DE10339607A1

DE10339607A1 - Cooling facility has wireless control facility for the included cooling appliances

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Publication number: DE10339607A1
Application number: DE10339607A
Authority: DE
Inventors: Udo Buse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: DE10339607B4

Abstract

The cooling facility (14) contains fans (28, 30, 31), air cooled condensers (20, 22), vaporizers (16), which individual performances are controlled by at least one control system. The control system exchanges control signals between a control unit (38, 42) and the individual fans (28, 30, 31) of the condensers (20, 22), heat exchangers and vaporizers (16). The control signals are transmitted via a wireless system according to Bluetooth standards in order to minimize installation cost by simplifying the installation process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Kühlanlage gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2, sowie ein Regelsystem zur Durchführung dieses Verfahrens.The The present invention relates to a method for controlling a refrigeration Equipment according to the generic term the claims 1 and 2, as well as a control system for carrying out this method.

Kühlanlagen der hier vorliegenden An dienen dazu, Räume oder Gebäudeteile kontrolliert auf einer niedrigen Temperatur zu halten. Dies betrifft insbesondere Lagerräume für empfindliche Güter wie beispielsweise verderbliche Lebensmittel, sowie die Räumlichkeiten, in denen diese hergestellt und verarbeitet werden. Eine konstant niedrige Temperatur ist hier von besonderer Bedeutung für die Einhaltung vorbestimmter Lagerbedingungen und Qualitätsstandards. Hinsichtlich ihrer Funktionsweise handelt es sich bei einer solchen Kühlanlage um eine Gebäude-Klimaanlage bekannter Bauart, deren Aufbau für den hier vorliegenden Einsatzzweck optimiert ist.Cooling Systems The present here serve to rooms or building parts controlled to keep at a low temperature. This applies in particular storerooms for sensitive Goods such as perishable food, as well as the premises in which this manufactured and processed. A constant low temperature is of particular importance for compliance with predetermined Storage conditions and quality standards. In terms of their functioning is such refrigeration Equipment around a building air conditioning known design whose structure for the This application is optimized here.

Die bekannten Kühlanlagen umfassen je nach Bauweise eine Anzahl von Verflüssigern oder Rückkühlern, die auf der Hochtemperaturseite des Systems, also beispielsweise auf dem Dach oder an einer Außenwand des Gebäudes angebracht sind und zum Kühlen des Kältemediums dienen. Ob hierzu Verflüssiger oder Rückkühler gewählt werden, hängt lediglich von den Erfordernissen des Systems ab. Der sprachlichen Einfachheit halber soll im folgenden lediglich von Verflüssigern gesprochen werden, was jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, da dieser Begriff in der folgenden Beschreibung Rückkühler einschliessen soll.The known refrigeration systems Depending on the design, a number of condensers or recoolers, the on the high temperature side of the system, so for example on the roof or on an outside wall of the building are attached and for cooling of the refrigeration medium serve. Whether this condenser or recooler can be selected only depends from the requirements of the system. The linguistic simplicity In the following, only liquefiers will be discussed, but not restrictive is to be understood, since this term in the following description include recooler should.

Ausser den Verflüssigern umfasst der Kältekreislauf ferner Verdampfer oder Kühler, die in dem zu kühlenden Raum im Gebäudeinneren angebracht sind. Auch diesem Zusammenhang gilt, dass die Wahl eines Verdampfers oder eines Raumkühlers lediglich von den Systemanforderungen abhängt, so dass nachfolgend der Einfachheit halber nur der zusammenfassende Begriff "Verdampfer" verwendet wird. Das im Verdampfer erwärmte Kältemedium wird dem Verflüssiger zugeführt, der das Kältemedium wieder auf eine zur Raumkühlung geeignete Temperatur herunterkühlt, so dass es über den Kältekreislauf wieder dem Ver dampfer zugeführt werden kann. Sowohl Verflüssiger als auch Verdampfer sind luftgekühlt, d.h., die Kühlung erfolgt durch einen Luftstrom, der durch Ventilatoren erzeugt wird, die durch Elektromotoren angetrieben werden. Gewöhnlich handelt es sich bei diesen um spannungs- oder frequenzregelbare Asynchronmotoren, deren Leistung durch eine entsprechende Leistungselektronik bestimmt wird, die bei Motoren neuerer Bauart unmittelbar am Ventilator angebracht bzw. in diesen integriert ist.Except the liquefiers includes the refrigeration cycle also evaporator or cooler, the one in the to be cooled Room inside the building are attached. Again, the choice of a Evaporator or a room cooler depends only on the system requirements, so that below the For simplicity, only the summary term "evaporator" is used. The heated in the evaporator cold medium becomes the condenser supplied the cold medium again on one for room cooling cooling down suitable temperature, so it over the refrigeration cycle fed back to the evaporator Ver can be. Both condenser as well as evaporators are air-cooled, that is, the cooling is done by a flow of air generated by fans, which are driven by electric motors. Usually it is these voltage or frequency adjustable asynchronous motors whose Power is determined by an appropriate power electronics, which is installed directly on the fan in engines of recent design or integrated into it.

Im allgemeinen ist es notwendig, die Kühlleistung der Verflüssiger und Verdampfer den momentan herrschenden Temperatur- und Leistungsverhältnissen anzupassen. Hierzu dient ein Regelsystem, das Regelsignale zwischen einer Regeleinheit, die von den Ventilatoren beliebig weit entfernt angeordnet sein kann, und den Ventilatoren austauscht. Wird also beispielsweise im Kühlkreislauf ein Temperatur- oder Druckanstieg gemessen, so sendet das Regelsystem ein Signal an die Verflüssiger oder Verdampfer, das die Erhöhung der Kühlleistung veranlaßt. Die individuelle Ansteuerung der Ventilatoren ermöglicht eine besonders effiziente Systemregelung.in the Generally, it is necessary to control the cooling capacity of the condenser and Evaporator the currently prevailing temperature and power conditions adapt. This is done by a control system, the control signals between a control unit arranged arbitrarily far away from the fans and replace the fans. So for example in the cooling circuit a temperature or pressure increase measured, sends the control system a signal to the condenser or evaporator that is the increase the cooling capacity causes. The individual control of the fans enables a particularly efficient system control.

Der Austausch der Regelsignale erfolgt gewöhnlich über Signalleitungen, die die Regeleinheit mit den Ventilatoren verbinden. Auf diese Weise wird ein Bussystem geschaffen, das die Ansteuerung der einzelnen Ventilatoren über die Regeleinheit ermöglicht und auf einem geeignet gewählten Standard beruhen kann. Nachteilig ist diese Art von Regelsystem insofern, als die Bus- oder Signalleitung unter Umständen über eine sehr große Entfernung vom Ventilator zur Regeleinheit geführt werden muß. Die Leitungsführung kann sich sehr aufwändig gestalten und daher zu hohen Kosten führen. Jeder der Elektromotoren der Ventilatoren muß über mindestens zwei Signaladern mit der Regeleinheit verbunden werden. Bei einer wachsenden Anzahl einzusetzender Verflüssiger und Verdampfer wird somit der Aufwand zum Aufbau des Regelsystems beträchtlich.Of the Replacement of the control signals is usually via signal lines that the Connect the control unit to the fans. In this way one becomes Created bus system that controls the individual fans on the Control unit allows and on a suitably chosen Standard can be based. The disadvantage of this type of control system is that as the bus or signal line may be over a very long distance must be performed by the fan to the control unit. The cable routing can very expensive and therefore lead to high costs. Each of the electric motors the fans must have at least two Signal wires are connected to the control unit. In a growing Number of condensers to be used and evaporator thus becomes the expense of building the control system considerably.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Regelung einer Kühlanlage der eingangs genannten An zu schaffen, das über ein vereinfachtes Signalübertragungssystem verfügt und somit den Aufwand und die Kosten bei der Installation des Systems verringert. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.task The present invention is therefore a method of control a cooling system of An initially mentioned to provide that via a simplified signal transmission system has and thus the effort and cost of installing the system reduced. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device to carry this out To create a procedure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 sowie durch eine entsprechendes Regelsystem gemäß den Ansprüchen 7 oder 8 gelöst.These The object is achieved by a Process according to claims 1 or 2 and by a corresponding control system according to claims 7 or 8 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Regelsignale, die zwischen der Regeleinheit und den Ventilatoren ausgetauscht werden, entweder drahtlos oder über die ohnehin vorhandenen Versorgungsspannungs-Leitungen der Ventilatoren übertragen. Auf diese Weise wird der Übertragungsweg unabhängig von den Gegebenheiten des Gebäudes, so dass bei der Installation der Anlage diesbezüglich keine Komplikationen auftreten können. Es sind keine Signalleitungen mehr erforderlich, so dass die durch das Regelsystem verursachten Kosten unabhängig von der Anzahl der einzusetzenden Verflüssiger sowie der Entfernung zwischen Regeleinheit und Verflüssigern sind.at the method according to the invention are the control signals between the control unit and the fans be exchanged, either wirelessly or over the already existing ones Transfer supply voltage lines of the fans. In this way becomes the transmission path independently from the circumstances of the building, so that when installing the system in this regard no complications may occur. There are no more signal lines required, so that by the control system caused costs regardless of the number of deployable condenser and the distance between the control unit and condensers are.

Bei den drahtlos übertragenen Regelsignalen handelt es sich vorzugsweise um frequenzmodulierte Funksignale.at the wirelessly transmitted Control signals are preferably frequency-modulated Radio signals.

Weiter vorzugsweise kann zur Übertragung der Regelsignale auf drahtlosem Weg oder über die Versorgungsspannungs-Leitungen der LAN- bzw. WLAN-Standard verwendet werden.Further Preferably, for transmission of the Control signals via wireless path or via the supply voltage lines the LAN or WLAN standard can be used.

Darüber hinaus kann in einer bevorzugten Ausführungsform die drahtlose Übertragung der Regelsignale mittels des Bluetooth-Standards erfolgen.Furthermore can in a preferred embodiment the wireless transmission the control signals by means of the Bluetooth standard.

Im Fall einer Signalübertragung über die Versorgungsspannungs-Leitungen kann die Signalübertragung vorzugsweise mittels Modulation der Versorgungsspannung der Ventilatoren erfolgen.in the Case of signal transmission over the Supply voltage lines, the signal transmission preferably means Modulation of the supply voltage of the fans done.

Regelsysteme zur Durchführung dieser Verfahren werden durch die Ansprüche 7 und 8 beansprucht.Control systems to carry out These methods are claimed by claims 7 and 8.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.in the The following will be a preferred embodiment of the invention closer to the drawing explained.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Kühlanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The single figure shows a schematic representation of an embodiment a cooling system to carry out the method according to the invention.

In dem in der Figur dargestellten Aufbauschema ist das Gebäude 10 in einer Seitenansicht gezeigt, das heißt, das Dach ist oben angeordnet, während der Boden des Gebäudes sich in der Figur unten befindet. Innerhalb des Gebäudes 10 befindet sich ein Kühlraum 12, der durch die in ihrer Gesamtheit mit 14 bezeichnete Kühlanlage auf einer konstant niedrigen Temperatur gehalten werden soll. Beispielsweise kann es sich bei diesem Kühlraum 12 um einen Lagerraum für verderbliche Lebensmittel handeln.In the construction scheme shown in the figure is the building 10 shown in a side view, that is, the roof is located at the top, while the bottom of the building is located in the figure below. Inside the building 10 there is a refrigerator 12 who by with in their entirety with 14 designated cooling system to be kept at a constant low temperature. For example, this refrigerator may be 12 to act as a storeroom for perishable food.

Die Kühlanlage 14 umfaßt einen Verdampfer 16, der innerhalb des Kühlraums 12 beispielsweise im Deckenbereich angeordnet ist und dazu dient, die innerhalb des Raumes 12 befindliche Luft auf einen gewünschten Temperaturwert abzukühlen und auf dieser Temperatur zu halten. Ferner sind auf dem Dach 18 des Gebäudes 10 zwei Verflüssiger 20, 22 angeordnet, die dazu dienen, das vom Verdampfer 16 strömende erwärmte Kältemedium wieder auf eine Temperatur abzukühlen, bei der das Kältemedium wieder verflüssigt wird und dem Verdampfer 16 erneut für den Kühlvorgang zur Verfügung steht. Durch eine Zuführungsleitung 24 und eine entsprechende Abführungsleitung 26 sind der Verdampfer 16 und die Verflüssiger 20, 22 zu einem Kältemedium-Kreislauf verbunden. Der Leitungsverlauf innerhalb des Verdampfers 16 sowie der Verflüssiger 20, 22 sowie weitere konstruktive Einzelheiten des Kreislaufs sind in der Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht darstellt. Es versteht sich, dass in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlleistung die Anzahl der auf dem Dach 18 angebrachten Verflüssiger 20, 22 sowie der Verdampfer 16 im Gebäude 10 auch erhöht werden kann.The cooling system 14 includes an evaporator 16 That's inside the fridge 12 For example, in the ceiling area is arranged and serves, within the room 12 air to a desired temperature and to keep it at this temperature. Further, on the roof 18 of the building 10 two liquefiers 20 . 22 arranged to serve that of the evaporator 16 flowing heated refrigerant medium to cool back to a temperature at which the refrigerant is re-liquefied and the evaporator 16 again available for the cooling process. Through a supply line 24 and a corresponding discharge line 26 are the evaporator 16 and the liquefiers 20 . 22 connected to a refrigerant circuit. The pipe run inside the evaporator 16 and the liquefier 20 . 22 as well as other structural details of the circuit are not shown in the figure for reasons of clarity. It is understood that, depending on the required cooling capacity, the number of rooftop 18 attached liquefier 20 . 22 as well as the evaporator 16 inside the building 10 can also be increased.

Die Verflüssiger 20, 22 und der Verdampfer 16 arbeiten luftgekühlt, d.h., das durch sie hindurch geleitete Kältemedium wird durch einen Luftstrom abgekühlt. Dieser Luftstrom wird durch Ventilatoren 28, 30, 31 erzeugt, die mit nicht dargestellten Elektromotoren betrieben werden. Diese Elektromotoren entnehmen ihre Versorgungsspannung einem Netzanschluss 32 des Stromnetzes, der ebenso wie die mit ihm verbundenen elektrischen Leitungen lediglich schematisch angedeutet sind, da schaltungstechnische Einzelheiten für das Verständnis der Erfindung nicht relevant sind. Dies gilt für die Versorgungsspannungs-Leitungen 34, 36, über die die Ventilatoren 28, 30 der Verflüssiger 20, 22 an den Netzanschluß 32 angeschlossen sind, in gleicher Weise wie für die Versorgungsspannungs-Leitung 37 des Ventilators 31 des Verflüssigers 16.The liquefiers 20 . 22 and the evaporator 16 air-cooled, ie, the refrigerant passed through it is cooled by an air flow. This airflow is through fans 28 . 30 . 31 generated, which are operated by electric motors, not shown. These electric motors take their supply voltage from a mains connection 32 of the power network, which are only schematically indicated as well as its associated electrical lines, since circuit-technical details for the understanding of the invention are not relevant. This applies to the supply voltage lines 34 . 36 about which the fans 28 . 30 the liquefier 20 . 22 to the mains connection 32 are connected in the same way as for the supply voltage line 37 of the fan 31 of the liquefier 16 ,

Die Leistung der Verflüssiger 20 und 22 wird individuell durch eine Regeleinheit 38 geregelt, die von den Verflüssigern 20, 22 räumlich getrennt sein kann. Sie ist zu diesem Zweck mit einem Temperatur- oder Drucksensor 39 versehen, der die Temperatur oder den Druck innerhalb der Rücklaufleitung 26 des Kreislaufs misst, und in Abhängigkeit von diesem gemessenen Ist-Wert der Temperatur oder des Drucks kann zur Erzielung eines Soll-Wertes die Leistung der Verflüssiger 20, 22 wahlweise erhöht oder gesenkt werden. Die Regeleinheit 38 sendet zu diesem Zweck entsprechende Signale an die einzelnen Verflüssiger 20, 22, durch welche bestimmt wird, wie viel Leistung die Ventilatoren 28, 30 der Verflüssiger 20, 22 dem Netzanschluß 32 entnehmen.The performance of the condenser 20 and 22 is individually by a control unit 38 governed by the liquefiers 20 . 22 can be spatially separated. It is for this purpose with a temperature or pressure sensor 39 provided that the temperature or pressure within the return line 26 of the circuit, and depending on this measured actual value of temperature or pressure, the performance of the condenser can be used to obtain a setpoint value 20 . 22 optionally increased or decreased. The control unit 38 sends appropriate signals to the individual condenser for this purpose 20 . 22 which determines how much power the fans are using 28 . 30 the liquefier 20 . 22 the network connection 32 remove.

Da die Regeleinheit 38 die zu ihrem Betrieb benötigte Spannung ebenfalls dem Netzanschluß 32 über eine Zuleitung 40 entnimmt, kann die Übertragung der Regelsignale von der Regeleinheit 38 an die Verflüssiger 20, 22 unmittelbar über die Versorgungsspannungs-Leitungen 34, 36 erfolgen, die somit gemäß der Erfindung gleichzeitig als Signalleitungen dienen. Die Übertragung der Regelsignale erfolgt dabei mittels Modulation der Versorgungsspannung der Verflüssiger 20, 22. Es sind also keine zusätzlichen Signalleitungen erforderlich, und der Aufbau des Gesamtsystems ist konstruktiv einfach gehalten. Wahlweise kann im Rahmen der Erfindung die Übertragung auch drahtlos über einen entsprechenden Sender und einen Empfänger in der Regeleinheit 38 bzw. in den Verflüssigern 20, 22 erfolgen. Auch in diesem Fall kann auf das Verlegen zusätzlicher Signalleitungen verzichtet werden.Because the control unit 38 the voltage required for their operation also the mains connection 32 via a supply line 40 extracts, the transmission of the control signals from the control unit 38 to the liquefier 20 . 22 directly over the supply voltage lines 34 . 36 take place, thus serving according to the invention at the same time as signal lines. The transmission of the control signals takes place by means of modulation of the supply voltage of the condenser 20 . 22 , So there are no additional signal lines required, and the structure of the overall system is structurally simple. Optionally, in the context of the invention, the transmission also wirelessly via a corresponding transmitter and a receiver in the control unit 38 or in the liquefiers 20 . 22 respectively. Also in this case can be dispensed with the laying of additional signal lines.

Ferner ist es möglich, dass die Verflüssiger 20, 22 entsprechende Rückmeldungssignale an die Regeleinheit 38 drahtlos oder über die Versorgungsspannungs-Leitungen 34, 36 zurücksenden, also beispielsweise Zustandsparameter oder Störungsmeldungen.Furthermore, it is possible that the liquefier 20 . 22 corresponding feedback signals to the control unit 38 wirelessly or via the supply voltage lines 34 . 36 Send back, so for example, state parameters or error messages.

In gleicher Weise lässt sich die Leistung des Ventilators 31 des Verdampfers 16 im Kühlraum 12 regeln. Das Regelsystem des Verdampfers 16 ist von demjenigen der Verflüssiger 20, 22 unabhängig und umfasst ebenfalls eine Regeleinheit 42, die beispielsweise mittels eines Sensors 44 die Ist-Temperatur im Raum misst und ein entsprechendes Regelsignal zur Leistungsregelung an den Ventilator 31 sendet. Auch in diesem Fall wird die Versorgungsspannungs-Leitung 37 des Verdampfers 16 zur Signalübertragung genutzt.In the same way, the performance of the fan can be 31 of the evaporator 16 in the fridge 12 regulate. The control system of the evaporator 16 is that of the liquefier 20 . 22 independent and also includes a control unit 42 , for example, by means of a sensor 44 the actual temperature in the room measures and a corresponding control signal for power control to the fan 31 sends. Also in this case, the supply voltage line 37 of the evaporator 16 used for signal transmission.

Bei der Übertragung der Regelsignale kann auf ein bekanntes Standardprotokoll zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann das Regelsystem als LAN-Bussystem ausgelegt sein. Wird eine drahtlose Übertragung der Regelsignale gewählt, so ist beispielsweise eine Übertragung nach dem WLAN-Protokoll oder mittels Bluetooth möglich. Auch eine analoge Übertragung mittels frequenzmodulierter Funksignale kommt in Betracht.at the transmission the control signals can be accessed using a known standard protocol. For example, the control system can be designed as a LAN bus system be. Will be a wireless transmission the control signals selected, such is a transmission, for example according to the WLAN protocol or via Bluetooth. Also an analog transmission By means of frequency-modulated radio signals comes into consideration.

Claims

Method for controlling a cooling system ( 14 ) with a number of fans ( 28 . 30 . 31 ) Air-cooled condenser ( 20 . 22 ) or recooler and evaporator ( 16 ) or room coolers whose individual performance is regulated by at least one control system, which control system regulates control signals between a control unit ( 38 . 42 ) and the individual fans ( 28 . 30 . 31 ) the liquefier ( 20 . 22 ), Recooler, evaporator or room cooler ( 16 ), characterized in that the control signals are transmitted wirelessly between the control unit ( 38 . 42 ) and the fans ( 28 . 30 . 31 ) be transmitted.

Method for controlling a cooling system ( 14 ) with a number of fans ( 28 . 30 . 31 ) Air-cooled condenser ( 20 . 22 ) or recooler and evaporator ( 16 ) or room coolers whose individual performance is regulated by at least one control system, which control system regulates control signals between a control unit ( 38 . 42 ) and the individual fans ( 28 . 30 . 31 ) the liquefier ( 20 . 22 ), Recooler, evaporator or room cooler ( 16 ), characterized in that the control signals via the supply voltage lines ( 34 . 36 . 37 ) of the fans ( 28 . 30 . 31 ) be transmitted.

Process according to Claim 1, characterized in that it is at the control signals to frequency modulated radio signals is.

Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the transmission the control signals by means of the LAN or WLAN standards done.

Process according to Claim 1, characterized in that the transmission of the control signals by means of the Bluetooth standard.

A method according to claim 2, characterized in that the transmission of the control signals by modulation of the supply voltage of the fans ( 28 . 30 . 31 ) he follows.

Control system for carrying out the method according to one of claims 1, 3, 4 or 5, which control system for controlling the individual performance of the fans ( 28 . 30 . 31 ) of the individual liquefier ( 20 . 22 ) or recooler or evaporator ( 16 ) or room cooler of a refrigeration system ( 14 ) and one of the fans ( 28 . 30 . 31 ) spatially separated control unit ( 38 . 42 ) for the exchange of control signals between the control unit ( 38 ) and the fans ( 28 30 . 31 ), characterized in that the control unit ( 38 . 42 ) and the fans ( 28 . 30 . 31 ) are provided for the wireless transmission of the control signals.

Control system for carrying out the method according to one of claims 2, 4 or 6, which control system for regulating the individual power of the fans ( 28 . 30 . 31 ) of the individual liquefier ( 20 . 22 ) or recooler or evaporator ( 16 ) or room cooler of a refrigeration system ( 14 ) and one of the fans ( 28 . 30 . 31 ) spatially separated control unit ( 38 . 42 ) for the exchange of control signals between the control unit ( 38 ) and the fans ( 28 . 30 . 31 ), characterized in that the supply voltage lines ( 34 . 36 . 37 ) of the fans ( 28 . 30 . 31 ) are provided as components of the control system for transmitting the control signals.