DD236239A3

DD236239A3 - Verfahren und einrichtung zur automatischen steuerung der intensitaet einer belueftungseinrichtung

Info

Publication number: DD236239A3
Application number: DD25411583A
Authority: DD
Inventors: Roland Scharf; Arno Schrader
Original assignee: Adl D Ddr Inst F Futterprodukt
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1986-06-04
Also published as: HUT36577A

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, fuer die Qualitaetserhaltung von Belueftungsguetern und einen rationellen Energieeinsatz bei der Belueftung ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der die Intensitaet der Belueftung, d. h. der Luftdurchsatz, automatisch gesteuert werden kann. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Intensitaet der Belueftung ueber eine elektronische Schaltung bzw. ueber einen Mikrorechner unter Verwendung des Luftfeuchtegrenzwertes nach Belueftungstabellen, der Temperatur und Feuchte der Belueftungsluft und eines Bezugstemperaturwertes automatisch gesteuert wird. Die Erfindung findet bei der Belueftung von Schuett- und Stapelguetern, insbesondere bei der Belueftungstrocknung von Getreide, Saatgut, sonstigen Druschfruechten und Heu Anwendung.

Description

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Die Merkmale der Erfindung sind die, daß das Wasseraufnahmevermögen der Belüftungsluft im Lagergut, gekennzeichnet durch die Differenz zwischen dem nach Belüftungstabellen ermittelten Grenzwert und den Wert der Belüftungsluftfeuchte mit dem Wärmeinhalt der Belüftungsluft, gekennzeichnet durch die Differenz zwischen der Belüftungslufttemperatur und einem vorgebbaren Temperaturbezugswert, verknüpft werden und daraus die Steuergröße für eine Intensitätsstelleinrichtung, die den Luftdurchsatz durch den Gutstapel variiert, gebildet wird. Die der Intensitätsstelleinrichtung zugeführte Steuergröße (STG) wird durch folgende Gleichung beschrieben:

STG = K₅-[U₉-U₃+ K₃-(T₃-T,)] (1).

Es bedeuten:

STG - Steuergröße für Intensitätsstelleinrichtung

Ug - Grenzwert nach Belüftungstabelle

U₃ - Belüftungsluftfeuchte

T₃ - Belüftungslufttemperatur

T_b - Bezugstemperatur (Festwert)

K₃ - Einflußfaktor Wärmeinhalt

K₅ - Anpassungsfaktor Stelleinrichtung

Die Bedingungen zum Ein- und Ausschalten der Belüftungseinrichtung leitet sich aus dem Vorzeichen der Steuergröße STG ab:

STG £ 0: Belüftung „Aus"

STG >0: Belüftung „Ein" (2).

Die Art der Ausführung der Belüftungseinrichtung entscheidet darüber, ob entsprechend der unter (2) angegebenen Bedingungen eine Intensitätssteuerung mit oder ohne Grundlast erfolgt. Ausgehend von einem Zustand, bei dem entsprechend Gleichung (1) ein negativer Wert für die Steuergröße der Intensitätsstelleinrichtung gebildet wird, ist die Belüftungseinrichtung nicht in Betrieb. Durch ein Ansteigen der Belüftungslufttemperatur und Absinken der Belüftungsluftfeuchte erreicht die Steuergröße einen Wert, der größer als 0 ist. Damit wird die Belüftungseinrichtung eingeschaltet und mit einer Grundlast (zum Beispiel Anfangsdrehzahl) betrieben. Mit einem weiteren Zuwachs der Steuergröße STG wird der Luftdurchsatz über die Intensitätsstelleinrichtung proportional erhöht, bis der maximale Luftdurchsatz, der auch bei weiterem Ansteigen der Steuergröße eingestellt bleibt, erreicht ist.

Mit dem Einflußfaktor K_a wird die Transformation der Temperaturdifferenzwerte in Werte % relative Feuchte vorgenommen. Die Größe des Wertes K₃ bestimmt den Einfluß des Wertes der Belüftungslufttemperatur auf die Intensitätsstellgröße. Die Bezugstemperatur T_b wird in Abhängigkeit von den örtlichen klimatischen Verhältnissen und von der zu erwartenden Großwetterlage gewählt und fest eingestellt. Mit dem Änpassungsfaktor K₅, der die Werte % relative Feuchte in die steuergrößengerechte Dimension umwandelt, geschieht die Anpassung an den Übertragungsfaktor der Stelleinrichtung für die Belüftungseinrichtung. Die Verringerung der Intensität bei der Belüftung hygroskopischer Materialien führt zu einem verminderten Energieeinsatz in den Zeiten, in denen aufgrund ungünstiger Belüftungsbedingungen (längere Regenperioden und ähnliches) bei Belüftung mit Außenluft keine effektive Trocknung erfolgt, eine Belüftung zur Qualitätserhaltung jedoch unumgänglich ist.

Während des Belüftungstrocknungsprozesses wird Luft mit hoher Temperatur gegenüber kalter Luft bevorzugt für die Belüftung verwendet, wodurch zusätzlich Wärme zur Wasserverdunstung in das Belüftungsgut gelangt.

Ausführungsbeispiel _ _

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den zugehörigen schematischen Darstellungen zeigen: .

Fig. 1: Schematische Darstellung der Belüftungssteuereinrichtung

Fig. 2: Schematische Darstellung der Belüftungssteuereinrichtung mit Mikrorechner

Die Einrichtung nach Fig. 1 besteht aus einer Intensitätsstelleinrichtung 1, deren Ausgang mit der Belüftungseinrichtung 2 verbunden ist und deren Eingang mit dem Ausgang eines Substrahierers 3 Verbindungen hat. An den nichtinvertierenden Eingang des Subtrahierers 3 ist ein Summierer 4 angeschlossen, dessen Eingänge mit einem Geber 5 für den Luftfeuchtegrenzwert nach Belüftungstabelle und einem weiteren Subtrahierer 6 mit einstellbarer Verstärkung Verbindung haben. An dem invertierenden Eingang des Subtrahierers 3 ist ein Geber 7 für die relative Feuchte der Belüftungsluft angeschlossen. Der nichtinvertierende Eingang des Summierers 4 hat Verbindung mit einem Geber 8 für die Temperatur der Belüftungsluft. An dem invertierenden Eingang des Summierers 4 ist ein Bezugstemperaturgeber 9 angeschlossen. Zur Regelung des Luftdurchsatzes durch den Gutstapel wird ein Luftdurchsatzgeber 10, dessen Ausgang mit einem weiteren Eingang der Intensitätsstelleinrichtung 1 Verbindung hat, mit der Belüftungseinrichtung 2 verbunden. Mit dem Summierer 4 und den Subtrahierern 3 und 6 werden die Ausgangssignale der Geber 5, 7, 8 und 9 entsprechend Gleichung 1 verknüpft. Die Intensitätsstelleinrichtung arbeitet so, daß die Belüftungseinrichtung nur dann in Betrieb gesetzt wird, wenn Intensitätsstellgrößen > 0 zugeführt werden. Je größer der Wert der Intensitätsstellgröße ist, desto höher ist der Luftdurchsatz durch den Gutstapel.

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Bei einer Einrichtung nach Fig. 2 werden an die Eingänge eines Mikrorechners 11 ein Geber 7 für die relative Feuchte der Belüftungsluft, ein Geber 8 für die Temperatur der Belüftungsluft, ein Bezugstemperaturgeber 9, ein Guttemperaturgeber 12, ein Gutfeuchtegeber 13 und ein Luftdurchsatzgeber 10 angeschlossen.«Der Ausgang des Mikrorechners 11 ist mit dem Eingang der Intensitätsstelleinrichtung 1 verbunden. Die Intensitätsstelleinrichtung 1. hat Verbindung mit der Belüftungseinrichtung 2, an die der Luftdurchsatzgeber 10 angeschlossen ist. \

Die Bildung der Intensitätsstellgröße erfolgt nach Gleichung 1. Auf den Geber 5 für den Luftfeuchtegrenzwert nach Belüftungstabelle kann verzichtet werden, wenn dem Mikrorechner die Signale des Guttemperaturgebers 12 und des Gutfeuchtegebers 13 zugeführt werden und der Luftfeuchtegrenzwert nach Belüftungstabelle im Mikrorechner selbst erzeugt wird.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Steuerung der Intensität einer Belüftungseinrichtung unter Verwendung von Belüftungstabellen gekennzeichnet dadurch, daß eine Intensitätsstellgröße gebildet wird, indem zu einem nach Belüftungstabellen gebildeten Grenzwert für die relative Feuchte der Belüftungsluft der mit einem den Einfluß der Belüftungslufttemperatur bestimmenden Faktor multiplizierte Differenzwert, der zwischen der Belüftungslufttemperatur und einem konstanten Bezugstemperaturwert gebildet wird, addiert, der Betrag der relativen Feuchte der Belüftungsluft subtrahiert und mit einem weiteren Faktor, der die Anpassung an das Übertragungsverhalten der Stelleinrichtung vornimmt, multipliziert wird.

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Erfindungsanspruch:

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang eines Subtrahierers (3), der nichtinvertierende Eingang mit dem Ausgang eines Summierers (4), verbunden ist, dessen Eingänge einerseits mit einem Geber (5) für den Luftfeuchtegrenzwert nach Belüftungstabelle und andererseits mit dem Ausgang eines weiteren Subtrahierers (6) mit einstellbarer Verstärkung in Verbindung stehen, an dessen nichtinvertierendem Eingang ein Geber (8) für die Temperatur der Belüftungsluft und am invertierenden Eingang ein Bezugstemperaturgeber (9) angeschlossen ist sowie der invertierende Eingang mit einem Geber (7) für die relative Feuchte der Belüftungsluft Verbindung hat und der Ausgang des Subtrahierers (3) über eine Intensitätsstelleinrichtung (1) mit der Belüftungseinrichtung (2) verbunden ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Steuerung der Intensität von Belüftungseinrichtungen für Schutt- und Stapelgüter, insbesondere für landwirtschaftliche Schüttgüter und Halmgut.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Einrichtungen beka'nnt, bei denen die Lüfter einer Belüftungsanlage unabhängig von physikalischen Führungsgrößen in konstanten Zeitabschnitten ein- und ausgeschaltet werden. Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Drehzahl der Lüfter und damit die Luftfördermenge in Abhängigkeit von der Raumtemperatur bzw. von der Temperaturdifferenz zwischen Außenluft und Raumtemperatur speziell bei Stallüftungsanlagen gesteuert wird. Ferner gibt es Einrichtungen, bei denen die Drehzahl der Lüfter bzw. der Anstellwinkel der Laufschaufeln der Lüfter in Abhängigkeit von der relativen Feuchte und/oder der Temperatur der Belüftungsluft gesteuert werden. Andere Einrichtungen arbeiten in Abhängigkeit vom Sättigungsdefizit der Belüftungsluft, wobei die Lüfter von Dauerbetrieb auf Intervallbelüftung umgeschaltet werden. Die bekannten Verfahren und Einrichtungen haben jedoch den Mangel, daß einerseits unabhängig von den physikalischen Zustandsgrößen der Belüftungsluft und des Belüftungsgutes belüftet wird und andererseits die Wasseraufnahmefähigkeit der Luft im Belüftungsgut unter Berücksichtigung der physikalischen Zustandsgrößen des Belüftungsgutes (Temperatur und Materialfeuchte) nicht in die Intensitätssteuerung deT Lüfter einbezogen werden. Die bekannten Belüftungssteuereinrichtungen führen gegenüber einer Belüftung mit maximaler Intensität bereits zu einer Energieeinsparung. Eine Wiederbefeuchtung des Gutes, d. h. Fehlbelüftung, bei der Belüftung von Schutt- und Stapelgütern kann dabei jedoch nicht ausgeschlossen werden, besonders dann, wenn die Lagerfähigkeit des Gutes bald erreicht ist. Es ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Steuerung der Belüftung bekannt, bei dem durch die Belüftung entsprechend Belüftungstabellen Fehlbelüftungen ausgeschlossen werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß der Luftdurchsatz nicht in Abhängigkeit vom Wasseraufnahmevermögen der Belüftungsluft im Belüftungsgut gesteuert wird. Außerdem wird die absolute Temperatur der Belüftungsluft nicht berücksichtigt. Die Beschreibungen dieser Erfindungen sind in den Klassen F 26 B, 3/06; F 26 B, 9/10; F 26 B, 21/00 und F 04 D, 27/00 enthalten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die angeführten Mängel zu beseitigen, indem eine automatische, energiesparende und universell einsetzbare Steuerung der Belüftung ermöglicht wird. Die Erfindung hat ferner zum Ziel, die Qualität des Belüftungsgutes weitestgehend zu erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Intensität einer Belüftungseinrichtung so einzustellen, daß in Abhängigkeit von der Temperatur der Belüftungsluft und der Differenz zwischen dem nach Belüftungstabellen und/oder -diagrammen gebildeten Grenzwert der relativen Feuchte und dem Istwert der relativen Feuchte der Belüftungsluft ein an die Belüftungsbedingungen angepaßter minimaler Energieverbrauch der Belüftungseinrichtung erreicht wird. Dadurch sollen die Mangel beseitigt werden, die den bisher bekannten Lösungen anhaften, speziell bei dem Verfahren, das eine automatische Belüftungssteuerung entsprechend Belüftungstabellen ermöglicht. Eine Ursache der Mängel ist darin begründet, daß auch dann die Belüftungseinrichtung mit voller Intensität betrieben wird, dann ermittelt wird, daß keine Befeuchtung des Lagergutes eintritt, jedoch nur eine geringe Wasserabgabe des Gutes an die Belüftungsluft erfolgt. Bei diesem Zustand liegt der nach Belüftungstabellen ermittelte Grenzwert für die relative Feuchte der Belüftungsluft über dem gemessenen Istwert.