用于过滤系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于过滤系统的控制方法，所述过滤系统具有至少一个过滤元件，其特征在于，在所述过滤系统的过滤周期(22)期间连续地记录总能量消耗(EG)，在此，该总能量消耗(EG)至少包括用于物理清洁(24)的能量消耗(EB)和用于随后的直至预设的、特别是当前的时间点的生产周期(23)的能量消耗(EP)，将所记录的总能量消耗(EG)与净渗透体积(QN)相除计算得出相对能量消耗(Erel)，所述净渗透体积在直至预设时间点的过滤周期(22)期间产生，根据相对能量消耗或者由该相对能量消耗衍生出的特征值，开始物理清洁(24)。

Control method for filtering system

The invention relates to a method for controlling the filtration system, the filter system has at least one filter element, which is characterized in that the filtration cycle the filtration system (22) during continuous record of the total energy consumption (EG), then, the total energy consumption (EG) at least for physical cleaning (24) the energy consumption (EB) and for subsequent until the preset, especially the current time point of the production cycle (23) energy consumption (EP), the total energy consumption of the recorded volume (EG) and net penetration (QN) calculated by dividing on energy consumption (Erel). The net infiltration volume in the filtration cycle until the preset time point (22) generated during the period, according to the relative energy consumption or by the relative energy consumption characteristics derived from the value of the start of the physical cleaning (24).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于过滤系统的控制方法，该过滤系统具有至少一个过滤元件。
技术介绍
众所周知的是，过滤系统例如用于对水井中的水进行过滤以提供饮用水。这样的过滤系统具有一个或多个过滤元件，特别是膜。这些元件在过滤过程中会被污染，因此必须在一定的时间间隔内通过反冲洗以及在必要时通过就地清洗(Cleaning-in-Place)加以清洁。在此公知的是，这样的反冲洗或者说物理清洁和就地清洁过程是根据过滤器上变化的压差来启动的。这种清洁过程或者说反冲洗过程通常需要额外的能源和消耗之前已被过滤的水，并会导致设备停用。
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的目的在于提出一种用于过滤系统的控制方法，通过该方法能够优化生产和清洁周期，从而能够利用过滤系统实现具有尽可能大的成本效益的生产或者说过滤。本专利技术的目的通过一种具有如权利要求1所述的控制方法来实现，并优选通过具有如权利要求7所述特征的控制方法来实现。其他优选的实施方式由所对应的从属权利要求、下面的说明书以及附图给出。根据本专利技术的控制方法被设计用于过滤系统，该过滤系统例如具有过滤元件、特别是膜。在此可以是被构造为横向流过滤器(Querstromfilter)或者堵塞过滤系统(死端过滤系统，dead-end-filtration-system)的过滤元件。这样的过滤系统根据需要具有一个或多个泵，待输送的介质通过泵被输送向并穿过过滤元件。此外，还可以设有阀门和其他的泵，用于实施物理清洁过程(例如反冲洗)和就地清洗过程。还可以设有其他的机械清洁工具以及可能的空气供应系统。根据本专利技术的控制方法的目的在于，对清洁过程开始和结束的时间点进行优化，以使过滤系统的整体运行得以成本优化，也就是说，使单位产生渗透量的成本最小化。为此，根据本专利技术设计为，连续地检测并记录过滤系统的总能量消耗。这种能量消耗特别是根据已有的用于将待输送的介质输送经过过滤系统的泵的能量消耗得出的。在过滤周期期间，对该能量消耗进行连续地记录、特别是求和，从而能够确定一个过滤周期的总能量消耗。在此，该总能量消耗至少包括直到预定的、特别是当前的时间点之前用于过滤系统物理清洁的、例如一个反冲洗过程或者说反冲洗周期的能量消耗和用于随后的产生渗透的生产周期的能量消耗。因此，用于确定总能量消耗的整个过滤周期至少由反冲洗过程和随后的生产周期、也就是进行过滤的周期组成。在此，对优选直至预定的时间点的过滤周期中的总能量消耗进行求和。根据本专利技术还设计为，计算或者说确定相对能量消耗。在此，优选同样连续地计算该相对能量消耗，从而确定到达当前时间点时的相对能量消耗。相对能量消耗等于所记录或求和得到的总能量消耗除以净渗透体积，该净渗透体积是指在过滤周期期间，即在直到预定时间点的生产周期期间所产生的渗透体积。也就是说，相对能量消耗确定了在到达特定的时间点时单位产生净渗透体积的能量消耗。由于在过滤周期开始时，在物理清洁中会首先消耗能量而不产生渗透，因此在随后的生产周期中，单位产生净渗透体积的相对能量消耗开始是相对较高的，并且在之后会随着产生渗透量的升高而降低。在此，净渗透体积是净产生的渗透体积，即，所产生的渗透体积减去例如物理清洁(例如反冲洗)所必需的渗透体积。也就是说，在开始时净渗透体积可能是负的。根据本专利技术设计为，物理清洁(例如反冲洗)开始的时间点是产生最小能量消耗的时间点。这意味着，要根据由此确定的相对能量消耗或者由该相对能量消耗衍生出的特征值来启动物理清洁，优选在该相对能量消耗或者特征值达到或超过预定值的时间点启动物理清洁。理想状况下，该时间点这是相对能量消耗达到最小值时的时间点。在实践中，正好达到最小值是很可能检测不到的，但是却可以确定何时经过了最小值，即相对能量消耗什么时候再次升高。也就是说，优选在检测到达到或通过相对能量消耗的最小值时实施物理清洁。该时间点就是基本上达到最小生产成本的时间点。如前所述的，在物理清洁之后，相对能量消耗首先将随着所产生的渗透体积的升高而降低。然后，相对能量消耗将再次升高，因为单位时间产生的渗透体积会随着过滤元件的污染物的增多而降低，并且同时还可能会由于流动阻力的增大而使能量消耗增大。也就是说，通过根据本专利技术的这种对相对能量消耗的考量，可以确定开始物理清洁过程的最优时间点。为了确定生产周期的截止时间，可以或者直接考虑相对能量消耗，或者考虑由该相对能量消耗衍生的特征值，特别是相对能量消耗的时间导数或者其绝对值。因此根据本专利技术，清洁过程不再取决于过滤系统中的压力或流量比，而是取决于能量消耗或者说生产成本，生产成本同样是一种由能量消耗导出的特征值。为此，优选连续地实施对总能量消耗和单位净渗透体积的相对能量消耗的分析。除了能量成本之外，还可以将其他的成本计入生产成本中，例如消耗材料等。在本申请中，“能量消耗”应理解为与生产成本是等效的。生产成本特别是还可以还包括化学物质成本。这样的成本可以换算为等效的能量消耗，并随后在计算中如同能量消耗那样被考虑进去。优选如果连续确定的相对能量消耗的时间导数或者其数值达到预定的斜率，特别是等于零，则开始物理清洁。也就是说，在此过程中给出了与时间相关的相对能量消耗，并且考虑到了所生成曲线的斜率。如前所述的，在物理清洁之后的生产周期中，相对能量消耗首先会降低，直到其达到最小值，随后会再次升高。理想的是能够确定该曲线的最小斜率或者说斜率的最小值，并形成预定的、开始物理清洁的斜率。然而，也可以将非零的斜率用作预定的斜率，特别是在上述曲线上的、从时间上观察在最小值之前或之后的点。虽然一定程度地缩短两个物理清洁之间的时间间隔会增加待实施的物理清洁的数量，然而另一方面这也能够使得两个必需的就地清洗过程之间的施加间隔拉长，这种就地清洗在一定数量的物理清洁周期以及位于它们之间的生产周期之后是必不可少的。就地清洗(CIP)过程是指在使用合适的清洁介质的条件下所进行的地点固定的清洁。优选上述所考虑的净渗透体积等于所产生的渗透体积减去用于物理清洁和/或就地清洗的体积。对于物理清洁、例如反冲洗而言，需要一部分所产生的渗透，因此该部分也就不再能够被使用。在此，一个过滤周期始终被看做是由一个物理清洁与一个随后的生产周期组成，并且在生产周期中对绝对产生的渗透体积进行求和，并用其减去在前面的清洁中所使用的渗透体积，因此理想的是在每个时间点上均能够确定到达该时间点时所产生的净渗透体积，并在此基础上进行上述的对下一个所需要的物理清洁的起点的确定。这种对就地清洗所需的渗透体积的附加的或替代的考量，特别是还提供了应该什么时候基于相对能量消耗来确定就地清洗的时间点。这样，关于多个过滤周期观察或记录能量消耗和净渗透体积，这些过滤周期各自由一个物理清洁和一个随后的生产周期组成，从而能够始终有利地进行从一次就地清洗到下一次就地清洗的记录。根据另一种优选的变型，净渗透体积也可以作为目标体积用作过滤系统将要产生的渗透体积的基准。也就是说，根据如本专利技术所述的控制方法，优选确保过滤系统单位时间内产生与目标值一致的净渗透体积。如果净渗透体积超过了该目标值，则例如通过降低输送泵的流量来降低生产量，由此可以降低能量消耗。相反地，如果净渗透体积低于目标值，则可以提高生产量。在此，生产量是指当前单位时间内所产生的渗透体积，因此其优选被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于过滤系统的控制方法，所述过滤系统具有至少一个过滤元件，其特征在于，在所述过滤系统的一过滤周期(22)期间连续地记录总能量消耗(EG)，其中，所述总能量消耗(EG)至少包括用于物理清洁(24)的能量消耗(EB)和用于随后的直至预设的、特别是当前的时间点的生产周期(23)的能量消耗(EP)，通过将所记录的总能量消耗(EG)与净渗透体积(QN)相除来计算出相对能量消耗(Erel)，所述净渗透体积在所述直至预设时间点的过滤周期(22)期间产生，根据所述相对能量消耗或者由该相对能量消耗衍生出的特征值，开始一物理清洁(24)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.15 EP 14181141.41.一种用于过滤系统的控制方法，所述过滤系统具有至少一个过滤元件，其特征在于，在所述过滤系统的一过滤周期(22)期间连续地记录总能量消耗(EG)，其中，所述总能量消耗(EG)至少包括用于物理清洁(24)的能量消耗(EB)和用于随后的直至预设的、特别是当前的时间点的生产周期(23)的能量消耗(EP)，通过将所记录的总能量消耗(EG)与净渗透体积(QN)相除来计算出相对能量消耗(Erel)，所述净渗透体积在所述直至预设时间点的过滤周期(22)期间产生，根据所述相对能量消耗或者由该相对能量消耗衍生出的特征值，开始一物理清洁(24)。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果所述相对能量消耗(Erel)或者由该相对能量消耗衍生出的特征值达到预设数值，则在当前时间点开始一物理清洁。3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，如果连续确定的相对能量消耗(Erel)的导数(N)的数值达到预设的斜率(NSTOP)，特别是等于零或者经过了最小值，则开始所述物理清洁(24)。4.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述净渗透体积(QN)等于所产生的渗透体积(QP)减去用于一物理清洁(24)和/或一就地清洗(CIP)的体积(QB)。5.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，在实施一物理清洁(24)或者实施一就地清洗(CIP)之前，重新开始记录所述总能量消耗(EG)和所述净渗透体积(QN)。6.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述物理清洁(24)是反冲洗、横向流、机械刮除和/或气体冲洗。7.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述物理清洁(24)期间，连续地监视至少一个系统参数(C)，并实施所述物理清洁(24)，直至该系统参数(C)保持稳定。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述至少一个系统参数(C)是所述过滤系统的液压阻力。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，为了检测所述液压阻力，在所述物理清洁(24)期间检测所述过滤元件或者过滤系统上的压力(Pbw)和经过所述过滤元件(2)的流量(Qbw)。10.根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，如果所述过滤元件上的压力(TMP)达到预设的最大值，则开始一就地清洗(28)。11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，通过曲线的外推来确定用于下一次就地清洗(28)的时间点，该曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·多米尼亚克，J·A·V·斯文森，克里斯蒂安·拉斯穆森，R·赫耶肖尔特，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK