(57)【要約】  少なくとも、一方においてコンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置を備え、他方において熱回収システム（３）を備え、該熱回収システム（３）が該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置から熱を吸収するようにした装置（１）を制御する方法において、該複合装置（１）がさらにコントローラ（５）を備え、また該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方についての１つ以上のシステムパラメーターを決定するための手段（６）を備え、上記システムパラメーターが該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムのそれぞれの部分効率を示し、さらには、該複合装置（１）の全体的な効率が最大になるように、該コントローラ（５）が上記のシステムパラメーターに基づいて該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と該熱回収システム（３）の双方を制御することを特徴とする方法。【選択図】図１
2013512411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、一方においてコンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置を備え、他方において熱回収システム（３）を備え、該熱回収システム（３）が該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置から熱を吸収するようにした装置（１）を制御する方法において、該複合装置（１）がさらにコントローラ（５）を備え、また該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方についての１つ以上のシステムパラメーターを決定するための手段（６）を備え、上記システムパラメーターが該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムのそれぞれの部分効率を示し、さらには、該複合装置（１）の全体的な効率が最大になるように、該コントローラ（５）が上記のシステムパラメーターに基づいて該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と該熱回収システム（３）の双方を制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも、一方に設けたコンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と、該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置からの熱を回収するために他方に設けた熱回収システム（３）、から成る複合装置において、該複合装置（１）が該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方についての１つ以上のシステムパラメーターを決定するための手段（６）を備え、上記システムパラメーターが該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムのそれぞれの部分効率を示し、さらに、上記手段（６）はコントローラ（５）に接続されていて、該複合装置（１）の全体的な効率が最大になるように、該コントローラが上記のシステムパラメーターに基づいて該コンプレッサ装置（２）及び／又は乾燥装置と該熱回収システム（３）の双方を制御することを特徴とする複合装置。
【請求項３】
前記熱回収システム（３）が流体を加熱するためのシステムであることを特徴とする、請求項２に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合装置を制御するための方法及びその方法が用いられている複合装置に関するものである。
【０００２】
さらに具体的に言えば、本発明は、少なくともコンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と熱回収システムを備えた複合装置を制御することを意図するものである。
【背景技術】
【０００３】
コンプレッサ装置で気体を圧縮する場合に非常に大きな熱の発生を伴うことが知られている。
【０００４】
その熱を出来るだけ効率的に回収するためのエネルギー回収手段を備えたコンプレッサ装置が知られている。
【０００５】
従来より、コンプレッサは、必要な量の圧縮空気に応じてコンプレッサを制御するための基本的な調整装置を備えていた。
【０００６】
公知の装置においては、冷媒の流れは冷却回路の出口に設けられたサーモスタット式のバルブによって制御される。そのため、冷却回路の出口の温度が常に一定で、予め設定した値と等しく保たれるように冷媒の流れを制御することが出来る。
【０００７】
サーモスタット式のバルブを用いる場合は、この予め設定した値は固定値であって、熱消費に応じて調節することは出来ない。
【０００８】
それ故、冷却回路の出口の温度は、冷媒によって吸収された熱の量にかかわらず、常に同じになる。
【０００９】
それについての不利な点は、コンプレッサ装置の効率も複合システム全体の効率も最大にはならないということである。
【００１０】
該複合装置は最適化された形式にはなっていないため、例えば温度の変動にどうしてもさらされやすくなる。
【００１１】
そのような温度の変動は望ましくないことがしばしばあり、該装置を時期尚早に損傷させてしまうこともある。
【００１２】
ＷＰ２００８／１０６７７４公報は、ガソリンエンジンからの熱を回収し、その熱を電気に変えるためのシステムの制御について記載している。ここでは、熱回収回路の最適化がガソリンエンジンそれ自身の効率と信頼性に影響を与える程度については全く考慮されていない。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の目的は、上記の不利な点及び／又はその他の不利な点の１つ以上の事柄について解決を与えることであり、それは少なくとも、一方においてコンプレッサ装置及び／又は乾燥装置を備え、他方において熱回収システムを備えた、複合装置を制御するための方法を提供することによって解決するものであって、該熱回収システムが該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置からの熱を吸収すること；該複合装置がさらにコントローラを備え、また該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方についての１つ以上のシステムパラメーターを決定するための手段を備えていること；上記システムパラメーターが該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムのそれぞれの部分効率を示していること；さらには、該複合装置の全体的な効率が最大になるように、該コントローラが上記のシステムパラメーターに基づいて該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方を制御すること；によるものである。
【００１４】
本発明は、また、一方に設けたコンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と、該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置からの熱を回収するために他方に設けた熱回収システム、から成る複合装置に関するものであって、該複合装置が該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方についての１つ以上のシステムパラメーターを決定するための手段を備え；上記システムパラメーターが該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムのそれぞれの部分効率を示し；さらに、上記手段はコントローラに接続されていて、該複合装置の全体的な効率が最大になるように、該コントローラが上記のシステムパラメーターに基づいて該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方を制御するものである。
【００１５】
本発明の有利な点は、この方法が、該複合装置の全体的なエネルギー消費が実質的に減少するように、該コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの双方の制御を調整することによって最大の全体的効率を実現できることである。
【００１６】
前記の全体的効率は、そこでのエネルギーの効率を意味するだけではなく、例えば経済面での効率をも含みうるものである。
【００１７】
前記の全体的効率を監視することが出来るためには、前記複合装置の使用者による電気代、熱を作り出すための燃料代、その他の費用などの複数の設定値を、前記のコントローラが用いるのが望ましい。該複合装置の各作動ポイントでは、特定の複数のシステムパラメーター及び使用者による複数の設定値に基づいて、全体的な効率が評価される。
【００１８】
別の有利な点は、前記コンプレッサ装置及び／又は乾燥装置と該熱回収システムの制御を互に調整することが出来ることである。
【００１９】
このことに付随する有利な点は、冷媒が過度の高温になったり温度が大きく変動する等の多くの望ましくない要因から前記複合装置を適切に守ることが出来ることである。
【００２０】
それらの望ましくない要因が発生するのを防ぐことによって、該複合装置の損傷を出来る限り抑えることができ、それゆえ該複合装置の寿命を延ばすことが出来る。
【００２１】
２つの制御装置を組み合わせることによって、コンプレッサ装置だけを制御する場合には実現不可能な多くの制御方法についてのアイデアの展望が開けてくる。
【００２２】
本発明の特徴をより良く示すために、添付図面を参照しながら、望ましい実施例をこれ以降に記述するが、それは本発明による複合装置及び本発明による望ましい方法についての１つの例として記述するに過ぎず、決してそれに限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本件において主としてコンプレッサ装置２と熱回収システム３からなる複合装置１を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
すでに知られているように、コンプレッサ装置２は、電気モーターによって駆動するコンプレッサ要素とハウジングを備えている場合がある。
【００２５】
さらに、該コンプレッサ装置２は一般的に冷却システム４を備えている。
【００２６】
本発明によれば、該複合装置１はコントローラ５をも備えていて、そのコントローラは別個の電子素子として構成するのが望ましい。
【００２７】
さらに本発明によれば、１つ以上のシステムパラメーターを決定するのを可能にする手段６を複数備えている。
【００２８】
この手段６は、例えば温度センサー、圧力センサー等を含み、例えば圧縮気体の出口７及び／又は冷却回路の出口８に配置することができる。
【００２９】
この手段６は電気接続用ケーブル９乃至１０によってコントローラ５に接続されているのが望ましい。
【００３０】
本発明による方法は非常にシンプルであって、それは下記のとおりである。
【００３１】
先ず最初に、最適化すべき基準が使用者によって選択される。
【００３２】
この基準は電子式コントローラ５に予めプログラムしておくこともできるが、それは本発明にとって必須の条件というわけではない。
【００３３】
複合装置１が作動している間、複数のシステムパラメーターを決定するための手段６によって、継続的に若しくは幾つかの定まった時点で又はそれらの両方で、１つ以上のシステムパラメーターを測定又は決定することができる。
【００３４】
前記の測定及び／又は決定されたパラメーターは、この目的のために設けられたデータリンク９及び１０を経由してコントローラ５に送られるのが望ましい。
【００３５】
前記の測定された複数のシステムパラメーターに基づいて、前記コントローラ５は、電気制御ケーブル１１を経由して前記コンプレッサ装置２と前記熱回収システム３の両方に信号を送ることができる。
【００３６】
前記コントローラ５が送る複数の信号は、測定及び／又は決定されたシステムパラメーターにだけ基づくのではなく、前記の選択された基準にも基づくものである。
【００３７】
前記コントローラ５は、測定及び／又は決定された複数の異なるシステムパラメーターから１つの全体的なシステムパラメーターが得られるようにデータ処理するアルゴリズムを含むことができ、また該全体的なシステムパラメーターが設定された基準に従って最適化されることは言うまでもない。
【００３８】
前記複合装置１の可能な最大効率が本発明による複合装置１についての基準として選択される。
【００３９】
この場合に、コンプレッサ装置２の複数の動作点をコンプレッサ装置２と熱回収システム３との全体的な効率の関数として決定するアルゴリズムをコントローラ５に備えていても良い。
【００４０】
前記アルゴリズムは、前記コンプレッサ装置及び／又は前記熱回収システム３についての測定データに基づくものとしてよい。
【００４１】
本発明の実際の実施例においては、コントローラ５は、例えば冷却水の流れに影響を与えるバルブ１２の開閉位置を制御することができ、それゆえ、冷却水の流れの継続的な調節が実現できるように、バルブ１２を例えば徐々に開いていくことができる。しかし、それでも尚、該バルブの突然の開閉若しくは段階的に起こる開閉又はそれらの両方を防ぐことはできない。
【００４２】
従って、この例では、前記冷却水が少し増加する場合は、前記コンプレッサ装置２は良好に冷却される一方、同時により大きなエネルギーが必要とされうる。
【００４３】
コンプレッサ装置２における上記のエネルギー消費の減少が熱回収システム３におけるエネルギー消費の上昇よりも小さい場合には、装置１全体の全エネルギー消費は減少し、それ故、該複合装置１の全体的な効率は最大となる。
【００４４】
もう一つの例は、熱回収システム３からのエネルギー需要がない時に、冷却液の流量が増加する期間が時々発生することである。
【００４５】
この状態において、該複合装置１における高い出力温度をもたらすためには、冷却液の流量を減少させてはならない。従って、この場合には、該複合装置１の制御された操作によって、複合装置１の全エネルギー消費が減少する。
【００４６】
該複合装置１を制御するために選択されうるさらなる基準は、例えば、該複合装置１の寿命の増加及び／又は信頼性の増加である。
【００４７】
結局、しばしば温度変化があるか、或いは大きな温度変化があるか、或いは出力温度が高すぎると、直ちに該装置の損傷をもたらすか、或いはその種々の構成部品の摩耗を早めるか、或いはそれらの両方を引き起こす。
【００４８】
寿命を最長にするために、温度変化が一定の限度内に止まり、また温度変化の起こる回数も出来るだけ少なくなり、それによって、該複合装置１における温度が常に一定の安全操作領域内にあるように、アルゴリズムを設定することができる。
【００４９】
このような制御は、該コンプレッサ装置２と該熱回収システム３の両方を制御することによって可能である、ということは明白である。
【００５０】
本発明による方法を適用できる別の実際的な例は、コンプレッサ装置２とボイラーとを備えた複合装置１である。
【００５１】
該ボイラーを通って流れる水の流れは、蒸気の需要に依存する。
【００５２】
上記の需要に変化があると、水を加熱するための熱湯の必要性にも変化がある。
【００５３】
本発明による方法を適用することによって、水の温度を、該複合装置１について選択された基準の関数として制御することが可能になるのであり、本発明によれば、この基準は、該複合装置１の全体的な効率を最大化することから成るものである。
【００５４】
さらなる可能な基準として、常に熱湯を利用でき、それにより前記ボイラー内の蒸気の製造をいつでも増加できるように、前記圧縮気体が常に冷却されているということを選択することができる。
【００５５】
さらに別の可能な基準は、蒸気を製造する必要がほとんど無いか又は全く無い場合であっても、圧縮気体を出来るだけ効率的に冷却するということである。
【００５６】
本発明による方法が適用可能な別の実際的な例は、前記コンプレッサ装置２からの熱によって、水周り系に用いる水を加熱するものである。
【００５７】
シャワーのような水周り系においては、一般的に、熱湯が常に必要とされるわけではなく、むしろ定期的に消費されるのである。
【００５８】
それ故、例えば、人がシャワーを使用する時に、一時的に熱湯の非常に大きな需要があり得るのである。
【００５９】
本発明による方法を適用することによって、圧縮気体が冷却され且つシャワーの熱湯が必要な場合にだけ水周り系に用いる水が加熱されるように、該コンプレッサ内の冷却液の温度を制御することが出来る。
【００６０】
その結果、本発明による方法は、水周り系における熱湯の需要が全くないか又は限られた量の需要しかない場合に、該圧縮気体を出来るだけ効率的に冷却するように制御調節することを可能にする。
【００６１】
勿論、上記のように適用することは、水周り系に用いる真水を加熱することに限定されるものではなく、例えば、水とグリコールとの混合物を加熱するために用いることも出来、さらに、もっと一般的には、その他の液体、又はその他の複数種類の液体の混合物、又は液体と気体の混合物、又は複数の気体の混合物を加熱するために用いることも出来る。
【００６２】
上記の方法においては、水周り系３とコンプレッサ装置２を含む該複合装置１の全体的な効率が向上する。
【００６３】
本発明による複合装置１の実際的なさらなる実施例においては、該コンプレッサ装置はスピード制御され、このコンプレッサ装置２の回転速度は、該コンプレッサ装置２の出口における圧縮気体の圧力及びその周辺の一定の圧力範囲についての設定値に基づいて決定される。その結果、該コントローラ５は、熱回収システムで起こっていることに基づいて該回転速度を制御することが出来、例えば、設定値の周辺の、より大きな圧力範囲を一時的に与えることが出来る。
【００６４】
結局、該コンプレッサ装置２の具体的な消費量は該回転速度によって左右される。このことは、より多量の電気消費をもたらしうるが、取り戻されるエネルギーの量も増加し、燃料費の節約も可能となる。
【００６５】
コンプレッサ装置２の概念は、単一のコンプレッサ、又は幾つかの圧縮段階を備えたコンプレッサ群を意味することは明白である。
【００６６】
勿論、該コンプレッサ群は、連続的に連結された複数の圧縮段階の一群であっても良いし、幾つかのコンプレッサを並列的に連結したものでも良いし、それらの組み合わせであっても良い。
【００６７】
本発明は、該コンプレッサ設備２と熱回収システム３との組み合わせを構成する複合装置１に限定されるものではなく、乾燥器と熱回収システム３との組み合わせを構成する複合装置に関するものでもある。なぜならば、後者の場合は、乾燥器内で生み出された熱を熱回収システム３によって回復させることが出来るからである。
【００６８】
上記のように適用する各々の場合において、該コンプレッサ設備２を乾燥器に取り替えても良いし、そのような乾燥器とコンプレッサ設備２とを組み合わせたものに取り替えても良い。
【００６９】
本発明は、決して明細書や図面に記載された実施例に限定されるものではなく、本発明による複合装置を制御する方法及びその方法を適用した複合装置は、本発明の範囲から離れることなく、様々なバリエーションで実現可能である。
【図１】
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【国際調査報告】
2013512411.tif 000004
2013512411.tif 000005
2013512411.tif 000006