CN103913024A - 用于控制变速压缩机的速度的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制变速压缩机(1)的速度的方法，所述变速压缩机形成包括恒温器(5)的制冷系统的一部分，所述恒温器包括布置在封闭体积内部的温度传感器(2)。在一方面中，测量从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual并比较所述t_actual与预定阈值t_set。在t_actual达到t_set的情况下，使变速压缩机(1)的速度增加一量v_{speed_up}，其中v_{speed_up}是初始速度v_start的预定百分数。在另一方面中，根据t_end与t_set之间的比值并根据v_start为制冷系统的下一个操作周期确定变速压缩机(1)的初始压缩机速度v_{start_next}。

Description

用于控制变速压缩机的速度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制变速压缩机的速度的方法，具体地涉及一种形成诸如冷却系统、冷冻系统、空调系统或热泵的制冷系统的一部分的变速压缩机。

背景技术

制冷系统通常包括沿制冷剂路径布置的一个或更多个压缩机、排热换热器(诸如成冷凝器的形式或成气体冷却器的形式)、膨胀装置以及一个或更多个蒸发器。在制冷剂路径中流动的制冷剂之后被交替地压缩和膨胀，并且在排热换热器处热量被从制冷剂排出，同时在蒸发器(一个或多个)处被充满热量。因此，制冷系统适于控制排热换热器的区域和／或蒸发器(一个或多个)的区域中的温度。如果封闭体积被围绕排热换热器布置，则制冷系统对封闭体积提供加热，而如果封闭体积被围绕蒸发器(一个或多个)布置，则制冷系统对封闭体积提供冷却。

在一些现有技术的制冷系统中，应用定速压缩机。定速压缩机可以仅在ON(开启)状态和OFF(关断)状态之间进行切换，在开启状态中压缩机以固定的预定速度运行，在OFF状态中压缩机没有运行。可以基于从用于控制封闭体积内部的温度的恒温器接收到的ON(开启)／OFF(关断)信号简单地控制这种压缩机，因此这种压缩机通常不需要单独的控制器。

在其它现有技术制冷系统中，应用变速压缩机。在变速压缩机中，可以改变压缩机的速度以调节正在被压缩机压缩的制冷剂的量，例如用于满足制冷系统的制冷负载，和／或用于以节能的方式操作制冷系统。可以以连续的方式改变速度，或者可以步进地改变所述速度。为了正确地控制这样的变速压缩机的速度，压缩机通常需要单独的压缩机控制器。

EP0931236B1公开了一种用于压缩机的速度控制的方法。根据一个实施例，测量压缩机的ON(开启)时间，并且比较所述ON时间与两个时间t1和t2，并且如果在第一时间t1之前恒温器断开，则控制布置降低压缩机的电机速度；如果在第一时间t1之后但在第二时间t2之前恒温器断开，则保持电机速度；如果恒温器直到时间t2才断开，则增加电机速度。此外，在ON(开启)时间段的期间可以增加压缩机的速度。在下一个ON时间段内，压缩机可以以低于前一个时间段的最终速度的速度起动，这是因为已经从所述最终速度减去固定速度，用于计算下一个时间段的起动速度。

EP0921363B1公开了一种用于管理用于制冷或冷冻设备的压缩机电机的转速的方法。当恒温器在预定时间内没有切断压缩机的电机时，测量直到所述设备被切断的时间，并且连续地或步进地增加压缩机电机的转速。当压缩机电机被再次启动时，压缩机电机的速度低于在前一个周期期间内的压缩机电机的最终速度。由前一个周期的起动速度、前一个周期的最终速度和前一个周期的时间差获得起动速度。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种用于控制变速压缩机的速度的方法，其中与现有技术的控制方法相比较能量消耗被减少。

本发明的实施例的又一个目的是提供一种不需要额外的控制器的用于控制变速压缩机的速度的方法。

本发明的实施例的进一步又一个目的是提供一种允许以容易且简单的方式控制压缩机的速度的用于控制变速压缩机的速度的方法。

本发明的实施例的进一步又一个目的是提供一种即使在变化的外界条件下也能够提供压缩机的低能耗的用于控制变速压缩机的速度的方法。

根据第一方面，本发明提供了一种用于控制变速压缩机的速度的方法，所述变速压缩机形成被布置成控制封闭体积内部的温度的制冷系统的一部分，所述制冷系统还包括冷凝器、膨胀装置、蒸发器和恒温器，所述恒温器包括布置在封闭体积内部的温度传感器，所述方法包括以下步骤：

恒温器将制冷系统切换到ON状态，

以初始速度v_start操作变速压缩机，

测量从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual，

比较测量时间t_actual与预定阈值t_set，以及

在t_actual达到t_set的情况下，使变速压缩机的速度增加一量v_{speed_up}，其中v_{speed_up}是初始速度v_start的预定百分数。

根据本发明的第一方面的方法是一种用于控制变速压缩机的方法，即能够以例如连续或步进的方式改变压缩机电机的转速的压缩机。变速压缩机可以例如是旋转螺杆压缩机、涡旋压缩机、或任何其它适合类型的变速压缩机。

变速压缩机形成制冷系统的一部分。如上所述，在本上下文中，术语“制冷系统”应该被解释为表示诸如制冷剂的流体介质的流在其中循环并被交替压缩和膨胀由此提供对封闭体积的制冷或加热的任何系统。因此，制冷系统可以例如是空调系统、热泵、冷却系统等。因此，制冷系统还包括沿着制冷剂路径布置的冷凝器、例如为膨胀阀形式的膨胀装置、和蒸发器。制冷系统进一步包括恒温器，所述恒温器包括布置在封闭体积内部的温度传感器。因此，制冷系统被控制，使得根据来自恒温器的信号将封闭体积内部的温度保持在期望水平或在期望温度区间内。

包括在恒温器中的温度传感器感测温度并使来自恒温器的信号采取两种状态中的一种。这些状态可以例如被描述为ON／OFF、OPEN／CLOSED、OVER TEMPERATURE／UNDER TEMPERATURE。这种温度传感器可以包括双金属条、水银容器、NTC(负温度系数)元件、或其它本领域所公知的技术。恒温器的设计的内在之意在于二元(ON／OFF)输出对于其他设备(在本情形中是压缩机速度控制器)是可以利用的。在制冷系统的领域所常见的是，如上所述的恒温器建造在制冷机壳体中，其中压缩机和压缩机控制器在制造过程的后一的阶段被装配到所述制冷机壳体。因此如果压缩机控制器可以使用由这种恒温器提供的ON／OFF信号，则这是极为有利的。

包括如上所述的温度传感器的恒温器可以进一步包括控制何时改变恒温器的状态的温度设定装置。

在根据本发明的第一方面的方法中，恒温器最初将制冷系统切换到ON状态。因此，恒温器指示封闭体积内部的温度已经达到阈值，并且需要由制冷系统提供的加热或冷却以保持封闭体积内部的期望温度。为了提供其，制冷系统被切换到ON状态，制冷剂循环通过制冷剂路径并被交替压缩和膨胀。

响应于制冷系统被切换到ON状态，变速压缩机被启动，并且以初始速度v_start操作。可以以任何适当的方式选择初始速度v_start，但是优选地尽可能低地选择初始速度v_start，同时允许封闭体积内部的期望温度在合理的时间内被达到。这将在以下被进一步详细描述。

然后，测量从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual，并且比较测量的时间t_actual与预定阈值t_set。阈值t_set可以例如是达到封闭体积内部的期望温度的理想的时间长度。如果非常快速地达到期望温度，则在变速压缩机以较低速度操作的同时也能够获得可接受的结果，从而减小变速压缩机的能量消耗。另一方面，如果从制冷系统被切换到ON状态直到达到封闭体积内部的期望温度为止逝去长的时间段，则可能期望的是压缩机以较高的速度操作，用于更快地达到期望温度并减小压缩机操作的时间。这也可以减少变速压缩机的能量消耗。因此，t_set可以被有利地选择成使得，如果封闭体积内部的期望温度在时刻t_set达到，以上考虑被平衡并且变速压缩机的能量消耗被最小化。

如果t_actual达到t_set，并且还没有达到封闭体积内部的期望温度，则变速压缩机的速度被增加，因为这是初始速度v_start太低以致于不能确保在合理的时间内达到封闭体积内部的期望温度的指示。因此，变速压缩机的速度被增加，用于更快地达到封闭体积内部的期望温度。

变速压缩机的速度增加一量v_{speed_up}。期望变速压缩机的速度可以立即增加量v_{speed_up}。这种步进的增加是有益的，这是因为系统的效率在较高的压缩机速度下可能会较低，并且延迟速度增加直到最佳的时间增加制冷系统的总效率为止。v_{speed_up}是初始速度v_start的预定百分数。因此，变速压缩机的速度增加的量取决于压缩机的初始速度。因此，如果压缩机以相对高的速度起动，则速度也增加相对大的量。类似地，如果压缩机以相对低的速度起动，则速度也增加相对小的量。因此，极有可能的是压缩机的增加速度将足以确保快速达到封闭体积内部的期望温度，且不需要高到压缩机的能量消耗被过度增加。因此，根据本发明的第一方面的方法，变速压缩机的速度被控制使得变速压缩机以尽可能低的速度操作，同时确保在合理的时间内达到封闭体积内部的期望温度。因此，压缩机的能量消耗被最小化。此外，这仅根据从恒温器接收到的ON／OFF信号和测量的时间t_actual获得，即，在不需要(例如成额外的控制器形式的)额外的硬件的情况下以简单的方式执行所述方法。最后，由于在封闭体积内部的期望温度没有在指定时间内达到的情况下变速压缩机的速度被增加，例如，由于外界条件的变化，因此可以调节变速压缩机的速度以匹配外界条件的这种变化。

所述方法可以进一步包括以下步骤：

在增加变速压缩机的速度的步骤之后，继续测量从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual，

比较测量的时间t_actual与第二预定阈值t_{set_2}，其中t_{set_2}大于t_set，以及

在t_actual达到t_{set_2}的情况下，使变速压缩机的速度增加一量v_{speed_up_2}，其中v_{speed_up_2}大于v_{speed_up}。

根据该实施例，如果在时刻或时间t_set增加变速压缩机的速度之后的特定时间t_{set_2}封闭体积内部的期望温度仍然没有达到，则变速压缩机的速度进一步增加。第二阈值t_{set_2}可以例如被选定为t_set的特定百分数。在这种情况下，当时间t_set已经被超过预定百分数时进一步增加变速压缩机的速度。如果达到t_{set_2}并且封闭体积内部的期望温度仍然还没有达到，则其是增加的速度v_start+v_{speed_up}也不足以允许在合理的时间内达到封闭体积内部的期望温度的指示。因此进一步增加变速压缩机的速度。

变速压缩机的速度在这种情况下增加大于第一速度增量v_{speed_up}的量v_{speed_up2}。因此，如果到达t_{set_2}，则速度增加稍微更加积极，以允许快速达到期望温度。

v_{speed_up_2}还可以是初始速度v_start的百分数。然而，在这种情况下，所述百分数应该大于用于计算v_{speed_up}的百分数。例如，v_{speed_up}可以初始速度v_start的5％，而v_{speed_up_2}可以是初始速度v_start的10％。

可以设想在变速压缩机的速度第二次增加之后继续测量从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual的意义上重复上述过程。在t_actual达到第三阈值的情况下，可以更进一步地增加变速压缩机的速度。第三速度增量可以大于第二速度增量v_{speed_up_2}。甚至可以想到的是重复所述过程，并且变速压缩机的速度可以增加四次、五次、六次等，直到达到封闭体积内部的期望温度，并且制冷系统由恒温器被切换到OFF状态。在这种情况下，每一速度增量可以大于前一个速度增量，从而提供变速压缩机的速度的逐渐地积极的增加。

根据一个实施例，变速压缩机可以以v_start操作直到达到t_set为止，从t_set以v_start(1+0.05)操作直到t_set(1+0.10)为止，从t_set(1+0.10)以v_start(1+0.10)操作直到t_set(1+0.20)为止，从t_set(1+0.20)以v_start(1+0.20)操作直到t_set(1+0.30)为止，从t_set(1+0.30)以v_start(1+0.40)操作直到t_set(1+0.40)为止，从t_set(1+0.40)以v_start(1+0.80)操作直到t_set(1+0.50)为止等。根据该实施例，每此增加速度时，速度增加的量翻倍。然而，应该注意的是可以使用用于增加变速压缩机的速度的任何其它适当的方案。

所述方法可以进一步包括以下步骤：

恒温器将制冷系统切换到OFF状态，

记录时间t_end，所述时间t_end为从制冷系统被切换到ON状态直到制冷系统被切换到OFF状态为止所逝去的时间，

比较记录的时间t_end与预定阈值t_set，

根据所述比较确定变速压缩机在制冷系统的下一个操作周期的初始速度v_{start_next}，以及

响应于恒温器将制冷系统切换到ON状态，以速度v_{start_next}操作变速压缩机。

根据该实施例，恒温器响应于封闭体积内部的温度达到期望温度而将制冷系统切换到OFF状态。之后，记录为从制冷系统被切换到ON状态直到封闭体积内部的期望温度达到为止并因此恒温器将制冷系统切换到OFF状态所逝去的当前时间的时间t_end。在恒温器将制冷系统切换到OFF状态的时刻，压缩机也可以被关闭。

比较记录的时间t_end与阈值t_set。假设t_set被选择为从制冷系统被切换到ON状态直到达到封闭体积内部的期望温度的最佳或理想时间，则期望t_end尽可能地接近t_set。因此，所述比较显示压缩机是否以适当的速度操作，或者是否已经是更加有能量效率的用于以更高或更低的速度操作压缩机。因此，基于所述比较，确定变速压缩机在制冷系统的下一个操作周期的初始速度v_{start_next}，从而允许压缩机在下一个周期期间的速度比刚刚完成的操作周期期间的情形更好地匹配主要的操作条件。

根据一个实施例，确定初始速度v_{start_next}的步骤可以包括在t_end大于t_set的情况下选择大于v_start的速度v_{start_next}，和在t_end小于t_set的情况下选择小于v_start的速度v_{start_next}。如果t_end大于t_set，则将花费比期望的更长的时间达到封闭体积内部的期望温度。因此，合理的是假定在前一个操作周期期间选择的初始速度v_start事实上太低以致于不允许在期望的时间内达到封闭体积内部的期望温度。因此为下一个操作周期选择更高的初始速度v_{start_next}以允许在下一个操作周期期间更快地达到封闭体积内部的期望温度。

类似地，如果t_end小于t_set，则比预期更快达到封闭体积内部的期望温度。因此，合理的是假定其已经可以在合理时间内达到封闭体积内部的期望温度，同时压缩机以较低的速度操作。因此，在这种情况下为下一个操作周期选择较低的初始速度v_{start_next}。

可以根据t_end与t_set之间的比值t_end／t_set确定下一个操作周期的初始速度v_{start_next}。根据该实施例，如果t_end接近t_set，则仅提供初始速度的细微调节，而如果t_end远离t_set，则提供初始速度的较大调节。

可选地或此外，可以根据变速压缩机在制冷系统的前一个操作周期期间的速度的平均值确定v_{start_next}。根据该实施例，在t_end大于t_set，并且压缩机的速度因此以上述方式逐渐增加的情况下，在确定下一个操作周期的初始速度v_{start_next}时考虑在前一个周期期间总的速度增加。例如，如果t_end远小于t_set，并因此需要多次速度增加以达到封闭体积内部的期望温度，则合理的是假定在前一个操作周期期间的变化的速度的平均值表示压缩机的适当速度，从而允许在期望时间内达到封闭体积内部的期望温度。

根据一个实施例，可以如下计算v_{start_next}：

v_{start_next}=v_mean·(t_end／t_set)，

其中v_mean是在前一个操作周期期间变速压缩机的速度的平均值。

根据另一个实施例，可以如下计算v_{start_next}：

v_{start_next}=v_mean·((d·(t_set-t_end)+t_end)／t_set)，

其中d是调节下一个操作周期的初始速度v_{start_next}的阻尼因子，用于避免从一个操作周期到下一个操作周期(例如由外界条件变化(例如，制冷系统上的负载或环境温度所引起)的压缩机的初始速度的不期望的振荡。如果d=1，v_{start_next}=v_mean，即，下一个操作周期的初始速度被选择为前一个周期的平均速度。如果d=0，则v_{start_next}=v_mean(t_end／t_sd)，即，根据比值t_end／t_set调节下一个操作周期的初始速度。

可以基于t_end与t_sd之间的比值，即基于t_end被证明究竟距离t_sd多远并且t_end大于还是小于t_set，通过增加提高速度v_boost来进一步调节如上所述地计算的初始速度。例如，可以根据下述方案选择v_boost：

tend／tset	Vboost(rpm)
		达到0.32	-1000
0.33-0.49	-500
		0.50-0.99	0
1.00-1.99	0
		2.00-2.99	500
从3.00起	1000

在t_end与t_set之间的极端偏离的情况下通过将v_boost增加到v_{start_next}的计算值所提供的对v_{start_next}的调节确保制冷系统的快速反应。这种极端偏离可能例如由制冷系统的大负载变化引起。

根据第二方面，本发明提供了一种用于控制变速压缩机的速度的方法，变速压缩机形成被布置成控制封闭体积内部的温度的制冷系统的一部分，所述制冷系统进一步包括冷凝器、膨胀装置、蒸发器和包括布置在封闭体积内部的温度传感器(如先前所述)的恒温器，所述方法包括以下步骤：

-恒温器将制冷系统切换到ON状态，

-以初始速度v_start操作变速压缩机，

-恒温器将制冷系统切换到OFF状态，

-记录为从制冷系统被切换到ON状态直到制冷系统被切换到OFF状态为止所逝去的时间的时间t_end，

-确定在制冷系统的下一个操作周期变速压缩机的初始压缩机速度v_{start_next}，其中根据t_end与预定阈值t_set之间的比值并根据v_start确定v_{start_next}。

应该注意的是本领域的技术人员将容易认识到结合本发明的第一方面所描述的任何特征还可以与本发明的第二方面结合，反之亦然。

在根据本发明的第二方面的方法中，类似于在上文参照本发明的第一方面所述的情况，恒温器最初将制冷系统切换到ON状态，从而使变速压缩机以初始速度v_start被启动。

当达到封闭体积内部的期望温度时，恒温器将制冷系统切换到OFF状态。类似于上文参照本发明的第一方面所述的状况，记录从制冷系统被切换到ON状态直到封闭体积内部的期望温度被达到并因此制冷系统被切换到OFF状态所逝去的时间t_end。在恒温器将制冷系统切换到OFF状态的时刻，压缩机也可以被关闭。

最后，为制冷系统的下一个操作周期确定变速压缩机的初始压缩机速度v_{start_next}。这根据t_end与预定阈值t_set的比值以及根据v_start来进行。因此，在t_end显著地偏离t_set的情况下，选择下一个操作周期的初始速度v_{start_next}，所述初始速度v_{start_next}显著地偏离前一个操作周期的初始速度v_start。类似地，如果t_end等于或几乎等于t_set，则选择下一个操作周期的初始速度v_{start_next}，所述初始速度v_{start_next}接近前一个操作周期的初始速度v_start。这是有利的，因为由此可能的情况是下一个操作周期的初始速度v_{start_next}将允许在期望时间内达到封闭体积内部的期望温度。

可以根据阻尼因子d进一步确定下一个操作周期的初始速度v_{start_next}。在这种情况下，可以例如以在上文参照本发明的第一方面所述的方式计算v_{start_next}。

所述方法可以进一步包括以下步骤：

-在制冷系统已经被切换到ON状态之后且在制冷系统被切换到OFF状态之前，测量从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual。

-比较测量的时间t_actual与预定阈值t_set，以及

-在t_actual达到t_set的情况下，使变速压缩机的速度增加一量v_{speed_up}。

根据该实施例，在封闭体积内部的期望温度在期望时间内没有达到的情况下，在制冷系统的操作周期期间进一步调节压缩机的速度。这在上文已经参照本发明的第一方面进行了描述。

在这种情况下，v_{speed_up}可以是如上所述的初始速度v_start的预定百分数。

可选地或此外，所述方法可以进一步包括以下步骤：计算在从制冷系统被切换到ON状态直到制冷系统切换到OFF状态为止所逝去的时间期间的变速压缩机的平均速度v_mean，并且可以进一步根据v_mean确定v_{start_next}。这可以例如在上文参照本发明的第一方面所述的方式来执行。

附图说明

现在将参照附图进一步详细地描述本发明，其中：

图1是包括根据现有技术方法控制的压缩机的制冷系统的一部分的图解视图；

图2是包括基于根据本发明的实施例的方法控制的压缩机的制冷系统的一部分的图解视图；

图3示出了作为基于根据本发明的实施例的方法控制的压缩机的时间的函数的压缩机速度；以及

图4和图5示出了基于根据本发明的实施例的方法控制的压缩机的作为时间的函数的压缩机速度和下一个周期的起动速度的计算。

具体实施方式

图1是制冷系统的一部分的图解视图。制冷系统包括根据现有技术的方法控制的压缩机1。制冷系统还包括布置在封闭体积内部成柜体形式的温度传感器2。因此，温度传感器2测量封闭体积内部的温度，以确保以将封闭体积内部的温度保持在期望的温度水平或保持在期望的温度范围内的方式控制制冷系统。为此，温度传感器2与柜式电子单元3通信。

响应于从温度传感器2接收到的温度信号，柜式电子单元3计算与所述系统状态相匹配的压缩机速度并产生相对应的速度控制信号。速度控制信号被通信给压缩机电子单元4。压缩机电子单元4之后根据接收到的速度控制信号控制压缩机1的速度。

图2是制冷系统的一部分的图解视图。制冷系统包括根据本发明的实施例的方法控制的压缩机1。制冷系统还包括恒温器5，所述恒温器5包括布置在封闭体积内部的温度传感器(未示出)，例如成柜体的形式。制冷系统通过恒温器5在ON(开启)状态与OFF(关闭或关断)状态之间被切换，以保持封闭体积内部的温度处于期望的温度水平或在期望的温度范围内。

恒温器5与压缩机电子单元4通信。因此，压缩机电子单元4接收关于制冷系统是否处于ON状态或OFF状态的信息以及何时制冷系统被从ON状态切换到OFF状态或从OFF状态切换至ON状态的信息。基于该信息，压缩机电子单元4根据基于本发明的实施例的方法控制压缩机1的速度，用于最小化压缩机1的能量消耗，同时确保为封闭体积提供充分的制冷或加热。这可以例如以上述方式和／或以在下文参照图3—5所述的方式进行。

因此，在图2图示的制冷系统中，仅基于来自恒温器5的ON／OFF信号来控制压缩机1的速度，并且在没有对速度控制信号的复杂计算的情况下基于温度测量实现了对压缩机1的能量有效操作或节能操作。这是有利的，因为这允许定速压缩机被变速压缩机容易地替换，而不需要对所述系统增设另外的控制单元。变速压缩机允许压缩机始终以最低的可能的速度操作以满足制冷系统的要求，并因此可以最小化制冷系统的能量消耗。

图3图示了作为基于根据本发明的实施例的方法控制的变速压缩机的时间的函数的压缩机速度。变速压缩机可以例如是图2所示的压缩机1。在图3中，显示了在压缩机的操作周期期间的ON时间。在时刻6，接收到来自恒温器的指示压缩机应该被切换到ON状态的信号。因此，压缩机以预先选定的速度v_start起动。同时起动计时器以用于测量从压缩机被启动起所逝去的时间，t_actual。

连续比较测量的时间t_actual与预定阈值t_set。t_set被选择以使得t_set对应于在操作周期期间压缩机的理想ON时间(即，制冷系统被切换到ON状态直到在封闭体积内部达到期望的温度所逝去的理想时间被达到)。

在时刻7，t_actual达到t_set。因此，在时刻7，达到压缩机的理想ON时间，但是恒温器还没有提供指示封闭体积内部的温度已经达到期望水平的信号。因此，压缩机必须保持处于ON状态。然而，这表示压缩机的速度可能太低以致于不能满足制冷系统的要求。因此，在时刻7，压缩机的速度被增加。

压缩机的速度增加v_start的预定百分数的量v_{speed_up}。

在时刻8，时间t_sd已经超过t_set10％，并因此达到第二阈值t_{set_2}。然而，恒温器仍然没有提供指示已经达到封闭体积内部的期望温度的信号。这表示即使在时刻7压缩机速度被增加，但是增加的压缩机速度也不足以允许在合理的时间内达到封闭体积内部的期望温度水平。因此在时刻8压缩机速度被再一次增加。

在时刻9，封闭体积内部的温度达到期望水平，并且恒温器提供指示其的信号。响应地，制冷系统被切换到OFF状态，并且压缩机被关闭或切断。期望压缩机被关闭，而不是以较低速度运行，首先这是因为许多设计的压缩机不能在由于缺乏润滑而不损坏的情况下以低于最小速度的速度运行，其次，因为所述运行在根本上可能具有对于制冷机系统来说过高的冷却能力。

图4图示了对于基于根据本发明的实施例的方法控制的压缩机来说作为时间的函数的压缩机速度和下一个周期的起动速度的计算。图4的左部分示出了在操作周期期间的压缩机速度，而图4的右部分示出了基于在图4的左部分中所示的操作周期期间所获得的信息对随后的操作周期的压缩机的初始速度的计算。

在时刻6，制冷系统被切换到ON状态，并且压缩机以初始速度v_start操作，如上文参照图3所述的。连续比较从制冷系统被切换到ON状态起所逝去的时间t_actual与阈值t_set。

在时刻9，封闭体积内部的温度达到期望水平，并且恒温器提供指示其的信号。响应地，制冷系统被切换到OFF状态，并且压缩机被关闭。期望压缩机被关闭，而不是以较低的速度运行，首先这是因为许多设计的压缩机不能在由于缺乏润滑而不损坏的情况下以低于最小速度的速度运行，其次，因为所述运行在根本上可能具有对于制冷系统来说过高的冷却能力。从图4清楚从制冷系统被切换到ON状态直到制冷系统被切换到OFF状态为止所逝去的时间t_end小于t_set。这表明低于初始压缩机速度v_start的压缩机速度可以足以允许在合理的时间内达到封闭体积内部的期望温度。因此，对于下一个操作周期可以有利地选择较低的初始压缩机速度。

在图4的右部分，显示了三个压缩机速度水平，即，作为前一个操作周期的初始压缩机速度的v_start、v_{start_calc}和v_{start_next}。v_{start_calc}被计算为：

v_{start_calc}=v_mean·(t_end／t_set)，

其中v_mean是在前一个操作周期期间压缩机速度的平均值。由于在整个前一个操作周期期间压缩机以v_start操作，因此在这种情况下v_mean等于v_start。因此，v_{start_calc}简单地表示对v_start的调节，其考虑了达到封闭体积内部的期望温度所花费的当前或实际(actual)时间与达到期望温度的理想时间之间的比值。因此合理的是假定选择v_{start_calc}作为压缩机在下一个操作周期的初始速度将导致在理想时间t_set处达到封闭体积内部的期望温度。

然而，从图4的右部分清楚v_{start_calc}比v_start小得多。因此，选择v_{start_calc}作为下一个操作周期的压缩机的初始速度将导致初始速度振荡。这种速度振荡是不期望的，这是因为这种速度振荡可能会导致控制不稳定，导致最终能量消耗的增加。为了避免这种速度振荡，如下计算下一个操作周期的可替代的初始压缩机速度v_{start_next}：

v_{start_next}=v_mean·((d·(t_set-t_end)+t_end)／t_set)，

其中d是阻尼因子。d的值在0与1之间，并且反映制冷系统多么快地对外界条件中的变化做出反应。从图4的右部分清楚v_{start_next}在v_start与v_{start_calc}之间。因此，v_{start_next}是下一个操作周期的压缩机的初始速度的合适的选择。

类似于图4，图5还示出了对于基于根据本发明的实施例的方法控制的压缩机来说作为时间的函数的压缩机速度和下一个周期的起动速度的计算。图5的左部分与图3的相同，将因此在这里不再进一步对其详细描述。因此，在图5中，在封闭体积内部的温度达到期望水平之前达到t_set。这表示前一个操作周期的压缩机的初始速度v_start不足以允许在合理的时间内达到封闭体积内部的期望温度。因此，下一个操作周期的初始压缩机速度应该高于v_start。

图5的右部分还显示了三个压缩机速度水平，即，v_start、v_{start_calc}和v_{start_next}。v_{start_calc}和v_{start_next}以上文参照图4所述的方式被计算。然而，由于压缩机速度在前一个操作周期期间被增加，因此如上文参照图3所述，v_mean大于v_start。

从图5的右部分清楚v_{start_calc}高于v_start，并且v_{start_next}在v_start与v_{start_calc}之间。

Claims (11)

1.一种用于控制变速压缩机(1)的速度的方法，所述变速压缩机(1)形成被布置成控制封闭体积内部的温度的制冷系统的一部分，所述制冷系统还包括冷凝器、膨胀装置、蒸发器和恒温器(5)，所述恒温器包括布置在封闭体积内部的温度传感器，所述方法包括以下步骤：

恒温器(5)将制冷系统切换到开启状态，

以初始速度v_start操作变速压缩机(1)，

测量从制冷系统被切换到开启状态起所逝去的时间t_actual，

比较所测量的时间t_actual与预定阈值t_set，以及

在t_actual达到t_set的情况下，使变速压缩机(1)的速度增加一量v_{speed_up}，其中v_{speed_up}是初始速度v_start的预定百分数。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

在增加变速压缩机(1)的速度的步骤之后，继续测量从制冷系统被切换到开启状态起所逝去的时间t_actual，

比较所测量的时间t_actual与第二预定阈值t_{set_2}，其中t_{set_2}大于t_set，以及

在t_actual达到t_{set_2}的情况下，使变速压缩机(1)的速度增加一量v_{speed_up_2}，其中v_{speed_up_2}大于v_{speed_up}。

3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括以下步骤：

恒温器(5)将制冷系统切换到断开状态，

记录时间t_end，所述时间t_end为从制冷系统被切换到开启状态直到制冷系统被切换到断开状态为止所逝去的时间，

比较记录的时间t_end与预定阈值t_set，

根据所述比较来确定变速压缩机(1)在制冷系统的下一个操作周期的初始速度v_{start_next}，以及

响应于恒温器(5)将制冷系统切换到开启状态，以速度v_{start_next}操作变速压缩机(1)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中确定初始速度v_{start_next}的步骤包括：在t_end大于t_set的情况下，选择大于v_start的速度v_{start_next}，以及在t_end小于t_sd的情况下选择小于v_start的速度v_{start_next}。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中根据t_end与t_set之间的比值t_end／t_set确定v_{start_next}。

6.根据权利要求3—5中任一项所述的方法，其中根据在制冷系统的前一个操作周期期间变速压缩机(1)的速度的平均值确定v_{start_next}。

7.一种用于控制变速压缩机(1)的速度的方法，所述变速压缩机(1)形成被布置成控制封闭体积内部的温度的制冷系统的一部分，所述制冷系统还包括冷凝器、膨胀装置、蒸发器和恒温器(5)，所述恒温器包括布置在封闭体积内部的温度传感器，所述方法包括以下步骤：

恒温器(5)将制冷系统切换到开启状态，

以初始速度v_start操作变速压缩机(1)，

恒温器(5)将制冷系统切换到断开状态，

记录时间t_end，所述时间t_end为从制冷系统被切换到开启状态直到制冷系统被切换到断开状态为止所逝去的时间，

确定在制冷系统的下一个操作周期中变速压缩机(1)的初始压缩机速度v_{start_next}，其中根据t_end与预定阈值t_set之间的比值并根据v_start确定v_{start_next}。

8.根据权利要求7所述的方法，其中进一步根据阻尼因子d确定v_{start_next}。

9.根据权利要求7或8所述的方法，进一步包括以下步骤：

在制冷系统已经被切换到开启状态之后且在制冷系统被切换到断开状态之前，测量从制冷系统被切换到开启状态起所逝去的时间t_actual，

比较测量时间t_actual与预定阈值t_set，以及

在t_actual达到t_set的情况下，使变速压缩机(1)的速度增加一量v_{speed_up}。

10.根据权利要求9所述的方法，其中v_{speed_up}是初始速度v_start的预定百分数。

11.根据权利要求9或10所述的方法，进一步包括以下步骤：

计算在从制冷系统被切换到开启状态直到制冷系统被切换到断开状态为止所逝去的时间期间变速压缩机(1)的平均速度v_mean，并且其中进一步根据v_mean确定v_{start_next}。