Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

[SLJK]

Ilmalämpöpumppujen sulatusautomatiikkojen toimintaa on kritisoitu ankarasti ja ei varmaankaan syyttä.

Millainen olisi optimaalinen ilmalämpöpumpun sulatuksen ohjaus, jos saisitte vapaasti ohjelmoida sitä ohjaavan automatiikan?

Oletusarvona olisi, että kaikki ulkoiset mitattavissa olevat suureet ovat automatiikan käytettävissä. Ulkoilman lämpötila ja kosteus, kylmäaineen lämpötilat, ulkoyksikön ilmanvirtaus, ulkoyksikön puhaltimen ja kompressorin pyörimisnopeus, sisäyksikön toimintatilat jne…

Sulatusjaksojen sykliä, kestoa ja toimintatapaa säädettäisiin vapaasti mittaustietojen perusteella. Samoin myös käyntijaksoan aikana olisi vapaat mahdollisuudet vaikuttaa paketin toimintaan.

Tavoitteena olisi kuitenkin valmistusteknisesti kilpailukykyinen kokonaisuus, joten kovin kalliit esim. optiseen tarkasteluun perustuvat mittaukset olisi poissuljettu tai ainakin niiden painoarvo olisi pienempi.

 

[SON]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Kysymys on mielenkiintoinen, tosin tosialliset mahdollisuudet vaikuttaa näiden massatuotteiden (sulatus)ominaisuuksiin taitavat olla aika pienet. Mutta tässä eräs visio.

1. Automatiikan tulisi tunnistaa tavalla tai toisella, onko sulatettavaa, jos ei prosessi jatkuu sinällään, jos on

2. Sulatuksen tulee tapahtua siten että energian käyttö siihen tulisi optimoitua eli se ei saa olla aikaan siduttu
vaan indikointiin

3. Sulatus- ja itseasiassa koko ILP:n muukin toiminta tulisi olla nykyistä selvästi paremmin parametroitu ja USB- tai rs232 tai jokin muu standardi liittymä jota kautta ILP:n toimintaa voisi säätää ja valvoa.
Tähän kuitenkin helppo palautus edelliseen tai oletustilaan.

4. Selkeä näyttö joko ILP:n sisäyksikössä tai kapulassa kulutetusta ja saadusta energiasta/tehosta.


/a045b

 

[janti]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Aika helppo olisi toteuttaa tämä:
Seurataan ulkoyksikön puhaltimen ottamaa virtaa ja sitä vastaavaa kierrosnopeutta (esim. minuutti keskiarvona). Sitten kun ei olla enään käyrällä, eli kierrosluku ei vastaa virtaa => sulatus päälle. Näin sulatus tulisi vasta silloin kenno on "riittävän" tukossa.

Tämä ohjaus olisi kohtuu edullisesti totetutettavissa. Tämä kuitenkin rajoitaa tuota ulkoyksikön sijoittamista lähelle seinää tai kotelon sisään => olisi näin ehkä herkempi asennusvirheille.

Sulatuksen pysäytyslämpötilaa (kennolämpötila) ja pitäisi muuttua ulkolämpötilan mukaan (pitäisi olla säädettävissä), esim. voisi asettaa kaksi ulkolämpötilaa ja niitä vastaavat pysäytyslämpötilat, näiden välillä pysäytys vs ulkolämpötila menisi lineaarisesti. Max aika pitäisi säilyttää siellä takana viimeisenä pysäyttäjänä.

 

[SLJK]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Tervehdys

Olen nimimerkin SON esittämien ajatusten kanssa täsmälleen samaa mieltä.

Heitit janti ilmaan todella yksinkertaisen sulatustoiminnon ohjauskonseptin.

Epäilen vaan, että ulkoyksikön puhallinmoottorin ottaman virran ja pyörimisnopeuden suhde olisi aika epätarkka ja vaikeasti analysoitava suure. Moottorin ottama virtahan alenee kennoston tukkeutuessa ja eri pyörimisnopeuden alueilla tilanne on aikalailla erilainen. Välylset kennon ja puhaltimen välillä ovat myös niin suuret, että mittauksen tarkkuus ei ehkä olisi kovin luotettava.

Voin toki olla väärässäkin ja oikein rakennettu softa voisi periaatteessa hyvinkin tarkasti laskea kennoston tukkeutumisasteen puhaltimen ottaman virran ja pyörimisnopeuden suhteen perusteella. Ne mittatiedot olisivat myös laitteen sisällä asuvia ja siten helposti mitattavia.

Ajatuksesi olisi ainakin teoriassa ihan ok ja äärimmäisen yksinkertainen.

Mitä tuumaisit ilmanvirtausta kennon läpi mittaavan anturin käytöstä, jonka mittausarvoa verrattaisiin puhaltimen pyörimisnopeuteen?

 

[repomies]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Mitä tuumaisit ilmanvirtausta kennon läpi mittaavan anturin käytöstä, jonka mittausarvoa verrattaisiin puhaltimen pyörimisnopeuteen?

Kuulostaa hyvältä. Ei muuta kuin patenttia rustaamaan, mars.

 

[janti]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Mitä tuumaisit ilmanvirtausta kennon läpi mittaavan anturin käytöstä, jonka mittausarvoa verrattaisiin puhaltimen pyörimisnopeuteen?

Paine-ero kennon yli olisi helpompi mitata. Kummatkin anturit (paine-ero ja ilmavirtaus) ovat kyllä aika sopimattomia ulkoilmaan/ulkoyksikön sisälle => vikaantuvat herkästi (esim. jäätyvät).

 

[Honkalämpö]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Kun tuota Ultia joskus katselee niin läpi ei näe, eli eikö jokun tyyppisen valon läpäisyky ole jollain värmeellä mitattavissa huurtumisen yhteydessä.?

 

[SLJK]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Ulkoyksikön kuuraantumista kuvannee tarkimmin sen läpi virtaavan ilman määrä suhteutettuna puhallinmoottorin tehoon. Paine-ero kennoston yli kertoo toki saman asian.

Ilmanvirtaus on kuitenkin helpommin mitattava suure. Siihen verrannollisen mittaustiedon saa sijoittamalla lämpöä tuottavat lämpötila-anturit ilmavirtaan ja seisovaan ilmaan ja vertaamalla lämpötilojen eroa.

Ollaan kuitenkin samoilla jäljillä, eli kyse on vain mittaustekniikan valinnasta. Ulkoyksikön jäähdytyskennon kuuraantuminen olisi kait laskettavissa myös ulkoyksikölle tulevan ja lähtevän kylmäaineen lämpötiloista, virtauksesta sekä muista laitteiston sisältä mitattavista tiedoista.

 

[SLJK]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Hei Honkalämpö

Ulkoyksikön optisesti toteutettu huurtumisen mittaus olisi varmasti varsin hyvä keino todeta sen toimintatila.

Niiden optisten laitteiden toteutus olisi kuitenkin aika haastava ja kallis ratkaisu. Mittauksen pitäisi toimia luotettavasti myös pakkasella ja sumussa, jolloin mittaukselle tulisi käsitykseni mukaan tehdä oma lämmitys ja niitä pitäisi säännöllisesti huoltaa/puhdistaa..

 

[SON]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Tähän asiaan liittyen, foorumilla on vai oli projekti nimeltään "maailman paras ILP vai oliko VILP". En heti sitä löytänyt enkä muista mihin asentoon projekti jäi mutta Janti varmaankin muistaa jutun paremmin ja oliko siinä sulatusasiaa käsitelty. Löytyihän se ja on siellä jutun alkupäässä tätä sulatustakin pohdittu.

http://lampopumput.info/foorumi/index.php?topic=5095.0

Minulla on vähän kokemusta näiden omien ILP:n sulatuksista mutta se mikä on ja lisättynä foorumilaisten kokemuksilla, tämä ulkoilman kosteus tai suhteellinen kosteus miten vaan, riippumatta ulkolämpötilasta, vaikuttaa huomattavasti tähän höyristimen kuurautumiseen ja sitäkautta sulatustarpeeseen. Näinollen tämä ulkoilman kosteus pitäisi ehdottomasti olla yhtenä mittaustietona tässä sulatusprosessissa.

/a045b

Lisätty tämä maailman paras.....

 

[janti]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Elikä tuo alkuperäinen ideani oli lyhykäisyydessään puhaltimen kierrosluvun valvonnalla pyrittäisiin pitämään ulkoyksikön puhaltimen kierrosluku vakiona samalla mitattaisiin koko ajan puhaltimen ottamaa virtaa. Kun virta laskee tietyn tason yli laitetaan laite sulatukselle. Tämä on kyllä hyvinkin tarkkasti ja helposti mitattavissa oleva suure/asia. Ulkoyksikön puhallinmoottori ja piirikortti hiukan kallistuisi. Tällainen valvonta/ohjaus on jo sisäyksikön puhallinmoottorille.

Tässäpä lisää hulluja ideoita miten huurtumisen mitattaisiin:

• kenno vaa-an päälle ja mitataan kennon painoa. Huurun kerääntyesä kennon paino lisääntyy helposti muutaman kilon.
• valon (esim. laser) heijastuminen/taittuminen kennon pinnasta voisi kertoa koska kennossa on jäätä/huuretta.
• sähköisillä antureilla pystyisi tunnistamaan koska evien väli on umpeen jäätynyt
• puhaltimen äänen tajuuden ja tason muuttuminen kertoo myöskin koska kenno on jäätymässä umpeen

 

[VesA]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Eikai sulatusta tehdä sen takia että kennossa on kuuraa vaan sen takia ettei se enää pelaa kunnolla. Voihan siinä olla hötöä lunta tai kirkasta jäätä, tuskin niitä kannattaa alkaa tunnistelemaan.

Niinpä tyytyisin kyllä mittaamaan vehkeen höyrystystehoa, laitteen omasta säätölogiikasta tulkittuna.. eli tosiaankin eroa taulukoituun käyrään verraten. Tarjolla on lämpötiloja ja kierroslukuja.

Lisäksi on hyvään päästäkseen on pakko yrittää välttää jäitä jo alunperinkin:

- käynnin aikana säädön pitää olla tarkkaa, jokainen heilahdus ylitehoille kerää rutkasti jäätä
- katkokäynnin aikana pyöritellään + keleillä potkuria tauollakin kunnes höyrystin on tasan ulkolämmössä, saadaan alkava jää pois helposti
- sulatuksen jälkeen lähdetään varovasti kohti ennen sulatusta ollutta ja hyväksi havaittua tehoa, ettei vaan vedetä kennoa liian kylmäksi

 

[SLJK]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Elikä tuo alkuperäinen ideani oli lyhykäisyydessään puhaltimen kierrosluvun valvonnalla pyrittäisiin pitämään ulkoyksikön puhaltimen kierrosluku vakiona samalla mitattaisiin koko ajan puhaltimen ottamaa virtaa. Kun virta nousee tietyn tason yli laitetaan laite sulatukselle. Tämä on kyllä hyvinkin tarkkasti ja helposti mitattavissa oleva suure/asia. Ulkoyksikön puhallinmoottori ja piirikortti hiukan kallistuisi. Tällainen valvonta/ohjaus on jo sisäyksikön puhallinmoottorille.

Sulta pukkaa hyviä ideoita janti ja olet selvästi paneutunut aiheeseen. Painotan kuitenkin sitä seikkaa, että ulkoyksikön puhaltimen ottama sähköteho sekä virta ei suinkaan nouse, vaan laskee kun kenno tukkeutuu.

Umpeutuneen kennon edessä ilmaa ympäri vatkaava puhallin vaatii vähemmän tehoa, kuin tuloilmaa saava ja siten enemmän työtä tekevä puhallin.

Ulkoyksikön kennoston painon mittaus oli taas hyvä idis.

 

[teukka]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Nykyiset ulkoyksiköt ovat perua siitä, kun lämpimien maiden viilennystä rakennettiin. Kun nyt sulatuksen automaatiota suunnitellaan tällaiseen vehkeeseen, niin on vähän samaa kuin vanhasta ladasta tehtäisiin helikopteria.

Olisi järkevämpi suunnitella sellainen ulkoyksikön rakenne, jossa sulatuksen tarve on minimoitu.

 

[janti]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Tuosa Mitsu FA:ssa on ulkoyksikön moottorissa jo nyt kierrosnopeuden valvonta.
"Rotational frequency feedback signal of outdoor fan motor (CN931)"

 

[Honkalämpö]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Teukkaa peesaten...

Nyt kun on pudottu tietoyhteiskuntavärteerauksissa jonnekin päiväntasaajan valtioiden tasolle, jonne jäähdytyslaitteet on alunperin suunniteltu. Onko tosiaan mahdotonta että niin ohjelmisto kuin rakennepuolella Suomessa olisi omaa kehitystyötä. Pumputtimet näyttää maallikon silmissä samalta kuin PC:t. Vakiokuoriin istutetaan valitut vakio-osat joita sitten milloin ylikellotetaan tai muuten yritetään saada numeroita suuriksi ja hintaa alas.
Täällä on puhuttu ruåtsin nyrkkipajoista milloin mitäkin. On siellä ainakin Octopus ideologia saatu aikaan tuotetasolle. Se alkaa yhä enempi kiinnostaa kun näitä juttuja lukee ja oman pumpun huurtumista katselee.
Missä Suomessa kylmälaitteiden tutkimusta/opetusta tehdään realitasolla muualla kuin Otaniemessä jossa kamppaillaan absoluuttisen kylmyyden kanssa joka ei meitä lämmitä ilma eikä vesipuolella.

 

[Deleted member 1344]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Open Source olisi tässäkin kova sana. Mikä valmistaja uskaltaa ekana avata softan propellihatuille?

Kanadalainen Red Laken kultakaivos käytti tätä lähestymistapaa. kaivos oli hiipumassa, mutta tiedettiin että kultaa vielä löytyy. Yleensä kaikki kaivokseen liittyvä data katsotaan liikesalaisuudeksi, mutta tässä tapauksessa kaikki geologinen data laitettin saataville Internettiin. Ja luvattiin $575,000 palkkio sille joka antaa parhaan ehdotuksen sille mistä kultaa kannattaisi etsiä.

http://intelligent-enterprise.informationweek.com/showArticle.jhtml?articleID=159907864

Even though the contest was inspired by Linux, the resemblance goes only so far. The contest participants were competing against one another, not collaborating, and the insights gained became the company's property.

The payoff was dramatic. Today Goldcorp enjoys a market capitalization of more than $2.5 billion, having discovered an additional 8 million ounces of gold since the contest's launch. Shareholders have benefited handsomely: $100 of company stock purchased in 1993 is worth more than $2,500 today.

 

[lmfmis]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Tuosa Mitsu FA:ssa on ulkoyksikön moottorissa jo nyt kierrosnopeuden valvonta.
"Rotational frequency feedback signal of outdoor fan motor (CN931)"

Eikös tuo ole lähinnä puhaltimen toiminnan varmistamiseen?

Kunhan kierrosluku on edes jossain rajoissa = puhallin toimii.

 

[janti]

Vs: Ilmalämpöpumpun optimaalinen sulatuksen ohjaus

Eikös tuo ole lähinnä puhaltimen toiminnan varmistamiseen?

Kunhan kierrosluku on edes jossain rajoissa = puhallin toimii.

Oikeassa olet, sitä vartenhan se siellä tällä hetkellä on.
Lähinnä toin esille sen että välttämättä paljonkaan lisää kustannuksia ei valmistajalle tulisi tuosta alkuperäisestä ideastani.