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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung klimatischer Parameter
in einer Spritzkabine für das Lackieren von Werkstücken,
insbesondere einer Spritzkabine für das Lackieren mit wasserlöslichen Lacken.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Klimaregelanlage für
eine solche Spritzkabine.
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Ein
solches Verfahren ist aus der
DE 199 42 491 A1 bekannt. In einer Zuluftanlage
für eine Spritzkabine befindet sich eine Heizeinrichtung,
eine Kühleinrichtung und eine Befeuchtereinrichtung, um
die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit der der Spritzkabine zugeführten
Luft zu regulieren. Dabei wird vorgeschlagen die Temperaturabweichung
zwischen der Soll- und Isttemperatur und die Luftfeuchtigkeitsabweichung
zwischen der Soll- und Istluftfeuchtigkeit bei der Bildung der Reglereingangsgrößen
zu verkoppeln, z. B. durch die Bildung einer gewichteten Summe.
Dadurch soll das Umschalten zwischen einer Temperaturregelung und
Luftfeuchtigkeitsregelung vermieden werden. Dabei wird verhindert,
dass Heizeinrichtung, Kühleinrichtung und Befeuchtereinrichtung
gleichzeitig betrieben werden, um Energie zu sparen. Eine der Einrichtungen
wird nur dann aktiviert, wenn sich zumindest eine der anderen Einrichtungen
im deaktivierten Ruhezustand befindet.
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Ferner
ist auch aus der
DE
41 14 867 A1 eine Klimaregelanlage bekannt. In der Zuluftanlage
ist ein Psychrometer zur Messung der psychrometrischen Temperaturdifferenz
angeordnet. Die Ansteuerung einer Heizeinrichtung und einer Befeuchtereinrichtung
erfolgt in Abhängigkeit von der gemessenen psychrometrischen
Temperaturdifferenz.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
10 2006 037 127 ein Klimaregelverfahren bekannt, bei dem
die von der Befeuchterregelanordnung ermittelte Befeuchtestellgröße
als eine Heizeingangsgröße für die Heizregelanordnung
bzw. als eine Kühleingangsgröße für
die Kühlregelanordnung verwendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Klimaregelverfahren bzw. für eine Klimaregelanlage
eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere
durch eine verbesserte Regelgüte auszeichnet.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den vorgegebenen
Sollwerten für Temperatur und Feuchte einen Offsetwert
aufzuaddieren, bevor die genannten Sollwerte innerhalb der jeweiligen
Regelanordnung einem Soll-Ist- Vergleich unterzogen werden. Diese
Offsetwerte werden dabei unter Berücksichtigung der thermodynamischen
Zusammenhänge zwischen Feuchte und Temperatur aus den Parametern
Ist-Temperatur in der Zuluft, Ist-Temperatur in der Spritzkabine
und Sollfeuchte in der Spritzkabine ermittelt. Hierdurch ist es
möglich, kontinuierlich eine Temperaturkompensation für
die Sollwerte von Temperatur und Feuchte in der Spritzkabine durchzuführen.
Des Weiteren entfällt ein zweiter Feuchtefühler,
der bei herkömmlicher Vorgehensweise zur Ermittelung der
Ist-Feuchte in der Zuluft bzw. in der Spritzkabine erforderlich
ist. Da der zweite Feuchtefühler entbehrlich ist, lässt
sich die Betriebssicherheit des Regelungsprozesses verbessern. Gleichzeitig
lässt sich die Regelgüte deutlich steigern. Feuchtefühler
sind bedingt durch ihr Messverfahren deutlich ungenauer als Temperaturfühler
und neigen insbesondere zu einer Drift. Durch den Entfall des zweiten
Feuchtefühlers lässt sich somit die Regelgüte
verbessern, was zu einer Energieeinsparung beim Betreiben der Spritzkabine
bzw. der Klimaregelanlage genutzt werden kann. Ferner lässt
sich die Temperatur in der Spritzkabine absenken, was zu einer weiteren
Energieeinsparung und Reduzierung der CO2-Emission
genutzt werden kann.
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Bei
der erfindungsgemäßen Klimaregelanlage ist neben
einer Heizeinrichtung und einer Befeuchtereinrichtung ferner eine
Kühleinrichtung vorgesehen. Wenn hohe Außentemperaturen
zusammen mit einer hohen Luftfeuchtigkeit in der Umgebung außerhalb
der Spritzkabine vorliegen, kann eine Reduzierung der Luftfeuchtigkeit
in der Spritzkabine auch mittels einer entsprechenden Ansteuerung der
Kühleinrichtung durchgeführt werden.
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Die
erfindungsgemäße Klimaregelanlage weist drei parallel
zueinander arbeitende Regelanordnungen auf: eine Heizregelanordnung
für die Heizeinrichtung, eine Befeuchterregelanordnung
für die Befeuchtereinrichtung und eine Kühlregelanordnung für
die Kühleinrichtung. Die Befeuchterregelanordnung ermittelt
in Abhängigkeit von wenigstens einer Befeuchtereingangsgröße
eine Befeuchterstellgröße zur Ansteuerung der
Befeuchtereinrichtung.
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Diese
Befeuchterstellgröße kann gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform auch der Heizregelanordnung
und/oder der Kühlregelanordnung als jeweilige Eingangsgröße
zugeführt werden. Die von der Befeuchtereinrichtung beeinflusste
relative Luftfeuchtigkeit in der Spritzkabine ist einer der entscheidenden
klimatischen Parameter für die Qualität der Lackierung.
Die relative Luftfeuchtigkeit kann auch durch die Temperatur beeinflusst
werden, so dass auch die Heizeinrichtung bzw. die Kühleinrichtung
die relative Luftfeuchtigkeit bei gleichzeitiger Veränderung
der Temperatur beeinflussen können. Dadurch, dass die Befeuchterstellgröße
der Heizregelanordnung bzw. der Kühlregelanordnung als
Eingangsgröße zugeführt wird, besteht
die Möglichkeit, die Befeuchterstellgröße
unter Beibehaltung der gewünschten relativen Luftfeuchtigkeit
in einem vorgebbaren, gewünschten Wertebereich zu halten.
Hierdurch bietet die Befeuchterstellgröße insbesondere
einen Spielraum sowohl zur Erhöhung der Befeuchterstellgröße,
als auch zur Verringerung der Befeuchterstellgröße.
Dies ermöglicht ein schnelles Anpassen der Ansteuerung
der Befeuchtereinrichtung bei sich in der Umgebung der Spritzkabine
verändernder relativer Luftfeuchtigkeit. Auf diese Weise
können Schwankungen der klimatischen Parameter in der Umgebungsluft
der Spritzkabine rasch ausgeglichen und eine gleich bleibende hohe
Lackierqualität sichergestellt werden.
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Es
ist weiter vorteilhaft, wenn zumindest ein Minimalwert für
die Befeuchterstellgröße vorgegeben ist. Auf diese
Weise kann erreicht werden, dass die Befeuchterstellgröße
zur schnellen Anpassung der relativen Luftfeuchtigkeit in der Spritzanlage
reduzierbar ist. Die Befeuchterstellgröße bietet
mithin immer ein gewisses Spiel für eine Verringerung.
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Dabei
kann die Heizregelanordnung die Heizstellgröße
und/oder die Kühlregelanordnung die Kühlstellgröße
zur Erhöhung der Befeuchterstellgröße
zumindest bis zum Minimalwert für die Befeuchterstellgröße
verändern, wenn die Befeuchterstellgröße
ihren Minimalwert unterschreitet. Durch diese Maßnahme
ist sicher gestellt, dass über eine entsprechende Ansteuerung
der Heizeinrichtung bzw. der Kühleinrichtung die Befeuchterstellgröße
nach dem Unterschreiten ihres Minimalwertes wieder an den Minimalwert
herangeführt wird. Somit wird über die Befeuchterstellgröße
ein Mindestniveau bei der Befeuchtung der Luft über die
Befeuchtereinrichtung gewährleistet.
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Bei
dieser Ausführung besteht weiterhin die Möglichkeit,
dass dann, wenn die Befeuchterstellgröße einen
ersten Minimalwert unterschreitet, die Kühlregelanordnung über
die Kühlstellgröße eine erhöhte Kühlleistung
der Kühleinrichtung anfordert und dass dann, wenn die Befeuchterstellgröße
einen zweiten Minimalwert unterschreitet die Heizregelanordnung über
die Heizstellgröße eine erhöhte Heizleistung
der Heizeinrichtung anfordert. Durch die Wahl der beiden Minimalwerte
für die Befeuchterstellgröße kann festgelegt
werden, ob bevorzugt durch Kühlen oder Heizen entfeuchtet
werden soll. Dementsprechend wird der erste Minimalwert für
die Befeuchterstellgröße größer
oder kleiner gewählt als der zweite Minimalwert für
die Befeuchterstellgröße. Ob zunächst
mit Hilfe der Heizeinrichtung oder der Kühleinrichtung entfeuchtet
werden soll, kann beispielsweise vom durchgeführten Lackierverfahren
und/oder von der Verfügbarkeit des der Kühleinrichtung
zugeführten Kältemittels – im Winterbetrieb
sind die Kühlregister der Kühleinrichtung entleert – und/oder
von den Energiekosten für das Kühlen bzw. Heizen
abhängig gemacht werden. Durch diese Ausgestaltung kann
der Energieaufwand gering gehalten werden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der wenigstens
eine Minimalwert für die Befeuchterstellgröße
zwischen 10 und 50% des maximal möglichen Wertes der Befeuchterstellgröße
und insbesondere zwischen 10 und 20% liegen. Bei einem Minimalwert
von 50% des maximal möglichen Wertes der Befeuchterstellgröße
wäre der Spielraum für eine Veränderung
der Befeuchterstellgröße nach oben und nach unten
optimal. Allerdings ist in diesem Fall auch der zusätzliche
Energieaufwand maximal. Unter der Berücksichtigung des
zusätzlichen Energieaufwandes und der Möglichkeit
der schnellen Reaktion auf sich veränderte klimatische
Parameter in der Umgebung der Spritzkabine können bei Minimalwerten
für die Befeuchterstellgröße im Bereich
von 10–20% des maximal möglichen Wertes der Befeuchterstellgröße
gute Ergebnisse erreicht werden. Beispielsweise kann dabei der erste
Minimalwert für die Befeuchterstellgröße
15% des maximal möglichen Wertes der Befeuchterstellgröße
betragen und der zweite Minimalwert für die Befeuchterstellgröße 10%
des maximal möglichen Wertes der Befeuchterstellgröße
betragen.
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Eine
einfache Ausgestaltung der Klimaregelanlage ergibt sich dadurch,
dass als Befeuchterstellgröße die Wechselstromfrequenz
oder die Wechselspannungsfrequenz eines zum Antrieb einer Pumpe der
Befeuchtungseinrichtung vorgesehenen Elektromotors verwendet wird.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Teils
einer Klimaregelanlage,
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2 ein
erweitertes Blockschaltbild der Klimaregelanlage,
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3 einen
beispielhaften Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit, der Temperatur
und verschiedener Ein- und Ausgangsgrößen der
Klimaregelanlage über der Zeit x.
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Die 1 und 2 zeigen
das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Klimaregelanlage 5 zur
Regelung klimatischer Parameter in einer nicht näher dargestellten
Spritzkabine für das Lackieren von Werkstücken
mit wasserlöslichen Lacken. Derartige Spritzkabinen kommen
beispielsweise beim Lackieren von Karosserieteilen in der Automobilindustrie
zum Einsatz. Um die Qualität der Lackierung sicher zu stellen
müssen die klimatischen Bedingungen in der Spritzkabine
in vorgegebenen Bereichen liegen. Die Klimaregelanlage 5 regelt
daher die Temperatur t und die relative Luftfeuchtigkeit h in der Spritzkabine.
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Hierfür
weist die Klimaregelanlage 5 eine durch eine Heizregelanordnung 6 angesteuerte
Heizeinrichtung 7, eine durch eine Befeuchterregelanordnung 8 angesteuerte
Befeuchtereinrichtung 9 und eine durch eine Kühlregelanordnung 10 angesteuerte
Kühleinrichtung 11 auf.
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Entsprechend 1 weist
die Befeuchterregelanordnung 8 einen Befeuchterregler 12 auf,
dem als Befeuchtereingangsgrößen der aktuelle
Wert der relativen Luftfeuchtigkeit hist – im
Folgenden als Istluftfeuchtigkeit – und der gewünschte
Wert der relativen Luftfeuchtigkeit hsoll – im
Folgenden als Sollluftfeuchtigkeit bezeichnet – zugeführt.
Aus der Istluftfeuchtigkeit hist und der
Sollluftfeuchtigkeit hsoll bestimmt der
Befeuchterregler 12 eine Befeuchterstellgröße
fist zur Ansteuerung der Befeuchtereinrichtung 9.
Die Befeuchterstellgröße fist ist
bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel von einer
Wechselstromfrequenz oder einer Wechselspannungsfrequenz eines Elektromotors 13 gebildet,
der eine Pumpe 14 der Befeuchtereinrichtung 9 antreibt.
Je größer die Frequenz f der Wechselstroms bzw.
der Wechselspannung ist desto größer ist auch
der Volumenstrom der Pumpe 14 und die Menge an der Luft in
der Spritzkabine zugeführter Feuchtigkeit, so dass sich
die Istluftfeuchtigkeit hist erhöht.
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Die
Heizregelanordnung 6 enthält einen Heizregler 15,
einen Heizbegrenzer 16 und einen Nachheizregler 17.
Dem Heizregler 15 werden als Heizeingangsgrößen
die Ist-Temperatur tist und eine untere
Solltemperatur tsollu zugeführt.
Aus der Isttemperatur tist und der unteren
Solltemperatur tsollu ermittelt der Heizregler 15 eine
Heizreglerausgangsgröße dtu. Sinkt die Isttemperatur
tist unter die untere Solltemperatur tsollu ab, nimmt die Heizreglerausgangsgröße
dtu einen Wert an, der eine Temperaturerhöhung durch die
Heizeinrichtung 7 anfordert.
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Die
Befeuchterstellgröße fist wird
dem Nachheizregler 17 als Heizeingangsgröße übermittelt. Ferner
wird dem Nachheizregler 17 ein erster Minimalwert fmin1 für die Befeuchterstellgröße
vorgegeben.
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Eine
weitere Heizeingangsgröße bildet eine Maximaltemperatur
tmax, die dem Heizbegrenzer 16 neben
der Isttemperatur tist zugeführt
wird. Die Heizbegrenzerausgangsgröße og hat den
Wert 1, wenn die Isttemperatur tist kleiner
oder gleich der Maximaltemperatur tmax ist. Übersteigt
die Isttemperatur tist jedoch die Maximaltemperatur
tmax, wird die Heizbegrenzerausgangsgröße
og zu 0. In der Heizreglereinrichtung 6 werden die Heizbegrenzerausgangsgröße og
und die Nachheizreglerausgangsgröße dn miteinander
multipliziert, woraus sich die begrenzte Nachheizreglerausgangsgröße
dnb ergibt. Die begrenzte Nachheizreglerausgangsgröße
dnb und die Heizreglerausgangsgröße dtu werden
zur Heizstellgröße dvh addiert. Im vorliegenden
Fall steuert die Heizstellgröße dvh ein Heizventil
der Heizeinrichtung 7 an, das je nach Wert der Heizstellgröße
dvh um einen angegebenen Anteil geöffnet bzw. geschlossen
wird, je nach dem ob die Heizleistung erhöht oder verringert
werden soll.
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Die
Kühlregleranordnung 10 weist einen Kühlregler 20 auf
der aus den beiden Kühleingangsgrößen
Isttemperatur tist und einer oberen Solltemperatur
tsollo eine Kühlerreglerausgangsgröße
dto ermittelt. Überschreitet die Isttemperatur tist die vorgegebene obere Solltemperatur
tsollo, so nimmt die Kühlreglerausgangsgröße
dto einen Wert an, der eine Erhöhung der Kühlleistung
der Kühleinrichtung 11 anfordert.
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Weiterhin
enthält die Kühlregleranordnung 10 einen
Entfeuchterregler 21 dem analog zum Nachheizregler 17 die
Befeuchterstellgröße fist als Kühleingangsgröße übermittelt
wird. Dem Entfeuchterregler 21 wird ferner ein zweiter
Minimalwert fmin2 für die Befeuchterstellgröße
fist vorgegeben.
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Für
die Befeuchterstellgröße fist sind
mithin ein erster Minimalwert fmin1 und
ein zweiter Minimalwert fmin2 vorgegeben.
Beide Minimalwerte sind gleichzeitig gültig, so dass die
Luftfeuchtigkeit entweder bevorzugt durch Kühlen oder Heizen
erfolgt.
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Unterschreitet
die Befeuchterstellgröße fist den
ersten Minimalwert fmin1 für die
Befeuchterstellgröße, so fordert der Entfeuchterregler 21 über
seine Entfeuchterreglerausgangsgröße de eine Erhöhung der
Kühlleistung durch die Kühleinrichtung 11 an,
um die Istluftfeuchtigkeit hist abzusenken,
so dass der Befeuchterregler 12 die Befeuchterstellgröße
fist zumindest auf den ersten Minimalwert
fmin1 erhöhen kann.
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Unterschreitet
die Befeuchterstellgröße fist den
zweiten Minimalwert fmin2 für die
Befeuchterstellgröße, fordert die Nachheizreglerausgangsgröße
dn eine Erhöhung der Heizleistung an, um die Istluftfeuchtigkeit
hist durch eine Temperaturerhöhung
zu senken, so dass der Befeuchterregler 12 die Befeuchterstellgröße
fist zumindest wieder auf den zweiten Minimalwert
fmin2 erhöhen kann.
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Bei
der hier beschriebenen Ausführungsform ist ferner ein Kühlbegrenzer 22 vorhanden
dem als Kühleingangsgrößen die Isttemperatur
tist und eine Taupunkttemperatur tt übermittelt werden. Unterschreitet
die Isttemperatur tist die Taupunkttemperatur tt, nimmt die Kühlbegrenzerausgangsgröße
ug den Wert 0 an. Ansonsten beträgt die Kühlbegrenzerausgangsgröße
ug = 1. Die Entfeuchterreglerausgangsgröße de
und die Kühlbegrenzerausgangsgröße ug werden
zur begrenzten Entfeuchterreglerausgangsgröße
deb multipliziert. Die Kühlstellgröße
dvk ergibt sich aus einer Addition der begrenzten Entfeuchterreglerausgangsgröße
deb und der Kühlreglerausgangsgröße dto.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird über
die Kühlstellgröße dvk ein Kühlventil angesteuert,
das zur Erhöhung der Kühlleistung weiter geöffnet
und zur Verringerung der Kühlleistung weiter geschlossen
wird. Der Wert der Kühlstellgröße dvk
gibt dabei an, um wie viel das Kühlventil geöffnet bzw.
geschlossen werden soll.
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In
Abwandlung zur dargestellten Klimaregelanlage 5 kann der
Kühlbegrenzter 22 der Kühlregelanordnung 10 auch
entfallen. Die Kühlstellgröße dvk ergibt
sich dann aus einer Addition der Kühlregelausgangsgröße
dto und der Entfeuchterreglerausgangsgröße de.
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Entsprechend 2 weisen
die einzelnen Regelanordnungen 6, 8, 10 bei
der erfindungsgemäßen Klimaregelanlage 5 einen
gegenüber der in 1 gezeigten
speziellen Ausführungsform einen modifizierten Aufbau auf.
Dabei können die mit Bezug auf 1 geschilderten
Merkmale einzeln oder insgesamt oder in beliebiger Kombination optional auch
bei der in 2 gezeigten Ausführung
verwirklicht sein.
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Entsprechend 2 ist
dem Heizregler 15 im Pfad der Soll-Temperatur ein Additionsglied 30 angeordnet,
das eingangsseitig den tatsächlichen Wert der unteren Soll-Temperatur
tsollu und einen unteren Temperaturoffsetwert
erhält. Im Pfad dieses Offsetwertes ist zunächst
ein Rechenglied 31 angeordnet, das eingangsseitig die Ist-Temperatur
in der Spritzkabine tist und die Ist-Temperatur
in der Zuluft t'ist erhält. Das
Rechenglied 31 subtrahiert vorgegebene Funktionswerte,
die sich in Abhängigkeit von beiden Temperaturen ergeben
und die jeweils den thermodynamischen Zusammenhang zwischen Temperatur
und Feuchte berücksichtigen. In einem nachfolgenden Nachlaufintegrator 32 kann
dann der gewünschte Offsetwert ermittelt werden. Durch
die Addition des unteren Temperatursollwerts tsollu kann
dann ein korrigierter unterer Temperatursollwert t'sollu ermittelt
werden, der dem Heizregler 15 als Eingangsgröße
anstelle der ursprünglichen unteren Solltemperatur tsollu zugeführt wird.
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Entsprechendes
erfolgt analog auch beim Kühlregler 20. Auch diesem
wird ein modifizierter oberer Temperatursollwert t'sollo zugeführt,
anstelle des ursprünglichen oberen Temperatursollwerts
tsollo. Zur Ermittlung des hierzu erforderlichen
Offsetwerts sind auch hier ein Rechenglied 33, ein Nachlaufintegrator 34 und
ein Additionsglied 35 vorgesehen.
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Auch
für den Befeuchterregler 12 ist vorgesehen, anstelle
der ursprünglichen Sollluftfeuchtigkeit hsoll eine
modifizierte Sollluftfeuchtigkeit h'soll zuzuführen.
Im zugehörigen Rechenglied 36 werden hierzu die
Isttemperatur der Spritzkabine tist und
die Isttemperatur der Zuluft t'ist und die
ursprüngliche Sollluftfeuchtigkeit hsoll verarbeitet.
Auch hier erfolgt dies wieder unter der Berücksichtigung
der thermodynamischen Zusammenhänge zwischen Feuchte und
Temperatur. Auch hier ist ein Nachlaufintegrator 37 zur
Ermittlung des Offsetwerts vorgesehen. Im nachfolgende Additionsglied 38 wird
der berechnete Offsetwert dem ursprünglichen Luftfeuchtigkeitssollwert
hsoll zugeschlagen, um so den korrigierten
bzw. modifizierten Wert für die Sollluftfeuchtigkeit h'soll zu ermitteln.
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Durch
die vorgeschlagene Vorgehensweise kann eine kontinuierliche Temperaturkompensation der
Sollwerte für Temperatur und Feuchte in der Spritzkabine
realisiert werden. Hierdurch lässt sich die Regelgüte
verbessern, da thermodynamische Zusammenhänge berücksichtigt
werden können. Des Weiteren kann ein zweiter Feuchtigkeitsfühler
entfallen, der bei einer herkömmlichen Anlage erforderlich ist,
um beispielsweise die Feuchtigkeit in der Zuluft zu bestimmen.
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Anhand
von 3 soll nun beispielhaft die Funktionsweise der
Klimaregelanlage 5 erläutert werden. Zu Beginn
des Betrachtungszeitraums zum Zeitpunkt x = 0 ist das Kühlventil
durch eine entsprechende Vorgabe der Kühlstellgröße
dvk schon sehr weit geöffnet, um die Isttemperatur tist im gewünschten Bereich zwischen
der unteren Solltemperatur tsollu und der
oberen Solltemperatur tsollo zu halten.
Die Heizstellgröße dvh ist zu diesem Zeitpunkt
gleich 0, so dass das Heizventil vollständig geschlossen
ist und keine Heizleistung über die Heizeinrichtung 7 erzeugt
wird. Die Istluftfeuchtigkeit hist entspricht
unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Regelungstoleranz
der Sollluftfeuchtigkeit hsoll. Der die
Pumpe 14 antreibende Elektromotor 13 wird zu diesem
Zeitpunkt mit einer Befeuchterstellgröße fist angesteuert, die größer
ist als der während des Betriebs der Kühleinrichtung 11 gültige
zweite Minimalwert fmin2 der Befeuchterstellgröße.
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Zum
ersten Zeitpunkt x1 steigt die Istluftfeuchtigkeit hist an
und weicht dadurch von der vorgegebenen Sollluftfeuchtigkeit hsoll ab. Zur Reduzierung der Istluftfeuchtigkeit
hist wird deshalb ab dem ersten Zeitpunkt
x1 die Befeuchterstellgröße fist – die
der Frequenz der Wechselspannung bzw. des Wechselstroms des Elektromotors 13 entspricht – abgesenkt. Dabei
unterschreitet die Befeuchterstellgröße fist zu einem zweiten Zeitpunkt x2 den gültigen
zweiten Minimalwert fmin2 für die
Befeuchterstellgröße. Deshalb veranlasst der Nachheizregler 17 über
die Nachheizreglerausgangsgröße dn eine Erhöhung
der Heizstellgröße dvh, so dass Heizventil der
Heizeinrichtung 7 zur Erhöhung der Heizleistung
geöffnet wird. Dies hat zur Folge, dass sich die Isttemperatur
tist erhöht und zum dritten Zeitpunkt
x3 die obere Solltemperatur tsollo überschreitet.
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Aus
diesem Grund wird zum dritten Zeitpunkt x3 die Kühlstellgröße
dvk zur weiteren Öffnung des Kühlventils und mithin
zur Erhöhung der Kühlleistung vergrößert.
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Zu
einem vierten Zeitpunkt x4 entspricht die Istluftfeuchtigkeit hist wieder in etwa der Sollluftfeuchtigkeit
hsoll – unter Berücksichtigung
der zulässigen Toleranzabweichungen. Durch das für
den Nachheizregler 17 geöffnete Heizventil der
Heizeinrichtung 7 steigt die Isttemperatur tist weiter
an was zu einer Reduzierung der Istluftfeuchtigkeit hist führen
würde. Da hier aber die Befeuchterstellgröße
fist wieder bis auf den zweiten Minimalwert
fmin2 angehoben wird, bleibt die Istluftfeuchtigkeit
hist im Wesentlichen gleich der Sollluftfeuchtigkeit
hsoll.
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Zu
einem fünften Zeitpunkt x5 überschreitet dann
die Isttemperatur tist die Maximaltemperatur
tmax. Dies hat zur Folge, dass die Heizbegrenzerausgangsgröße
og den Wert 0 annimmt und die begrenzte Nachheizreglerausgangsgröße
dnb ebenfalls zu Null wird. Da auch die Heizreglerausgangsgröße
dtu = 0 ist ergibt sich für die Heizstellgröße
dvh ebenfalls der Wert 0 und das Heizventil wird geschlossen. Dennoch
steigt die Temperatur weiter an und die Istluftfeuchtigkeit hist fällt unter die Sollluftfeuchtigkeit
hsoll ab. Daraufhin wird die Befeuchterstellgröße
fist zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit
vergrößert. Als Folge davon steigt die Istluftfeuchtigkeit
hist wieder bis auf den Wert der Sollluftfeuchtigkeit
hsoll an. Die Isttemperatur tist fällt
auch wieder ab und unterschreitet zu einem siebten Zeitpunkt x7
die obere Solltemperatur tsollo, woraufhin
die Kühlleistung der Kühleinrichtung 11 durch
eine entsprechende Reduzierung der Kühlstellgröße
dvk gesenkt werden kann.
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Die
beispielhafte Situationsbeschreibung anhand von 2 betrifft
lediglich eine willkürlich angenommene klimatische Ausgangslage
und dient dem besseren Verständnis der Arbeitsweise der
Klimaregelanlage 5. Insoweit ist das beschriebene Szenario nicht
als Schutzeinschränkung zu verstehen, sondern stellt lediglich
einen möglichen Regelungsablauf der Klimaregelanlage 5 dar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19942491
A1 [0002]
- - DE 4114867 A1 [0003]
- - DE 3112063 A1 [0004]
- - DE 2945914 C2 [0004]
- - EP 1167908 B1 [0004]
- - DE 102006037127 [0005]