DE102006044999B4

DE102006044999B4 - Method and control unit for controlling a rotational speed of a compressor

Info

Publication number: DE102006044999B4
Application number: DE102006044999A
Authority: DE
Inventors: Anders Jakob Madsen; Kristoffer Riemann Hansen; Rune Thomsen
Original assignee: Danfoss Compressors GmbH
Current assignee: Secop GmbH
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2006-09-23
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2026-09-24
Also published as: DE102006044999A1

Abstract

Ein Verfahren zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters für eine Kühlanlage, das diesen Verdichter und einen Verdampfer aufweist, wobei die Kühlanlage zur Versorgung eines gekühlten Volumens mit Kühlung vorgesehen ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
– Messung (15, 18) einer Temperatur innerhalb des gekühlten Volumens in vorgegebenen Zeitabständen,
– auf Grund dieser Temperaturmessung (15, 18) und eines Zeitraums, der nach der vorigen Zeitmessung vergangen ist, Berechnung einer Temperaturänderungsquote während des genannten Zeitabstandes,
– auf Grund dieser Temperaturänderungsquote, Berechnung einer voraussichtlichen Zeit (17, 20) bis zum Erreichen einer Setpunkt-Temperatur (12) innerhalb des gekühlten Volumens,
– Vergleich dieser voraussichtlichen Zeit (17, 20) mit einem vorgegebenen Schwellwert (13),
– wenn die voraussichtliche Zeit (17, 20) länger ist als dieser Schwellwert (13), Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters,
– wenn die voraussichtliche Zeit (17, 20) kürzer ist als dieser Schwellwert (13), Reduzierung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters,...A method of controlling a rotational speed of a compressor for a refrigeration system having said compressor and an evaporator, said refrigeration system being for supplying a refrigerated volume with refrigeration, the method comprising the steps of:
Measuring (15, 18) a temperature within the cooled volume at predetermined time intervals,
On the basis of this temperature measurement (15, 18) and a time period which has elapsed after the previous time measurement, calculation of a rate of change of temperature during said time interval,
On the basis of this temperature change rate, calculation of a probable time (17, 20) until a set point temperature (12) within the cooled volume is reached,
Comparison of this probable time (17, 20) with a predetermined threshold value (13),
If the anticipated time (17, 20) is longer than this threshold value (13), increasing the rotational speed of the compressor,
- if the expected time (17, 20) is shorter than this threshold (13), reducing the speed of rotation of the compressor, ...

Description

Bereich der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Regeleinheit zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters. Der Verdichter ist vorzugsweise Teil eines Kühlkreislaufes, der ein gekühltes Volumen mit Kälte versorgt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Regelung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters auf Grund der in einem gekühlten Volumen gemessenen Temperatur.The The present invention relates to a method and a control unit for controlling a rotational speed of a compressor. The compressor is preferably part of a cooling circuit, the one chilled Volume with cold provided. In particular, the present invention relates to the control the rotational speed of the compressor due to in a cooled volume measured temperature.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Im Bereich der Kühlanlagen wird oft gefordert werden, z. B. von Behörden oder vom Besitzer der Kühlanlage, dass eine gewünschte Arbeitstemperatur (eine sogenannte Setpunkt-Temperatur) in einem gekühlten Volumen innerhalb eines spezifischen Zeit nach dem Start der Kühlan lage erreicht werden soll. Eine solche Forderung kann z. B. sein, dass eine Temperatur von –25°C innerhalb von 2 Stunden erreicht sein soll.in the Range of refrigeration systems will often be required, for. B. by authorities or the owner of the Cooling system that a desired Working temperature (a so-called setpoint temperature) in one cooled Volume within a specific time after the start of Kühlan location should be achieved. Such a requirement can z. B. be that a temperature of -25 ° C within of 2 hours should be achieved.

Um solchen Forderungen nachzukommen, stellen bekannte Kühlanlagen die maximale Kühlkapazität gleich nach dem Start der Anlage bereit, um die Setpunkt-Temperatur so schnell wie möglich zu erreichen. Während dieses Prozesses wird die Temperatur im gekühlten Volumen überwacht um festzustellen, wann die Setpunkt-Temperatur erreicht worden ist. Dies wird typischerweise in einer der folgenden Weisen gemacht. Das System kann mit einem Ein-/Aus-Thermostaten versehen sein, der misst, ob sich die Temperatur über oder unter der Setpunkt-Temperatur befindet. Die Drehgeschwindigkeit des Verdichters wird auf Grund dieser Information und über eine ”Adaptive Energy Optimisation (AEO)” geregelt, d. h. der Verdichter wird normalerweise gestoppt, wenn die Setpunkt-Temperatur erreicht worden ist. Alternativ wird die Anlage mit einer Temperatursonde versehen. In diesem Fall wird die Drehgeschwindigkeit des Verdichters direkt auf Grund dieser absoluten Temperaturmessung geregelt.Around to meet such demands, make known cooling systems the maximum cooling capacity is the same after starting the plant ready to set point temperature so as soon as possible to reach. While This process monitors the temperature in the cooled volume to determine when the setpoint temperature has been reached. This is typically done in one of the following ways. The system may be provided with an on / off thermostat, which measures if the temperature is above or below the set point temperature. The rotational speed of the Compressor is due to this information and via an "Adaptive Energy Optimization (AEO) ", d. H. The compressor is normally stopped when the setpoint temperature is reached has been. Alternatively, the system is equipped with a temperature probe Mistake. In this case, the rotational speed of the compressor regulated directly on the basis of this absolute temperature measurement.

Das oben beschriebene Verfahren bewirkt üblicherweise, dass die Setpunkt-Temperatur weit vor dem Ablauf der maximal erlaubten Zeit zum Erreichen dieser Temperatur erreicht wird. Die Tatsache, dass maximale Kühlkapazität bereitgestellt wird, hat die Wirkung, dass eine relativ große Menge Energie dazu verwendet wird, die Setpunkt-Temperatur zu erreichen.The The method described above usually causes the set point temperature well before the expiration of the maximum allowed time to reach this Temperature is reached. The fact that provided maximum cooling capacity It has the effect of using a relatively large amount of energy is going to reach the set point temperature.

Aus US 4 407 139 A sind ein Verfahren und eine Regeleinheit zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters bekannt, wobei die Abweichung einer aktuellen Temperatur von einer Solltemperatur bestimmt wird und aus dieser Abweichung die Drehgeschwindigkeit des Verdichters vorgegeben wird. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird erneut die Abweichung der aktuellen Temperatur von der Solltemperatur bestimmt und ggf. die Drehzahl des Verdichters geändert. Die Steuerung wird dabei von einem Steuerungssystem übernommen, das einen Mikrocomputer aufweist.Out US 4 407 139 A are known a method and a control unit for controlling a rotational speed of a compressor, wherein the deviation of a current temperature of a target temperature is determined and from this deviation, the rotational speed of the compressor is specified. After a predetermined time, the deviation of the current temperature is again determined by the set temperature and, if necessary, the speed of the compressor changed. The control is taken over by a control system which has a microcomputer.

DE 197 53 425 C1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung der Drehzahl eines Kompressormotors, wobei Ein- und Ausschaltsignale für den Kompressormotor mit Hilfe eines Thermostaten erzeugt werden. Der Thermostat erzeugt dann ein Ausschaltsignal, wenn eine gewünschte Temperatur erreicht wurde. Die Zeit bis zum Senden des Ausschaltsignals wird gemessen und die Drehzahl des Kompressors erhöht, falls das Ausschaltsignal nicht innerhalb einer vorbestimmten Laufzeit gesendet wurde. Erfolgt das Ausschaltsignal vor Ablauf der vorbestimmten Laufzeit, erfolgt eine entsprechende Erniedrigung der Drehzahl. DE 197 53 425 C1 discloses a method for controlling the speed of a compressor motor, wherein on and off signals for the compressor motor are generated by means of a thermostat. The thermostat then generates a switch-off signal when a desired temperature has been reached. The time until transmission of the switch-off signal is measured and the speed of the compressor is increased if the switch-off signal was not sent within a predetermined transit time. If the switch-off signal occurs before the expiration of the predetermined running time, the speed is correspondingly reduced.

In WO 98/15790 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters beschrieben, wobei die Drehzahl des Verdichters erhöht wird, wenn die gemessene Temperatur nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit einer Solltemperatur entspricht.In WO 98/15790 A1 a method for controlling a rotational speed of a compressor is described, wherein the rotational speed of the compressor is increased if the measured temperature does not correspond within a predetermined time of a target temperature.

In US 6 889 762 B2 ist ein Verfahren zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Energie beschrieben, wobei bei Betrieb des Verdichters mit einer Batterie die Drehzahl des Verdichters verringert wird.In US 6,889,762 B2 a method for controlling a rotational speed of a compressor in dependence on the available energy is described, wherein when operating the compressor with a battery, the speed of the compressor is reduced.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelung der Drehgeschwindigkeit eines Verdichters bereitzustellen, wobei im Verhältnis zu Regelverfahren nach dem Stand der Technik Energie gespart wird, während gesichert ist, dass eine gewünschte Setpunkt-Temperatur innerhalb eines festgelegten Zeitraumes erreicht wird.It is thus an object of the invention, a method of control to provide the rotational speed of a compressor, wherein in relation to Control method according to the prior art energy is saved, while it is assured that a desired Set-point temperature within a specified period of time.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Regeleinheit zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters bereitzustellen, wobei Energie gespart und sichergestellt wird, dass eine gewünschte Setpunkt-Temperatur innerhalb eines festegelegten Zeitraumes erreicht wird.It Another object of the invention is a control unit for control to provide a rotational speed of a compressor, wherein Energy saved and ensured that a desired set point temperature within a fixed period is reached.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung werden die obigen sowie andere Aufgaben gelöst durch das Bereitstellen eines Verfahrens zur Regelung einer Drehgeschwindigkeit eines Verdichters für eine Kühlanlage, die diesen Verdichter und einen Verdampfer umfasst, wobei die Kühlanlage zur Versorgung von Kälte zu einem gekühlten Volumen vorgesehen ist, und das Verfahren die folgende Schritte aufweist:

1. Messung einer Temperatur innerhalb des gekühlten Volumens in vorgegebenen Zeitabständen,
2. auf Grund dieser Temperaturmessung und eines Zeitabstandes, der nach der vorigen Zeitmessung vergangen ist, Berechnung einer Temperaturänderungsquote während dieses Zeitabstan des,
3. auf Grund dieser Temperaturänderungsquote, Berechung einer voraussichtlichen Zeit bis zum Erreichen einer Setpunkt-Temperatur innerhalb des gekühlten Volumens,
4. Vergleich dieser voraussichtlichen Zeit mit einem vorgegebenen Schwellwert,
5. wenn die voraussichtliche Zeit länger ist als dieser Schwellwert, Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters,
6. wenn die voraussichtliche Zeit kürzer ist als dieser Schwellwert, Reduzierung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters,
7. Wiederholung der Schritte 1–6 bis die gewünschte Setpunkt-Temperatur erreicht ist.

According to a first aspect of the invention, the above and other objects are achieved by providing a method for controlling a rotational speed of a compressor for a refrigeration system, which comprises this compressor and an evaporator, wherein the cooling system for ver Provision of refrigeration to a cooled volume is provided, and the method comprises the following steps:

1. measuring a temperature within the cooled volume at predetermined time intervals,
2. on the basis of this temperature measurement and a time interval which has elapsed after the previous time measurement, calculation of a rate of change of temperature during this time period of,
3. on the basis of this temperature change rate, calculation of a probable time until reaching a set point temperature within the cooled volume,
4. Comparison of this probable time with a predetermined threshold,
5. if the expected time is longer than this threshold, increase the rotational speed of the compressor,
6. if the expected time is shorter than this threshold, reducing the rotational speed of the compressor,
7. Repeat steps 1-6 until the desired setpoint temperature is reached.

Die Kühlanlage kann z. B. eine Kühlbehälteranlage sein. Diese können stationäre Anlagen umfassen, die von einer Netzstromversorgung angetrieben werden, und mobile Systeme, die von Mitteln mit begrenztem Energievorrat, z. B. einer Batterie, angetrieben werden. Die letztere Art von Kühlanlagen kann z. B. in Fahrzeugen angeordnet werden, entweder in Landfahrzeugen wie Autos, LKWs oder in Wohnmobilen, oder Wasserfahrzeugen wie Booten.The refrigeration Equipment can z. B. a cooling tank system be. these can stationary Include plants powered by a mains power supply and mobile systems powered by resources with limited energy, z. B. a battery can be driven. The latter type of refrigeration equipment can z. B. be arranged in vehicles, either in land vehicles like cars, trucks or in campers, or watercraft like boats.

Das gekühlte Volumen ist in der Regel eine Kammer zur Lagerung von Waren, die Kühlung bedürfen. Beispiele solcher Kammern sind in Geschäften angeordnete Kühlmö bel, Kühlräume in LKWs zur Beförderung von Nahrungsmitteln, Kühlbehälter in Autos, Wohnmobilen oder Booten u. s. w. Das gekühlte Volumen kann zumindest im wesentlichen geschlossen sein. Dies ist z. B. der Fall in Kühlbehältern mit einer schwenkbaren Tür, oder einem Deckel, der, wenn geöffnet, Zugang zum gekühlten Volumen gibt. Alternativ kann das gekühlte Volumen zumindest teilweise offen sein. Dies ist z. B. der Fall bei einigen Kühlmöbeln in Geschäften.The chilled Volume is usually a chamber for storage of goods that cooling require. Examples of such chambers are store refrigerators, refrigerators in trucks for transportation of food, refrigerated containers in cars, Motorhomes or boats u. s. w. The cooled volume can at least be substantially closed. This is z. B. the case in refrigerated containers with a hinged door, or a lid that, when opened, Access to the chilled Volume gives. Alternatively, the cooled volume may be at least partially be open. This is z. As is the case with some refrigerators in Shops.

Die innerhalb des gekühlten Volumens gemessene Temperatur ist vorzugsweise eine Lufttemperatur, d. h. ein Wert, der ein Ausdruck für die Temperatur der Luft ist, die sich im Inneren des gekühlten Volumens befindet. Dies kann z. B. eine Durchschnittstemperatur sein, oder eine an einem Ort gemessene Temperatur, der repräsentativ für die verschiedenen Positionen im Inneren des gekühlten Volumens ist, z. B. eine mittlere Position.The inside the chilled Volume measured temperature is preferably an air temperature, d. H. a value that is an expression of the temperature of the air, located inside the cooled volume located. This can be z. B. be an average temperature, or a temperature measured at a location representative of the different positions inside the chilled Volume is, for. B. a middle position.

Die berechnete ungefähre Temperaturänderungsquote ist typischerweise ein Wert, der repräsentativ für die Temperaturänderung über ein Zeitintervall ist. Es kann somit eine durchschnittliche Temperaturänderungsquote oder eine geglättete Änderungsquote, oder jeder andere passende Wert sein, der repräsentativ für die Temperaturänderung über das Zeitintervall ist, wie z. B. die absolute Differenz der Temperatur vom Anfang des Zeitintervalls bis zum Ende des Zeitintervalls, geteilt durch die Dauer des Zeitintervalls.The calculated approximate Temperature change rate is typically a value that is representative of the temperature change over Time interval is. It can thus have an average temperature change rate or a smoothed change rate, or any other appropriate value that is representative of the temperature change over that Time interval is such. B. the absolute difference of the temperature from the beginning of the time interval to the end of the time interval by the duration of the time interval.

Auf Grund der ungefähren Temperaturänderungsquote wird eine voraussichtliche Zeit bis zum Erreichen einer Setpunkt-Temperatur innerhalb des gekühlten Volumens be rechnet. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass angenommen wird, dass sich die Temperatur fortdauernd mit der ungefähren Temperaturänderungsquote linear ändern wird. Damit kann in einfacher Weise berechnet werden, wann die gewünschte Setpunkt-Temperatur erreicht wird. Alternativ kann die Berechnung unter Anwendung eines anderen passenden Modells für die Temperaturkurve erfolgen.On Reason of the approximate Temperature change rate is an estimated time to reach a set point temperature inside the chilled Volume calculated. This can be z. B. take place by assuming that The temperature will continue to rise with the approximate rate of temperature change change linearly becomes. This can be calculated in a simple manner, when the desired set point temperature is reached. Alternatively, the calculation may be performed using a other fitting model for the temperature curve is made.

Die gewünschte Setpunkt-Temperatur ist vorzugsweise eine gewünschte Arbeitstemperatur, die nach Forderung der Behörden oder des Besitzers der Kühlanlage innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls im Inneren des gekühlten Volumens erreicht werden muss. Alternativ kann eine Temperatur wenig über oder wenig unter dieser Temperatur gewählt werden.The desired Set point temperature is preferably a desired working temperature, the as requested by the authorities or the owner of the cooling system within a specified time interval inside the cooled volume must be achieved. Alternatively, a temperature may be little over or be chosen little below this temperature.

Die berechnete voraussichtliche Zeit wird nachfolgend mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Dieser Schwellwert ist vorzugsweise das Zeitintervall, innerhalb dem die gewünschte Setpunkt-Temperatur erreicht werden sollte. Aber auch ein anderer passender Wert, z. B. ein Wert, der wenig über oder wenig unter diesem Wert ist, kann gewählt werden. Der vorgegebene Schwellwert kann z. B. innerhalb des Zeitintervalls 15 bis 35 Minuten liegen, wie z. B. innerhalb des Zeitintervalls 20 bis 30 Minuten, wie z. B. ungefähr 25 Minuten sein. Alternativ kann der vorgegebene Schwellwert länger oder kürzer sein als die erwähnten Zeitintervalle, abhängig von der bestimmten Anwendung. Wenn also der vorgegebene Schwellwert gewählt wird, müssen die Art der zu kühlenden Güter, die zu erreichende Setpunkt-Temperatur, die Größe des gekühlten Volumens u. s. w. gebührend beachtet werden. Es muss aber beachtet werden, dass, wenn die Schritte des Verfahrens wiederholt werden, die restliche Zeit bis zum Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur reduziert wird, und deshalb sollte ein reduzierter Wert für den vorgegebenen Schwellwert jedes Mal gewählt werden, wenn die Schritte wiederholt werden.The calculated estimated time will be below with a given Threshold compared. This threshold is preferably the time interval within the desired Set point temperature should be reached. But also another one appropriate value, z. For example, a value that is little or less than this Value is can be chosen. The predetermined threshold can, for. B. within the time interval 15 to 35 minutes are such. B. within the time interval 20 to 30 minutes, such. For example, about 25 minutes. Alternatively, you can the default threshold longer or shorter be as mentioned Time intervals, depending on the particular application. So if the default threshold chosen will have to the type of cooling Goods, the set point temperature to be reached, the size of the cooled volume u. s. w. due attention. However, it must be noted that when the steps of the procedure be repeated, the remaining time to reach the desired Set-point temperature is reduced, and therefore should be a reduced value for the given Threshold selected each time when the steps are repeated.

Die Drehgeschwindigkeit des Verdichters wird auf Grund des Vergleichs zwischen der voraussichtlichen Zeit und dem vorgegebenen Schwellwert geregelt. Dies wird wie folgt gemacht. Wenn die voraussichtliche Zeit länger als der Schwellwert ist, deutet dies an, dass es nicht möglich sein wird die gewünschte Setpunkt-Temperatur innerhalb des festgelegten Zeitintervalls zu erreichen. Entsprechend ist die gelieferte Kühlung unzureichend um den Kältebedarf nachzukommen, und die Drehgeschwindigkeit des Verdichters muss deshalb erhöht werden. Wenn andererseits die voraussichtliche Zeit kürzer als der Schwellwert ist, deutet dies an, dass der gewünschte Setpunkt-Wert vor Ablauf des festgelegten Zeitintervalls erreicht werden kann. Deshalb wird die zum Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur verfügbare Zeit nicht voll genutzt, und es wird möglich sein mit einem niedrigeren Kühlniveau die gewünschte Setpunkt-Temperatur innerhalb des festgelegten Zeitintervalls zu erreichen. Die Drehgeschwindigkeit kann deshalb reduziert werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Forderungen in bezug auf das Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur nicht erfüllt werden können. Die Drehgeschwindigkeit wird deshalb reduziert und Energie wird gespart.The Rotational speed of the compressor is determined by comparison between the estimated time and the predetermined threshold. This is done as follows. If the expected time is longer than the threshold is, this indicates that it will not be possible will be the desired Setpoint temperature within the specified time interval to reach. Accordingly, the delivered cooling is insufficient for the refrigeration needs comply with, and the rotational speed of the compressor must therefore elevated become. On the other hand, if the estimated time is shorter than the threshold is, this indicates that the desired set point value can be reached before the specified time interval. Therefore, the to reach the desired set point temperature available Time is not fully utilized and it will be possible with a lower one cooling level the desired Set-point temperature within the specified time interval. The rotational speed can therefore be reduced without the risk that the demands in terms of achieving the desired Set point temperature not met can be. The rotational speed is therefore reduced and energy becomes saved up.

Die Schritte des Verfahrens werden wiederholt bis die gewünschte Setpunkt-Temperatur erreicht worden ist. Dadurch kann die Drehgeschwindigkeit des Verdichters während des verfügbaren Zeitintervalls mehrere Male justiert werden. Wenn also festgestellt wird, dass die Drehgeschwindigkeit so sehr erhöht worden ist, dass die gewünschte Setpunkt-Temperatur zu schnell erreicht wird, kann die Drehgeschwindigkeit zu einem späteren Zeitpunkt wieder reduziert werden. Entsprechend, wenn die Drehgeschwindigkeit so sehr reduziert wird, dass es nicht mehr möglich ist die gewünschte Setpunkt-Temperatur innerhalb des festgesetzten Zeitintervalls zu erreichen, kann die Drehgeschwindigkeit des Verdichters zu einem späteren Zeitpunkt wieder erhöht werden. Dadurch wird die Drehgeschwindigkeit des Verdichters so geregelt, dass das zum Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur vorhandene Zeitintervall im größt möglichen Umfang ausgenutzt wird, wobei möglichst viel Energie gespart wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Forderungen in Bezug auf das Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur nicht erfüllt werden können.The Steps of the process are repeated until the desired setpoint temperature has been achieved. This allows the rotational speed of the compressor while the available time interval be adjusted several times. So if it is found that the rotational speed has been increased so much that the desired set point temperature reached too fast, the rotational speed can become a later Time to be reduced again. Accordingly, if the rotational speed is reduced so much that it is no longer possible the desired setpoint temperature within reach the set time interval, the rotational speed of the Compressor to a later Time again increased become. As a result, the rotational speed of the compressor is so Regulated that to achieve the desired set point temperature existing time interval in the largest possible Scope is exploited, where possible a lot of energy is saved without the risk that the Demands related to achieving the desired set point temperature not fulfilled can be.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt anwendbar, wenn die Energiequelle zur Versorgung des Verdichters eine begrenzte Energiequelle ist, wie z. B. eine Batterie oder eine Solarzelle. In diesen Situationen ist es sehr wünschenswert Energie zu sparen, weil dadurch vermieden werden kann, dass die Energiequelle schneller als nötig geleert wird. Dadurch wird eine stabile Leistung der Kühlanlage für eine möglichst lange Zeit gesichert.The Method according to the present invention Invention is preferably applicable when the power source for supply the compressor is a limited source of energy such. Legs Battery or a solar cell. In these situations it is very desirable To save energy, because it can be avoided that the Energy source faster than necessary is emptied. This will provide a stable performance of the cooling system for one preferably secured for a long time.

Die vorgegebenen Zeitintervalle können zumindest annähernd eine feste Dauer haben. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Temperatur im Inneren des gekühlten Volumens in zumindest annähernd festen Zeitintervallen gemessen. Alternativ kann die Dauer der vorgegebenen Zeitintervalle variieren, z. B. so dass sie verkürzt wird, wenn sich die gemessene Temperatur der gewünschten Setpunkt-Temperatur nähert, oder so, dass die Dauer eines Zeitintervalls von einer vorher berechneten, ungefähren Temperaturänderungsquote abhängt, z. B. so, dass eine numerisch hohe ungefähre Temperaturänderungsquote kurz dauernde Zeitintervallen ergibt und umgekehrt. Die vorgegebenen Zeitintervalle haben vorzugsweise eine Dauer in der Größenordnung von einer Minute, wie z. B. wenige Minuten oder 30 Sekunden.The predetermined time intervals can at least approximately have a fixed duration. According to this embodiment is the temperature inside the cooled volume in at least almost firm Measured time intervals. Alternatively, the duration of the given Time intervals vary, eg. B. so that it is shortened when the measured Temperature of the desired Set point temperature is approaching, or such that the duration of a time interval from a previously calculated, approximate Temperature change rate depends z. B. such that a numerically high approximate rate of change of temperature short-term time intervals and vice versa. The default Time intervals preferably have a duration of the order of magnitude of a minute, such as For example, a few minutes or 30 seconds.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung werden die obige und andere Aufgaben durch das Bereitstellen einer Regeleinheit zur Regelung der Drehzahl eines Verdichters gelöst, die folgendes aufweist:

– Mittel zum Erhalten von Informationen über die Temperatur im Inneren eines gekühlten Volumens in vorgegebenen Zeitabständen,
– Mittel zur Berechnung einer Temperaturänderungsquote über ein Zeitintervall, das seit dem vorigen Messen einer Temperatur vergangen ist, auf Grundlage dieser gemessenen Temperatur und dieses Zeitintervalls,
– Mittel zur Berechnung eines voraussichtlichen Zeitraumes bis zum Erreichen einer gewünschten Setpunkt-Temperatur, auf Grundlage dieser Temperaturänderungsquote, und zum Vergleich des voraussichtlichen Zeitraumes mit einem vorgegebenen Schwellwert,
– Mittel zur Regelung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters auf Grund dieses Vergleichs.

According to a second aspect of the invention, the above and other objects are achieved by providing a control unit for controlling the rotational speed of a compressor, comprising:

Means for obtaining information about the temperature inside a cooled volume at predetermined time intervals,
Means for calculating a temperature change rate over a time interval which has elapsed since the previous measurement of a temperature based on this measured temperature and this time interval,
Means for calculating a probable period of time until a desired set point temperature is reached, based on this rate of change of temperature, and comparing the prospective period with a predetermined threshold,
- means for controlling the rotational speed of the compressor based on this comparison.

Es soll angemerkt werden, dass ein Experte leicht erkennen kann, dass alle Kennzeichen, die in Verbindung mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben werden, auch mit dem zweiten Aspekt der Erfindung kombiniert werden können und umgekehrt.It It should be noted that an expert can easily recognize that all characteristics associated with the first aspect of the invention are also combined with the second aspect of the invention can be and vice versa.

Das Mittel zur Regelung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters ist vorzugsweise zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters gedacht, wenn die voraussichtliche Zeit länger ist als der Schwellwert und zur Reduzierung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters, wenn die voraussichtliche Zeit kürzer ist als der Schwellwert. Dies ist bereits weiter oben beschrieben worden.The Means for controlling the rotational speed of the compressor preferably for increase the speed of rotation of the compressor thought, if the expected Time longer is as the threshold and to reduce the rotational speed of the compressor when the expected time is shorter as the threshold. This has already been described above.

In einer Ausführungsform können zumindest die Mittel zur Berechnung einer ungefähren Temperaturänderungsquote und die Mittel zur Berechnung einer voraussichtlichen Zeit ein Microcontroller oder Teil eines Microcontroller sein. In diesem Fall kann die Temperatur im Inneren des gekühlten Volumens mit einem Microcontroller überwacht werden. Die Temperatur kann z. B. mit Hilfe eines elektronischen Thermostaten gemessen werden, und die aktuelle Temperaturmessung kann mit Hilfe eines „Negative Temperature Coefficient (NTC)” Sensors durchgeführt werden. Dadurch wird der Microcontroller immer die aktuelle Zeit und die Zeit kennen, die seit Einschalten des Thermostaten vergangen ist. Anschließend kann die Drehgeschwindigkeit des Verdichters so gewählt werden, dass Energie gespart wird, während sichergestellt wird, dass die gewünschte Setpunkt-Temperatur innerhalb der festegelegten Zeitgrenze erreicht wird.In one embodiment, at least the means for calculating an approximate rate of change of temperature and the means for calculating a probable time to be a microcontroller or part of a microcontroller. In this case, the temperature inside the cooled volume can be monitored with a microcontroller. The temperature can be z. B. can be measured by means of an electronic thermostat, and the current temperature measurement can be carried out using a "Negative Temperature Coefficient (NTC)" sensor. As a result, the microcontroller will always know the current time and the time that has passed since the thermostat was switched on. Thereafter, the rotational speed of the compressor may be selected to save energy while ensuring that the desired set point temperature is achieved within the set time limit.

Das Mittel zur Erhaltung von Informationen in Beziehung zur Temperatur im Inneren eines gekühlten Volumens kann eine im gekühlten Volumen angebrachte Temperatursonde aufweisen. Diese kann z. B. ein gewöhnliches Thermometer oder einen infraroten Temperatursensor aufweisen.The Means for maintaining information in relation to temperature inside a chilled Volume can be cooled in one Have volume mounted temperature probe. This can, for. B. a common one Thermometer or have an infrared temperature sensor.

Die Regeleinheit nach dem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise Teil einer Kühlanlage, der außerdem einen Verdichter und einen Verdampfer aufweist. Zumindest der Verdichter kann von einer Batterie oder einer anderen, begrenzten Energiequelle, wie z. B. einer Solarzelle, versorgt werden. Alternativ kann der Verdichter mit Hilfe einer anderen passenden Energiequelle versorgt werden, z. B. eine Netzstromversorgung, wobei es generell den Wunsch geben kann Energie zu sparen.The Control unit according to the second aspect of the invention is preferably Part of a refrigeration system, the Furthermore having a compressor and an evaporator. At least the compressor can be from a battery or other limited source of energy, such as As a solar cell can be supplied. Alternatively, the Compressor powered by another suitable energy source be, for. B. a mains power supply, where it is generally the desire can give energy to save.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Im Folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die zeigen:in the Below, the invention will be made with reference to the accompanying Drawings are described which show:

1 Flussdiagramm von einem Verfahren einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 1 Flowchart of a method of an embodiment of the invention

2 eine graphische Darstellung der Temperatur im Inneren eines gekühlten Volumens als Funktion der Zeit, bei Regelung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters mit einem Verfahren aus dem Stand-der-Technik und mit einem Verfahren einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. 2 a graphical representation of the temperature inside a cooled volume as a function of time, in controlling the rotational speed of the compressor with a method of the prior art and a method of an embodiment of the invention.

Nähere Beschreibung der ErfindungFurther description of the invention

1 ist ein Flussdiagramm von einem Verfahren einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Das Verfahren beginnt bei Schritt 1. In Schritt 2 wird eine Temperatur im Inneren eines gekühlten Volumens gemessen, und die Dauer eines Zeitintervalls, das seit der vorherigen Temperaturmessung vergangen ist, wird festgestellt. In Schritt 3 wird eine ungefähre Temperaturänderungsquote auf Grundlage der gemessen Temperatur und der Dauer des abgelaufenen Zeitintervalls berechnet. 1 is a flowchart of a method of an embodiment of the invention. The procedure begins at step 1 , In step 2 For example, a temperature inside a cooled volume is measured, and the duration of a time interval that has elapsed since the previous temperature measurement is detected. In step 3 An approximate rate of change of temperature is calculated based on the measured temperature and the duration of the elapsed time interval.

In Schritt 4 wird eine voraussichtliche Zeit bis zum Erreichen einer gewünschten Setpunkt-Temperatur berechnet. Dies wird auf Grundlage der berechneten ungefähren Temperaturänderungsquote gemacht. In Schritt 5 wird die voraussichtliche Zeit mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, der in der Regel der verfügbaren Zeit bis zum Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur im Inneren des gekühlten Volumens entspricht. Wenn die voraussichtliche Zeit kürzer als der vorgegebene Schwellwert ist, deutet dies an, dass die gewünschte Setpunkt-Temperatur vor Ablauf des verfügbaren Zeitin tervalls erreicht werden wird. Entsprechend geht das Verfahren mit Schritt 6 weiter, in dem die Drehgeschwindigkeit des Verdichters reduziert wird um Energie zu sparen. Wenn andererseits der Vergleich in Schritt 5 zeigt, dass die voraussichtliche Zeit länger ist als der vorgegebene Schwellwert, deutet dies an, dass der gewünschte Setpunktwert nicht innerhalb der verfügbaren Zeit erreicht werden kann. Entsprechend geht das Verfahren mit Schritt 7 weiter, in dem die Drehgeschwindigkeit des Verdichters erhöht wird.In step 4 An estimated time is calculated until a desired set point temperature is reached. This is done based on the calculated approximate rate of temperature change. In step 5 the estimated time is compared with a predetermined threshold, which usually corresponds to the available time to reach the desired setpoint temperature inside the cooled volume. If the expected time is shorter than the predetermined threshold, this indicates that the desired set point temperature will be reached before the expiration of the available time interval. Accordingly, the method goes to step 6 Next, in which the rotational speed of the compressor is reduced to save energy. If, on the other hand, the comparison in step 5 indicates that the expected time is longer than the predetermined threshold, this indicates that the desired set point value can not be achieved within the available time. Accordingly, the method goes to step 7 continue, in which the rotational speed of the compressor is increased.

Ungeachtet des Ergebnisses in Schritt 5 und der entsprechenden Erhöhung oder Reduzierung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters, geht das Verfahren nachfolgend weiter zu Schritt 8, in dem untersucht wird, ob die gewünschte Setpunkt-Temperatur erreicht worden ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, ist das übergeordnete Ziel erreicht, und das Verfahren endet dann in Schritt 9. Wenn andererseits die gewünschte Setpunkt-Temperatur nicht erreicht ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 2 zurück und die Schritte des Verfahrens werden dabei wiederholt.Regardless of the result in step 5 and the corresponding increase or decrease in the rotational speed of the compressor, the method continues to step below 8th in which it is examined whether the desired setpoint temperature has been reached or not. If this is the case, the overall goal is reached and the process then ends in step 9 , On the other hand, if the desired set point temperature is not reached, the method returns to step 2 back and the steps of the process are repeated.

2 ist eine graphische Darstellung der Temperatur im Inneren eines gekühlten Volumens als Funktion der Zeit. Der Graph zeigt eine Situation 10, in der die Drehgeschwindigkeit des Verdichters nach einem Verfahren aus dem Stand-der-Technik und zwei Beispiele von Situationen 11, in denen die Drehgeschwindigkeit des Verdichters unter Anwendung eines Verfahrens einer erfindungsgemäßen Ausführungsform geregelt wird. Eine gewünschte Setpunkt-Temperatur ist mit 12 bezeichnet, und die maximal verfügbare Zeit zum Erreichen der Setpunkt-Temperatur 12 ist mit 13 gekennzeichnet. 2 Figure 3 is a graphical representation of the temperature inside a cooled volume as a function of time. The graph shows a situation 10 in which the rotational speed of the compressor according to a method of the prior art and two examples of situations 11 in which the rotational speed of the compressor is controlled using a method of an embodiment according to the invention. A desired setpoint temperature is included 12 and the maximum available time to reach the set point temperature 12 is with 13 characterized.

Sowohl bei dem Verfahren aus dem Stand-der-Technik als auch bei dem Verfahren nach der Erfindung hat die Temperatur im Inneren des gekühlten Volumens anfänglich ein Startniveau 14. Bei dem Verfahren 10 aus dem Stand-der-Technik wird maximale Kühlung vom Beginn bis zum Erreichen der gewünschten Setpunkt-Temperatur 12 geleistet. Folglich wird die gewünschte Setpunkt-Temperatur 12 weit vor dem Ablauf des verfügbaren Zeitintervalls 13 erreicht. Dadurch wird übermäßig viel Energie gebraucht.In both the prior art process and the process of the invention, the temperature inside the cooled volume is initially at a starting level 14 , In the process 10 From the prior art, maximum cooling is from the beginning to the desired set point temperature 12 done. Consequently, the desired set point temperature 12 well before the expiration of the available time interval 13 reached. This requires excessive energy.

Bei einem Verfahren 11a, 11b einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein geringerer Grad an Kühlung geliefert. Dies geht aus der 2 dadurch hervor, dass in diesen Temperaturkurven 11a, 11b die Temperatur nicht so schnell abfällt, wie es bei der Temperaturkurve 10 nach dem Stand der Technik der Fall ist.In a procedure 11a . 11b In one embodiment of the invention, a lesser degree of cooling is provided. This is from the 2 characterized by the fact that in these temperature curves 11a . 11b the temperature does not drop as fast as it does with the temperature curve 10 According to the prior art is the case.

Die Neigung der Kurve 11a wird folgendermaßen mehrmals verändert. Die Temperatur wird in den Messpunkten 15a und 15b gemessen. Auf Grundlage dieser Messungen und Kenntnis von der zwischen den Messungen vergangenen Zeit wird eine ungefähre Temperaturänderungsquote berechnet. Auf Grund der ungefähren Temperaturänderungsquote werden Kurve 16 und die Zeit 17, bei der die Setpunkt-Temperatur 12 erreicht wird, wenn Kurve 16 gefolgt wird, berechnet. Diese Zeit wird mit der maximal erlaubten Zeit 13 verglichen. Aus der Figur geht klar hervor, dass die berechnete Zeit 17 weit vor der maximal erlaubten Zeit 13 abläuft, und die Verdichterge schwindigkeit wird reduziert, was dazu führt, dass die Steigung der Kurve 11a weniger steil wird. Dies wird wiederholt, bis die Setpunkt-Temperatur 12 ungefähr bei Ablauf der maximal verfügbaren Zeit 13 erreicht wird.The inclination of the curve 11a is changed several times as follows. The temperature is in the measuring points 15a and 15b measured. Based on these measurements and knowledge of the time elapsed between the measurements, an approximate rate of temperature change is calculated. Due to the approximate rate of change in temperature, the curve becomes 16 and the time 17 at which the setpoint temperature 12 is achieved when curve 16 followed, calculated. This time is with the maximum time allowed 13 compared. From the figure it is clear that the calculated time 17 well before the maximum time allowed 13 expires, and the Verdichterge speed is reduced, which causes the slope of the curve 11a less steep. This is repeated until the set point temperature 12 approximately at the expiration of the maximum available time 13 is reached.

Die Neigung der Kurve 11b wird folgendermaßen mehrmals geändert. Die Temperatur wird in den Messpunkten 18a und 18b gemessen und eine Kurve 19 und die Zeit 20, zu der die Setpunkt-Temperatur 12 erreicht werden würde, wenn Kurve 19 gefolgt würde, werden wie oben beschrieben berechnet. In diesem Fall läuft die berechnete Zeit 20 später ab als die maximal erlaubte Zeit 13, und deshalb wird die Verdichtergeschwindigkeit erhöht, was die Steigung der Kurve 11b steiler macht. Dies wird wiederholt, bis die Setpunkt-Temperatur 12 ungefähr bei Ablauf der maximal verfügbaren Zeit 13 erreicht wird.The inclination of the curve 11b is changed several times as follows. The temperature is in the measuring points 18a and 18b measured and a curve 19 and the time 20 to which the setpoint temperature 12 would be achieved if curve 19 would be calculated as described above. In this case, the calculated time is running 20 later than the maximum allowed time 13 , and therefore the compressor speed is increased, which is the slope of the curve 11b makes steeper. This is repeated until the set point temperature 12 approximately at the expiration of the maximum available time 13 is reached.

Wenn also ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung der Drehgeschwindigkeit des Verdichters angewandt wird, wird die maximal verfügbare Zeit im maximalen Umfang genutzt, und gleichzeitig wird sicher gestellt, dass die gewünschte Setpunkt-Temperatur 12 auch tatsächlich zum festgelegten Zeitpunkt 13 erreicht wird.Thus, when an inventive method of controlling the speed of rotation of the compressor is used, the maximum available time is used to the maximum extent, while ensuring that the desired set point temperature 12 actually at the appointed time 13 is reached.

Claims

A method of controlling a rotational speed of a compressor for a refrigeration system, comprising said compressor and an evaporator, said refrigeration system being for supplying a refrigerated volume with refrigeration, the method comprising the steps of: - measuring ( 15 . 18 ) a temperature within the cooled volume at predetermined time intervals, - based on this temperature measurement ( 15 . 18 ) and a period of time which elapsed after the previous time measurement, calculation of a rate of change of temperature during said time interval, - on the basis of this rate of change of temperature, calculation of a probable time ( 17 . 20 ) until reaching a set point temperature ( 12 ) within the refrigerated volume, - comparison of this estimated time ( 17 . 20 ) with a predetermined threshold ( 13 ), - if the estimated time ( 17 . 20 ) is longer than this threshold ( 13 ), Increasing the speed of rotation of the compressor, - if the estimated time ( 17 . 20 ) is shorter than this threshold ( 13 ), Reducing the speed of rotation of the compressor, - repeating steps 1-6 until the desired set point temperature ( 12 ) is reached.

The method of claim 1, wherein the predetermined Time intervals have an at least approximately fixed duration.

Method according to claim 1 or 2, wherein the predetermined threshold value ( 13 ) is in the range of the time interval 15 to 35 minutes.

Control unit for controlling the rotational speed a compressor, the control unit comprising: - Medium, that one information about receives the temperature inside a cooled volume in given time intervals, - Medium, this is a temperature change rate over Time interval that has elapsed since the previous measurement of a temperature is based on this measured temperature and time interval calculated, - Medium, the estimated time to reach a desired time Set point temperature based on the mentioned rate of change of temperature calculated and that the probable period with a given Threshold compares, - Medium, the speed of rotation of the compressor based on this Settlement regulates.

Control unit according to claim 4, wherein the means, the The speed of rotation of the compressor controls the speed of rotation of the compressor increases when the expected time longer as the threshold is and reduces the speed of rotation of the compressor, if the estimated time is shorter as the threshold is.

Control unit according to claim 4 or 5, wherein at least the means which calculate a rate of change of temperature, and the means which an anticipated Calculate time, a microcontroller or part of a microcontroller are.

A control unit according to any of claims 4-6, wherein said means for communicating information about Temperature inside a chilled Volume gets, one Temperature probe, which is located inside the cooled volume.

refrigeration Equipment with a compressor, an evaporator and a control unit one of the claims 4-7.

refrigeration Equipment according to claim 8, wherein at least the compressor is from a battery is energized.