Благодаря законодательным требованиям и состоянию техники экологичность становится обязательным. Непрерывный мониторинг фильтров оказывает решающее влияние на энергоэффективность и помогает соблюдать законодательные требования.
Это воздушные фильтры в вентиляции или масляные фильтры в гидравлических контурах, в обоих случаях возрастающее загрязнение фильтрующего элемента приводит к увеличению падения давления. Чтобы поддерживать постоянный поток среды (воздуха или масла), вентилятор или насос (соответственно) увеличивает мощность. Потребление энергии увеличивается. Контроль фильтра сигнализирует об увеличении перепада давления на загрязненном фильтрующем элементе. Замена загрязненного фильтра обеспечивает поток среды и тем самым предотвращает увеличение энергопотребления вентилятора или насоса.
С принятием Киотского протокола в 1994 году Россия обязалась сократить выбросы CO2 на 5%.
Высокое сопротивление - высокое энергопотребление.
Легко понять, что загрязненный фильтрующий элемент сильнее устойчив к потоку среды, чем новый, чистый элемент. Физически, давление на входе (на входе фильтра) увеличивается - что контролируется с помощью прибора для измерения давления - и скорость потока уменьшается. Поскольку требуемый расход задан, вводим больше энергии, чтобы компенсировать ограничение в фильтре.
Энергия и затраты.
С энергетической точки зрения, слабо загрязненный фильтр следует сразу же заменить. Это противоречит тому факту, что сама замена влечет за собой материальные и трудовые затраты. Замену производят только при отсутствии давления и потока, поэтому машина или процесс должны быть остановлены. Замена после периода использования не является оптимальным решением.
Компромисс: контроль фильтра.
Приемлемый уровень загрязнения - заданное максимальное дифференциальное давление через фильтр. Нормальные предельные значения для перепада давления (ΔP) гидравлического фильтра находятся в диапазоне от 1 до 5 бар. В вентиляционных системах предельные значения составляют от 50 до 5 000 Па (0,5-50 мбар). Контроль перепада давления поможет экономить на эксплуатационных расходах, поскольку замена фильтров происходит только тогда, когда уровень
загрязнения фильтра близок к допустимому. Еще одно преимущество - благодаря непрерывному мониторингу, замена фильтра планируется в рабочем процессе.
Мониторинг фильтра путем измерения перепада давления.
В каждом случае измеряется перепад давления на фильтре - ΔP между входом и выходом фильтра. Потеря давления на фильтре также увеличивается с ростом объема потока. Поэтому ΔP как показатель загрязненности фильтра оценен только в определенном рабочем состоянии (расход и температура среды). Фильтры для жидкостей могут превысить предел ΔP в результате кратковременных пиков давления. Из-за инерции они не проблема для механических переключателей. Для датчиков рекомендуется короткое мертвое время при электронной оценке (управлении).
Важно: контроль фильтров в гидравлических контурах.
Обратные фильтры в гидравлических контурах - особый случай. Как следует из названия, они находятся в обратной линии, непосредственно перед тем, как масло попадает обратно в бак. В баке давление окружающей среды (атмосферное давление). Это означает, что атмосферное давление присутствует и на выходе фильтра. Это упрощает мониторинг, поскольку датчик дифференциального давления берет на себя задачу измерения. Это благоприятно сказывается на стоимости мониторинга фильтра. Эти датчики давления дешевле, чем датчики дифференциального давления. Экономия на необходимости прокладки напорного трубопровода от выхода фильтра до соединения низкого давления датчика ΔP. Измерение температуры масла важно в гидравлических контурах. Это поможет учесть высокую вязкость гидравлического масла, которое при запуске еще холодное, что позволяет избежать ложных срабатываний. Температура гидравлического масла необходима для управления масляным радиатором. Температура оказывает влияние на время использования масла.
От "профилактического обслуживания" до "Индустрии 4.0" и облачных решений IIoT - повсюду есть потребность в данных. Это видно на примере перехода от традиционных измерительных приборов с оптическими дисплеями к электрическим датчикам с аналоговыми или цифровыми выходными сигналами. При мониторинге напорных фильтров заметна тенденция к замене датчика дифференциального давления на датчики избыточного давления до и после фильтра. Это позволяет получить как давление в системе, так и давление на выходе из фильтра, чего не дает датчик дифференциального давления. Перепад давления, разница между двумя сигналами, затем рассчитывается в электронном управлении, в компьютере или в облаке.