CN101568778A - 制冷装置以及控制制冷装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制冷装置(1)，其包括被划分成至少两个制冷区域(3、4)的内部，每个制冷区域(3、4)通过蒸发器(5、6)被冷却，并且具有至少两个压缩机(7、8)以便向蒸发器(5、6)供应制冷剂；以及用于操作压缩机(7、8)的控制器(2)。本发明的特征在于，控制器(2)可以针对预限定的条件在不同的操作模式中操作。在正常模式中，所述至少两个压缩机(7、8)仅仅在不同的时间操作。

Description

制冷装置以及控制制冷装置的方法
技术领域
本发明涉及如权利要求1的前序部分所要求保护的制冷装置以及如权利要求8的前序部分所要求保护的控制制冷装置的方法。
背景技术
制冷装置是已知的，其中所述制冷装置具有两个单独的制冷剂回路，其具有压缩机、蒸发器和冷凝器。这种制冷装置的内部大体上被划分为两个制冷区域，即被构造为冷冻舱室和制冷舱室。两个蒸发器分别设置在每个制冷区域内。
控制器利用这两个制冷区域内的温度传感器确定所述区域内出现的温度。如果温度上升高于对应的预设最大温度，则控制器启动对应的压缩机，以便借助于制冷器从感兴趣的制冷区域排出热量。如果在两个制冷区域内同时达到预设最大温度，则两个压缩机被启动，从而压缩机至少同时运行特定的时间段。这通常造成破坏性的振动。同样，在两个压缩机同时运行时，噪音达到频率上可感知为太吵的级别。
发明内容
本发明的目的在于提供制冷装置以及用于控制制冷装置的方法，从而仅仅在异常的情况中同时操作两个压缩机，所述压缩机在正常的状态中基本上在不同的时间操作。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的制冷装置以及具有权利要求8的特征的用于控制制冷装置的方法实现。因为控制器可以作为预确定的条件的函数在不同的操作模式中操作，所以控制器还可以对不同的条件(状态)做出不同的响应。因而，根据本发明，正常模式设置成，控制器仅仅在不同的时间操作压缩机。在正常条件下取消这两个压缩机的同时操作。然而，在反常的条件下即在异常的情况中，控制器仍可同时操作两个压缩机。因而可以防止在反常的情况中制冷区域内的温度上升太高，因而损害所存储的物品。然而，在正常的条件下避免了两个压缩机同时操作时导致的明显的振动和高噪音级别。
一个制冷剂回路装备有用于冷冻舱室的压缩机和蒸发器，另一个制冷剂回路装备有用于制冷舱室的压缩机和蒸发器。共用的冷凝器被提供用于这两个制冷剂回路。然而，在本发明的一个示意性实施例中，两个制冷剂回路设有它们各自的冷凝器。
在冷冻舱室和制冷舱室这两者中设置温度传感器。控制器连接至这两个传感器，并因而可以在任何时间确定冷冻舱室和/或制冷舱室内出现的温度。温度传感器大体上直接连接至蒸发器，并测量制冷剂的温度。借助于这种措施还可以获得冷冻舱室和/或制冷舱室内的温度。在本发明的一个有利示意性实施例中，控制器连接至用于获取外部温度的传感器。在该示意性实施例中，外部温度体现了与操作模式有关的预确定的条件之一，控制器以所述操作模式被操作。例如，可以设置成只要外部温度超过30℃，控制器就从正常模式切换出(退出)。对于这种大小的外部温度，可以出现的是，冷冻舱室和/或制冷舱室内的温度上升得非常快，从而达到可允许的最大温度，这是在需要对压缩机停机的低温在对应的另一舱室内被达到之前出现的。在这种反常状态中，本发明允许控制器切换至另一模式并在异常情况中允许两个压缩机的并行操作。
然而，这种反常的情况不仅是外部温度的函数。在大量暖物品被一次引入时，同样出现反常情况。在冰层在蒸发器上形成时，也出现这种情况，对热量向制冷剂的传递造成负面影响。在所有这些情况中，反常情况意味着压缩机分别必须操作非常长的时间段，从而可以在制冷区域内恢复对应所需的温度。在正常条件中，每个压缩机以特定的操作周期操作。例如，在一个周期内，压缩机在周期时间的20％的时间段内操作，并且在周期时间的剩余80％内被停机。压缩机操作的时间间隔指的是相对启动时间段。如果我们假设在具有两个压缩机的制冷装置中每个压缩机在周期时间的20％内操作，则在压缩机并不同时操作而是一个在另一个之后操作时，这导致了正常条件中的40％的相对启动时间段。
如果出现反常情况，则相对启动时间段增加。这在相对启动时间段达到100％之前是可行的。如果压缩机将必须操作较长时间从而在制冷区域内达到所需的温度，则不再可以在不同的时间操作这两个压缩机。根据本发明，控制器可以从正常模式切换至另一操作模式。在该另一操作模式中，特别地允许两个压缩机的同时操作。这种措施确保了，以尽可能小的振动以及尽可能低的噪音级别来运行制冷装置，而仍可以确保甚至在异常状况中在制冷区域内均匀地达到所需的温度，并且没有物品变质。
目前，制冷装置经常装备有自动除霜机构。在压缩机上的冰层达到特定的厚度时，启动除霜操作。这以多种方式被确定，并且与本发明无关。从而，在除霜操作的过程中，对应的制冷区域并未被明显加热，蒸发器大体上在单独的室内设置，而借助于蒸发器室与制冷区域之间的风扇完成空气交换。在除霜操作的过程中，风扇被停机，从而在该时间的过程中蒸发器室与制冷区域之间没有空气交换。同样，在除霜操作过程中，蒸发器被加热，从而冰融化。除霜时间是冰层厚度的函数。
除霜操作还可以导致反常的状态。如果除霜时间超过压缩机的正常停机时间，则相关的制冷区域内的温度上升到高于控制器必须重启压缩机的温度，直至正常状态被再次恢复。
在用于控制制冷装置的方法的一个特别有利的示意性实施例中，一个制冷区域被优先化(优先处理)。优先的制冷区域大体上是冷冻舱室。如果如果在这两个制冷区域内同时出现制冷的需求，也就是说控制器启动压缩机的温度在这两个制冷区域内大致同时被达到，则控制器首先启动针对冷冻舱室的压缩机。这防止了存储在冷冻舱室内的物品解冻并因而受到损害。实际上，制冷舱室内的温度暂时地被允许上升高于设定温度。然而，物品并不损害，由于仅仅暂时的温度增加。
然而，为了确保制冷舱室内的温度并不上升太高，设置了冷冻舱室的压缩机被操作的最大切换时间。即使冷冻舱室内的温度在该最大切换时间内并未达到压缩机的停机温度，冷冻舱室的压缩机也被停机并且制冷舱室的压缩机被启动。该压缩机现在仅仅针对最大切换时间被启动。在此之后，切换回到冷冻舱室的压缩机。在正常的条件中，这样一种状态因而缓慢地被达到，其中针对冷冻舱室的制冷要求以及针对制冷舱室的制冷要求一个在另一个之后出现。
附图说明
结合参照附图详细说明的示意性实施例的说明将清楚本发明的其它特点和优点，其中：
图1示出了冰箱-冷冻器的示意图；并且
图2示出了压缩机周期的不同的曲线图。
具体实施方式
如图1所示的冰箱-冷冻器1具有冷冻舱室3和制冷舱室4。在两个制冷区域3、4内分别配置专门的制冷剂回路。冷冻舱室蒸发器5从冷冻舱室冷凝器9借助于管线12供应有制冷剂。加热的制冷剂借助于管线12被输送至冷冻舱室压缩机，并最终借助于管线13流回到冷冻舱室冷凝器中。用于制冷舱室4的对应的制冷剂回路包括通至制冷舱室蒸发器的管线15、制冷舱室蒸发器6、通至制冷舱室压缩机的管线14、制冷舱室压缩机8、通至制冷舱室冷凝器的管线16以及制冷舱室冷凝器10。
控制器12被设置成控制冷冻舱室压缩机7和制冷舱室压缩机8。冷冻舱室或制冷舱室温度借助于由冷冻舱室传感器18或制冷舱室传感器19所确定的温度被调节。从而，在控制冰箱-冷冻器1时还可以考虑外界温度，外部传感器17也连接至控制器2。
图2示出了不同的压缩机周期，其还被用于进一步说明本发明。图2a利用实线示出了第一示意性序列的冷冻舱室压缩机7的压缩机周期。图2b示出了制冷舱室压缩机8的相关的压缩机周期。完整的压缩机周期在时间A1开始并在时间A2结束。控制器在正常模式中在该时间操作。周期时间A1/A2的大小设置成，冷冻舱室压缩机7的运行时间加上制冷舱室压缩机8的运行时间在任何情况中短于周期时间A1/A2。根据本发明，优先的冷冻舱室压缩机7在该正常模式中首先启动。在特定的运行时间之后，该压缩机7被再次停机。制冷舱室压缩机8仅仅在时间B 1启动，该时间与冷冻舱室压缩机7的运行时间的结束处相同或稍微在其之后。这确保了在控制器的正常操作模式中，这两个压缩机7、8并不同时操作而是一个在另一个之后操作。这种措施明显地减小了噪音和振动负载。在制冷舱室压缩机8的运行时间结束之后，在于时间A2的新的周期时间开始之前仍存在一时间段，在所述时间段内，这两个压缩机7、8都不操作，并且如果在控制器处于正常模式时状态改变则该时间段可用于更长的压缩机运行时间。
现在，控制器2借助于捕获装置(在此未示出)确认冰层已经在两个蒸发器5、6上形成，需要除霜操作。因此，控制器从正常模式切换至除霜模式。因此，在运行时间在时间A2处结束时，冷冻舱室压缩机被加热。在时间A3，控制器确认冰层已经被消除，并且冷冻舱室蒸发器7可以再次运行。
针对制冷舱室蒸发器6的除霜操作在制冷舱室压缩机8的运行时间的终点之后开始，所述制冷舱室压缩机8的运行时间在时间B2开始。在于此所述的示意性序列中，在制冷舱室蒸发器6上形成比在冷冻舱室蒸发器5上厚度更小的冰层。因此，像在时间A3的较短的时间之后终止除霜操作。
控制器确认在两个制冷区域3、4中温度在除霜操作过程中已经明显上升，从而这两个压缩机7、8必须被立刻启动，而不造成损害所存储的物品的危险性。因为冷冻舱室3内的损害的危险性被评估为高于制冷舱室4内的危险性，所以优先的冷冻舱室压缩机7首先被启动。为了再次达到所期望的冷冻舱室温度，冷冻舱室压缩机将必须操作一时间段，该时间段大于除霜操作之前的操作时间，但是在加上制冷舱室压缩机8的类似较长的所需的操作时间之后仍小于所设置的周期时间A1/A2。现在，为了可以尽可能迅速地降低制冷舱室4内的温度，冷冻舱室压缩机7在一短时间之后被停机并且制冷舱室压缩机8被启动。但是制冷舱室压缩机并未以所需的完全运行时间操作，而是同样在一短时间之后被停机，并且冷冻舱室压缩机7在此启动。这两个压缩机7、8的交替启动继续进行，直至达到对于这两个压缩机的必要的运行时间。控制器然后切换回到正常模式。甚至在于此所述的除霜模式中，尽管改变的状况，各压缩机也从未同时操作。因此，在该模式中并不出现高噪音和振动负载。
在图2a和图2c中用虚线示出了另一示意性序列。控制器2在正常模式中操作压缩机7、8直至第二周期时间A2/A4的结束。在时间A4，然而，控制器借助于外部传感器7确认外部温度超过30℃。在该外部温度，压缩机7、8的运行时间期望必须达到这样的程度，即所述运行时间之和大于所设置的周期时间。在该时间，控制器切换至并行模式，在所述并行模式中，还允许这两个压缩机7、8的同时操作。然而，控制器被构造成在这种模式中，运行时间的重叠尽可能的小。因此，冷冻舱室压缩机7在周期时间A4的开始处启动。尽管冷冻舱室压缩机在时间B4仍运行，但是制冷舱室压缩机8也被启动。时间B4被选择成，制冷舱室压缩机8的运行时间在下一周期时间A5的开始处终止。因此，这两个周期时间的重叠仅仅与从制冷舱室压缩机8的运行时间的开始至冷冻舱室压缩机7的运行时间的结束的时间段有关。这确保了即使在反常的情况中，噪音和振动负载也被保持得尽可能的低，并且仅仅在一短时间段内增加。
在该并行的模式中，在压缩机7、8的运行时间之和将要超过周期时间时，总是切换控制器。这不仅仅是由于高的外部温度而发生，还在大量的热物品一次性被引入到冷冻舱室或制冷舱室内时发生。在这种情况中，控制器可切换至并行模式限定的时间段。
附图标记列表
1    冰箱-冷冻器
2    控制器
3    冷冻舱室
4    制冷舱室
5    冷冻舱室蒸发器
6    制冷舱室蒸发器
7     冷冻舱室压缩机
8     制冷舱室压缩机
9     冷冻舱室冷凝器
10    制冷舱室冷凝器
11    通至冷冻舱室压缩机的管线
12    通至冷冻舱室蒸发器的管线
13    通至冷冻舱室冷凝器的管线
14    通至制冷舱室压缩机的管线
15    通至制冷舱室蒸发器的管线
16    通至制冷舱室冷凝器的管线
17    外部传感器
18    冷冻舱室传感器
19    制冷舱室传感器

Claims (10)

1.一种制冷装置(1)，包括被划分成至少两个制冷区域(3、4)的内部，其中每个制冷区域(3、4)通过蒸发器(5、6)被冷却，并且设置至少两个压缩机(7、8)，以向各蒸发器(5、6)供应制冷剂，所述制冷装置还包括用于操作所述压缩机(7、8)的控制器(2)，其特征在于，所述控制器(2)可以作为预限定条件的函数而在不同的操作模式中操作，对于正常模式而言设置成，所述至少两个压缩机(7、8)仅仅在不同的时间被操作。
2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述至少两个制冷区域被构造为冷冻舱室(3)和制冷舱室(4)，针对每个制冷区域(3、4)设置单独的制冷剂回路，其中所述制冷剂回路包括压缩机(7、8)、蒸发器(5、6)和冷凝器(9、10)。
3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述控制器(2)分别连接至所述冷冻舱室(3)内的和所述制冷舱室(4)内的温度传感器(18、19)。
4.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述控制器(2)连接至用于获取外部温度的传感器(17)，并且外部温度的极限值被设定为预限定的条件。
5.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于，在所述外部温度超过30℃的极限值时，所述控制器(2)从正常模式退出。
6.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述压缩机(7、8)的相对启动时间段之和被设为预限定的条件，并且在所述压缩机的相对启动时间段全部超过100％极限时，所述控制器(2)从正常模式退出。
7.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，除霜时间被设为预确定的条件，并且在蒸发器(5、6)的除霜时间超过预确定的极限值时，所述控制器(2)从正常模式退出。
8.一种制冷装置(1)的控制方法，其中所述制冷装置包括至少两个制冷区域(3、4)和两个压缩机(7、8)，其特征在于，所述压缩机(7、8)在预确定的条件中在不同的时间操作，并且如果对应的条件极限被超过，则所述压缩机可以在同一时间操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述至少两个制冷区域(3、4)具有同时制冷的需求时，一个制冷区域(3)是优先的，并且为该优先的制冷区域(3)所设置的压缩机(7)首先被操作。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对于所述优先的制冷区域(3)的压缩机(7)的操作时间并不长于预确定的最大切换时间，并且针对非优先的制冷区域(4)的压缩机然后被操作。
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