(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−熱交換器（２）の二次側部分を通るよう気体を案内することによって、前記気体から水蒸気が凝縮される、気体を冷却乾燥する方法であって、前記熱交換器（２）の一次側部分は冷却回路のエバポレータ（３）を形成し、前記冷却回路は、前記冷却回路内で冷却剤を循環させる速度制御式コンプレッサ（４）と、凝縮器（５）および膨張手段（６）とを含み、エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／またはエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒを測定するための手段が利用され、最低気体温度（ＬＡＴ）または露点を測定する手段が利用され、前記方法は、冷却乾燥中に、以下のステップ：
−一方で前記エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／または前記エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒに基づいて、他方で前記最低気体温度（ＬＡＴ）に基づいて、前記冷却回路の負荷を求めるステップと、
−上述の負荷を考慮しながら、供給された前記気体が前記熱交換器（２）の二次側部分の出口において設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）になるように冷却するのに必要な前記エバポレータ温度または前記エバポレータ圧力の所望値を計算するステップと、
−前記エバポレータ温度または前記エバポレータ圧力を前記エバポレータ温度または前記エバポレータ圧力の上述の所望値に等しくするために、前記コンプレッサ（４）の速度を制御するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
−前記エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒを測定し、前記冷却回路の負荷Ｃを求めるステップであって、この負荷は以下の公式
Ｃ＝［Ｄ１×Ｌｎ（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）−Ｄ２］−［Ｒ×ＬＡＴ］＋Ａ−Ｂ
に従って計算される、ステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法：
ここで、
ＬＡＴ＝測定された前記最低気体温度、
Ａ＝最低許容エバポレータ温度Ｂで達する露点、
Ｒ＝測定された前記最低気体温度がＡより高い値を有するときの、前記最低気体温度と前記エバポレータ温度との線形の関係を特徴づける勾配、
Ｄ１およびＤ２＝値が前記冷却剤に依存する定数、
である。
【請求項３】
−前記エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒを測定し、負荷Ｃを、以下の公式
Ｃ＝Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒ−［Ｒ×ＬＡＴ］＋Ａ−Ｂ
に従って計算するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法：
ここで、
ＬＡＴ＝測定された前記最低気体温度、
Ａ＝最低許容エバポレータ温度Ｂで達する露点、
Ｒ＝Ａより高い測定された最低気体温度における前記最低気体温度と前記エバポレータ温度との線形の関係を特徴づける勾配、
である。
【請求項４】
−測定された前記ＬＡＴがＡ以下の場合、前記気体を設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）まで冷却するための前記エバポレータ温度の前記所望値（Ｔｗ）が、以下の公式
Ｔｗ＝Ｂ／Ａ×ＬＡＴＳＰ
に従って計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法：
ここで、
Ａ＝最低許容エバポレータ温度Ｂで達する露点、
である。
【請求項５】
−空気を冷却乾燥するとき、前記露点Ａが通常は３℃であり、前記最低許容エバポレータ温度Ｂが通常は−５℃であることを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項６】
−以下のステップ：
−前記エバポレータ圧力（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を測定するステップと、
−前記負荷を考慮しながら、供給された前記気体が前記熱交換器（２）の二次側部分の出口において設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）になるように冷却するのに必要な前記エバポレータ圧力の所望値（ｐｗ）を計算するステップと、
−前記エバポレータ圧力（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を前記エバポレータ圧力の上述の所望値（ｐｗ）に等しくするために、前記コンプレッサ（４）の速度を制御するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
−気体を冷却乾燥する装置（１）であって、該装置（１）は熱交換器（２）を含み、前記熱交換器（２）の一次側部分は冷却回路のエバポレータ（３）を形成し、前記冷却回路内には速度制御式コンプレッサ（４）と、凝縮器（５）と、膨張手段（６）とが順に設けられており、上述の熱交換器（２）は乾燥すべき気体を供給する導管が接続された二次側部分を有し、上述の熱交換器（２）のこの二次側部分の下流には、凝縮物を除去する液体分離器（８）が設けられた装置であって、上述の装置（１）はエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび最低気体温度（ＬＡＴ）を測定する手段（１１、１０）を有し、前記手段（１１，１０）は制御ユニット（１２）に接続され、前記制御ユニット（１２）は、上述のコンプレッサ（４）にも接続され、前記コンプレッサ（４）の回転速度を、前記最低気体温度（ＬＡＴ）および前記エバポレータ圧力（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）の測定値に基づいて制御することを特徴とする装置。
【請求項８】
−上述の制御ユニット（１２）にはアルゴリズムが備えられ、前記アルゴリズムは、上述の最低気体温度（ＬＡＴ）および測定された前記エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒに基づいて前記冷却回路の負荷を求め、上述の負荷を考慮しながら、供給された前記気体が前記熱交換器（２）の二次側部分の出口において設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）になるように冷却するのに必要な前記エバポレータ圧力の所望値（ｐｗ）を計算し、前記エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒが前記エバポレータ圧力の上述の所望値（ｐｗ）に等しくなるように、前記コンプレッサ（４）の前記回転速度を制御することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を冷却乾燥する方法に関するものである。
【０００２】
より具体的には、本発明は、熱交換器の二次側部分を通るよう気体を案内することによって、気体から水蒸気が凝縮される、気体を冷却乾燥する方法に関するものであり、熱交換器の一次側部分は冷却回路のエバポレータを形成し、冷却回路は、冷却回路内で冷却剤を循環させる速度制御式コンプレッサと、凝縮器および膨張手段とを含み、エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／またはエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒを測定するための手段が利用され、最低気体温度（ＬＡＴ：ｌｏｗｅｓｔ  ｇａｓ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を測定する手段も利用される。
【背景技術】
【０００３】
周知の通り、冷却乾燥は、気体温度を下げることによって気体から水分が凝縮し、その後、液体分離器内で凝縮水が分離され、その後、この気体が飽和状態でなくなるように再度気体を加熱するという原理に基づいている。
【０００４】
例えば、コンプレッサによって供給される圧縮空気は、ほとんどの場合、水蒸気で飽和しており、換言すると、１００％の相対湿度を有している。これは、いわゆる露点未満への温度低下が生じた場合に凝縮が発生することを意味する。凝縮水が生じた結果、導管およびツール内に腐食が発生し、機器は早すぎる損耗を示すことがある。
【０００５】
そのため、圧縮空気を乾燥する。これは、冷却乾燥によって上述の方法で実施できる。他の気体もこの方法で乾燥できる。
【０００６】
圧縮空気を乾燥するとき、熱交換器内の空気を冷却しすぎてはならない。さもないと、凝縮物は凍結するおそれがある。通常、乾燥した圧縮空気は周囲温度より摂氏２０度低い温度を有するが、決して摂氏＋２〜＋３度未満の温度を有しない。このため、エバポレータ内の冷却剤の温度は１５℃〜−５℃の間に維持されている。
【０００７】
周知の通り、凝縮物の凍結を防止するために、コンプレッサの速度は、測定された最低気体温度ＬＡＴの関数として制御される。ＬＡＴは、凝縮物の凍結を防止するために、上述の熱交換器の二次側部分の中に導かれる乾燥すべき気体に最低限必要とされる温度である。
【０００８】
例えば、供給される気体の流れの低下により、ＬＡＴが低下し、凝縮物が凍結の兆しを見せると、ＬＡＴが再度上昇するようにコンプレッサの速度は低下する。このようにして、凝縮物の凍結は防止される。
【０００９】
例えば、供給される気体の流れの上昇により、ＬＡＴが上昇すると、エバポレータ温度が低下してＬＡＴも低下するように、コンプレッサの速度は上昇する。
【００１０】
ＬＡＴに基づく制御の欠点は、エバポレータ温度が低くなりすぎて、エバポレータ内で凍結が発生するおそれがあることである。
【００１１】
エバポレータ圧力、換言するとエバポレータ内の圧力に基づく制御も周知である。そのような場合、エバポレータ圧力が一定の限度内に維持されるように、コンプレッサの速度は制御される。
【００１２】
上述の制御の欠点は、冷却回路の負荷が低いとき、すなわち、例えば供給されるガスの流れが低いとき、凝縮物は凍結するおそれがあることである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、熱交換器（２）の二次側部分を通るようガスを導くことによって、気体から水蒸気が凝縮される、気体を冷却乾燥する方法であって、熱交換器の一次側部分は冷却回路のエバポレータを形成し、冷却回路は、冷却回路内で冷却剤を循環させる速度制御式コンプレッサと、凝縮器および膨張手段とを含み、エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／またはエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒを測定するための手段が利用され、最低気体温度（ＬＡＴ）または露点を測定する手段が利用され、この方法は冷却乾燥中に以下のステップ：
−一方でエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／またはエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒに基づいて、他方で最低気体温度（ＬＡＴ）に基づいて、冷却回路の負荷を求めるステップと、
−上述の負荷を考慮しながら、供給された前記気体が前記熱交換器の二次側部分の出口において設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）になるように冷却するのに必要なエバポレータ温度またはエバポレータ圧力の所望値を計算するステップと、さらに、
−エバポレータ温度またはエバポレータ圧力を上述のエバポレータ温度またはエバポレータ圧力の所望値に等しくするか、または実質的に等しくするために、コンプレッサの速度を制御するステップと、
を含む、方法を提供することによって、上述の欠点および／または他の欠点の１つまたは複数に対する解決策を提供することである。
【００１４】
本発明による方法は、一定の流量で供給される気体を設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）まで冷却するのに必要なエバポレータ温度またはエバポレータ圧力の所望値を計算する。
【００１５】
上述の流れのパラメータ（量、湿度、圧力、温度、・・・）が変化すると、本発明による方法において、流量が変化した供給された気体を設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）まで冷却するのに必要なエバポレータ温度またはエバポレータ圧力の計算された所望値も変化する。
【００１６】
このように、冷却回路の負荷とは関係なく、凝縮物が凍結することがないように、気体は設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）まで冷却される。
【００１７】
エバポレータ温度またはエバポレータ圧力は厳密に要求されるより低くは維持されないので、上述したことは、エネルギが不必要に消費されないことも意味している。
【００１８】
実際に、一定の設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）において、冷却回路の負荷が低下するとき、または、供給される気体の流れが減少するとき、エバポレータ温度の所望値またはエバポレータ圧力の所望値が上昇することは明らかである。このように、本発明による方法は、一定流量の気体を設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）まで冷却するために最小限のエネルギを使用する。
【００１９】
本発明による方法の他の利点は、冷却回路の負荷が、好ましくは最低気体温度（ＬＡＴ）およびエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒの２つの測定値だけに基づいて求められることである。冷却回路を負荷に適応させるために、流れの量、温度、圧力、相対湿度、および自由水等の表面的なデータは必要ない。
【００２０】
本発明の好ましい特性によると、冷却回路は常に、最低許容エバポレータ温度より高いエバポレータ温度で動作する。
【００２１】
これの利点は、エバポレータ温度は最低許容値未満になることがないので、どのような状況でもエバポレータ内で凍結は発生し得ないことである。
【００２２】
エバポレータの特定の点における温度と圧力との間に明白な関係があることは知られており、その結果、エバポレータ温度に基づく制御の代わりに、エバポレータ圧力に基づく制御が可能である。
【００２３】
本発明はまた、気体を冷却乾燥する装置に関するものでもあり、該装置は熱交換器を含み、熱交換器の一次側部分は冷却回路のエバポレータを形成し、冷却回路内には速度制御式コンプレッサと、凝縮器と、膨張手段とが順に設けられており、上述の熱交換器は乾燥すべき気体を供給する導管が接続された二次側部分を有し、上述の熱交換器のこの二次側部分の下流には、凝縮物を除去する液体分離器が設けられ、上述の装置はエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび最低気体温度（ＬＡＴ）を測定する手段を有し、その手段は制御ユニットに接続され、制御ユニットは、上述のコンプレッサにも接続されて、コンプレッサの回転速度を、最低気体温度およびエバポレータ圧力（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）の測定値に基づいて制御する。
【００２４】
本発明によるそのような装置の利点は、本発明による方法に関連する利点と類似である。
【００２５】
本発明による装置の好適な実施形態によると、上述の制御ユニットはアルゴリズムを有し、そのアルゴリズムは、上述の最低気体温度（ＬＡＴ）および測定されたエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒに基づいて冷却回路の負荷を求め、上述の負荷を考慮しながら、供給された前記気体が前記熱交換器の二次側部分の出口において設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）になるように冷却するのに必要なエバポレータ圧力の所望値（ｐｗ）を計算し、エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒが上述のエバポレータ圧力の所望値（ｐｗ）に等しくなるか、または実質的に等しくなるようにコンプレッサの速度を制御する。
【００２６】
本発明の特性をより良く示すことを意図して、気体を冷却乾燥する本発明による方法は、いかなる限定的な性質もなく、添付の図面を参照しながら例として以降に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】気体を冷却乾燥するための本発明による方法で使用できる装置のブロック図を示す。
【図２】供給された一定の流れの気体を設定最低気体温度（ＬＡＴＳＰ）まで冷却するための、本発明による方法で計算されたエバポレータ温度およびエバポレータ圧力の所望値を示す。
【図３】エバポレータ圧力の所望値（ｐｗ）を求める制御アルゴリズムのブロック図を示す。
【図４】コンプレッサの速度を制御する制御図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１に略図的に示されている冷却乾燥用の装置１は、熱交換器２を含み、熱交換器２の一次側部分は冷却回路のエバポレータ３を形成し、冷却回路内にはさらに、コンプレッサ４、凝縮器５、および膨張手段６が順にある。
【００２９】
冷却回路には冷却剤、例えばＲ４０４ａ、が充填され、冷却剤の流れ方向は矢印Ｋで示されている。
【００３０】
熱交換器２の二次側部分は導管７を介して液体分離器８に接続されている。
【００３１】
この導管７の或る部分は、熱交換器２に到達する前に、予冷器または回収熱交換器９内を部分的に通って伸びてよく、次に、液体分離器８の後、再び回収熱交換器９内を通って伸びて、上述の部分に逆方向に流れてよい。
【００３２】
さらに、装置１には最低気体温度（ＬＡＴ）を測定する手段が備えられ、この場合、これらの手段は熱交換器２の二次側部分のレベルに位置する第１の測定要素１０の形式で構成されている。装置１は、エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／またはエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒを求める手段も含み、この場合、エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒを測定するために冷却回路の低圧側に位置する第２の測定要素１１の形式となっている。
【００３３】
換言すると、第２の測定要素１１は上述の膨張手段６の下流に位置し、上述のエバポレータのすぐ上流に位置する。
【００３４】
コンプレッサ４は制御ユニット１２に接続され、第１および第２の測定要素１０および１１も制御ユニット１２に接続されている。
【００３５】
本発明による方法は非常に簡単であり、以下の通りである。
【００３６】
乾燥すべき気体または混合気体、この場合は圧縮空気、は熱交換器２の二次側部分の中に導かれ、好ましくは冷却回路のエバポレータ３内の冷却剤と逆方向に流れる。
【００３７】
上述の熱交換器２内で、供給された湿った空気は冷却され、それによって凝縮物が形成され、これは次に液体分離器８内で分離される。
【００３８】
この液体分離器８の後により少ない湿気を含み、しかしそれにも関らず１００％の相対湿度を有する低温の空気は、回収熱交換器９内で例えば相対湿度が５０％に低下するように加熱される一方、乾燥すべき供給された空気は、熱交換器２に導かれる前にこの回収熱交換器９内で既に或る程度冷却されている。
【００３９】
このように、熱交換器２の二次側部分の取り出し部における空気は、熱交換器２の二次側部分の取り入れ部における空気よりも乾燥している。
【００４０】
凝縮物の凍結を防止するために、供給された圧縮空気は熱交換器２内で２〜３℃未満に冷却されてはならない。
【００４１】
本発明による方法は、エバポレータ温度またはエバポレータ圧力の所望値Ｔｗまたはｐｗを計算することによって、さらに、エバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒまたはエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒが上述の計算されたエバポレータ温度の所望値Ｔｗまたはエバポレータ圧力の所望値ｐｗに等しくなるか、または実質的に等しくなるように、コンプレッサ４の回転速度ｎを制御することによって、供給された圧縮空気を設定最低気体温度ＬＡＴＳＰまで冷却する。
【００４２】
設定最低気体温度ＬＡＴＳＰが高くなるにつれて、対応する計算された所望値は高くなる。圧縮空気を冷却乾燥するとき、最低気体温度ＬＡＴＳＰは通常、周囲温度より２０℃低い値に設定され、好ましくは、最低気体温度ＬＡＴＳＰは２〜３℃未満に設定できないように制限される。
【００４３】
この結果、本発明による方法は、冷却回路の負荷Ｃを考慮しながら、エバポレータ３内の上述の温度の所望値Ｔｗまたは圧力の所望値ｐｗを計算することが重要になる。
【００４４】
一方において、冷却回路の負荷Ｃが最低気体温度（ＬＡＴ）の測定値に基づいて求められ、他方において、エバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒおよび／またはエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒが、この場合、第１および第２の測定要素１０および１１によってそれぞれ測定される最低気体温度（ＬＡＴ）およびエバポレータ圧力ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒに基づいて求められる。
【００４５】
上述の通り、最低気体温度ＬＡＴＳＰが高く設定される程度に応じて、所望値ｐｗは上昇する。この場合、最低気体温度とエバポレータ圧力とに線形の関係があると考えられる。上述の線形関係の傾斜は冷却器のタイプに依存し、勾配Ｒによって数学的に特徴づけられる。
【００４６】
この例における場合の通り、エバポレータ圧力（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）が測定されると、公式
Ｃ＝［Ｄ１×Ｌｎ（ｐｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）−Ｄ２］−［Ｒ×ＬＡＴ］＋Ａ−Ｂ
に従って値Ｃを計算することによって負荷が求められる。
ここで、値Ｄ１およびＤ２は、冷却回路内で使用される冷却剤に依存する定数である。
【００４７】
値Ａは、最低許容エバポレータ温度または圧力Ｂで達する露点である。
【００４８】
一定のエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒにおいて、値Ｃは負荷が低下する程度に応じて上昇する。実際に、供給される圧縮空気の流量が減少すると、ＬＡＴは低下し、Ｃが上昇する。負荷の増加に関してはこの逆も当てはまり、ＬＡＴが上昇しＣが低下する。
【００４９】
この例では、−５℃の最低許容エバポレータ温度で、３℃の露点Ａに達する。
【００５０】
値Ｃを計算することによって負荷が求められた後、エバポレータ温度の所望値Ｔｗが計算でき、これからエバポレータ圧力ｐｗについても導出できる。エバポレータ温度のこの所望値Ｔｗは、設定最低気体温度ＬＡＴＳＰに基づいて、以下の公式を利用して計算される。
Ｔｗ＝Ｒ×ＬＡＴＳＰ−Ａ＋Ｂ＋Ｃ
【００５１】
測定された最低ガス温度（ＬＡＴ）がＡより高い、すなわちこの場合は３℃より高い場合、上述の公式が適用される。
【００５２】
他の全ての場合で、エバポレータ温度の所望値Ｔｗは公式
Ｔｗ＝Ｂ／Ａ×ＬＡＴＳＰ
に従って計算される。
【００５３】
本発明の好ましい特性によると、冷却回路はＢより高い、すなわちこの場合は−５℃より高いエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒで常に動作する。
【００５４】
上述の公式は図２にグラフで示されており、ここでは最低ガス温度ＬＡＴとエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒとの関係を示す、いくつかの曲線が示されている。
【００５５】
一番上の曲線は冷却回路の最小許容負荷、換言するとＣの最大値（Ｃｍａｘ）に相当する。負荷が最大で、最小のＣ値（Ｃｍｉｎ）に相当する場合、一番下の曲線が使用される。
【００５６】
一番上の曲線と一番下の曲線との間に位置する曲線は、冷却回路の最小負荷と最大負荷との間で変化する負荷のために計算される。
【００５７】
特定の点におけるエバポレータ内の温度と圧力との関係を所与として、エバポレータ圧力の所望値ｐｗを、エバポレータ温度の計算された所望値Ｔｗから導出できる。エバポレータ温度の所望値Ｔｗに基づいてエバポレータ圧力の所望値ｐｗを求めるために、以下の公式
ｐｗ＝Ｄ３×ｅ（Ｄ４×Ｔｗ）
を使用することができる。
ここで、Ｄ３およびＤ４は定数であり、その値は冷却剤に依存する。
【００５８】
通常は、以下の表に示される通り、上述の定数Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４に、冷却剤の圧力／温度曲線から求められる値が与えられるが、言うまでもなく、本発明はそのように制約されるわけではない。
【００５９】
【表１】
0005893569.tif 000002
【００６０】
冷却剤としてＲ４０４ａが使用される場合、この例の１行目の値が適用され、冷却剤としてＲ４１０ａが使用される場合、２行目は定数Ｄ１〜Ｄ４の例としての値を含む。
【００６１】
結果として、コンプレッサ４の制御ユニット１２は、エバポレータ圧力の所望値に基づいてコンプレッサの速度を制御する。
【００６２】
図２は、供給された気体を設定最低気体温度ＬＡＴＳＰまで冷却するのに必要なエバポレータ温度の所望値Ｔｗが負荷の関数として変化することを示している。同じことがエバポレータ圧力の所望値ｐｗに当てはまる。
【００６３】
一番上の曲線上の点Ｘの座標から読み取れる通り、冷却回路の最小負荷において、供給された気体を設定最低気体温度ＬＡＴＳＰの１２℃まで冷却するためには、エバポレータ温度の所望値Ｔｗは１１℃であると計算される。
【００６４】
一方、冷却回路の最大負荷では、一番下の曲線上の点Ｙの座標から読み取れる通り、この場合に供給された気体を設定最低気体温度ＬＡＴＳＰの１２℃まで冷却するためには、エバポレータ温度の所望値Ｔｗは３℃であると計算される。
【００６５】
この場合の最低許容エバポレータ温度Ｂは−５℃に設定されている。結果的に、図２の一番下の曲線は最下部で制限されていて、どのような状況でも、エバポレータ温度の所望値Ｔｗが−５℃未満になるようには計算できないようになっている。
【００６６】
このようにして、熱交換器内の凍結は防止される。
【００６７】
本発明に従ってされないエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒが測定されると、負荷は公式
Ｃ＝Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒ−［Ｒ×ＬＡＴ］＋Ａ−Ｂ
に従って求められる。
ここで、
ＬＡＴ＝測定された最低気体温度、
Ａ＝最低許容エバポレータ温度Ｂで達する露点、
Ｒ＝Ａより高い測定最低気体温度における最低気体温度ＬＡＴとエバポレータ温度Ｔｅｖａｐｏｒａｔｏｒとの線形の関係を特徴づける勾配、
である。
【００６８】
値Ｃによって反映される負荷は、時間間隔ＴＣを使用して計算されることが好ましい。時間間隔ＴＣの後、大まかな平均温度が得られる。ここでの平均温度は熱交換器２内の平均温度を意味し、よって、この熱交換器２は、並列および／または直列に接続された１つまたは複数の部分熱交換器から構成することができる。
【００６９】
時間間隔ＴＣの間にＣ用に得られた値は、続いて、冷却回路、ひいては乾燥器を制御するために時間間隔ＴＣの間に使用される。時間間隔ＴＣの経過後、値Ｃは再度計算され、次に新しいエバポレータ圧力の設定値が続くか、または続かない場合もある。
【００７０】
時間間隔ＴＣが小さくなるほど、変化する負荷に対する応答が速くなる。
【００７１】
図３は、この場合はエバポレータ圧力の所望値ｐｗを求めるために、制御ユニット１２によって使用されるアルゴリズムを示し、このようにして、アルゴリズムは冷却回路の負荷を考慮する。この場合、負荷は、図３にｐｖで示される測定されたエバポレータ圧力および測定された最低気体温度ＬＡＴに基づいて求められる。
【００７２】
図４はこの場合、エバポレータ圧力の特定の所望値ｐｗが計算された後、コンプレッサ４の回転速度ｎを制御するために、制御ユニット１２によって使用される制御図を示す。
【００７３】
制御図は、図３に従って計算されたエバポレータ圧力の所望値ｐｗとエバポレータ圧力の測定値ｐｖとを比較する。続いて、制御アルゴリズムは、エバポレータ圧力ｐｖと所望値ｐｗとの差分を伴って継続する。上述の差分は、積分器１３によって積分、および／または増幅器１４によって増幅される。
【００７４】
次に、制御ユニット１２は、コンプレッサ４の回転速度ｎを、上述の所望値ｐｗとエバポレータ圧力の測定値ｐｖとの差分の関数として制御する。
【００７５】
本発明は、例として説明され図面に示されている、気体を冷却乾燥する方法、およびそのような方法を利用する装置に決して限定されるものではなく、そのような方法および装置は、本発明の範囲から逸脱することなく、あらゆる種類の変形で実現できる。
【図１】
0005893569.tif 000003
【図２】
0005893569.tif 000004
【図３】
0005893569.tif 000005
【図４】
0005893569.tif 000006