CN101268314B - 控制包括两个或更多个压缩机的制冷系统的控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制包括两个或更多个压缩机(13a，13b)的制冷系统(17)(如复式压缩机系统)的控制系统(12)，每个压缩机(13a，13b)均连接至电子单元(14a，14b)，且该电子单元(14a，14b)用于当其对应压缩机(13a，13b)的启动或停止时互相传递适当的信号。电子单元(14a，14b)还用于响应从另一电子单元(14a，14b)接收到的信号来控制其对应压缩机(13a，13b)的运转。因此控制系统(12)用于以相互依赖的方式控制两个或更多个压缩机(13a，13b)的运转。

Description

控制包括两个或更多个压缩机的制冷系统的控制系统和方法
技术领域
本发明涉及控制包括两个或更多个压缩机的制冷系统的控制系统和方法。本发明进一步地涉及包含这种控制系统的制冷系统。本发明尤其涉及所谓“复式压缩机”，此处两个压缩机在同一制冷系统中连接。
背景技术
在同一制冷系统中连接两个或更多的压缩机时，当出于某些原因一个压缩机停止而其他压缩机保持运行时就会产生问题。这种情况下，运行的压缩机会在压缩机的压力侧与吸入侧之间产生压差，此压差会导致已被停止的压缩机在需要时难以重新启动。在具有双压缩机的制冷系统中，当两个压缩机均被停止而仅其中之一重新启动时也会产生类似的问题。此时，出于与上述原因类似的原因，也会导致另外一个压缩机难以在稍迟时重新启动。
WO 01/069147中公开了一种具有多个压缩机的制冷系统，每个压缩机均具有控制及安全模块。每一控制及安全模块利用独立的电源和通信线路与控制器间通信。压缩机由控制及安全模块以这样一种方式控制，即当检测到压缩机的运行参数超出定义的安全范围时使该压缩机失效。但是，压缩机均是单独被控制的，因此在WO 01/069147中公开的制冷系统并没有解决如上所述的问题。
发明概要
因此，本发明的一个目的是提供一种控制包括两个或两个以上压缩机的制冷系统的控制系统，它可以防止或至少很大程度减少上述问题的发生。
本发明另一个目的是提供一种控制包括两个或两个以上压缩机的制冷系统的方法，使用这种方法可以防止或至少很大程度减少上述问题的发生。
根据本发明的第一方面，提供了一种实现本发明上述及其它目的的控制包括两个或两个以上压缩机的制冷系统的控制系统，该控制系统包括：
-连接至第一压缩机的第一电子单元，
-连接至第二压缩机的第二电子单元，
其中当相应的压缩机开始或停止运转时，第一和第二电子单元用于向另一电子单元传递适当的信号，且其中第一和第二电子单元用于响应从另一电子单元所接收到的信号来控制其对应的压缩机的运转，控制系统因此可用于以互相依赖的方式控制制冷系统中的两个或更多个压缩机的运转。
第一和第二电子单元分别连接至第一和第二压缩机。应当这样理解：电子单元能与其相对应的压缩机间传递信号，也即，它们至少可以检测到相对应的压缩机何时启动或停止，并且向对应压缩机发送控制信号，从而控制对应压缩机的启动/停止。控制单元与对应压缩机间的连接可以是，举例来说，包括一个或多个电连接，如常见的导线连接。作为替代或者附加地，它们间的连接可以是或包括任何其它的一种适合的连接方式，如红外线连接、射频(RF)连接和/或任何其它适合的连接。
第一或第二电子单元可以分别设置在第一或第二压缩机中，或在第一或第二压缩机附近。或者，其中一个或全部也可以设置在距其对应的压缩机较远处。
第一和第二电子单元用于向另外一电子单元传递适当的信号。因此在电子单元间具有直接或间接的信号通道。此信号通道例如可包括如上提及的一个或多个连接。作为替代或者附加地，信号通道可以是或包括数据传输网络，如局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)等等。
在当前的语境中，术语“适当的信号(appropriate signals)”应当解释为适于经过选定的信号通道进行传输的信号。因此，当信号通道为普通的导线时，该信号应当为电信号等等。此外，该信号应当具有这样的性质，即根据接收内容，接收信号的电子单元可判断发出信号的电子单元所对应的压缩机是否已经启动或停止。因此，“启动”信号可以与“停止”信号区分开来。
因此，当其中一个压缩机因为某些原因停止时，例如因超出安全范围或因制冷容量需求降低而断开，对应电子单元检测到停止动作后产生并发送信号给另一电子单元。当另一电子单元接收到这一信号，它“知道”发出信号的电子单元所对应的压缩机已经停止，且它能根据此信息也即响应此接收到的信号控制另一压缩机。因而，各压缩机的运转以互相依赖的方式被控制。另一压缩机可以相应地被停止，从而避免了上述的关于压差的问题。这是非常有利的。
类似的，如果其中一压缩机被启动，对应电子单元将检测该启动动作并产生和发送适当的信号至另一电子单元。另一电子单元则可以相应地控制另一压缩机，也即，通常在其后迅速启动另一压缩机，因此避免上述问题的发生。
在一实施例中第一和第二电子单元可以由至少一个电池提供动力。该电池还可以用于为压缩机提供动力。在这种情况下，互相依赖地控制压缩机运转的方式也可用于避免由于两个或更多个压缩机的同时启动所导致的电池的超负荷。因此，当一个压缩机启动时，对应电子单元发送信息至另一电子单元，从而其他任意压缩机的启动均被延迟直至该压缩机已经启动完毕，因而避免了电池的超负荷。此实施例尤其适用于移动制冷系统，如冰箱、冷柜、车载或船用的空调系统等等。
在一实施例中第一电子单元和第二电子单元可以是同一个。此时一个公共的电子单元控制第一压缩机和第二压缩机，因此无需在第一电子单元和第二电子单元之间传递信号。但重要的是该公共的电子单元能够以上述的互相依赖的方式控制压缩机。该公共的电子单元可以被设置在压缩机中的一个中或在其附近。或者，也可以被设置在全部压缩机的远处。
作为替代地，第一和第二电子单元可以是独立的单元，每一电子单元连接并控制一压缩机的运转。此时，压缩机和电子单元优选地可以是标准元件，如由电池驱动的PLBD压缩机以及其对应的标准电子单元。这是非常有利的，因为可以因此避免为制冷系统设计特殊部件。
控制系统可以有利地成为制冷系统的一部分，制冷系统还包括两个或更多个压缩机以及至少一个蒸发器。制冷系统还可包括为至少两个或更多个压缩机以及第一和第二电子单元提供动力的至少一个电池。这在前文中已经描述过了。
根据本发明的第二方面，提供了一种控制包括两个或更多个压缩机的制冷系统的方法来达到上述及其它的目的，每个压缩机设有相应电子单元，该方法包括以下步骤：
-第一电子单元检测到相应压缩机的运转已经停止，
-第一电子单元产生并传递信号给至少一个第二电子单元，所述信号表示第一压缩机的运转已经停止，以及
-第二电子单元响应从第一电子单元接收到的信号停止对应压缩机的运转。
应当注意的是本领域技术人员很容易认识到关于本发明的第一方面所描述的任意特征也可以结合到本发明的第二方面上，反之亦然。
如上所述，第二电子单元响应从第一电子单元接收到的信号来停止其对应压缩机的运转，这个事实使避免产生前文所述的有关压差的问题成为可能，那是因为压缩机因而以互相依赖的方式被控制。
电子单元能够检测到其对应的压缩机的启动或停止。这可以用多种方法来实现，但是应当注意的是电子单元在任何情况下都应该能例如以前述的方式与其对应的压缩机间进行信号传递。
该方法还可包括第一和第二电子单元在第二压缩机已经停止后的预定时间间隔后重新启动其对应压缩机的步骤。在压缩机重新启动前设定一预定时间间隔使其缓冲的原因是为了在试图重启压缩机之前来平衡可能存在的压力差。因此，预定时间间隔应当足够长以实现这种压力平衡。通常，预定时间间隔为规定的时间间隔，如，约2分钟。如果2分钟之后，压力并未平衡，且因此压缩机不能重启，则系统可在再次重启之前还有2分钟的时间缓冲。
第一和第二压缩机在先后重启的中间有规定的时间间隔。如上所述，这在压缩机是由电池提供动力时特别有利。通过先后重启压缩机，从而避免了同时启动压缩机，并且因而能够避免电池的超负荷问题。
在一实施例中，重新启动压缩机可包括以下步骤：
-第一/第二电子单元重新启动第一/第二压缩机的运转，
-第一/第二电子单元产生以及传递一个信号至第二/第一电子单元，所述信号表明第一/第二压缩机的运转已经被重新启动，以及
-第二/第一电子单元响应从第一/第二电子单元接收到的信号重新启动第二/第一压缩机的运转。
附图的简要说明
下面将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1为图示依照本发明实施例的停止两个压缩机的方法的流程图，
图2为图示依照本发明实施例的连续启动两个压缩机的方法的流程图，
图3为图示依照本发明实施例的控制系统的原理图，以及
图4为图示依照本发明实施例的制冷系统的原理图。
发明的详细说明
图1为显示停止两个压缩机的方法的流程图。步骤1中压缩机1因故停止运行。其停止可能由压缩机例如因故障而超出安全范围而引起，或者压缩机会因制冷容量需求降低而停止。步骤2中，对应于压缩机1的电子单元EU1检测到压缩机1已经停止。因此，在步骤3中EU1产生一个停止信号，并在步骤4中传递此停止信号给另一个电子单元EU2。步骤5中，EU2接收到此停止信号，步骤6中EU2响应接收到的停止信号停止对应的压缩机，即压缩机2。
如上所述，如图1的流程图中所示的方法保证了当一个压缩机停止运行时，另一个压缩机也会停止运行。因此压缩机被以相互依赖的方式操作，前文提到的有关压差的问题可以相应地避免。
图2为示出了先后启动两个压缩机的方法的流程图。步骤7中，电子单元EU1启动其对应的压缩机，即压缩机1。步骤8中EU1产生表示已经启动了压缩机1的启动信号，在步骤9它传递所产生的启动信号至另一电子单元EU2。步骤10中，EU2接收到上述启动信号，然后在步骤11响应该接收到的启动信号启动其对应的压缩机，即压缩机2。
如上所述，图2的流程图中所示的启动方法保证了所提到的关于压差的问题可以被避免。
图3为根据本发明实施例的控制系统12的原理图。控制系统12适于控制包括至少两个压缩机的制冷系统的运行。图3中，示出了两个压缩机13a、13b。应当注意的是，系统可以包括更多个压缩机。压缩机13a、13b之间的箭头表示它们连接于同一制冷系统中。
压缩机13a、13b分别设有电子单元14a、14b。每一电子单元14a、14b均连接至为其提供动力的电池15，优选地，该电池也提供动力给压缩机13a、13b。
电子单元14a、14b之间建立有信号通路16。因此电子单元14a、14b可以互相传递适当的信息。因此，如上所述，当第一压缩机13a停止时，对应的电子单元14a可以传递此信息给另一电子单元14b，相应地电子单元14b可以停止第二压缩机13b的运转，反之亦然。类似的，两电子单元14a、14b之中的一个启动其对应的压缩机13a或13b时，适当的信息会在它们之间传递。因此信号通路16使压缩机13a、13b以相互依赖的方式运转成为可能。
如图3所示的压缩机13a、13b 以及电子单元14a、14b优选为标准元件，如标准PLBD压缩机与关联的标准电子单元。这是有利的，因为开发特殊部件的需要得到避免。但是，应当注意的是这两个电子单元14a、14b可以替代性地被连接至并控制这两个压缩机13a、13b的一个单独的电子单元所代替。
图4为根据本发明实施例的制冷系统17的原理图。制冷系统17包括两个压缩机13a、13b，这两个压缩机由如上所述的图3中示出的控制系统所控制。每个压缩机13a、13b向接下来通过阀20连接了蒸发器19的冷凝器18供应制冷剂。制冷剂经过蒸发器19回到压缩机13a、13b中。在冷凝器18中制冷剂放出热量。这由“Q”和指向外的箭头表示。另一方面在蒸发器19中，制冷剂从周围空气中吸收热量。这由“Q”和指向里的箭头表示。此即普通的制冷系统的运行。

Claims (9)

1.一种控制包括两个或更多个压缩机(13a、13b)的制冷系统(17)的控制系统(12)，该控制系统(12)包括：
-连接至第一压缩机(13a)的第一电子单元(14a)，
-连接至第二压缩机(13b)的第二电子单元(14b)，
其中第一/第二电子单元(14a、14b)用于当第一/第二压缩机(13a、13b)启动或停止运转时向第二/第一电子单元(14b、14a)传递适当的信号，且其中第一/第二电子单元(14a、14b)用于响应从第二/第一电子单元(14b、14a)所接收到的信号来控制第一/第二压缩机(13a、13b)的启动/停止，控制系统(12)因此用于以互相依赖的方式控制制冷系统(17)中的两个或更多个压缩机(13a、13b)的启动和停止。
2.如权利要求1所述的控制系统(12)，其中第一和第二电子单元(14a、14b)至少由一个电池(15)提供动力。
3.如权利要求1或2所述的控制系统(12)，其中第一电子单元(14a)与第二电子单元(14b)是同一个。
4.一种制冷系统(17)，包括两个或更多个压缩机(13a、13b)、至少一个蒸发器(19)，以及如权利要求1-3中任一所述的控制系统(12)。
5.如权利要求4所述的制冷系统(17)，还包括为至少两个或更多个压缩机(13a、13b)以及第一和第二电子单元(14a、14b)提供动力的至少一个电池(15)。
6.一种控制包括两个或更多个压缩机的制冷系统的方法，每个压缩机均具有对应的电子单元，所述方法包括以下步骤：
-第一电子单元检测到(2)第一压缩机的运转已经停止，
-第一电子单元产生(3)并传递(4)信号给至少一个第二电子单元，所述信号表示第一压缩机的运转已经停止，以及
-第二电子单元响应从第一电子单元接收到的信号停止(6)第二压缩机的运转。
7.如权利要求6所述的方法，还包括步骤：第一/第二电子单元在第二压缩机停止运转后经过预定时间间隔重新启动第一/第二压缩机。
8.如权利要求7所述的方法，其中第一和第二压缩机先后重启，在先后重启的中间有规定的时间间隔。
9.如权利要求8所述的方法，其中重新启动压缩机的步骤中还包括以下步骤：
-第一/第二电子单元重新启动(7)第一/第二压缩机的运转，
-第一/第二电子单元产生(8)以及传递(9)信号至第二/第一电子单元，所述信号表明第一/第二压缩机的运转已经被重新启动，以及
-第二/第一电子单元响应从第一/第二电子单元接收到的信号重新启动(11)第二/第一压缩机的运转。
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