt ook in op de servo-' motor 30 die de driewegklep 7 zodanig bestuurt dat het koelmedium in de kortsluitketen circuleert. Tegelijkertijd bewaakt de microprocessor de temperatuur gemeten door de stroomafwaartse taster 10 en zodra deze hoger wordt dan een grenswaarde levert 30 de microprocessor een nieuw signaal dat door inwerking op de onderbreker 8 en de servomotor 30 het stelsel terugbrengt in de normale werktoestand zodat de cyclus verloopt zoals in het voorgaande het geval was.

Het stelsel bewerkstelligt aldus een bewaking van de instal-35 latie vanaf het opstarten daarvan en die het mogelijk maakt rekening te houden met de situatie waar de verdamper begrijpt na de meting van /\to of die welke optreedt bij een foutieve wer- 8304412 — ----------------- -6-.

king van het circulatiecircuit van het koelmedium. Hiertoe vergelijkt de microprocessor het verschil ^\,To met een grenswaarde en bewerkstelligt het ontdooien zodra /\ To deze waarde overschrijdt. In feite gaat men ervan uit dat de warmteuitwis-5 seling niet goed geschiedt en dat de verdamper berijpt is met rijp. Deze bewerking kan een aantal malen worden herhaald totdat men de normale werking bereikt doch de microprocessor zal de installatie geheel stopzetten wanneer de normale werking niet wordt bereikt na een voorafbepaald aantal ontdooipogingen, 10 bijvoorbeeld 4. Deze fase van de werkwijze maakt het mogelijk dat de waarde ΛTo. waarmee rekening wordt gehouden gedurende de gehele bewaking, correspondeert met de normale toestand van de inrichting.

Fig. 2 heeft betrekking op een variant van de inrichting 15 volgens de uitvinding waarbij de temperaturen worden gemeten met behulp van een opstelling van twee tasters parallel verbonden met twee ijkweerstanden, een multiplexor en een generator voor digitale signalen. De microprocessor verzorgt de berekening van .de temperaturen en de bewaking van het ontdooien. Een 20 dergelijke inrichting is beschreven in de Franse octrooiaanvrage 82 19765, waarnaar hier wordt verwezen.

In fig. 2 zijn die elementen overeenkomend met die welke ook voorkomen in fig. 1 met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Aan weerskanten van de verdamper bevindt zich een tem-25 peratuurtaster 101 resp. 102 elk gevormd door een temperatuur-afhankelijke weerstand. Deze twee tasters zijn in serie verbonden met twee referentieweerstanden opgenomen in het huis 103, wat het mogelijk maakt het stelsel taster-ijkweerstand te voeden met een gelijkspanning. De verbindingskabels 105 en 106 30 zijn vierdraadskabels waarmee het mogelijk is de tasters en de referentieweerstanden in serie te verbinden en waarmee het ook mogelijk is de spanning te meten aan de aansluitingen van de variabele weerstanden. Een meerdraadskabel 107 verbindt het huis 103 met een multiplexor 109. De kabel maakt het mogelijk 35 de ingangsverzamellijn van de multiplexor te voeden met spanningen aan de aansluitingen van de variabele weerstanden en aan de aansluitingen van de referentieweerstanden. De uitgang van 8304412 -7- de multiplexer is verbonden met een versterker 110 waarop volgt een analoog digitaal omzetter 111 die is verbonden met een microprocessor 112 die weer is verbonden met de multiplexor 109 via de kabel 120 waarover de besturingscommando's worden over-5 gedragen.

Aan de hand van de beschrijving van de Franse octrooiaanvrage 82 19765 en de beschrijving van fig. 1 is het duidelijk dat de werking van de inrichting in hoofdzaak wordt verzorgd door de.microprocessor die niet alleen het adresseren· van de 10 multiplexer en de berekening van de temperaturen uitvoert doch ook de verschillende bewerkingen noodzakelijk voor het detecteren van de aanwezigheid van rijp op de verdamper bestuurd.

De analoog-digitaal omzetter 111 is bij voorkeur gelijk aan die, beschreven in de Franse aanvrage 82 19765, dus een in-15 richting die aan de uitgang een frequentie levert welke evenredig is met de aan de ingang aanwezige spanning.

Men kan ook een pulsbreedtemodulator toepassen zodat de microprocessor werkt uitgaande van een periode door het tellen van pulsen waarvan het aantal direkt evenredig is met de perio-20 de.

De afgebeelde inrichting omvat verschillende bewakingsorga-nen waarmee het mogelijk is te controleren of de ventilator werkt en de toevoer van buitenlucht niet wordt belemmerd, bijvoorbeeld door vuil of dode bladeren.

25 De inrichting is in het bijzonder geschikt voor het bewaken van de werking van een verdamper van een warmtepomp zoals beschreven in de Franse octrooiaanvrage 80 06 103.

3304412 *

Claims (10)

1. Werkwijze voor het bewaken en besturen van een verdamper waarin een eerste fluïdum circuleert, welke verdamper in contact is met een tweede, daardoor bewegend, fluïdum dat zijn caloriën aan heteerste fluïdum kan afstaan en de verdamping 5 ervan teweeg kan brengen, welke werkwijze het mogelijk maakt de aanwezigheid van rijp op de verdamper waar te nemen en deze te verwijderen gekenmerkt door het meten van een eerste parameter PI representatief voor de toestand van het tweede fluïdum stroomopwaarts van de verdamper en een parame-10 ter P2 representatief voor de toestand van hetzelfde tweede fluïdum stroomafwaarts van de verdamper, welke metingen worden uitgevoerd op momenten ti, bepaald uitgaande van een aanvangsmoment, het op elk moment berekenen van het verschil A Pi tussen de twee parameters PI en P2, en het op elk moment ti verge-15 lijken van het verschil zApï met het verschil Apq gemeten op het aanvangsmoment, welke vergelijking wordt uitgevoerd in de vorm van een verschilvorming waarvan het resultaat een parameter δ is, en het besturen van het ontdooien van de verdamper wanneer 6 groter is dan een referentiewaarde Cl.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het verschil Δρο ten minste éénmaal, op het moment to, wordt vergeleken met een referentiewaarde Co terwijl het ontdooien wordt bestuurd wanneer Δ?ο groter is dan Co.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk 25 dat het besturen van het ontdooien wordt onderbroken wanneer de parameter P2 groter wordt dan een referentiewaarde C2.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de gemeten parameter de druk is.

, 5. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot 3 met het 30 kenmerk dat de gemeten parameter de temperatuur is.

6. Inrichting voor het bewaken en het besturen van een verdamper behorende bij een circulatiecircuit van een eerste koel-fluïdum en in contact met een tweede fluïdum dat door middel van een ventilator door de verdamper wordt gevoerd geken-35 m e r k t door ten minste een paar temperatuurtasters aange- 8304412 . -9- bracht aan de weerskanten van de verdamper en in contact met het tweede fluïdum, middelen voor het verwerken van de door de tasters geleverde signalen, welke middelen het mogelijk maken op elk moment het verschil te bepalen tussen de temperaturen 5 gemeten door de twee tasters en dit verschil te vergelijken met het aanvankelijk bestaand verschil bij het in werking stellen van de installatie voor het opwekken van een besturingssignaal dat de ontdooiinrichting van de verdamper in werking stelt als functie van het resultaat der vergelijking.

7. Inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de teraperatuurtasters een gelijkstroomsignaal opwekken representatief voor de temperatuur terwijl de verwerkingsmiddelen worden gevormd door een microprocessor.

8. Inrichting volgens conclusie 7 met het kenmerk 15 dat de temperatuurtasters worden gevormd door temperatuurafhan- kelijke weerstanden doorlopen door een instelbare stroom en opgenomen in serie met twee referentieweerstanden, en voorts voorzien van - multiplexmiddelen voor het signaal afkomstig van ten minste 20 vier ingangswegen waarvan ten minste twee elk een analoog signaal ontvangen representatief voor de spanning aan de aansluitingen der variabele weerstanden en waarvan er twee genomen uit de anderen elk een signaal ontvangen representatief voor de spanning aan de aansluitingen van de referentieweerstanden, welke 25 multiplexmiddelen bovendien een uitgangsweg omvatten en kies-middelen voor het op elk moment kiezen van een van de ingangswegen teneinde deze in verbinding te brengen met de uitgangsweg, - transformatiemiddelen voor het transformeren van de signalen 30 afkomstig van de multiplexmiddelen in wisselspanningsignalen en waarbij een der parameters evenredig is met de spanning van het corresponderend signaal, welke signalen direkt door de microprocessor kunnen worden verwerkt.

9. Inrichting volgens conclusie 8 met het kenmerk 35 dat de transformatiemiddelen wisselspanningsignalen opwekken waarvan de periode evenredig is met de spanning van het corresponderende signaal. 8304412 ----- -- -- ---- -- --4 1 -10-

10. Inrichting volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de transformatiemiddelen wisselspanningsignalen opwekken waarvan de frequentie evenredig is met de spanning van het corresponderende signaal. 3304412