نظارت بر فیلتر : جزئی مهم از کارکرد با مصرف انرژی بهینه

در گذشته استفاده‌ی محتاطانه از «انرژی» به عنوان یک منبع، به دلیل کاهش هزینه‌ها مورد نظر بود، اما امروزه آگاهی در مورد شرایط محیطی و محیط زیست بیشتر شده است. به لطف الزامات قانونی و وضعیت فعلی تکنولوژی، این استفاده محتاطانه در حال حاضر اجباری شده است. در این مقاله در مورد این صحبت می‌کنیم که چطور نظارت بر فیلتر ، روی بهره‌وری انرژی یک سیستم تاثیر می‌گذارد و به شما کمک می‌کند که الزامات قانونی را محقق کنید.

چرا نظارت بر فیلتر مهم است

در مورد فیلترهای هوا در سیستم‌های تهویه یا تهویه‌ی مطبوع یا فیلترهای روغن در مدارات هیدرولیک، افزایش آلایندگی المان فیلتر، باعث افزایش افت فشار می‌شود.

برای ثابت نگه داشتن جریان یا دبی فرآورده (هوا یا روغن)، فن یا پمپ (بسته به مورد) باید توان بیشتری مصرف کند و در نتیجه مصرف انرژی افزایش پیدا می‌کند.

نظارت بر فیلتر ، افت فشار در حال افزایش را در سراسر المان فیلتر آلوده اعلام می‌کند. تعویض فیلتر معیوب، دبی فرآورده را تضمین می‌کند و در نتیجه اجازه نمی‌دهد که مصرف انرژی فن یا پمپ افزایش پیدا کند.

مسائل قانونی

با اتخاذ پیمان کیوتو در سال ۱۹۹۷، اتحادیه اروپا خود را متعهد به کاهش انتشار کربن‌دی‌اکسید کرد. برای دستیابی به این هدف اقلیمی، در سال ۲۰۰۵ دستورالعمل EuP (محصولاتی که انرژی مصرف می‌کنند) را اتخاذ کردند. در سال ۲۰۰۹، اسم آن به دستورالعمل ErP (محصولات مرتبط با انرژی) تغییر کرد – همچنین به آن دستورالعمل اکودیزاین (Ecodesign) نیز گفته می‌شود.

مقاومت بالا – دلیل مصرف بالای انرژی

بدیهی است که المان فیلتری که آلوده شده باشد، نسبت به یک المان تازه و تمیز، مقاومت بیشتری در برابر دبی فرآورده دارد. از نظر فیزیکی، فشار در ورودی (ورودی فیلتر) افزایش پیدا می‌کند – که با استفاده از یک ابزار اندازه‌گیری فشار به خوبی می‌توان بر آن نظارت کرد – و نرخ دبی کاهش پیدا می‌کند. از آنجایی که دبی مورد نیاز مشخص است، به خاطر محدودیت فیلتر، باید انرژی بیشتری مصرف شود تا جبران مورد نیاز محقق شود.

نکات مرتبط با انرژی در برابر هزینه

اگر از دیدگاه انرژی به قضیه نگاه کنیم، یک فیلتری که تا حدی کثیف شده است، باید فورا تعویض شود. اما از نظر هزینه، این تعویض باعث بالا رفتن هزینه‌های مواد و کار می‌شود. به علاوه، این تعویض تنها در زمانی که فشار و دبی وجود نداشته باشد قابل انجام است، در نتیجه ماشین یا فرآیند باید برای تعویض، متوقف شود. با توجه به این موارد، همچنین این مساله مشخص است که تعویض فیلتر بعد از یک مدت ثابت استفاده (مشابه تعویض و سرویس سالانه‌ی خودرو که همه با آن آشنا هستیم) راه حلی مطلوب نیست.

سازش در نظارت بر فیلتر

این سازش یعنی سطح از آلایندگی را قابل قبول بدانیم  – یعنی یک حداکثر تفاضل فشار مشخص شده در سراسر فیلتر. مقادیر حد نرمال برای فشار تفاضلیِ (ΔP) یک فیلتر هیدرولیک، بین ۱ تا ۵ بار است. در سیستم‌های تهویه، مقادیر حد، از ۵۰ تا ۵۰۰۰ پاسکال است (۰٫۵ تا ۵۰ میلی‌بار).

نظارت بر افت فشار، از هزینه‌های عملیاتی می‌کاهد، چون تعویض فیلترها تنها زمانی رخ می‌دهد که نزدیک به سطح قابل قبول آلایندگی و کثیفی فیلتر باشیم. یک مزیت دیگر این است که با نظارت پیوسته، می‌تواند تعویض فیلتر را در فرآیند عملیاتی، برنامه‌ریزی کرد.

نظارت فیلتر از طریق اندازه‌گیری افت فشار

در هر مورد، افت فشار در سراسر فیلتر اندازه‌گیری می‌شود – یعنی ΔP بین ورودی و خروجی فیلتر. از طرفی، افت فشار در فیلتر با دبی حجمی افزایش پیدا می‌کند. در نتیجه ΔP به عنوان یک نشانگر آلودگی فیلتر، تنها در وضعیت عملیاتی مشخص (دبی و دمای فرآورده)، ارزیابی می‌شود. فیلترهای مایعات به دلیل جهش‌های ناگهانی فشار، می‌توانند از حد ΔP عبور کنند. به خاطر لختی (اینرسی)، این مساله برای سوییچ‌های مکانیکی وجود ندارد. برای سنسورها، توصیه می‌شود که یک زمان مُرده کوتاه در ارزیابی الکترونیکی (کنترل) در نظر بگیرید.

مورد خاص: نظارت فیلتر در مدارات هیدرولیک

فیلترهای بازگشت در مدار هیدرولیک، یک مورد استثنا هستند. همانطور که از اسم آن‌ها مشخص است، در خط بازگشت هستند، درست پیش از آنکه روغن دوباره وارد مخزن شود. فشار محیط (فشار اتمسفریک) در مخزن وجود دارد. این یعنی فشار محیط نیز در خروجی فیلتر حضور دارد. به این شکل نظارت ساده می‌شود، چون یک سنسور تفاضلی فشار می‌تواند این وظیفه‌ی اندازه‌گیری را بر عهده بگیرد. این تاثیری مطلوب روی هزینه‌های نظارت فیلتر دارد. از یک سو، این سنسورهای فشار نسبت به سنسورهای فشار تفاضلی، قیمت کمتری دارند. از طرف دیگر، به خاطر عدم نیاز به خط فشار در خروجی فیلتر به کانکشن سنسور ΔP، در هزینه‌ها صرفه‌جویی کرده‌اید.

اندازه‌گیری دما روغن در مدارات هیدرولیک حیاتی است. به این شکل چسبندگی یا ویسکوزیته‌ی بالای روغن هیدرولیک، که در زمان شروع سرد است، در نظر گرفته می‌شود و در نتیجه از هشدارهای اشتباه جلوگیری می‌شود. دمای روغن هیدرولیک برای کنترل خنک‌کننده‌ی روغن، مورد نیاز است. تاثیری قابل توجه در زمانی دارد که روغن استفاده می‌شود.

نظارت بر فیلتر محدود به سیستم های هیدرولیک و روغنی نیست در سیستم های فیلتراسیون آب و اسمز معکوس نیز فیلترها نیاز به نظارت دارند که در مقاله نظارت ایمن بر فیلتر با گیج‌های فشار تفاضلی به آن پرداخته ایم.