DE102011119933A1

DE102011119933A1 - Verdichtungsdruckschätzung für Kompressor

Info

Publication number: DE102011119933A1
Application number: DE102011119933A
Authority: DE
Inventors: Gregory W. Hahn
Original assignee: Danfoss Scroll Technologies LLC
Current assignee: Danfoss Scroll Technologies LLC
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-07-12
Also published as: CN102588288A; US20120177514A1; CN102588288B

Abstract

Ein Kompressor weist eine Steuereinheit auf, die mit Strominformationen für einen Strom beliefert wird, der in einen dem Kompressor zugeordneten Motor fließt. Der Kompressor weist ein vom Motor angetriebenes Kompressorpumpenaggregat und eine Druckleitung auf. Die Steuereinheit ist so programmiert, dass sie die Strominformationen zur Vorhersage eines Verdichtungsdrucks am Auslass des Kompressors benutzt.

Description

HINTERGRUND
Diese Anmeldung betrifft die Verwendung des Motorstroms bei einem Kompressor zur Schätzung eines Verdichtungsdrucks.
Kompressoren sind ein wesentlicher Bestandteil jeder Kälteanlage. Moderne Kompressoren sind mit zahlreichen, zunehmend komplexen Steuerungen versehen, die Daten von beliebig vielen Orten innerhalb einer zugehörigen Kälteanlage aufnehmen und dann Wege zur effizientesten Steuerung des Kompressors entwickeln. Eine Information, die erforderlich ist, ist der Verdichtungsdruck des Kompressors. Daher ist üblicherweise in modernen Anlagen ein Verdichtungsdrucksensor eingebaut.
Ein weiterer konkurrierender Faktor bei modernen Kompressoren besteht in der Kostensenkung. Jede zusätzliche Komponente erfordert zusätzliche Kosten, und deshalb wäre die Beseitigung einer Komponente wünschenswert.
KURZFASSUNG
Ein Kompressor weist eine Steuereinheit auf, die mit Strominformationen für einen Strom beliefert wird, der in einen dem Kompressor zugeordneten Motor fließt. Der Kompressor weist ein vom Motor angetriebenes Kompressorpumpenaggregat und eine Auslassleitung auf. Die Steuereinheit ist so programmiert, dass sie die Strominformationen zur Vorhersage eines Verdichtungsdrucks am Auslass des Kompressors benutzt.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind am besten aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen verständlich, die im folgenden kurz beschrieben sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch eine Kälteanlage.
2 ist ein Diagramm des Stroms über den Auslass.
3 ist ein kurzes Ablaufdiagramm dieser Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In 1 ist eine Kälteanlage 20 gezeigt, in der ein Kompressor 22 enthalten ist, der mit einer elektrischen Steuereinheit 32 versehen ist. Energie 34 fließt durch die Steuereinheit zum Kompressor 22, um einen Motor 51 anzutreiben, der ein Kompressorpumpenaggregat 50 antreibt. Das Kompressorpumpenaggregat 50 kann ein Spiralkompressor oder ein Kompressor jedes anderen Typs sein.
Eine Saugleitung 152 führt in eine abgedichtete Kompressorkammer und zu dem Kompressorpumpenaggregat 50. Das Saugdruckkältemittel wird verdichtet und dann zu einer Auslassleitung 52 gefördert. Wie oben erwähnt, ist es wünschenswert, den Druck am Auslass 52 zu kennen.
Der Saugdruck ist ebenfalls eine wichtige Variable, die üblicherweise bei modernen Kompressorsteuerungen genutzt wird. An der Saugleitung 152 ist schematisch ein Saugdrucksensor 23 gezeigt. Dieser Sensor könnte sich an einer beliebigen Anzahl anderer Stellen befinden, und der gesamte Aufbau des Kompressors 22 ist schematisch gezeigt. Stromabwärts des Kompressors 22 liegt ein Verflüssiger 24. Stromabwärts des Verflüssigers 24 befinden sich eine Expansionsvorrichtung 28 und dann ein Verdampfer 30. Kältemittel läuft vom Kompressor 22 durch den Verflüssiger 24, die Expansionsvorrichtung 28, den Verdampfer 30 und dann durch die Saugleitung 152 zurück zum Kompressor 22.
Die Steuereinheit 32 übernimmt Messungen von einem Wechselrichter wenigstens des Stroms, der zum Motor 51 fließt. Zusätzlich kann die Steuereinheit 32 Informationen von dem Saugdrucksensor 23 empfangen. Viele Kompressormotoren haben eine konstante Drehzahl, und somit kennt die Steuereinheit 32 die Drehzahl. Wenn der Motor 51 bei mehreren Drehzahlen laufen kann, so wird auch diese Information an die Steuereinheit 32 geschickt.
Dem Verflüssiger 24 kann ein Temperatursensor 26 zugeordnet sein. Der Temperatursensor könnte an einem Umkehrbogen des Verflüssigers oder, wenn der Verflüssiger ein Mikrokanalwärmetauscher ist, in der Rücklaufsammelleitung gelegen sein.
In 2 ist eine Beziehung zwischen zum Motor 51 fließendem Strom und dem Verdichtungsdruck gezeigt. Die unterschiedlichen Kurven stellen eine Veränderung des Verdichtungsdrucks mit einer Veränderung des Stroms bei verschiedenen Drehzahlen dar.
Die Kurven sind nur beispielhaft gezeigt, und die Kurven des Iststroms über den Verdichtungsdruck werden für jeden Kompressor 22 erstellt, der von dieser Erfindung Gebrauch macht. Es ist jedoch bekannt, dass zwischen Verdichtungsdruck und Strom eine Beziehung besteht.
Ferner kann man diese Bestimmung feineinstellen, indem der Saugdruck hinzugefügt wird, um genauere Schätzungen des Verdichtungsdrucks zu liefern. Darüber hinaus kann auch eine Temperatur am Motor 51 an die Steuereinheit 32 gesendet werden und eine weitere Feinsteuerung über die Schätzung liefern.
Im Hinblick auf die breitesten Aspekte dieser Erfindung ist es jedoch lediglich notwendig, dass der Strom bekannt ist, und dann den Verdichtungsdruck zu schätzen. Auf diese Weise kann der Verdichtungsdruck von der Steuereinheit 32 zur Steuerung des Betriebs des Motors und des Kompressors für beliebig viele andere Anwendungen verwendet werden.
Gleichzeitig und wie in 3 gezeigt ist, schätzt die Steuereinheit 32, während sie den Druck PDC bzw. den auf den Strom bezogenen Verdichtungsdruck schätzt, auch einen Verdichtungsdruck PDT bzw. einen, der auf die Temperaturinformationen vom Temperatursensor 26 des Verflüssigers bezogen ist. Diese können verglichen werden. Wenn die beiden geschätzten Drücke um mehr als einen vorbestimmten Betrag auseinander liegen, dann kann eine Feststellung getroffen werden, dass die Anlage eventuell eine geringe Ladung hat, oder etwas könnte mit dem Kompressor mechanisch nicht in Ordnung sein. Aus diesem Vergleich kann somit, wie gezeigt, eine Diagnosewarnung entstehen.
Es ist zwar eine Ausführungsform dieser Erfindung offenbart worden, ein Durchschnittsfachmann erkennt jedoch, dass bestimmte Abänderungen in den Umfang dieser Erfindung fallen. Aus diesem Grund sollten die nachstehenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Erfindung zu ermitteln.

Claims

Kompressor mit: einer Steuereinheit, die mit Strominformationen für einen Strom beliefert wird, der in einen dem Kompressor zugeordneten Motor fließt, wobei der Kompressor ein von dem Motor angetriebenes Kompressorpumpenaggregat und eine Auslassleitung aufweist, und wobei die Steuereinheit so programmiert ist, dass sie die Strominformationen zur Vorhersage eines Verdichtungsdrucks am Auslass des Kompressors benutzt.
Kompressor nach Anspruch 1, bei dem ein Saugdrucksensor Saugdruckinformationen an die Steuereinheit liefert.
Kompressor nach Anspruch 2, bei dem eine Temperatur am Motor zur Feinabstimmung der Verdichtungsdruckschätzung genutzt wird.
Kompressor nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinheit auch Informationen von einem von dem Kompressor entfernten Ort übernimmt und diese Informationen zur Berechnung einer alternativen Verdichtungsdruckschätzung verwendet, und wobei die alternative Verdichtungsdruckschätzung mit der auf den Strom bezogenen Verdichtungsdruckschätzung verglichen wird, und ein Hinweis auf ein potentielles Problem erfolgt, falls die beiden Drücke um mehr als einen vorbestimmten Betrag voneinander verschieden sind.
Kompressor nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinheit mit Kurven beliefert wird, in denen Strom mit Verdichtungsdruck korreliert ist, und diese zur Berechnung des Verdichtungsdrucks verwendet werden.