193105. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezések vagy berendezés vízgőz felhasználásának optimalizálására
193105 A találmány tárgya eljárás egy vagy több ipari berendezés vagy berendezés sor vízgőz felhasználásának optimalizálására mikroprocesszorral vezérelt elektronikus szabályzás révén. Napjainkban a termékek előállítási költségét egyre nagyobb mértékben befolyásolja, hogy az előállítás során mennyi volt a felhasznált energia mennyisége. Számos ipari művelet elvégzésénél az üzemelő berendezés vagy berendezés sor fűtése vízgőzzel történik. A hőtechnikai szabályozás azonban általában csupán arra korlátozódik, hogy a fűtőközeget folyékony halmazállapotban, kondenzvízként vezetik el. Ezért ezekbe a rendszerekbe úgynevezett kondenzedényt építenek be, amelynek feladata, hogy a folyadék halmazállapotú közeget és a gőzfázist szétválassza. A kondenzedényből távozó víz az esetek nagy részében indokolatlanul magas hőfokú. Ez pedig többlet energiafogyasztást, vagyis az energia pazarlását eredményezi. Egy cukorfőző üst fűtésére például 0,8 MPa nyomású, 174°C-os vízgőzt használnak. A cukortöményítés hőfoka azonban csak 116°C. A távozó kondenzvíz hőmérséklete általában 174°C. Energiát úgy tudunk megtakarítani, ha a távozó kondenzvíz hőmérsékletét alacsonyabb hőfokon tudjuk tartani. Léteznek speciális hőmérsékletorientált kondenzvíz leválasztok, amelyek alkalmazásával elérhető, hogy a 174°C-os fűtőgőz 116°C-os kondenzvíz alakjában távozzon. Ezek a speciális kondenzviz leválasztok termosztátos szabályzással működnek. Ezek alkalmazása azonban mégsem terjedt el, mivel használatukkal nem kerülhető el, hogy a vízfázis mégis megjelenjen a rendszer adott pontjain. Hátfányuk ugyanis, hogy lehetővé teszik az ipari berendezésben a víz-gőz vegyes fázis jelenlétét és ezért a gőztér egyes pontjai megtelhetnek vízzel, amely mind a technológiai folyamatot, mind az energiafelhasználás mértékét károsan befolyásolja. A 121 147. számú európai közrebocsájtásí iratban olyan fűtési rendszert ismertetnek, amelyet elektronikusan vezérelnek. A vezérlési rendszer mikroprocesszort és előprogramozott adattárolót tartalmaz. Ennél a rendszernél az elektronikus szabályzást a fűtött tér és a külső hőmérséklet különbségéből származó jel vezérli. Ez a módszer nem alkalmazható ipari berendezések működtetésénél, mert ezeknél a rendszerbe beáramló gőz mennyiségét a berendezés, illetve a berendezések időben és berendezésenként változó gőz igényétől kell függővé tenni. Egyik másik vezérlési lehetőség a gőz által felmelegített közeg hőmérsékletének, illetve a fűtő és az átvevő közeg hőmérséklet különbségének mérése lehetne, az úgynevezett szekunder körben. 2 1 Ilyen érzékelési módszert mutat be a 3 946 802. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás is. Gőzzel fűtött ipari berendezések esetében azonban a fűtött elegy (pl. a bepárlandó oldat) hőmérsékletének mérése lehetetlen lenne vagy igen sok meghibásodást, illetve üzemzavart okozna. Célul tűztük ki, hogy egy olyan eljárást dolgozzunk ki ipari berendezések, illetve berendezés sorok gőzfelhasználásának optimalizálására, amely mikroprocesszorral vezérelt elektronikus szabályzással mégis megoldható. Megállapítottuk, hogy ha a rendszerbe beáramló gőz mennyiségét megbízhatóan kívánjuk elektronikusan szabályozni, egy olyan mérési pontot kell találnunk a vezérlés működtetésére (az úgynevezett primer körben (gőz körben), amely az egész rendszerre nézve karakterisztikus. Emellett a kitüntetett mérési pontnak olyannak kell lennie, hogy igen rövid idő alatt jelezni tudja a rendszer gőzigényének változását. Azt tapasztaltuk, hogy ha a kondenzedényben lévő kondenzvíz hőmérsékletének változását mérjük, olyan mérési pontot nyerünk amelynek révén az egész rendszer gőzigényét jellemző módon kézben tudjuk tartani és mód van arra, hogy a gőzigény változását igen gyorsan követni tudjuk. A kondenzedényben lévő kondenzvíz hőmérsékletét egy olyan ellenálláshőmérővel, előnyösen platina ellenálláshőmérővel mérjük, amelyet feszültség generátorral táplálunk. A hőmérsékletváltozásnak megfelelően változik a fémhőmérő ellenállása is. Az ellenállás változással arányos áramerősség értéket használjuk fel azután a rendszer szabályzására. Az így nyert jelet digitalizáljuk, majd összehasonlítjuk az előre betáplált programmal, és eltérés' esetén szabályzás révén változtatjuk a rendszerbe bejutó gőz mennyiségét. A találmány szerinti eljárást, amely ipari berendezések vagy berendezés sorok gőzfelhasználásának mikroprocesszorral vezerelt szabályzására vonatkozik, az jellemzi, hogy a primer körben öt másodpercenként mérjük a kondenzedényben lévő kondenzvíz hőmérsékletét elektromos ellenállás változásának követésével, és ha a mért hőmérsékleti érték időben és berendezésenként eltér a rögzített programtól, csökkentjük vagy növeljük a rendszerbe beáramló vízgőz mennyiségét. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy egy adott ipari üzemen belül központi helyről szabályozzuk az egy vagy több technológiai berendezés időben és mennyiségben változó hőenergia fogyasztását és azt optimális szinten tartsuk. A találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló kapcsolási elrendezést az 1. ábrán mutatjuk be, míg a 2. ábra a felhasznált program folyamatábráját szemlélteti. A központi szabályzó egység (CPU) az 1 mikroprocesszorból, a 2 permanens memória 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
