Способ управления комбинированным устройством и комбинированное устройство, реализующее данный способ

Изобретение относится к способу управления комбинированным устройством и комбинированному устройству, в котором может быть применен данный способ. Способ управления устройством 1, которое содержит, по меньшей мере, компрессорную установку 2 и/или устройство для сушки с одной стороны и систему 3 регенерации тепла с другой стороны. Система 3 регенерации тепла поглощает тепло из компрессорной установки 2. Комбинированное устройство 1 дополнительно содержит контроллер 5 и средство 6 для установления одного или более параметров системы. Контроллер 5 управляет как компрессорной установкой 2 и/или устройством для сушки, так и системой 3 регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства. Изобретение направлено на снижение общего энергопотребления комбинированного устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы., 1 ил.

 

Данное изобретение относится к способу управления комбинированным устройством и комбинированному устройству, в котором может быть применен данный способ.

В частности, изобретение предусмотрено для управления комбинированным устройством, которое содержит, по меньшей мере, компрессор и/или устройство для сушки и систему регенерации тепла.

Известно, что сжатие газа в компрессорной установке связано с выделением огромного количества тепла.

Известны компрессорные установки со средством регенерации тепла, с максимально возможной эффективностью его регенерации. Традиционно компрессоры оснащены основным регулированием с помощью управления компрессором в соответствии с требуемым количеством сжатого воздуха.

В известных устройствах потоком охлаждающей жидкости управляют посредством термостатического клапана на выходе системы охлаждения. Таким образом, можно управлять потоком хладагента, чтобы температура на выходе охлаждающей системы оставалась постоянной и равной предварительно заданной величине.

При применении термостатического клапана данная заданная величина является фиксированной и ее невозможно регулировать в соответствии с теплопотреблением.

Таким образом, независимо от поглощаемого хладагентом тепла, температура на выходе системы охлаждения всегда будет одной и той же.

Недостатком является то, что эффективность как компрессорной установки, так и всей комбинированной системы не оптимизируются.

Таким образом, из-за отсутствия какой-либо формы оптимизации, комбинированное устройство будет подвержено, например, температурным флуктуациям.

Данные температурные флуктуации часто нежелательны и могут также способствовать преждевременному износу устройства.

WP 2008/106774 описывает управление системой преобразования тепла газового двигателя в электричество. Здесь не учитывается, в какой степени оптимизация системы регенерации тепла воздействует на эффективность и надежность самого газового двигателя.

Целью данного изобретения является устранение одного, или более из вышеупомянутых недостатков и/или других недостатков, обеспечением способа управления комбинированным устройством, которое содержит, по меньшей мере, компрессорную установку и/или устройство для сушки, с одной стороны, и систему регенерации тепла, с другой стороны, причем система регенерации тепла поглощает тепло из компрессорной установки и/или устройства для сушки, при этом комбинированное устройство дополнительно содержит контроллер для установления одного, или более параметров системы из компрессорной установки и/или устройства для сушки и системы регенерации тепла, при этом вышеупомянутые параметры системы определяют по эффективности отдельно соответственно компрессорной установки и/или устройства для сушки и системы регенерации тепла, и при этом контроллер управляет как компрессорной установкой и/или устройством для сушки, так и системой регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства.

Данное изобретение касается также комбинированного устройства, которое состоит, с одной стороны, из компрессорной установки и/или устройства для сушки, и с другой стороны, системы регенерации тепла для регенерации тепла из компрессорной установки и/или устройства для сушки, причем вышеупомянутое комбинированное устройство также содержит средство для установления одного, или более параметров системы из вышеупомянутой компрессорной установки и/или устройства для сушки, и системы регенерации тепла, при этом вышеупомянутые параметры системы определяются по эффективности отдельно соответственно компрессорной установки и/или устройства для сушки, и системы регенерации тепла, и при этом вышеупомянутое средство соединено с контроллером, который управляет как компрессорной установкой и/или устройством для сушки, так и системой регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства.

Преимущество заключается в том, что данный способ обеспечивает оптимальную общую эффективность, которая реализована осуществлением управления как компрессорной установкой и/или устройством для сушки, так и системой регенерации тепла, именно так, что существенно снижается общее энергопотребление комбинированного устройства.

Здесь общая эффективность не только подразумевает энергетическую эффективность, но может также включать в себя, например, экономическую эффективность.

Для обеспечения возможности осуществления мониторинга общей эффективности, контроллер использует некоторые установочные параметры от пользователя комбинированного устройства, такие как стоимость электричества, стоимость горючего для выработки тепла и/или подобное. На каждом рабочем режиме комбинированного устройства общая эффективность оценивается на основе регламентированных параметров системы и установок пользователя.

Другое преимущество заключается в том, что управление компрессорной установкой и/или устройством для сушки и системой регенерации тепла может быть перенастроено друг на друга.

Связанное с этим преимущество состоит в том, что комбинированное устройство может быть лучше защищено от многих нежелательных факторов, таких как чрезмерно высокие температуры или большие температурные флуктуации охладителя, или подобного.

При предупреждении появления всех этих нежелательных факторов ограничивается, насколько возможно, износ комбинированного устройства, и, таким образом, срок службы комбинированного устройства может быть увеличен.

Ясно, что сочетание двух управлений открывает перспективы для ряда способов управления, которые не могут быть реализованы при управлении только компрессорным устройством.

С целью лучшего представления характеристик изобретения ниже путем примера раскрыт, без какого-либо ограничения, предпочтительный вариант комбинированного устройства согласно данному изобретению, и предпочтительный способ согласно изобретению, со ссылкой на прилагаемый чертеж.

Вышеупомянутый чертеж представляет комбинированное устройство 1, которое в данном случае, в первую очередь, состоит из компрессорного устройства 2 и системы 3 регенерации тепла.

Как известно, компрессорное устройство 2 может иметь корпус с компрессорным элементом в нем, который приводится в действие электрическим двигателем.

Кроме того, компрессорное устройство 2, в общем, имеет систему 4 охлаждения.

Согласно изобретению комбинированное устройство 1 также имеет контроллер 5, который выполнен предпочтительно в виде отдельного электронного компонента.

Кроме того, согласно изобретению, имеется средство 6, которое способно устанавливать один, или более параметров системы.

Данное средство 6 может, к примеру, содержать датчики температуры, датчики давления и т.д., и может, к примеру, быть расположено на выходе 7 сжатого газа и/или выходе 8 системы охлаждения.

Данное средство 6 предпочтительно соединено электрическими кабелями 9-10 с контроллером 5.

Согласно изобретению способ является очень простым и представлен ниже.

В первую очередь, пользователем должен быть выбран подлежащий оптимизации критерий.

Данный критерий может быть заранее запрограммирован в электронном контроллере 5, но это не является необходимым условием для описываемого изобретения.

Для установления параметров системы во время работы комбинированного устройства 1, один, или более параметров системы могут быть замерены или установлены средством 6 непрерывно и/или в регулярных точках по времени.

Замеренные и/или установленные параметры предпочтительно отсылают по предусмотренным для этой цели линиям 9 и 10 передачи данных в контроллер 5.

На основе замеренных параметров системы контроллер 5 может послать сигнал как компрессорному устройству 2, так и системе 3 регенерации тепла по электрическим кабелям 11 управления.

Сигналы, которые посылает контроллер 5, зависят при этом от выбранного критерия, а также замеренных /или установленных параметров системы.

Само собой разумеется, что контроллер 5 может также включать в себя алгоритм, который перерабатывает разные замеренные и/или установленные параметры системы в общий параметр системы, и что данный, последний из упомянутых, общий параметр системы, оптимизируется в соответствии с установленным критерием.

Согласно изобретению, в качестве критерия комбинированного устройства 1 выбрана его наивысшая возможная эффективность.

В данном случае в контроллере 5 может быть алгоритм, который устанавливает рабочие режимы компрессорного устройства 2 в виде функции общей эффективности компрессорного устройства и системы 3 регенерации тепла.

Таким образом, алгоритм может быть основан на замеренных данных компрессорного устройства 2 и/или системы 3 регенерации тепла.

В практическом варианте осуществления изобретения контроллер 5 может, к примеру, управлять положением клапана 12, который воздействует на поток охлаждающей воды, при этом данный клапан 12 может, к примеру, открываться постепенно, чтобы осуществлялось постоянное регулирование потока охлаждающей воды. Несмотря на это, не исключается одномоментное и/или ступенчатое открытие и закрытие данного клапана.

Таким образом, в данном примере, в случае небольшого увеличения потока охлаждающей воды компрессорное устройство 2 охлаждается лучше, несмотря на то, что здесь может быть большее потребление энергии.

При вышеупомянутом снижении энергопотребления в компрессорном устройстве 2, меньшем повышения энергопотребления в системе 3 регенерации энергии, общее энергопотребление всего устройства 1 будет снижаться и, таким образом, будет оптимизирована общая эффективность комбинированного устройства 1.

Другим примером является появление роста скорости потока охладителя в периоды, когда нет потребности в энергии от системы 3 регенерации тепла.

В данных обстоятельствах скорость потока охладителя не должна снижаться, чтобы не привести к высокой выходной температуре в комбинированном устройстве 1 и, следовательно, в данном случае общее энергопотребление комбинированного устройства 1 будет снижено благодаря управляемой его работе.

Дополнительным критерием, который может быть выбран для управления комбинированным устройством 1, является, например, повышение срока службы и/или повышение надежности комбинированного устройства 1.

Ведь общеизвестно, что частые или значительные изменения температуры, или чрезмерно высокая выходная температура, могут привести к непосредственному повреждению устройства и/или преждевременному износу данных компонентов.

С целью оптимизации срока службы, может быть установлен алгоритм, по которому большие температурные флуктуации будут оставаться ограниченными, и будут, насколько возможно, небольшими, так что температура в комбинированном устройстве 1 будет всегда оставаться в безопасной рабочей зоне.

Ясно, что такое управление является возможным управлением как компрессорным устройством 2, так и системой 3 регенерации тепла.

Другим практическим примером, в котором может быть применен способ согласно изобретению, является комбинированное устройство 1 с компрессорным устройством 2 и бойлером.

Поток воды, который протекает через бойлер, в общем, зависит от потребности в паре.

С изменением потребности в паре, будет также изменяться требование в горячей воде для нагревания ее в бойлере.

Применение способа согласно изобретению позволяет управлять температурой воды в виде функции выбранного критерия комбинированного устройства 1, а согласно изобретению, критерий заключается в оптимизации общей его эффективности.

В качестве возможного дополнительного критерия может быть выбрано условие, когда сжатый газ всегда охлажден настолько, что горячая вода всегда доступна для выработки в любое время повышенного количества пара.

Другим возможным дополнительным критерием может быть условие, когда сжатый газ охлажден эффективно, насколько возможно, даже при небольшой или нулевой потребности в выработке пара.

Другим практическим примером, в котором может быть применен способ согласно изобретению, является нагревание воды для санитарной системы теплом от компрессорного устройства 2.

В санитарных системах, например, душевых, в общем, нет постоянной потребности в горячей воде, но потребление горячей воды является скорее периодическим.

Таким образом, может быть временная, очень высокая потребность в горячей воде, например, когда пользователь принимает душ.

По назначению способа согласно изобретению, температура охладителя в компрессоре может быть управляемой так, что сжатый газ охлаждается, а вода для санитарной системы нагревается только при наличии потребности в горячей воде в душевой.

Таким образом, способ согласно изобретению обеспечивает возможность корректировки регулирования, чтобы сжатый газ, насколько возможно, эффективно охлаждался, когда потребность в горячей воде в санитарной системе отсутствует, или ограничена.

Конечно, описанное выше применение не ограничивается нагреванием чистой воды для санитарных систем, но может также быть применено, например, для смеси воды и гликоля, или, в общем, любой другой жидкости или другой смеси из жидкостей и/или любого газа, или смеси газов.

Вышеупомянутым способом обеспечивается преимущество в том, что улучшается общая эффективность комбинированного устройства 1, т.е., совместной санитарной системы 3 и компрессорного устройства 2.

В дополнительном практическом варианте осуществления комбинированного устройства 1, согласно изобретению, управляют скоростью компрессорного устройства, и скорость вращения данного компрессорного устройства 2 устанавливают заданной величиной давления сжатого газа на выходе компрессорного устройства 2 и в определенном диапазоне давления относительно нее. В результате контроллер 5 может управлять упомянутой скоростью вращения на основе происходящей в системе регенерации тепла, и, например, временно допускать более широкий диапазон давления относительно заданной величины.

В конечном счете, конкретное потребление компрессорного устройства 2 зависит также от скорости вращения. Даже, несмотря на то, что это может привести к более высокому электропотреблению, количество регенерированной энергии также возрастет, так что возможна экономия на стоимости топлива.

Ясно, что понятие компрессорного устройства 2 может относиться к единичному компрессору или компрессорной группе с рядом ступеней компрессии.

Конечно, компрессорная группа может быть группой ступеней компрессии, соединенных как последовательно, так и параллельно ряда компрессоров и/или сочетаний из них.

Изобретение не ограничено теми или иными комбинированными устройствами 1, которые содержат сочетание из компрессорной установки 2 и системы 3 регенерации тепла, но также относится к комбинированному устройству, которое содержит сочетание из устройства для сушки и системы 3 регенерации тепла, как в данном последнем случае, тепло, выработанное в устройстве для сушки, может быть регенерировано посредством системы 3 регенерации тепла.

В каждом из описанных выше применений компрессорная установка 2 может быть заменена устройством для сушки, или сочетанием компрессорной установки 2 с таким устройством для сушки.

Данное изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными в качестве примера, и представленными на чертежах, за исключением способа, согласно изобретению, управления комбинированным устройством и комбинированного устройства, в котором может быть применен данный способ, может быть осуществлен во всех видах вариантов, не выходящих за пределы изобретения.

1. Способ управления устройством (1), которое содержит, по меньшей мере, компрессорную установку (2) и/или устройство для сушки и систему (3) регенерации тепла, поглощающую тепло из компрессорной установки (2) и/или устройства для сушки, отличающийся тем, что комбинированное устройство (1) содержит контроллер (5) и средство (6) для установления одного или нескольких параметров системы, как компрессорной установки (2) и/или устройства для сушки, так и системы регенерации тепла, при этом вышеупомянутые параметры системы определяют по эффективности отдельно соответственно компрессорной установки и/или устройства для сушки и системы регенерации тепла, при этом с помощью контроллера (5) управляют как компрессорной установкой (2) и/или устройством для сушки, так и системой (3) регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства (1).

2. Комбинированное устройство, содержащее компрессорную установку (2) и/или устройство для сушки и систему (3) регенерации тепла компрессорной установки (2) и/или устройства для сушки, отличающееся тем, что вышеупомянутое комбинированное устройство (1) также содержит средство (6) для установления одного или нескольких параметров системы из вышеупомянутой компрессорной установки (2) и/или устройства для сушки и системы регенерации тепла, при этом вышеупомянутые параметры системы определяют по эффективности отдельно соответственно компрессорной установки и/или устройства для сушки и системы регенерации тепла, а вышеупомянутое средство (6) соединено с контроллером (5), который управляет как компрессорной установкой (2) и/или устройством для сушки, так и системой (3) регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства (1).

3. Устройство (1) по п.2, отличающееся тем, что система (3) регенерации тепла является системой для нагревания текучей среды.