DE102006048993B4

DE102006048993B4 - Verfahren zum Betreiben einer Tieftemperatursteuereinrichtung

Info

Publication number: DE102006048993B4
Application number: DE102006048993.4A
Authority: DE
Inventors: Herman H. Viegas; David J. Vander Woude; Suresh Kumar; Joseph L. Glentz
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: US10101081B2; DE102006048993A1; US20070144191A1

Abstract

Verfahren zur Temperatursteuerung in einer Tieftemperatursteuereinrichtung (10), wobei das Verfahren umfasst:- Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in einem ersten Modus;- Abgeben einer ersten Strömungsrate an Kältemittel von einem Speichertank (20) an eine Verdampferspule (42) in dem ersten Modus;-Verhindern des Betriebs der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus nach dem Betrieb der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus für eine vorgegebene Zeitdauer;- Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in einem zweiten Modus nach dem Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) für die vorgegebene Zeitdauer in dem ersten Modus; und-Abgeben einer zweiten Strömungsrate an Kältemittel, die geringer ist als die erste Strömungsrate, an die Verdampferspule (42) in dem zweiten Modus.

Description

QUERVERWEIS AUF VERBUNDENE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Provisional Application No. 60/727,482 , die am 17. Oktober 2005 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt dieser früheren Anmeldung ist hier durch Bezugnahme darauf enthalten.
HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Luftklimatisierungs- und Kältesysteme und insbesondere auf ein Verfahren zum Betreiben einer Kältemittel- oder Tieftemperatursteuereinrichtung.
Herkömmliche Tieftemperatursteuersysteme speichern typischerweise ein komprimiertes Kältemittel, wie beispielsweise Kohlendioxid, flüssigen Stickstoff, u.s.w., in einem unter Druck stehenden Speichertank. Das Kältemittel wird entlang einer Leitung von dem Speichertank zu einer Verdampferspule geleitet, die sich durch einen Wärmetauscher erstreckt. Relativ warme Luft wird über die Verdampferspule geleitet und wird durch die Verdampferspule gekühlt. Die gekühlte Luft wird in einen Frachtraum zurückgeleitet, um die Temperatur des Frachtraums auf eine vorgegebene Sollwerttemperatur abzusenken. Die warme Luft erwärmt und verdampft das Kältemittel in der Verdampferspule. Nachdem der Wärmetransfer stattgefunden hat, wird das verdampfte Kältemittel typischerweise an die Atmosphäre abgelassen.
Steuersysteme, die dafür verwendet werden, bestehende Tieftemperatursteuereinrichtungen zu betreiben, sind im allgemeinen relativ kompliziert, und sie regeln die Temperatur der Fracht derart, dass sie sich bei einer Sollwerttemperatur befindet. Diese Steuersysteme erfordern beträchtliche Computerleistung und Programmierkenntnisse, um richtig implementiert zu sein und zu arbeiten. Zusätzlich beschränkt die Komplexität der bestehenden Steuersysteme im allgemeinen die Flexibilität dieser Temperatursteuereinrichtungen. Die Komplexität und Inflexibilität dieser Steuersysteme, sich an verschiedene Bedingungen des Frachtraums anzupassen, kann in einem Herunterfahren der Steuereinrichtungen aufgrund eines relativ hohen Kraftstoffverbrauchs (z. B. Kohlendioxid) resultieren. Dieses ist insbesondere problematisch, wenn die Tieftemperatursteuereinrichtung an einem Fahrzeug zum Transport zwischen geografischen Orten angebracht ist.
US 2003/0 029 179 A1 offenbart ein Verfahren zur Temperatursteuerung, wobei die Strömungsrate eines Kältemittels mittels einer Ventilanordnung gesteuert wird. Dabei implementiert die Steuerung eine Zeitverzögerung, wenn zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi umgeschaltet werden soll, um zu verhindern, dass kurzzeitige Temperatur-Spitzenwerte ein Umschalten in einen ungeeigneten Betriebsmodus auslösen.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zur Temperatursteuerung in einer Kältemittel- oder Tieftemperatursteuereinrichtung. Das Verfahren umfasst ein Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem ersten Modus sowie ein Abgeben einer ersten Strömungsrate an Kältemittel von einem Speichertank zu einer Verdampferspule in dem ersten Modus. Die Tieftemperatursteuereinrichtung wird in einem zweiten Modus betrieben, nachdem die Tieftemperatursteuereinrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer in dem ersten Modus betrieben worden ist. Eine zweite Strömungsrate an Kältemittel, die geringer ist als die erste Strömungsrate, wird in dem zweiten Modus an die Verdampferspule abgegeben.
In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung eine Tieftemperatursteuereinrichtung, die eine Verdampferspule, einen Speichertank, eine Ventilanordnung und eine Steuerung umfasst. Die Verdampferspule steht in thermischer Verbindung mit einem luftklimatisierten Raum, und sie umfasst einen Lufteinlass und einen - auslass. Der Speichertank steht in Fluidverbindung mit der Verdampferspule. Die Ventilanordnung ist zwischen dem Speichertank und der Verdampferspule angeordnet, und sie kann zwischen einer ersten Position, die so konfiguriert ist, dass eine erste Massenströmungsrate an Kältemittel abgegeben wird, und einer zweiten Position eingestellt werden, die so konfiguriert ist, dass eine zweite Massenströmungsrate an Kältemittel abgegeben wird. Die erste Position definiert einen ersten Betriebsmodus für die Tieftemperatursteuereinrichtung und die zweite Position definiert einen zweiten Betriebsmodus für die Tieftemperatursteuereinrichtung. Die Steuerung steht in elektrischer Verbindung mit der Ventilanordnung, und sie ist so programmiert, dass sie die Ventilanordnung selektiv zwischen der ersten und der zweiten Position betreibt und dass sie
die Zeitdauer begrenzt, in der die Tieftemperatursteuereinrichtung in dem ersten Modus betrieben wird.
Andere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus einer Betrachtung der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das eine Tieftemperatursteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
2 ist eine schematische Darstellung der Tieftemperatursteuereinrichtung aus 1.
3 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Frischebereichszustand detailliert darstellt.
4 ist ein Diagramm, das ein anderes Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Frischebereichszustand im Detail darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Gefrierbereichszustand im Detail darstellt.
6 ist ein Diagramm, das ein anderes Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Gefrierbereichszustand im Detail darstellt.
7 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Heizbereichszustand im Detail darstellt.
8 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Abtauzustand im Detail darstellt.
9 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung in einem Siedezustand im Detail darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevor Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen erläutert werden, ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionseinzelheiten und die Anordnung der Komponenten beschränkt ist, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt oder in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung kann auch andere Ausführungsformen ermöglichen und kann in verschiedenen Weisen praktiziert oder ausgeführt werden. Außerdem versteht es sich, dass die Wortwahl und Terminologie, so wie sie hier verwendet werden, für die Zwecke der Beschreibung dienen und nicht als beschränkend angesehen werden sollten. Die Verwendung der Begriffe „enthalten“, „aufweisen“ oder „haben“ und Abwandlungen davon hierin bedeutet, dass die daran anschließend aufgeführten Gegenstände und Äquivalente davon sowie zusätzliche Gegenstände umfasst sind. Sofern es nicht anderweitig spezifiziert oder beschränkend angegeben ist, werden die Begriffe „befestigt“, „verbunden“, „getragen“ und „gekoppelt“ und Abwandlungen davon in einem allgemeinen Sinne verwendet, und sie umfassen sowohl direkte wie indirekte Befestigungen, Verbindungen, Halterungen und Kopplungen. Darüber hinaus sind die Begriffe „verbunden“ und „gekoppelt“ nicht auf physikalische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
1 zeigt ein Tieftemperatursteuersystem 10, das die vorliegende Erfindung verwendet. Die Steuereinrichtung 10 ist derart betriebsfähig, dass sie die Temperatur eines luftklimatisierten Raums 14 steuert. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der luftklimatisierte Raum 14 der Frachtraum in einem Fahrzeug 16. In anderen Anwendungsfällen kann die Steuereinrichtung 10 alternativ an anderen Fahrzeugen verwendet werden, wie beispielsweise einer Kombination aus Zugmaschine und Anhänger, einen Container-Fahrzeug, und dergleichen. In ähnlicher Weise kann die Steuereinrichtung 10 dafür verwendet werden, die Temperatur in dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu steuern, wie beispielsweise einem Bus oder dem Fahrgastraum eines Lastwagens. In anderen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 10 in stationären Anwendungen betriebsfähig sein. Beispielsweise kann die Temperatursteuereinrichtung 10 derart betriebsfähig sein, dass sie die Temperatur von Gebäuden, Bereichen von Gebäuden, Speichercontainern, gekühlten Ausstellungsbehältern, und dergleichen steuert.
Die Steuereinrichtung 10 wird hier derart beschrieben, dass sie dafür verwendet wird, die Temperatur in einem einzigen luftklimatisierten Raum 14 abzusenken und beizubehalten. In anderen Ausführungsformen könnte die Steuereinrichtung 10 auch für Anwendungen verwendet werden, die mehrere luftklimatisierte Räume 14 haben.
Der Begriff „luftklimatisierter Raum 14“, so wie er hier und in den Patentansprüchen verwendet wird, umfasst jeden Raum, der bezüglich der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit gesteuert werden soll, einschließlich Transport- und stationären Anwendungen für die Aufbewahrung von Lebensmitteln, Getränken und anderen verderblichen Waren, für die Aufrechterhaltung einer geeigneten Atmosphäre für den Versand industrieller Produkte, für die Raumklimatisierung für den menschlichen Komfort, und dergleichen. Die Steuereinrichung 10 ist derart betriebsfähig, dass sie die Temperatur des luftklimatisierten Raums 14 auf eine vorgegebene Sollwerttemperatur („SP“) steuert.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist der luftklimatisierte Raum 14 von einer äußeren Wand 18 umschlossen, die eine oder mehrere Türen 19 hat. Die Türen 19 können geöffnet und geschlossen werden, um einen Zugang zu dem luftklimatisierten Raum 14 zu ermöglichen, so dass eine Bedienungsperson ein Produkt in den luftklimatisierten Raum 14 hinein bringen und das Produkt aus diesem entnehmen kann.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst außerdem einen Speichertank 20, der ein Kältemittel unter Druck aufnimmt. Das Kältemittel ist vorzugsweise Kohlendioxid (CO₂). Jedoch versteht es sich für den Fachmann ohne weiteres, dass andere Kältemittel, wie beispielsweise LN₂ und LNG, ebenfalls oder alternativ verwendet werden können.
2 zeigt eine Leitung 22, die mit der Unterseite des Speichertanks 20 verbunden ist und die einen Filter 23, einen ersten Zweig 24 und einen zweiten Zweig 25 umfasst. Die Leitung 22, die den ersten Zweig 24 umfasst, definiert eine erste Strömungsbahn 28. In ähnlicher Weise definiert die Leitung 22, die den zweiten Zweig 25 umfasst, eine zweite Strömungsbahn 30. Wie es in 1 dargestellt ist, sind die ersten und zweiten Zweige 24, 25 fluidmäßig mit dem Speichertank 20 verbunden, und sie laufen an einer Verbindungsstelle zusammen, die stromabwärts von dem Speichertank 20 angeordnet ist.
Der erste Zweig 24 umfasst ein erstes Steuerventil 26, das eine erste, relativ große Öffnung aufweist und das die Massenströmungsrate an Kältemittel durch den ersten Zweig 24 während der Heiz- und Kühlzyklen steuert. Der zweite Zweig 25 erstreckt sich ebenfalls von einem unteren Punkt des Speichertanks 20 und er umfasst ein zweites Steuerventil 32. Das Steuerventil 32 weist eine zweite, kleinere Öffnung auf sowie eine Schlitzanordnung, die kleiner ist als die Schlitzanordnung des ersten Ventils 26, und es steuert die Massenströmungsrate an Kältemittel durch den zweiten Zweig 25 während der Heiz- und Kühlzyklen. Vorzugsweise werden die ersten und zweiten Steuerventile 26, 32 durch ein elektrisch gesteuertes Solenoid betätigt (nicht dargestellt), das die ersten und zweiten Steuerventile 26, 32 jeweils zwischen offenen Positionen und geschlossenen Positionen bewegt. Andere Ausführungsformen können andere Ventilanordnungen und Betätigungseinrichtungen aufweisen.
Die ersten und zweiten Steuerventile 26, 32, wie sie hier dargestellt und beschrieben sind, sind „Ein/Aus“-Zweipunktventile. In anderen Ausführungsformen können die Ventile 26, 32 andere Arten von Ventilen sein (z. B. vom Modulations-, Impuls-, Expansionstyp, usw.). Die Anordnung der ersten und zweiten Ventile 26, 32 in der Steuereinrichtung 10 schafft vorzugsweise vier verschiedene Massenströmungsraten. Der Fachmann wird erkennen, dass bei anderen Anwendungen zusätzliche Ventile verwendet werden können, um zusätzliche Strömungsraten zu schaffen. Im allgemeinen kann die Steuereinrichtung 10 eine größere Vielzahl verfügbarer Massenströmungsraten zwischen dem Speichertank 20 und einer Verdampferspule 42 schaffen.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst des weiteren einen Wärmetauscher 37, der in dem luftklimatisierten Raum 14 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 37 weist einen Lufteinlass 38 auf, der Luft von dem luftklimatisierten Raum 14 aufnimmt, sowie einen Luftauslass 39, der die Luft von dem Wärmetauscher 37 abbläst. Ein Dämpfer 40 kann dazu verwendet werden, die Luftströmung durch den Wärmetauscher 37 zu verändern. In anderen Ausführungsformen können Ventilatoren oder Gebläse verwendet werden, um die Luftströmung durch den Wärmetauscher 37 zu steuern.
Die ersten und zweiten Strömungsbahnen 28, 30 sind fluidmäßig mit einem Einlass einer Verdampferspule 42 verbunden, die in dem Wärmetauscher 37 angeordnet ist. Während des Kühlbetriebs strömt Kältemittel von dem Speichertank 20 in einem flüssigen oder im wesentlichen flüssigen Zustand entlang der Strömungsbahn 22 in die Verdampferspule 42. Luft von dem luftklimatisierten Raum 14 strömt über die Verdampferspule 42 und wird durch die relativ kalte Verdampferspule 42 gekühlt. Zur gleichen Zeit wird das Kältemittel in der Verdampferspule 42 durch einen Kontakt mit der relativ warmen Luft verdampft. Die gekühlte Luft wird durch den Luftauslass 39 in den luftklimatisierten Raum 14 zurückgeführt, um den luftklimatisierten Raum 14 zu kühlen, und das verdampfte Kältemittel strömt durch einen Auslass 43 aus der Verdampferspule 42 heraus und wird an die Atmosphäre abgeblasen. Ein Regler 44 ist in Fluidverbindung mit dem Auslass 43 angeordnet, um den Kältemitteldampfdruck ungefähr auf einen gewünschten Druck zu regeln.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst des weiteren ein erstes Gebläse 50 und ein zweites Gebläse 52, die innerhalb des Wärmetauschers 37 angeordnet sind, um Luft von dem luftklimatisierten Raums 14 durch den Wärmetauscher 37 zu ziehen, der ein Heizelement 53 aufweist. Das Heizelement 53 ist in dem Wärmetauscher 37 angeordnet und umfasst eine Heizspule 54 und eine Fluidleitung 55, die sich zwischen der Heizspule 54 und einem entfernt angeordneten Kühlkreislauf (nicht dargestellt) erstreckt. Ein drittes Ventil 58 ist entlang der Fluidleitung 55 angeordnet, um die Strömung von Kühlmittel von dem Kältekreislauf zu der Heizspule 54 zu steuern. Während des Betriebs heizt der Motor 36 das Kühlmittel in dem Kühlkreislauf. Wenn ein Heizen erforderlich ist, wird das dritte Ventil 58 geöffnet und Kühlmittel wird durch das Heizelement 53 geleitet, um Luft in dem Wärmetauscher 37 zu heizen.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst des weiteren einen ersten Sensor oder Rückleitungsluftsensor 45, einen zweiten Sensor oder Verdampferspulenauslasstemperatursensor 46, einen dritten Sensor oder Abtauendeschalter 48, einen Türsensor 62 und eine Steuerung 34. Der Rückleitungsluftsenor 45 ist zwischen der Verdampferspule 42 und dem Einlass 38 angeordnet, und er nimmt die Rückleitungslufttemperatur („RA“) auf, welches die Temperatur der Luft ist, die von den luftklimatisierten Raum 14 zu dem Wärmetauscher 37 zurückkehrt. Der Rückleitungsluftsensor 45 steht in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 34, um ein Signal abzugeben, das die Rückleitungslufttemperatur angibt.
Der Auslasstemperatursensor 46 ist neben dem Auslass 43 angeordnet und nimmt die Temperatur des Kältemitteldampfs auf („ECOT“), der die Verdampferspule 42 verlässt. Der Auslasstemperatursensor 46 steht in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 34, um ein Signal abzugeben, das die Auslasstemperatur angibt. In ähnlicher Weise ist der Abtauendeschalter 48 an dem Wärmetauscher 37 angeordnet, um eine vorgegebene Abtau- oder Enteisungsendetemperatur („DTS“) zu fühlen. Der Abtauendeschalter 48 steht in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 34, um ein Signal abzugeben, das die Abtauendetemperatur DTS angibt.
Der Türsensor 62 steht in Verbindung mit den Türen 19, um eine Position der Türen 19 festzustellen (d. h. offen und geschlossen). Der Türsensor 62 steht in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 34, um ein Signal abzugeben, das die Position der Türen 19 angibt.
Die Steuerung 34 steht in elektrischer Verbindung mit dem ersten und dem zweiten Steuerventil, um die Strömung von Kältemittel von dem Speichertank 20 zu der Verdampferspule 42 zu steuern. Die Steuerung 34 steht außerdem in Verbindung mit dem ersten und dem zweiten Gebläse 50, 52 sowie dem dritten Ventil 58. Die Steuerung 34 betätigt das erste und das zweite Gebläse 50, 52 derart, dass Luft von dem luftklimatisierten Raum 14 durch den Wärmetauscher 37 gezogen wird. Die Steuerung 34 verändert das dritte Ventil 58 zwischen offenen und geschlossenen Positionen, um die Strömung von Kühlmittel von dem Kühlkreislauf zu der Heizspule 54 zu regeln.
Die Steuerung oder der Mikroprozessor 34 verwendet vorzugsweise eine Stufenlogik, um die Strömung von Kältemittel aus dem Speichertank zu steuern. Die Steuerung 34 wird von einem Motor 36 des Fahrzeugs 16 (1) oder durch einen in dem Motor 36 angeordneten Wechselstromgenerator (nicht dargestellt) mit Strom versorgt. In alternativen Ausführungsformen, kann die Steuerung 34 auch oder alternativ durch eine Batterie, eine Brennstoffzelle, einen Generator oder dergleichen mit Strom versorgt werden. In anderen Ausführungsformen kann eine stationäre Stromquelle (nicht dargestellt), beispielsweise ein an einem Gebäude angeordneter Auslass, der Steuerung 34 Strom zuführen.
Um den Betrieb der Steuereinrichtung 10 zu beginnen, wird die Bedienungsperson oder ein Systemadministrator dazu veranlasst, einen oder mehrere Betriebsparameter oder -bedingungen in die Steuerung 34 einzugeben, einschießlich der Sollwerttemperatur SP. Die Betriebsbedinungen können auch eine Umgebungstemperatur umfassen, die den luftklimatisierten Raum 14 umgibt, eine gewünschte Feuchtigkeit für den luftklimatisierten Raum 14, die Art eines in dem Frachtraum des luftklimatisierten Raums 14 untergebrachten Produkts, einen gewünschten Temperaturbereich, die Verwendung von Türvorhängen, die Dauer der Türöffnungen, ein Zeitinterval zwischen Türöffnungen, eine thermische Masse des in dem Lastwagen verbleibenden Produkts, sowie die Zufügung warmer Ladung auf den Lastwagen. In anderen Ausführungsformen können zusätzliche Betriebsbedingungen in die Steuerung eingegeben werden.
Während des Hochfahrens kann die Bedienungsperson die Steuerung 34 so führen, dass sie die Steuereinrichtung 10 entweder in einem Frischebereichszustand oder in einem Gefrierbereichszustand betreibt, indem die Sollwerttemperatur SP ausgewählt wird. Die Steuereinrichtung 10 umfasst des weiteren einen Heizbereichszustand (7), einen Abtauzustand (8) sowie einen Siedezustand (9). Sowohl der Frischebereichszustand als auch der Gefrierbereichszustand können derart variiert werden, dass sie in einem Zustand aus dem Heizbereichszustand, dem Abtauzustand und dem Siedezustand betriebsfähig sind, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Steuereinrichtung 10 und des luftklimatisierten Raums 14.
Der Betriebszustand der Steuereinrichtung 10 basiert auf der Sollwerttemperatur SP, die von der Bedienungsperson in die Steuerung 34 eingegeben wird. Wenn die Bedienungsperson eine Sollwerttemperatur SP eingibt, die gleich oder kleiner als 15° F (= - 9,4° C) ist, arbeitet die Einheit in dem Gefrierbereichszustand. Wenn die Bedienungsperson umgekehrt eine Sollwerttemperatur SP eingibt, die größer ist als 15° F (= - 9,4° C), arbeitet die Steuereinrichtung 10 in dem Frischebereichszustand.
Sobald die Sollwerttemperatur SP und die anderen Betriebsparameter eingegeben sind, können das erste und das zweite Gebläse 50, 52 für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. 30 Sekunden) weiter betrieben werden, um Luft in dem luftklimatisierten Raum 14 zirkulieren zu lassen. Die Steuerung 34 beginnt dann einen Betrieb entweder in dem Frischebereichszustand oder dem Gefrierbereichszustand.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 umfasst der Frischebereichszustand einen Modus 1, einen Modus 2, einen Modus 3 sowie einen Null-Modus. Wenn der Frischebereichszustand ausgewählt ist, steuert die Steuerung 34 die Steuereinrichtung 10 so, dass sie einen Betrieb in einen dieser Moden beginnt, basierend auf der Rückführungslufttemperatur RA und der von der Bedienungsperson eingegebenen Sollwerttemperatur SP. Insbesondere berechnet die Steuerung 34 einen Temperaturfehler (RA - SP), um einen anfänglichen Betriebsmodus der Steuereinrichtung 10 zu ermitteln (d. h. einen des Modus 1, Modus 2, Modus 3 und Null-Modus).
Jeder Betriebsmodus (d. h. Modus 1, Modus 2, Modus 3) sind Kühlmoden in dem Frischebereichszustand und dem Gefrierbereichszustand. Die Steuereinrichtung 10 hat eine Verzögerung (z. B. 4 Sekunden), wenn sie von dem Null-Modus in einen der Kühlmoden übergeht. Das erste und das zweite Steuerventil 26, 32 bleiben jedoch für eine vorgegebene Zeitdauer ausgeschaltet (z. B. die ersten 30 Sekunden des Kühlens), wenn ein Übergang von dem Null-Modus in einen der Kühlmoden erfolgt, sofern beide Gebläse in dem Null-Modus ausgeschaltet waren. Die Steuereinrichtung 10 weist darüber hinaus eine Verzögerung auf (z. B. 4 Sekunden), wenn ein Übergang von dem Null-Modus in den Heizbereichszustand erfolgt. Die Verzögerung bei einem Übergang von dem Null-Modus in einen der Kühlmoden oder den Heizmodus stellt sicher, dass eine Spitze in der Temperatur die Steuereinrichtung 10 nicht in einen ungeeigneten Betriebsmodus zwingt. In verschiedenen Anwendungen können die in die Steuerung 34 programmierten Verzögerungen jede Länge einer Zeitdauer haben.
Die Steuereinrichtung 10 umfasst darüber hinaus eine Verzögerung (z. B. 10 Sekunden), wenn ein Übergang von dem Heizmodus in den Null-Modus erfolgt, sowie eine Verzögerung (z. B. 20 Sekunden), wenn sie von einem der Kühlmoden in den Null-Modus übergeht. Die Verzögerungen bei einem Übergang von dem Heizmodus oder den Kühlmoden in den Null-Modus stellen sicher, dass die Temperatur des luftklimatisierten Raums 14 gut innerhalb des Null-Bereichs liegt und dort für eine Zeitdauer verbleibt, bevor die Steuereinrichtung neu gestartet wird.
Wie in 8 gezeigt ist, gibt es keine Verzögerung, wenn die Steuereinrichtung 10 zwischen dem Null-Modus und dem Abtauzustand umgeschaltet wird. In ähnlicher Weise gibt es keine Verzögerung, wenn einer der drei Kühlmoden in den Abtauzustand umgeschaltet wird. Es gibt auch keine Verzögerung, wenn die Steuereinrichtung 10 von dem Null-Modus in den Siedezustand umgeschaltet wird und wenn die Steuereinrichtung von dem Siedezustand in einen der drei Kühlmoden umgeschaltet wird (9).
Der Frischebereichszustand umfasst außerdem einen Steuermodus oder Algorithmus, der die Bedienungsperson mit der Fähigkeit ausstattet, die Steuereinrichtung 10 für optimale Kraftstoffeinsparungen (d. h. Kältemittel) zu steuern. 3 zeigt den Betrieb der von der Steuerung 34 betriebenen Steuereinrichtung 10 in dem Frischebereichszustand, wenn der Steuerungsmodus nicht aktiviert ist. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA die Summe aus der Sollwerttemperatur SP und einer ersten Schaltpunkttemperatur („FS1“) (z. B. 10° F = - 12,2° C) übersteigt, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 betreibt.
Modus 1 ist ein erster, hoch-kapazitärer Kühlmodus für den Frischebereichszustand. Im Modus 1 sind die ersten und zweiten Steuerventile 26, 32 geöffnet, um eine maximale Strömungsrate an Kältemittel durch die Verdampferspule 42 zu ermöglichen, wodurch eine schnelle Temperaturabsenkung des luftklimatisierten Raums 14 erreicht wird. Das erste und das zweite Gebläse 50, 52 werden eingeschaltet und der Dämpfer 40 wird geöffnet, um eine Luftströmung über die Verdampferspule 42 zu bilden. Zusätzlich wird das dritte Ventil 58 geschlossen, um sicher zu stellen, dass kein Kühlmittel in das Heizelement 53 eintritt. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA größer ist als oder gleich der Summe der ersten Schaltpunkttemperatur FS1 und der Sollwerttemperatur SP, fährt die Steuerung 34 fort, die Steuereinrichtung 10 im Modus 1 zu betreiben.
Die Steuerung 34 kann auf der Basis einer Vielzahl von Temperatursteuerwerten den Betrieb der Steuereinrichtung 10 vom Modus 1 in den Modus 2 umschalten. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA beispielsweise kleiner ist als oder gleich der Summe der ersten Schaltpunkttemperatur FS1 und der Sollwerttemperatur SP beim Hochfahren, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie einen Betrieb der Steuereinrichtung 10 in dem Modus 2 beginnt. Wenn nach dem Betrieb im Modus 1 in ähnlicher Weise die Rückführungslufttemperatur RA unter die Summe der ersten Schaltpunkttemperatur FS1 und der Sollwerttemperatur SP abfällt oder dieser Summe gleich wird, schaltet die Steuerung 34 die Steuereinrichtung 10 in den Modus 2 um.
Die Steuerung 34 ist außerdem so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 vom Modus 1 in den Modus 2 umschaltet, wenn der Auslasssensor 46 feststellt, dass flüssiges Kältemittel dabei ist, die Verdampferspule 42 zu verlassen und in den Auslass 43 einzutreten. In einigen Fällen, insbesondere wenn die Massenströmungsrate an Kältemittel durch die Verdampferspule 42 relativ hoch ist, können ein Teil oder die Gesamtheit des Kältemittels in der Verdampferspule 42 nicht vollständig verdampft sein. In diesen Fällen arbeitet die Steuereinrichtung 10 nicht in der effizientesten Art und Weise. Wenn darüber hinaus ein Fluten ungeprüft bleibt, kann sich ein Teil oder die Gesamtheit des Kältemittels in der Verdampferspule 42 verfestigen, was die Steuereinrichtung 10 betriebsunfähig macht. Wenn die Differenz zwischen der Rückfiihrungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT daher größer ist als ein Flutpunktdifferential („FPD“) (z. B. 30° F = - 1,1° C), ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie von Modus 1 in Modus 2 umschaltet. Die Steuerung 34 initialisiert auch eine erste Steuervariable Flag 1, wenn die Steuereinrichtung 10 in Reaktion darauf in den Modus 2 umgeschaltet wird, dass die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT größer ist als ein Flutpunktdifferential FPD. Wie oben diskutiert wurde, verhindert die erste Steuervariable Flag 1 unter bestimmten Betriebsbedingungen ein Umschalten der Steuereinrichtung 10 von dem Modus 2 zurück in den Modus 1.
Die Steuerung 34 startet außerdem einen ersten Zeitgeber 70, wenn die Steuereinrichtung 10 in Reaktion darauf in den Modus 2 umgeschaltet wird, dass die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT größer ist als ein Flutpunktdifferential FPD. Der erste Zeitgeber 70 umfasst ein vorgegebenes Zeitinterval (z. B. 90 Sekunden), das eine Verzögerung in der Steuerung 34 bewirkt. Die Verzögerung gestattet es der Steuereinrichtung 10, dass sie sich nach dem Umschalten von dem Modus 1 vollständig auf den Modus 2 einstellt oder in diesen eintritt, ohne dass die Steuerung 34 die Steuereinrichtung 10 vor dem Ablauf des ersten Zeitgebers 70 auf einen anderen Modus umschaltet.
Im Modus 2 ist das erste Ventil 26 geöffnet und das zweite Ventil 32 geschlossen, um eine zweite Strömungsrate an Kältemittel durch die Verdampferspule 42 zu bewirken, wodurch eine relativ schnelle Temperaturabsenkung geschaffen und gleichzeitig Kältemittel eingespart wird. Die zweite Strömungsrate ist kleiner als die durch den Betrieb der Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 zugelassene erste Strömungsrate, wodurch im Vergleich zu dem Modus 1 ein Kühlmodus mit geringerer Kapazität resultiert. Das erste und das zweite Gebläse 50, 52 sind eingeschaltet und der Dämpfer 50 ist geöffnet, um eine Luftströmung über die Verdampferspule 42 zu schaffen. Zusätzlich ist das dritte Ventil 58 geschlossen, um sicher zu stellen, dass kein Kühlmittel in das Heizelement 53 eintritt.
Die Steuerung 34 kann die Steuereinrichtung 10 vom Modus 2 zurück in den Modus 1 bringen, wenn die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der ersten Schaltpunkttemperatur FS1 und einer Frischeschaltverschiebung („FSO“) (z. B. 2° F = - 16,7° C) der Steuereinrichtung 10 ansteigt. Das Umschalten von dem Modus 2 in den Modus 1 unter diesen Parametern tritt jedoch nur auf, wenn die erste Steuervariable Flag 1 von der Steuerung 34 nicht initiiert worden ist. Wenn die erste Steuervariable Flag 1 initiiert worden ist, gestattet es die Steuerung 34 der Steuereinrichtung 10 nicht, zurück in den Modus 1 umzuschalten, selbst wenn die Rückführungslufttemperatur RA größer ist als die Summe der Sollwerttemperatur SP, der ersten Schaltpunkttemperatur FS1 und der Frischeschaltverschiebung FSO. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA andererseits unter die Summe der Sollwerttemperatur SP und einer zweiten Schaltpunkttemperatur („FS2“) (z. B. 3° F = - 16,1° C) abfällt oder dieser Summe gleich wird, schaltet die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 um.
In einigen Anwendungsfällen kann ein Fluten während des Betriebs in dem Modus 2 auftreten. Die Steuerung 34 ist daher vorzugsweise so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 umschaltet, wenn die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT größer ist als das Flutpunktdifferential FPD und der erste Zeitgeber 70 eine Verringerung von Null vollzogen hat (d. h. die von dem ersten Zeitgeber 70 initiierte Verzögerung ist abgelaufen). Die Steuerung 34 initialisiert außerdem eine zweite Steuervariable Flag 2, wenn die Steuereinrichtung 10 in Reaktion darauf in den Modus 3 umgeschaltet wird, dass die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT größer ist als das Flutpunktdifferential FPD, wobei der erste Zeitgeber 70 gleich Null ist. Wie unten erläutert wird, verhindert die zweite Steuervariable Flag 2 unter bestimmten Betriebsbedingungen ein Umschalten der Steuereinrichtung 10 von dem Modus 3 zurück in den Modus 2. Die Steuereinrichtung 10 kann beim Starten außerdem einen Betrieb in dem Modus 3 beginnen, wenn die Rückführungslufttemperatur RA kleiner ist als oder gleich der Summe einer ersten Schaltpunkttemperatur FS2 und der Sollwerttemperatur SP und wenn die Rückführungslufttemperatur RA größer ist als die Summe der Sollwerttemperatur SP und der zweiten Schaltpunkttemperatur FS2.
Im Modus 3 ist das erste Steuerventil 26 geschlossen und das zweite Steuerventil 32 geöffnet, um eine dritte, geringere Maßenströmungsrate an Kältemittel durch die Verdampferspule 42 zu bilden. Die dritte Massenströmungsrate an Kältemittel im Modus 3 ist eine kleinere Massenströmungsrate als die von den Moden 1 und 2 definierten ersten und zweiten Massenströmungsraten, wodurch eine relativ langsamere Temperaturabsenkung geschaffen wird und gleichzeitig Kältemittel erhalten bleibt. Das erste und das zweite Gebläse 50, 52 sind eingeschaltet und der Dämpfer 40 ist geöffnet, um eine Luftströmung durch den Wärmetauscher 37 zu verbessern, und das dritte Ventil 48 ist geschlossen, um ein Heizen zu verhindern.
Die Steuereinrichtung 10 arbeitet in dem Modus 3 solange, wie die Rückführungslufttemperatur RA kleiner ist als oder gleich der Summe aus der zweiten Schaltpunkttemperatur FS2 und der Sollwerttemperatur SP beim Starten, und wenn die Rückführungslufttemperatur RA größer ist als eine Auf-Null-Kühlen-Temperatur („CTN“) (z. B. 0,9° F = - 17,3° C). Wenn die Rückführungslufttemperatur RA unter die Summe der Sollwerttemperatur SP und der Auf-Null-Kühlen-Temperatur CTN abfällt, schaltet die Steuereinrichtung 10 auf einen Betrieb in dem Null-Modus um.
Die Steuerung 34 kann die Steuereinrichtung 10 vom Modus 3 zurück in den Modus 2 umschalten, wenn die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der zweiten Schaltpunkttemperatur FS2 und der Frischeschaltverschiebung FSO ansteigt. Das Umschalten vom Modus 3 in den Modus 2 unter diesen Parametern tritt jedoch nur auf, wenn die zweite Steuervariable Flag 2 von der Steuerung 34 nicht initiiert worden ist. Wenn die zweite Steuervariable Flag 2 initiiert worden ist, gestattet es die Steuerung 34 der Steuereinrichtung 10 nicht, in den Modus 2 zurück umzuschalten, selbst wenn die Rückführungsluftemperatur RA größer ist als die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der zweiten Schaltpunkttemperatur FS2 und der Frischeschaltverschiebung FSO. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA andererseits über die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der zweiten Schaltpunkttemperatur FS2 und der Frischeschaltverschiebung FSO ansteigt und die zweite Steuervariable Flag 2 nicht gesetzt worden ist, schaltet die Steuereinrichtung 10 vom Modus 3 in den Modus 2 um.
In dem Null-Modus sind das erste und das zweite Steuerventil 26, 32 geschlossen, um Kältemittel daran zu hindern, durch die Verdampferspule 42 zu strömen, und das dritte Ventil 48 ist geschlossen, um Kühlmittel daran zu hindern, in das Heizelement 53 einzutreten. Zusätzlich sind das erste und das zweite Gebläse 50, 52 ausgeschaltet, um Energie zu sparen und um die Gebläse 50, 52 daran zu hindern, den luftklimatisierten Raum 14 zu heizen. In einigen Anwendungsfällen können das erste und das zweite Gebläse 50, 52 jedoch während des Null-Modus eingeschaltet bleiben, um eine Luftströmung in dem luftklimatisierten Raum 14 aufrecht zu erhalten.
Wenn die Steuereinrichtung 10 von dem Modus 3 in den Null-Modus umgeschaltet wird, sind das erste und das zweite Steuerventil 26, 32 geschlossen, wie es oben erläutert wurde. Etwas Rest-Kältemittel verbleibt jedoch noch in der Verdampferspule 42, nachdem das erste und das zweite Steuerventil 26, 32 geschlossen worden sind. Das Rest-Kältemittel liefert eine zusätzliche Kühlung für den luftklimatisierten Raum 14, um die Temperatur des luftklimatisierten Raums 14 abzusenken, nachdem die Kältemittelströmung gestoppt worden ist. Darüber hinaus ist die Kühlkapazität des Rest-Kältemittels in der Verdampferspule 42 ungefähr gleich der Auf-Null-Kühlen-Temperatur CTN. Wenn die Steuereinrichtung 10 vom Modus 3 in den Null-Modus umgeschaltet wird, senkt das Rest-Kältemittel daher die Temperatur des luftklimatisierten Raums 14 auf die Sollwerttemperatur SP ab.
Die Steuereinrichtung 10 kann einen Betrieb auch in dem Null-Modus beginnen, wenn sich die Rückführungslufttemperatur RA innerhalb eines die Sollwerttemperatur SP umgebenden Steuerbanddifferentials („CBD“) befindet (z. B. 4° F = - 15,6° C). Das Steuerbanddifferential CBD wird im allgemeinen als der bevorzugte Betriebstemperaturbereich für eine bestimmte Ladung ermittelt, und es ist daher vorzugsweise durch die Bedienungsperson einstellbar, aber es kann auch oder alternativ von dem Systemadministrator eingegeben werden. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus dem Steuerbanddifferential CBD und der Sollwerttemperatur SP ansteigt, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 von einem Betrieb in dem Null-Modus in einen Betrieb in dem Modus 1 umschaltet.
Wenn eine oder beide der ersten Steuervariablen Flag 1 und der zweiten Steuervariablen Flag 2 zuvor gesetzt worden sind, setzt die Steuerung 34 die zuvor gesetzte erste Steuervariable Flag 1 und die zweite Steuervariable Flag 2 zurück oder löscht diese, wenn die Steuereinrichtung 10 in dem Null-Modus arbeitet. Die Steuerung 34 setzt auch den ersten Zeitgeber 70 auf die vorgegebene Zeit zurück, wenn sich die Steuereinrichtung 10 in dem Null-Modus befindet.
Die Steuerung 34 ist außerdem so programmiert, dass sie einen Fehler oder Ausfall der Sensoren aufnimmt. Insbesondere wenn die Steuerung 34 feststellt, dass entweder der Rückführungslufttemperatursensor 45 oder der Verdampferspulenauslasstemperatursensor 46 während eines Betriebs in dem Modus 1 oder dem Modus 2 ausgefallen ist, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 umschaltet. Die Steuereinrichtung 10 arbeitet außerdem in dem Modus 3, bis der Rückführunglufttemperatursensor 45 ausfällt und die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT unter die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der Auf-Null-Kühlen-Temperatur CTN und - 5° F (= - 20,5° C) abfällt, zu welcher Zeit die Steuereinrichtung 10 in den Null-Modus umschaltet. Wenn der Rückführungslufttemperatursensor 45 ausfällt und die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT über die Summe aus der Sollwerttemperatur SP und dem Steuerbanddifferential CBD ansteigt, schaltet die Steuerung 34 von dem Null-Modus in einen Betrieb im Modus 3 um. Die zweite Steuervariable Flag 2 wird gesetzt, wenn die Steuereinrichtung 10 von dem Null-Modus zurück in den Modus 3 umschaltet.
Wenn der Verdampferspulenauslasstemperatursensor 46 während des Betriebs in dem Null-Modus ausfällt, fährt die Steuereinrichtung 10 mit einem Betrieb in dem Null-Modus fort, bis die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus dem Steuerbanddifferential CBD und der Sollwerttemperatur SP ansteigt, zu welcher Zeit die Steuerung 34 in einen Betrieb in dem Modus 3 umschaltet. Die zweite Steuervariable Flag 2 wird gesetzt, wenn die Steuereinrichtung 10 von dem Null-Modus zurück in den Modus 3 umschaltet.
4 zeigt die Steuereinrichtung 10 in dem Frischebereichszustand, wobei der Steuermodus aktiviert ist. Der Steuermodus ist ein Kraftstoffsparmodus, der eine vorgegebene Zeitdauer vorschreibt, in der die Steuereinrichung 10 in dem Modus 1 arbeiten kann, dem Kühlmodus mit höchster Kapazität. Mit anderen Worten ist die vorgegebene Zeitdauer eine maximale Zeit, für die die Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 betrieben werden kann, ermittelt durch die Betriebsbedingungen der Steuereinrichtung 10. Wie es im Detail unten beschrieben wird, verwendet die Steuerung 34 einen zweiten Zeitgeber 75, um die Zeitdauer zu begrenzen, für die Steuereinrichtung 10 im Modus 1 betrieben wird.
Der Steuermodus ist aktiviert und aktiv, wenn die Bedienungsperson eine Kraftstoffspareinstellung aktiviert, die in der Steuerung 34 programmiert ist. Wenn der zweite Zeitgeber 75 während des Betriebs der Einrichtung 10 im Modus 1 auf Null verringert wird, wird die Einrichtung 10 in den Modus 2 umgeschaltet, wobei sie nicht in den Modus 1 zurückkehren kann, bis der zweite Zeitgeber 75 auf die vorgegebene Zeitdauer zurückgesetzt worden ist. Der zweite Zeitgeber 75 setzt sich zurück, wenn eine Programmeingabe der Steuerung 34 „Ja“ gleicht. Der zweite Zeitgeber 75 wird auf Null gesetzt, wenn die Programmeingabe auf der Basis der folgenden Parameter „Nein“ gleicht: Leistungszyklus der Steuerung 34, Ein-/Aus-Zyklus der Steuerung 34 und/oder der Einrichtung 10, Ausschaltalarm. In anderen Ausführungsformen kann der zweite Zeitgeber 75 auf der Basis anderer programmierbarer Aspekte der Steuerung 34 auf Null gesetzt werden (z. B. Verlassen eines Zugangsmenüs, usw.).
Der Steuermodus gestattet es nicht nur, dass das Produkt die Sollwerttemperatur (SP) erreicht, sondern er begrenzt auch einen Betrieb in dem Modus 1 selbst wenn die Rückführungslufttemperatur RA über das Steuerbanddifferential CBD hinaus geht. Die von der Bedienungsperson eingegebenen Betriebsbedingungen stellen fest, wie groß die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und dem Steuerband sein kann, während noch eine akzeptable Temperaturabsenkung des Produkts erreicht wird. Mit anderen Worten stellt die Bedienungsperson die Parameter des Steuermodus fest, die die vorgegebene Zeitdauer steuern, für die die Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 betrieben wird.
Der zweite Zeitgeber 75 wird durch die Kombination einer Zeitgebereinstellung für den Modus 1 und einer Türzeitgebereinstellung für den Modus 1 definiert, die in der Steuerung 34 programmiert sind. Die Steuerung 34 verringert den zweiten Zeitgeber 75 von der vorgegebenen Zeitdauer auf Null. Wenn sowohl die Zeitgebereinstellung für den Modus 1 als auch die Türzeitgebereinstellung für den Modus 1 Nicht-Null-Werte sind, wird der maximale Zeitbetrag, für den die Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 arbeitet, durch die Zeitgebereinstellung ermittelt, die den größeren Zeitwert hat. Der zweite Zeitgeber 75 erreicht Null, wenn beide Zeitgebereinstellungen Null erreichen, und die Einrichtung 10 wird vom Modus 1 umgeschaltet, wie es im Detail unten beschrieben wird.
Außer wie es unten beschrieben wird, ist der Betrieb der Steuereinrichtung 10 in dem Frischebereichszustand, in dem der Steuermodus aktiviert ist, der gleiche, wie der Betrieb der Steuereinrichtung 10 in dem Frischebereichszustand ohne dass der Steuermodus aktiviert ist (3). Die in den zweiten Zeitgeber 75 programmierte vorgegebene Zeitdauer ermittelt den Betrag an Zeit, für die die Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 betrieben werden kann. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung 10 in dem Modus 1 betrieben werden, wenn die Rückführungslufttemperatur RA größer ist als die erste Schaltpunkttemperatur FS1 und die Sollwerttemperatur SP und wenn der zweite Zeitgeber nicht gleich Null ist.
Wenn der zweite Zeitgeber 75 auf der Basis eines Betriebs der Steuereinrichtung 10 im Modus 1 auf Null vermindert wird, schaltet die Steuerung 34 die Steuereinrichtung 10 in den Modus 2 um. Wie es oben mit Bezug auf 3 beschrieben worden ist, wenn die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT größer ist als das Flutpunktdifferential FPD, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 vom Modus 1 in den Modus 2 umschaltet. Während die Einrichtung 10 in den Modus 2 umgeschaltet wird, wird die Steuervariable Flag 1 gesetzt, der erste Zeitgeber 70 wird initiiert, und der zweite Zeitgeber 75 wird auf Null gesetzt.
Wie es oben beschrieben wurde, kann die Steuerung 34 die Steuereinrichtung 10 vom Modus 2 zurück in den Modus 1 umschalten, wenn die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der ersten Schaltpunkttemperatur FS1 und der Frischeschaltverschiebung ansteigt. Die Veränderung vom Modus 2 in den Modus 1 unter diesen Parametern kann jedoch nur auftreten, wenn die erste Steuervariable Flag 1 von der Steuerung 34 nicht initiiert worden ist und der zweite Zeitgeber 75 nicht auf Null erniedrigt worden ist. Wenn entweder die erste Steuervariable Flag 1 initiiert worden ist oder der zweite Zeitgeber 75 auf Null erniedrigt worden ist, gestattet es die Steuerung 34 der Steuereinrichtung 10 nicht, zurück in den Modus 1 umzuschalten.
Wenn die Steuerung 34 feststellt, dass entweder der Rückführungslufttemperatursensor 45 oder der Verdampferspulenauslasstemperatursensor 46 während eines Betriebs in dem Modus 1 oder dem Modus 2 ausgefallen ist, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 umschaltet. Wenn aufgrund eines Ausfalls einer oder beider der Sensoren 45, 46 in den Modus 3 eingetreten wird, setzt die Steuerung 34 den zweiten Zeitgeber 75 auf Null. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA unter die Summe aus der Sollwerttemperatur SP und der Auf-Null-Kühlen-Temperatur CTN abfällt, schaltet die Steuereinrichtung 10 in einen Betrieb in dem Null-Modus um, und die Steuerung 34 setzt den zweiten Zeitgeber 75 auf Null.
Wie oben beschrieben wurde, wenn die Steuerung 34 feststellt, dass entweder der Rückführungslufttemperatursensor 45 oder der Verdampferspulenauslasstemperatursensor 46 während eines Betriebs in dem Modus 1 oder dem Modus 2 ausgefallen ist, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 umschaltet. Zu ungefähr der gleichen Zeit, wie die Steuereinrichtung 10 entweder vom Modus 1 oder vom Modus 2 in den Modus 3 umgeschaltet wird, setzt die Steuerung 34 den zweiten Zeitgeber 75 auf Null. In ähnlicher Weise arbeitet die Steuereinrichtung 10 im Modus 3, bis der Rückführungsluftsensor 45 ausfällt, wobei die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT unter die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der Auf-Null-Kühlen-Temperatur CTN und -5° F (= - 20,5° C) abfällt, zu welcher Zeit die Steuereinrichtung 10 in den Null-Modus umschaltet. Zu ungefähr der gleichen Zeit, zu der die Steuereinrichtung 10 vom Modus 3 in den Null-Modus umgeschaltet wird, setzt die Steuerung 34 den zweiten Zeitgeber 75 auf Null.
Wenn die Sollwerttemperatur SP kleiner ist als oder gleich 15° F (= - 9,4° C), arbeitet die Einheit in einem Gefrierbetriebsmodus. 5 zeigt den Gefrierbereichszustand der Steuereinrichtung 10, wobei der Steuermodus von der Steuerung 34 deaktiviert ist. Der Gefrierbereichszustand umfasst einen Modus 1, einen Modus 2, einen Modus 3 sowie einen Null-Modus, die den Betriebsmoden in dem Frischebereichszustand ähnlich sind. Mit anderen Worten ist der Modus 1 ein erster Kühlmodus mit hoher Kapazität, der Modus 2 ist ein Kühlmodus, der eine relativ kleinere Kapazität als der Modus 1 hat, und der Modus 3 ist ein Kühlmodus, der eine relativ kleinere Kapazität als Modus 2 hat. Die Betriebsmoden unterscheiden sich nur darin, dass der Gefrierbereichszustand bei kälteren Temperaturen betrieben wird als den Temperaturen der Betriebsmoden in dem Frischebereichszustand. In ähnlicher Weise berechnet die Steuerung 34 den Temperaturfehler (RA - SP), um den anfänglichen Betriebsmodus (d. h. einen aus dem Modus 1, dem Modus 2, dem Modus 3 oder dem Null-Modus) der Steuereinrichtung 10 in dem Gefrierbereichszustand festzustellen. Wenn die Kältemitteltemperatursteuereinrichtung 10 in dem Gefrierbereichszustand des Betriebs arbeitet, ist der Heizmodus ausgeschlossen.
Abgesehen davon, wie es oben beschrieben worden ist, ist der Gefrierbereichszustand mit dem deaktivierten Steuermodus ähnlich dem Frischebereichszustand mit dem deaktivierten Steuermodus. Wenn die Rückfiihrungslufttemperatur RA größer ist als die Sollwerttemperatur SP, beginnt die Steuereinrichtung 10 den Betrieb im Modus 1. Sobald die Rückführungslufttemperatur RA gleich der Sollwerttemperatur SP wird oder unter diese abfällt, wird die Steuereinrichtung 10 vom Modus 1 in den Null-Modus umgeschaltet.
Wie es oben in Bezug auf den Frischebereichszustand erläutert wurde, kann ein Teil oder die Gesamtheit des Kältemittels in der Verdampferspule 42 während der Kühlvorgänge nicht verdampfen, und die Verdampferspule kann beginnen, sich mit flüssigem Kältemittel zu füllen. Wenn das Fluten erfolgt, kann sich das Kältemittel in der Verdampferspule 42 verfestigen und kann die Steuereinrichtung 10 beschädigen. Um ein Fluten zu verhindern, schaltet die Steuereinrichtung 10 daher vom Modus 1 in den Modus 2 um, wenn die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT unter das Flutpunktdifferential FPD abfällt (z. B. 30° F = - 1,1 ° C), wobei die Steuereinrichtung 10 in den Modus 2 umschaltet. Die Steuerung 34 startet darüber hinaus den ersten Zeitgeber 70, wenn die Steuereinrichtung 10 in Reaktion darauf in den Modus 2 umgeschaltet wird, dass die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT größer ist als das Flutpunktdifferential FPD. Die Steuerung 34 steuert die Steuereinrichtung 10 im Modus 2 für die gesamte Zeitdauer, während der der Zeitgeber 70 einen Nicht-Null-Wert hat.
Die Steuereinrichtung 10 fährt solange fort, im Modus 2 zu arbeiten, wie die Rückführungslufttemperatur RA oberhalb der Sollwerttemperatur SP bleibt. Wenn die Differenz zwischen der Rückführungslufttemperatur RA und der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT unter das Flutpunktdifferential FPD abfällt, wobei sich der erste Zeitgeber 70 auf Null verringert hat, schaltet die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 um. In ähnlicher Weise schaltet die Steuereinrichtung 10 in den Modus 3 um, wenn entweder der Rückführungsluftsensor 45 oder der Auslasssensor 46 ausfällt. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA gleich der Sollwerttemperatur SP wird oder unter diese abfällt, wird die Steuereinrichtung 10 von einem Betrieb in dem Modus 2 in einen Betrieb in dem Null-Modus umgeschaltet.
Wenn die Rückführungslufttemperatur RA im Modus 3 unter die Sollwerttemperatur SP abfällt oder dieser gleich wird, schaltet die Steuereinrichtung 10 vom Modus 3 in den Null-Modus um. In ähnlicher Weise schaltet die Steuereinrichtung 10 vom Modus 3 in den Null-Modus um, wenn der Rückführungsluftsensor 45 ausgefallen ist und die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT unter die Summe aus der Sollwerttemperatur SP, der Auf-Null-Kühlen-Temperatur CTN und - 8° F (= -22,2° C) abfällt.
Die Steuereinrichtung 10 fährt solange fort, in dem Null-Modus zu arbeiten, wie ein Kühlen erforderlich ist und die Rückführungslufttemperatur RA kleiner ist als oder gleich der Summe aus der Sollwerttemperatur SP und einem vorgegebenen Steuerbanddifferential CBD (z. B. 4° F = -15,6° C). Der erste Zeitgeber 70 wird zurückgesetzt, wenn sich die Steuereinrichtung in dem Null-Modus befindet. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus dem Steuerbanddifferential CBD und der Sollwerttemperatur SP ansteigt, und wenn die Rückführungslufttemperatur RA größer ist als eine Nullflutverhinderungstemperatur („NFP“) (z. B. 15° F = -9,4° C), schaltet die Steuereinrichtung 10 in den Modus 1 um. Wenn die Rückführungslufttemperatur RA umgekehrt über die Summe aus dem Steuerbanddifferential CBD und der Sollwerttemperatur SP ansteigt, und wenn die Rückführungslufttemperatur RA kleiner ist als oder gleich der Nullflutverhinderungstemperatur NFP, schaltet die Steuereinrichtung 10 in den Modus 2 um. Wenn die Steuereinrichtung 10 in den Modus 2 umgeschaltet ist, startet die Steuerung 34 den ersten Zeitgeber 70.
Wenn der Rückführungslufttemperatursensor 45 ausfällt und die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT über die Summe aus der Sollwerttemperatur SP und dem Steuerbanddifferential CBD ansteigt, schaltet die Steuerung 34 von dem Null-Modus in einen Betrieb im Modus 3 um. Wenn der Verdampferspulenauslasstemperatursensor 46 während des Betriebs in dem Null-Modus ausfällt, fährt die Steuereinrichtung 10 fort, in dem Null-Modus zu arbeiten, bis die Rückführungslufttemperatur RA über die Summe aus dem Steuerbanddifferential CBD und der Sollwerttemperatur SP ansteigt, zu welcher Zeit die Steuerung 34 in einen Betrieb im Modus 3 umschaltet.
6 zeigt den Gefrierbereichszustand, wobei der Steuermodus durch die Steuerung 34 aktiviert ist. Der Betrieb des Gefrierbereichszustand mit dem aktivierten Steuermodus ist ähnlich dem Betrieb des Gefrierbereichszustand mit dem deaktivierten Steuermodus. Wenn der Steuermodus aktiviert ist, umfasst der Gefrierbereichszustand den zweiten Zeitgeber 75, der die Zeitdauer begrenzt, in der die Steuereinrichtung 10 im Modus 1 arbeitet, wie es in Bezug auf 4 beschrieben wurde. Der Steuermodus für den Gefrierbereichszustand ist ähnlich dem Steuermodus für den Frischebereichszustand. Als solches wird der Steuermodus für den Gefrierbereichszustand nicht im Detail diskutiert.
Wenn die Türen 19 während des Frischebereichszustands oder des Gefrierbereichszustands geöffnet werden, tritt die Steuereinrichtung 10 in einen Türmodus ein und alle Ausgänge der Steuerung 34 werden ausgeschaltet. Die Steuereinrichtung 10 nimmt einen normalen Betrieb wieder auf, wenn entweder die Türen 19 geschlossen werden oder nachdem eine Zeitverzögerung von der Türzeitgebereinstellung ermittelt worden ist, die in Verbindung mit dem Türschalter 62 steht. Wenn die Türzeitgebereinstellung auf Null gesetzt ist oder wenn der Steuermodus aktiviert ist, bleibt die Steuereinrichtung 10 unbegrenzt in dem Türmodus. Wenn die Türzeitgebereinstellung auf ein vorgegebenes Zeitintervall eingestellt ist (z. B. 30 Sekunden), verbleibt die Einheit dann in dem Türmodus, bis das vorgegebene Zeitintervall abgelaufen ist. Wenn sich die Einrichtung 10 vor dem Eintritt in den Türmodus in einem der Kühlmoden (d. h. Moden 1, 2 oder 3) oder dem Heizmodus befunden hat, startet die Steuereinrichtung 10 dann neu. Wenn sich die Einrichtung 10 vor dem Eintritt in den Türmodus in dem Null-Modus befunden hat, kehrt sie zu einem Betrieb in dem Null-Modus zurück. Wenn die Steuereinrichtung 10 aufgrund des abgelaufenen vorgegebenen Zeitintervalls einen normalen Betrieb wieder aufgenommen hat, wird der Türschalter 62 ignoriert, bis die Leistung zyklisch wiederholt wird, der An-/Aus-Schalter betätigt wird oder die Türen wieder geschlossen und geöffnet werden.
Während des Betriebs der Steuereinrichtung 10 entweder in dem Frischebereichszustand oder in dem Gefrierbereichszustand kann ein wiederholtes Öffnen und Schließen der Türen 19 erfolgen. Als Ergebnis kann die Produkttemperatur außerhalb des gewünschten Temperaturbereichs liegen. Der Steuermodus gestattet einen Betrieb der Steuereinrichtung 10 für die vorgegebene Zeitdauer in dem Modus 1, nachdem die Türen geöffnet und geschlossen werden, um das Produkt zu kühlen. Immer wenn der Steuermodus aktiviert ist, erniedrigt sich der zweite Zeitgeber 75 während des Betriebs der Einrichtung 10 in dem Modus 1 von der vorgegebenen Zeitdauer auf Null.
Wenn sich die Steuereinrichtung 10 entweder in dem Frischebereichszustand oder dem Gefrierbereichszustand befindet, verringert sich der zweite Zeitgeber 75 im allgemeinen gemäß der vorgegebenen Zeitdauer während des Betriebs der Einrichtung 10 in dem Modus 1 auf Null, wenn der Steuermodus aktiviert ist. Solange wie der zweite Zeitgeber 75 nicht auf Null verringert worden ist, fährt die Einrichtung 10 fort, in dem Modus 1 zu arbeiten. Wenn der zweite Zeitgeber 75 Null erreicht, schaltet die Steuerung 34 die Einrichtung 10 in den Modus 2 um. Zusätzlich ist der zweite Zeitgeber 75 entweder in dem Frischebereichszustand oder dem Gefrierbereichszustand auf Null gesetzt, wenn der Steuermodus aktiviert ist, und in Reaktion auf mindestens eine der folgenden Bedingungen: Eintritt in den Null-Modus vom Modus 1, Modus 2, Modus 3 oder dem Heizmodus, sowie ein Sensorausfall (z. B. Rückführungsluftsensor 45 und/oder Auslasssensor 46). Der zweite Zeitgeber 75 ist außerdem auf Null gesetzt oder deaktiviert, wenn der Steuermodus von der Steuerung 34 verlassen wird. Wenn sich die Einrichtung 10 in dem Abtauzustand befindet oder wenn die Türen 19 geöffnet sind, hält der zweite Zeitgeber 75 die vorgegebene Zeitdauer auf dem Zeitwert gerade bevor die Einrichtung 10 in den Abtauzustand eintritt oder gerade bevor die Türen 19 geöffnet werden.
In einigen Anwendungsfällen, wie beispielsweise wenn sich die Umgebungstemperatur unterhalb der Sollwerttemperatur SP befindet, kann es wünschenswert sein, den luftklimatisierten Raum 14 zu heizen, indem die Steuereinrichtung 10 in dem Heizbereichszustand gesteuert wird. Wie es in 7 dargestellt ist, kann die Steuereinrichtung 10 während des Betriebs in dem Frischebereichszustand in dem Heizbereichszustand arbeiten, wenn die Rückführungslufttemperatur RA unter die Differenz zwischen der Sollwerttemperatur SP und dem Steuerbanddifferential CBD abfällt. Sobald die Rückführungslufttemperatur RA die Sollwerttemperatur SP erreicht oder übersteigt, schaltet die Steuereinrichtung 10 vom Heizbereichszustand in den Null-Modus um. Die Steuereinrichtung 10 kann außerdem von dem Heizbereichszustand in den Null-Modus umschalten, wenn die Sollwerttemperatur kleiner ist als oder gleich einer vorgegebenen Temperatur (z. B. 15° F = - 9,4° C), oder wenn entweder der Rückführungsluftsensor 45 oder der Auslasssensor 46 ausgefallen sind. Wenn die Steuereinrichtung 10 von dem Heizbereichszustand in den Null-Modus umgeschaltet wird, wird der zweite Zeitgeber 75 im allgemeinen auf Null gesetzt.
Gelegentlich kann Wasserdampf aus dem luftklimatisierten Raum 14 von der Luft getrennt werden und an der Verdampferspule 42 kondensieren, wodurch Frost gebildet wird. Um die Bildung von Frost an der Verdampferspule 42 zu minimieren und um Frost von der Verdampferspule 42 zu entfernen, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass die Steuereinrichtung 10 während des Betriebs entweder in dem Frischebereichszustand oder dem Gefrierbereichszustand in dem Abtauzustand betrieben wird (8).
Wenn die Kältemittel- oder Tieftemperatursteuereinrichtung 10 in dem Abtauzustand arbeitet, sind das erste und das zweite Steuerventil 26, 32 geschlossen, so dass Kältemittel nicht in die Verdampferspule 42 eintritt. Das dritte Steuerventil 58 ist geöffnet, um es Kühlmittel zu gestatten, in das Heizelement 53 einzutreten, wobei der Dämpfer 40 geschlossen ist, um warme Luft daran zu hindern, in den luftklimatisierten Raum 14 einzutreten. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Gebläse 50, 52 deaktiviert.
Die Tieftemperatursteuereinrichtung 10 kann in vier verschiedenen Weisen in den Abtauzustand umschalten. Erstens kann die Bedienungsperson die Steuerung 34 manuell dazu veranlassen, die Tieftemperatursteuereinrichtung 10 in den Abtauzustand umzuschalten. Um jedoch die Bedienungsperson daran zu hindern, den Abtauzustand nicht notwendiger Weise zu initiieren, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie eine manuelle Initiierung verhindert, sofern nicht entweder die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT kleiner ist als oder gleich 35° F (= 1,7° C) oder die Sollwerttemperatur SP kleiner ist als oder gleich 50° F (= 10° C).
Zweitens kann der Abtauzustand zu vorgegebenen Zeitintervallen eingeleitet werden (z. B. 2 Stunden), die von dem Systemadministrator programmiert sind. Sofern die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT jedoch nicht kleiner ist als oder gleich 35° F (= 1,7° C) oder die Sollwerttemperatur SP nicht kleiner ist als oder gleich 50° F (= 10° C), wird der Abtauzustand zu den vorgegebenen Zeitintervallen nicht eingeleitet.
Drittens kann der Abtauzustand auf der Basis einer Anforderung eingeleitet werden, wenn die Steuerung 34 feststellt, dass bestimmte Anforderungen nicht erfüllt worden sind. Insbesondere wird der Abtauzustand eingeleitet, wenn die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT kleiner ist als oder gleich 35° F (= 1,7° C) und wenn sich die Massenströmungsrate des Kältemittels, das sich durch die Tieftemperatursteuereinrichtung 10 bewegt, oberhalb einer vorgegebenen Massenströmungsrate liegt (z. B. während eines Betriebs im Modus 3, wenn das erste Steuerventil 26 geschlossen ist und das zweite Steuerventil 32 offen ist). Alternativ wird der Abtauzustand eingeleitet, wenn die Rückführungslufttemperatur RA minus der Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT oberhalb eines vorgegebenen Betrags liegt (z. B. 8° F = - 13,3° C), was vorzugsweise einstellbar ist und von dem Systemadministrator programmiert werden kann. Die vorgegebene Massenströmungsrate ist eine Funktion der Betriebsumgebung, einschließlich erwarteter Umgebungsfeuchtigkeitsniveaus und Verdampfergrößen, und sie wird daher vorzugsweise von dem Systemadministrator ermittelt oder kann während des Startens von der Bedienungsperson eingegeben werden.
Viertens wird der Abtauzustand automatisch initiiert, wenn die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT kleiner ist als - 40° F (= - 40° C) und wenn sich die Massenströmungsrate des sich durch die Tieftemperatursteuereinrichtung 10 bewegenden Kältemittels oberhalb der vorgegebenen Massenströmungsrate befindet.
Sobald der Abtauzustand eingeleitet worden ist, setzt sich ein Abtauen oder Enteisen fort, bis die Lufttemperatur um den Abtaubeendigungsschalter 48 herum gleich der Abtauendetemperatur DTS ist (z. B. 45° F = 7,2° C) oder die Verdampferspulenauslasstemperatur ECOT 59° F (= 15° C) erreicht. In einigen Anwendungen ist die Steuerung 34 zusätzlich so programmiert, dass sie den Abtauzustand nach einer vorgegebenen Zeit beendet.
Die Steuerung 34 ist außerdem so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 während des Betriebs entweder in dem Frischebereichszustand oder dem Gefrierbereichszustand in dem Siedezustand betreibt (9). Wie in den 3 bis 6 dargestellt ist, ist die Steuerung 34 so programmiert, dass sie die Steuereinrichtung 10 vom Modus 1 in den Siedezustand umschaltet, wenn die Verdampferauslassspulentemperatur ECOT unter - 40° F (= - 40° C) abfällt.
Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in den nachfolgenden Patentansprüchen dargelegt.

Claims

Verfahren zur Temperatursteuerung in einer Tieftemperatursteuereinrichtung (10), wobei das Verfahren umfasst: - Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in einem ersten Modus; - Abgeben einer ersten Strömungsrate an Kältemittel von einem Speichertank (20) an eine Verdampferspule (42) in dem ersten Modus; -Verhindern des Betriebs der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus nach dem Betrieb der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus für eine vorgegebene Zeitdauer; - Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in einem zweiten Modus nach dem Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) für die vorgegebene Zeitdauer in dem ersten Modus; und -Abgeben einer zweiten Strömungsrate an Kältemittel, die geringer ist als die erste Strömungsrate, an die Verdampferspule (42) in dem zweiten Modus.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: - Einstellen der vorgegebenen Zeitdauer auf eine maximale Nicht-Null-Zeitdauer; - Verringern der vorgegebenen Zeitdauer von der maximalen Zeitdauer auf Null, während die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus betrieben wird; und - Verändern einer ersten Steuervariablen von einer ersten Einstellung für einen Betrieb in dem ersten Modus in eine zweite Einstellung für einen Betrieb in dem zweiten Modus in Reaktion darauf, dass die vorgegebene Zeitdauer auf Null verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: - Fühlen einer Temperatur an einem Lufteinlass der Verdampferspule (42); - Senden eines Signals, das die Temperatur an dem Lufteinlass angibt, an eine Steuerung (34); und - Fortsetzen des Betriebs der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem zweiten Modus, wenn die gefühlte Einlasstemperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Einstellen eines Zeitgebers (70, 75) einer Steuerung (34) auf die vorgegebene Zeitdauer auf der Basis einer Vielzahl von Betriebsbedingungen der Tieftemperatursteuereinrichtung (10).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: - Fühlen einer Temperatur an einem Lufteinlass (38) der Verdampferspule (42) mit einem ersten Sensor (45); - Fühlen einer Temperatur an einem Luftauslass (43) der Verdampferspule (42) mit einem zweiten Sensor (46); - Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in einem dritten Modus nach einem Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem zweiten Modus, wenn eine Steuerung (34) einen Fehler in mindestens einem der ersten und zweiten Sensoren (45, 46) feststellt; und - Abgeben einer dritten Strömungsrate an Kältemittel, die geringer ist als die zweite Strömungsrate, an die Verdampferspule (42) in dem dritten Modus.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: - Fühlen einer Temperatur an einem Lufteinlass (38) der Verdampferspule (42) mit einem ersten Sensor (45); - Senden eines Signals, das die Lufteinlasstemperatur angibt, von dem ersten Sensor (45) zu einer Steuerung (34); - Fühlen einer Temperatur an einem Auslass (43) der Verdampferspule (42) mit einem zweiten Sensor (46); - Senden eines Signals, das die Auslasstemperatur angibt, von dem zweiten Sensor (46) zu der Steuerung (34); - Vergleichen mindestens einer der gefühlten Einlasstemperatur und der gefühlten Auslasstemperatur mit mindestens einem aus einer Vielzahl von Temperatursteuerwerten; - Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in einem zweiten Modus nach dem Betreiben der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus, wenn mindestens eine der gefühlten Lufteinlasstemperatur und der gefühlten Auslasstemperatur oberhalb eines Temperatursteuerwerts für die Tieftemperatursteuereinrichtung liegt; und - Einstellen eines Zeitgebers (70, 75) für einen Betrieb der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus von einem Nicht-Null-Wert auf Null.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Vermindern der vorgegebenen Zeitdauer in Reaktion auf einen Betrieb der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Vermindern der vorgegebenen Zeitdauer umfasst: - Aussetzen des Verminderns der vorgegebenen Zeitdauer; - Umschalten des Betriebs der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) für einen Zeitraum von dem ersten Modus entweder in einen Abtauzustand oder einen Türmodus; - Umschalten des Betriebs der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) von entweder dem Abtauzustand oder dem Türmodus in den ersten Modus, nachdem die Zeitdauer abgelaufen ist; und - Fortsetzen des Verminderns der vorgegebenen Zeitdauer in Reaktion auf den Betrieb der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus.
Tieftemperatursteuereinrichtung (10), aufweisend: - eine Verdampferspule (42) in thermischer Verbindung mit einem luftklimatisierten Raum, wobei die Verdampferspule (42) einen Lufteinlass (38) und einen Auslass (43) aufweist; - einen Speichertank (20) in Fluidverbindung mit der Verdampferspule (42); -eine zwischen dem Speichertank (20) und der Verdampferspule (42) angeordnete Ventilanordnung (26, 32), wobei die Ventilanordnung (26, 32) zwischen einer ersten Position, die dafür konfiguriert ist, eine erste Massenströmungsrate an Kältemittel abzugeben, und einer zweiten Position, die dafür konfiguriert ist, eine zweite Massenströmungsrate an Kältemittel abzugeben, einstellbar ist; - eine Steuerung (34) in elektrischer Verbindung mit der Ventilanordnung (26, 32), wobei die Steuerung (34) dafür programmiert ist, die Ventilanordnung (26, 32) selektiv zwischen der ersten und der zweiten Position zu betreiben, wobei die erste Position einen ersten Betriebsmodus für die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) definiert und wobei die zweite Position einen zweiten Betriebsmodus für die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) definiert, wobei die Steuerung (34) so programmiert ist, dass sie die Zeitdauer, in der die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus betrieben wird, auf eine vorgegebene Zeitdauer begrenzt.
Einrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die zweite Massenströmungsrate geringer ist als die erste Massenströmungsrate.
Einrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Zeitdauer, für die die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus betrieben wird, in Reaktion auf einen von der Steuerung (34) aktivierten Steuermodus begrenzt ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 11, wobei der luftklimatisierte Raum durch eine Tür (19) zugänglich ist, und wobei die Zeitdauer, für die die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus betrieben wird, von der Steuerung (34) in Reaktion darauf ausgesetzt wird, dass die Tür (19) in eine geöffnete Position bewegt wird.
Einrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Steuerung (34) so programmiert ist, dass sie die vorgegebene Zeitdauer auswählt, für die die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus betrieben wird, basierend auf einer Vielzahl von Betriebsbedingungen.
Einrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei die Vielzahl der Betriebsbedingungen mindestens eine der folgenden Größen umfasst: Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, einen gewünschten Betriebstemperaturbereich, eine Türöffnungszeitdauer, und einen Produkttyp.
Einrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in Reaktion auf ein Ablaufen der vorgegebenen Zeitdauer in dem zweiten Modus betriebsfähig ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 15, wobei die Steuerung (34) so programmiert ist, dass sie die vorgegebene Zeitdauer in Reaktion auf einen Betrieb der Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem ersten Modus von einem maximalen Zeitwert auf Null verringert.
Einrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei sie des weiteren einen ersten Sensor (45) in Verbindung mit dem Lufteinlass (38) der Verdampferspule (42) aufweist, um eine Lufteinlasstemperatur an dem Lufteinlass (38) zu fühlen, sowie einen zweiten Sensor (46) in Verbindung mit dem Verdampferspulenauslass (43), um eine Auslasstemperatur der Verdampferspule (42) an dem Auslass (43) zu fühlen, wobei jeder des ersten Sensors (45) und des zweiten Sensors (46) in elektrischer Verbindung mit der Steuerung (34) steht, um entsprechende Signale an die Steuerung (34) abzugeben, die die Lufteinlasstemperatur und die Auslasstemperatur angeben.
Einrichtung (10) nach Anspruch 17, wobei die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in Reaktion auf mindestens eine der gefühlten Lufteinlasstemperatur und der gefühlten Auslasstemperatur oberhalb eines Temperatursteuerwerts für die Tieftemperatursteuereinrichtung (10) in dem zweiten Modus betriebsfähig ist.