Способ управления системой поддержания температурно-влажностного режима
Владельцы патента RU 2659993:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический комплекс "Криогенная техника" (RU)
Изобретение относится к способам управления многокомпонентными системами поддержания температурно-влажностного режима, предназначенными преимущественно для помещений и объемов, содержащих тепловыделяющее или требующее термостатирования в течение длительного времени оборудование. При эксплуатации таких систем проводится техническое обслуживание узлов и агрегатов по мере выработки ими назначенного ресурса в процессе включений и выключений по теплотехническим показаниям. Включение агрегатов охлаждения и осушки по команде средств управления системы производят локальными системами управления агрегатов, причем производят приоритетное включение агрегатов, имеющих минимальную наработку или имеющих в своем составе компрессор с минимальной наработкой ресурса. Техническим результатом является снижение эксплуатационных расходов и повышение надежности системы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к климатической технике, преимущественно к способам управления многокомпонентными системами поддержания температурно-влажностного режима, содержащими в т.ч. холодильные агрегаты с несколькими компрессорами.
Известен способ эксплуатации холодильной установки, содержащей несколько компрессоров и охлаждающей несколько участков [1]. Попеременное включение компрессоров зависит от условий охлаждаемых участков без учета ресурса каждого отдельного компрессора, что приводит к разновременности выработки ресурсов и, как следствие к разновременности выполнения технического обслуживания и регламентных работ, например замены, по каждому компрессору, а не одновременно для всей группы. Это увеличивает эксплуатационные расходы, кроме того, неравномерная выработка ресурса компрессоров понижает надежность системы, т.к. вероятность отказа компрессора на пределе ресурса выше.
Анализ научно-технической литературы [1, 2, 3, 4, 5] показал, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ управления системой поддержания температурно-влажностного режима, описанной в [2]. Способ заключается в попеременном включении агрегатов охлаждения и осушки средствами управления системы по сигналам датчиков температуры и влажности воздуха в контролируемом помещении. Этот способ принят за прототип заявленного изобретения.
Недостатком прототипа тоже является включение агрегатов без учета выработки их ресурса или выработки ресурса компрессоров (они могут быть разными, например, из-за предшествующей замены компрессоров). Результатом этого является разновременность технического обслуживания и регламентных работ агрегатов и компрессоров, увеличение эксплуатационных затрат. Кроме того, при этом понижается надежность системы, т.к. вероятность отказа выше у компрессора, имеющего большую, чем другие, выработку ресурса.
Также возможен тотальный отказ системы при неисправностях средств управления системы, что также понижает надежность системы.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа управления системой поддержания температурно-влажностного режима с целью снижения эксплуатационных затрат и повышения надежности.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе управления системой поддержания температурно-влажностного режима, состоящей из датчиков температуры и влажности в контролируемом помещении и агрегатов охлаждения и осушки воздуха, заключающемся в попеременном включении и выключении агрегатов охлаждения и осушки воздуха средствами управления системы по сигналам датчиков температуры и влажности в контролируемом помещении, агрегаты включают локальными системами управления агрегатов, при этом первоначально средства управления системы команду на включение подают на агрегат с минимальной наработкой ресурса, а локальные системы управления агрегатов включают первоначально компрессор с минимальной наработкой ресурса; при нахождении выбранного агрегата во включенном состоянии команду на включение подают на агрегат из числа неработающих, имеющих минимальную наработку ресурса.
Кроме того, агрегаты охлаждения и осушки при необходимости включают автономно.
Включение агрегатов охлаждения и осушки воздуха локальными системами управления агрегатов упрощает алгоритм и структуру средств управления системы, что повышает ее надежность.
В многокомпонентной системе всегда имеются агрегаты и составляющие узлы с разными ресурсами и имеющими разную наработку ресурса.
Первоначальное включение агрегата с минимальной наработкой ресурса позволяет выравнивать наработку ресурса агрегатов.
Компрессоры являются критичными компонентами системы, поэтому при равенстве наработки агрегатов включают агрегат с компрессором, имеющим минимальную наработку. Это позволяет выравнивать наработку ресурса компрессоров, что повышает надежность системы. Этой же цели служит включение локальными системами управления агрегатов первоначально компрессора с минимальной наработкой ресурса.
Включение аппарата из числа неработающих с минимальной наработкой ресурса преследует цель выравнивания наработки агрегатов.
Агрегаты содержат приборы автоматики, энергорегулирующую аппаратуру, измерительные приборы, пускорегулирующую и другую арматуру, стандартную для климатической техники. Выравнивание наработки и ресурса агрегатов позволяет проводить регламентные работы и техническое обслуживание агрегатов и их узлов одновременно.
Проведение технического обслуживания одновременно сразу нескольких агрегатов снижает удельный вес подготовительных и заключительных работ, таких как доставка и эвакуация расходных материалов, необходимого оборудования, контрольные измерения, т.е. снижаются эксплуатационные затраты на всю систему.
Возможность включать агрегаты охлаждения и осушки воздуха автономно позволяет парировать отказы или неисправности средств управления системы.
Техническими результатами изобретения являются:
- снижение эксплуатационных затрат;
- повышение надежности системы поддержания температурно-влажностного режима.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенном в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками (или их сочетанием) заявленного изобретения преобразования для достижения технического результата в системах поддержания температурно-влажностного режима.
На чертеже приведена укрупненная блок-схема управления системой поддержания температурно-влажностного режима.
Блоки позиций 1-9 обеспечивают работу системы при ее управлении средствами управления системы.
Блоки позиций 8-12 являются частями локальных систем управления [ЛСУ] агрегатов охлаждения и осушки воздуха. Блоки позиций 9-12 используются при необходимости автономного включения агрегатов.
Реализация предложенного способа осуществляется следующим образом.
В блоке 1 задаются температура tзад и влажность воздуха ϕзад, которые необходимо поддерживать в контролируемом помещении.
В блоках 2 и 3 определяются фактические значения температуры t и влажность ϕ в контролируемом помещении.
В блоке 4 определяются и сохраняются данные по наработке ресурса τi агрегатов и компрессоров.
В блоке 5 происходит сравнение заданных и фактических значений температуры и влажности воздуха, формируется решение о включении агрегатов.
В блоке 6, используя информацию с блока 4, производится выбор агрегата с минимальной наработкой ресурса для включения.
Если имеется несколько агрегатов с одинаковой минимальной наработкой ресурса, то выбирают агрегат, имеющий в своем составе компрессор с минимальной наработкой ресурса из состава сравниваемых агрегатов.
Блок 7 транслирует команду в ЛСУ агрегата, в блок 8.
Если же выбранный агрегат находится во включенном состоянии, то блок 7 передает управление на предыдущий уровень - блок 6 и процесс выбора повторяется.
В блоке 8 ЛСУ агрегата, используя данные блока 4 системы, выбирается компрессор с минимальной наработкой ресурса, и блок 9 включает агрегат.
Блок 10, 11 и 12 ЛСУ позволяют при необходимости в ручном режиме управлять агрегатом.
В блоке 10 вручную включают режим «автономно», в блоке 11 вручную выбирают компрессор для включения и блоке 12 вручную включают агрегат.
На основании предложенного способа созданы средства управления и конструкция системы поддержания температурно-влажностного режима.
Система в минимальном варианте содержит в том числе четыре агрегата охлаждения и осушки воздуха, каждый со своей ЛСУ, содержащие по два компрессора.
Изготовлен опытный образец на собственном производстве заявителя, который проходит испытания.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для промышленного использования, а именно, в системах поддержания температурно-влажностного режима;
- для заявленного изобретения в том виде, в котором он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
1. Пат. заявка № DE 3925090 А1, Германия. Способ эксплуатации холодильной установки / 
, МПК F25B 49/02, F25B 41/04, BrownBoveriYork, 
undKlimatechnikGmbH; 
W. Заявл. 28.07.1089, опубл. 07.02.1991.
2. Пат. №2277207 С2, РФ. Система поддержания температурно-влажностного режима, МПК F24F 11/06, Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро общего машиностроения им. В.П. Бармина"; Бармин И.В. и др. 3аявл. 05.08.2004, опубл. 27.05.2006.
3. А.с. №389367, СССР. Способ стабилизации состояния рабочего тела, МПК F25D 49/00, G05D 16/02, Одесское специализированное монтажно-наладочное управление «Хладмонтажавтоматика»; Чумак И.Г., Кендра Б.С. Заявл. 14.07.1970, опубл. 05.07.1973.
4. А.с. №1217723 А, СССР. Судовая система кондиционирования воздуха, МПК B63J 2/00, В/ч 27177-В, Кохан А.А. и др. Заявл. 25.09.1984, опубл. 15.03.1986.
5. А.с. №893728, СССР. Способ работы автономного судового кондиционера, МПК B63J 2/04, Редкозуб Б.Д. Заявл. 15.06.1979, опубл. 30.12.1981.
1. Способ управления системой поддержания температурно-влажностного режима, состоящей из датчиков температуры и влажности воздуха в контролируемом помещении и агрегатов охлаждения и осушки воздуха, заключающийся в попеременном включении и выключении средствами управления системы по сигналам датчиков температуры и влажности, агрегатов охлаждения и осушки воздуха, отличающийся тем, что агрегаты включают локальными системами управления агрегатов, при этом первоначально средства управления системы команду на включение подают на агрегат с минимальной наработкой ресурса, при равенстве ресурсов агрегатов команду подают на агрегат, имеющий в составе компрессор с минимальной наработкой ресурса, а локальные системы управления агрегатов включают первоначально компрессор с минимальной наработкой ресурса; при нахождении выбранного агрегата во включенном состоянии команду на включение подают на агрегат, из числа неработающих, имеющий минимальную наработку ресурса.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что агрегаты охлаждения и осушки воздуха включают автономно.
