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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen
Anmeldungen Nummer P2002-0038701 und P2002-0038703 und P2002-0038704,
welche am 4. Juli 2002 angemeldet wurden, und welche hiermit durch
Bezug darauf miteinbezogen sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems.
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Disusssion des Standes
der Technik
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Im allgemeinen ist ein Kühlschrank
eine Vorrichtung, welche zur langzeitigen Frischhalte-Lagerung von
Lebensmitteln benutzt wird, und umfasst im allgemeinen einen Hauptkörper mit
einer Mehrzahl an Nahrungsmittel-Lagerräumen und einen Kühl-Zyklus
zur Kühlung
der Nahrungsmittel-Lagerräume.
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Die Hauptkomponente des Kühlzyklus
umfasst einen Kompressor, einen Kondensator, einen Verdampfer und
ein Expansionsventil. Im allgemeinen sind der Kompressor und der
Kondensator innerhalb eines Maschinenraums angeordnet, welcher an der
rückwärtigen unteren
Seite des Hauptkörpers
angeordnet ist, und der Verdampfer und das Expansionsventil sind
neben den Nahrungsmittel-Lagerräumen
angeordnet. Die Nahrungsmittel-Lagerräume des Hauptkörpers werden
in der folgenden Sequenz gekühlt.
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Zunächst wird das im gasförmigen Zustand befindliche
Kühlmittel
durch den Kompressor komprimiert, und das komprimierte Kühlmittel
wird in den Kondensator übertragen.
Das Kühlmittel
des Kondensators wird durch Wärmeaustausch
im Kondensator verflüssigt.
Das im flüssigen
Zustand befindliche kondensierte Kühlmittel expandiert schnell
und verdampft somit, während
es vom Expansionsventil in den Verdampfer injiziert wird. Zu diesem
Zeitpunkt absorbiert das Kühlmittel
Wärme aus
der Umgebung des Verdampfers, um dadurch die Nahrungsmittel-Lagerräume zu kühlen. Das
verdampfte Kühlmittel
kehrt zurück
zum Kompressor, wird im Kompressor komprimiert, um in den flüssigen Zustand
umgewandelt zu werden, und wiederholt erneut die obengenannte Kondensations-,
Expansions-, Verdampfungs- und Kühlzyklen,
wobei die Nahrungsmittel-Lagerräume
immer auf einen niedrigen Temperaturzustand gekühlt werden.
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Hierbei kann das Kühlsystem
des Kühlschranks
derart ausgebildet sein, daß ein
einzelner Verdampfer die Mehrzahl an Nahrungsmittel-Lagerräumen mit
Kühlluft
versorgt. In den letzten Jahren ist, um die Eigenschaften der entsprechenden
Nahrungsmittel-Lagerräume
und die Kühlleistung
voll auszunutzen, das Kühlsystem
derart ausgebildet worden, daß eine
Mehrzahl an Verdampfern jeweils installiert und steuerbar ist.
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Daher umfasst das Kühlsystem,
welches mit der Mehrzahl an Verdampfern (im Folgenden zur Vereinfachung
der Beschreibung als Kühlsystem
mit zwei Verdampfern bezeichnet) versehen ist, ein verzweigtes Kühlmittelrohr,
durch welches das Kühlmittel
durch den Kompressor und den Kondensator strömt, so daß das Kühlmittelrohr jeweils mit zwei Verdampfern
(F-Verdampfer und
R-Verdampfer) und mit einer Ventileinheit verbunden ist, welche
an dem Verzweigungspunkt installiert ist, und zwar zum Öffnen/Schließen der
Verbindung der zwei verzweigten Rohre. Daher wird die Ventileinheit
derart ge schaltet, daß das
Kühlmittel
entweder in den F-Verdampfer oder R-Verdampfer eingeführt wird,
wodurch wahlweise eines der zwei Nahrungsmittel-Lagerräume gekühlt wird.
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Im allgemeinen funktioniert das mit
diesen zwei Verdampfern bereitgestellte Kühlsystem in solch einer Weise,
daß es
den Betrieb des Kompressors stoppt, wenn die Temperaturen aller
Nahrungsmittel-Lagerräume
einen vorgegebenen Zustand erreichen, welcher im voraus durch eine
Steuereinheit eingestellt wird, und daß das Kühlsystem wieder den Kompressor
betreibt, wenn die Temperatur von irgendeinem aller Nahrungsmittel-Lagerräume über einen
vorgegebenen Temperaturbereich ansteigt, welcher im voraus durch
die Steuereinheit eingestellt wurde. Durch Wiederholen solch einer
Vorgehensweise werden die Temperaturen der jeweiligen Nahrungsmittel-Lagerräume innerhalb
eines Temperaturbereichs gehalten, welcher im voraus durch die Steuereinheit
eingestellt worden ist.
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Da jedoch ein Kühlschrank mit solch einem Kühlsystem
die Temperaturen der entsprechenden Nahrungsmittel-Kühlräume steuert,
indem er einen solchen Weg benutzt, daß das Kühlmittel nur zu einem der zwei
Verdampfer zugeführt
wird, wird eine Temperaturabweichung in den entsprechenden Nahrungsmittel-Kühlräumen in
großem
Maße hervorgerufen.
Mit anderen Worten, wenn das Kühlmittel
zu einem der beiden Verdampfer zugeführt wird, wird das Kühlmittel
nicht zu dem anderen Verdampfer zugeführt und ein Gebläse, welches
Kühlluft
zuführt, wird
auch gestoppt. Hier wird eine große Abweichung in den Temperaturen
der Nahrungsmittel-Kühlräume hervorgerufen,
wenn der Zyklus der Kühlluft
gestoppt wird und dadurch der Verdampfer betrieben wird, und wenn
der Verdampfer gestoppt wird.
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Wenn ein anderer Zyklus durchgeführt wird, wobei
das Kühlmittel
zu dem anderen der beiden Verdampfer durch Schalten der Ventileinheit
zugeführt wird,
nachdem das mit den zuvor genannten zwei Verdampfern ausgebildete
Kühlsystem
einen Zyklus durchführt,
wobei das Kühlmittel
zu einem der beiden Verdampfer zugeführt wird, tritt außerdem ein
Problem dahingehend auf, daß das
eingeführte
Kühlmittel
in dem Verdampfer verbleibt, zu welchem die Zufuhr von Kühlmittel
gestoppt wurde. Mit anderen Worten, wenn der F-Zyklus durchgeführt worden
ist, während
das Kühlmittel
zu dem F-Verdampfer
zugeführt wird,
und der R-Zyklus durchgeführt
wird, während das
Kühlmittel
zu dem R-Verdampfer zugeführt
wird, und zwar durch Schalten der Ventileinheit, strömt das Kühlmittel,
welches in dem F-Verdampfer eingeführt worden ist, nicht während der
R-Zyklus durchgeführt wird,
sondern verbleibt in dem F-Verdampfer in fast flüssigem Zustand. Dieses Phänomen tritt
gleichermaßen
auf, wenn der R-Zyklus und der Kompressor gestoppt werden. Daher,
wenn eine separate Vorrichtung oder Verfahren zum Zurückziehen
des Kühlmittels,
welches in dem Verdampfer verbleibt, nicht angewendet werden, verbleibt
das Kühlmittel
immer in einem der zwei Verdampfer.
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Daher ist es schwierig, die gesamte
Menge an Kühlmittel,
welches in dem Verdampfer verbleibt, in den Kompressor oder Kondensator
nach Vollendung eines Zyklus zurückzuziehen.
Hier tritt die Erscheinung des Kühlmittel-Mangels
auf, wenn ein anderer Zyklus durchgeführt wird, was zur Folge hat, daß die Kühlleistung
herabgesetzt ist.
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Außerdem, wenn der Kompressor
mit Verstärkung
betrieben wird, wird das flüssige
Kühlmittel, welches
in dem Verdampfer verleibt, in den Kompressor eingeführt. Hier
tritt ein Schmierproblem innerhalb des Zylinders des Kompressors
auf, so daß ein Problem
dahingehend erzeugt wird, daß die
Zuverlässigkeit
nicht sichergestellt ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend ist die vorliegende
Erfindung auf ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems
gerichtet, welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist, wobei das
Verfahren im Wesentlichen ein oder mehr Probleme aufgrund der Beschränkungen
und Nachteile des Stands der Technik umgeht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Temperaturabweichung in den jeweiligen Nahrungsmittel-Lagerräumen in
einem Kühlschrank mit
einem Kühlsystem,
welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist, zu reduzieren.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Kühlmittelmangelerscheinung
zu vermeiden und die Zuverlässigkeit
des Kompressors durch Zurückziehen
von Kühlmittel
sicherzustellen, welches in dem Verdampfer verbleibt, während der Kühlzyklus
umgewandelt wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, die Kühlleistung
in einem Kühlsystem, welches
mit zwei Verdampfern ausgebildet ist, zu erhöhen.
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Zusätzliche Vorteile, Aufgaben
und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung
angegeben, und werden zum Teil dem Durchschnittsfachmann durch Untersuchung
des Folgenden verständlich
werden, oder können
aus der Anwendung der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und
andere Vorteile der Erfindung können durch
die insbesondere in der Beschreibung und den Ansprüchen als
auch den beigefügten
Zeichnungen hervorgehobene Struktur realisiert und erzielt werden.
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Um diese Aufgaben zu erfüllen und
andere Vorteile zu erzielen und in Entsprechung mit dem Zweck der
Erfindung, wie sie in der Beschreibung breit dargelegt ist, wird
ein Ver fahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems bereitgestellt, welches
mit zwei Verdampfern ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst die
folgenden Schritte: (a) Setzen einer Mehrzahl an Bezugs-Temperaturen
für jeden Kühlraum;
(c) Messen der Temperatur jedes Raums; (d) Vergleichen der gemessenen
Temperaturen der entsprechenden Räume; (e) Einstellen der Menge
eines Kühlmittels,
welches in den Verdampfer jedes der Räume eingeführt worden ist, basierend auf
einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen den Temperaturen der entsprechenden
Räume.
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Der Schritt (c) wird hier durch einen
Temperatursensor ausgeführt,
welcher in jedem der Nahrungsmittel-Lagerräume angeordnet ist, und die
Bezugstemperatur umfasst eine obere Grenztemperatur und eine untere
Grenztemperatur.
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Die in den Verdampfer im Schritt
(e) eingeführte
Kühlmittelmenge
wird durch Einstellen eines Öffnungsverhältnisses
einer Ventileinheit eingestellt, welche an einem Verzweigungspunkt
eines Kühlmittelrohrs
angeordnet ist, welches mit dem Verdampfer jedes der Räume verbunden
ist. Wenn die Temperaturen der jeweiligen Räume oberhalb der oberen Grenztemperatur
liegen, beträgt
das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit 50% : 50%. Wenn die Temperaturen der jeweiligen Räume in einem
Bereich mit einer Temperatur über
der unteren Grenztemperatur gleich sind, beträgt das Öffnungsverhältnis der Ventileinheit 50%
: 50%. Wenn die Temperatur irgendeines der jeweiligen Räume höher ist
als die des anderen Raums in einem Bereich mit einer Temperatur über der
unteren Grenztemperatur, wird die Ventileinheit derartig gesteuert,
daß sie
weiter hin zu der Verdampfer-Seite des Raums mit einer höheren Temperatur
relativ zum anderen Raum geöffnet
wird. Außerdem,
wenn die Temperatur irgendeines der entsprechenden Räume niedriger
ist als die untere Grenztemperatur, wird die Ventileinheit derartig
gesteuert, daß das
gesamte Kühlmittel
hin zu dem Verdampfer des Raums mit der relativ zu dem anderen Raum
höheren
Temperatur durchströmt.
Wenn die Temperaturen der entsprechenden Räume niedriger sind als die untere
Grenztemperatur, wird der Betrieb des Kompressors gestoppt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems,
welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist, bereitgestellt. Das
Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (b) Setzen einer Mehrzahl
an Temperatur-Bereichen für
jeden Lager-Raum; (c) Messen der Temperatur jedes Raums; (d) Vergleichen
der gemessenen Temperaturen der entsprechenden Räume; und (e) Einstellen einer Kühlmittelmenge,
welche in den Verdampfer eines jeden Raums eingeführt worden
ist, und zwar basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen den
Temperaturen der entsprechenden Räume. Der Schritt (c) wird hier
durch einen Temperatur-Sensor ausgeführt, welcher in jedem der Lagerräume angeordnet
ist, wobei die Temperatur-Bereiche umfassen: einen An-Bereich oberhalb
der oberen Grenztemperatur; einen Bn-Bereich niedriger als die obere Grenztemperatur
und oberhalb einer Setz-Temperatur; einen Cn-Bereich niedriger als
die Setz-Temperatur und oberhalb der unteren Grenztemperatur; und einen
Dn-Bereich niedriger als die untere Grenztemperatur. Der Schritt
(d) wird durch Vergleichen der gemessenen Temperaturen der entsprechenden
Räume mit
den Temperatur-Bereichen ausgeführt.
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Außerdem wird die in den Verdampfern
eingeführte
Kühlmittelmenge
im Schritt (e) durch Steuern eines Öffnungsverhältnisses einer Ventileinheit gesteuert,
welche an einem Verzweigungspunkt eines Kühlmittelrohrs angeordnet ist,
welche den Verdampfer mit jedem der Lager-Räume verbindet. Wenn die Temperaturbereiche
der entsprechenden Räume
identisch miteinander sind, wird die Ventileinheit zu einem identischen
Verhältnis
geöffnet.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit vorzugsweise 50% : 50%. Wenn alle Temperatur-Bereiche
zum Dn-Bereich gehören,
wird der Betrieb eines Kompressors gestoppt. Wenn nur der Temperatur-Bereich
irgendeines der entsprechenden Räume
zum Dn-Bereich gehört,
beträgt
das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit des Raums, welcher zum Dn-Bereich gehört, zu dem
Raum, welcher zu einem anderen Bereich gehört, 0% : 100%. Wenn der Temperatur-Bereich
irgendeines der entsprechenden Räume
zum An-Bereich gehört
und der Temperatur-Bereich eines anderen Raums zum Cn-Bereich gehört, beträgt das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit des Raums, welcher zum An-Bereich gehört, zu dem
Raum, welcher zum Cn-Bereich gehört,
100% : 0%. Wenn der Temperatur-Bereich irgendeines der entsprechenden
Räume zum
Bn-Bereich gehört
und der Temperatur-Bereich eines anderen Raums zum Cn-Bereich gehört, wird
die Ventileinheit derartig gesteuert, daß sie weiter hin zu dem Raum
geöffnet
wird, welcher zum Temperatur-Bereich
gehört,
welcher in der Temperatur relativ höher ist. Zu diesem Zeitpunkt
beträgt
das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit des Raums, welcher zum höheren Temperatur-Bereich gehört, zu dem
unteren Temperatur-Bereich vorzugsweise 80% : 20%.
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Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems
bereitgestellt, welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist. Das
Verfahren umfasst den Schritt (f), und zwar wenn der Zyklus des Kühlsystems
von einem F-Zyklus, in welchem ein Kühlmittel, welches durch einen
Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine F-Ausdehnungseinheit
und einen F-Verdampfer strömt,
zu einem R-Zyklus umgewandelt wird, in welchem das Kühlmittel, welches
durch den Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine R-Ausdehnungseinheit
und einen R-Verdampfer durch eine Steuerung einer Ventileinheit
strömt,
wobei ein Kompressor betrieben wird, während die Ventileinheit für eine vorgegebene
Zeit (Δt)
geschlossen wird.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren
hier weiterhin den Schritt des Betreibens eines F-Gebläses zum
Kühlen
der F-Ausdehnungseinheit,
während der
Schritt (f) ausgeführt
wird. Außerdem
umfasst das Verfahren den Schritt des Betreibens eines Gebläses des
Kondensators während
der Schritt (f) ausgeführt
wird.
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Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems
bereitgestellt, welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist. Das
Verfahren umfasst den Schritt (g), und zwar wenn entweder ein F-Zyklus,
in welchem Kühlmittel,
welches durch einen Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine
F-Ausdehnungseinheit
und einen F-Verdampfer strömt,
oder ein R-Zyklus, in welchem das Kühlmittel, welches durch den
Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine R-Ausdehnungseinheit
und einen R-Verdampfer strömt,
vollendet wird, wobei ein Kompressor betrieben wird, während eine
Ventileinheit für
eine vorgegebene Zeit (Δt)
geschlossen ist.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren
den Schritt des Betreibens eines zugeordneten Gebläses, während der
Schritt (g) durchgeführt
wird. Außerdem
umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt des Betreibens eines
Gebläses
des Kondensators, während
der Schritt (g) ausgeführt
wird.
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Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems
bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Wenn
entweder ein F-Zyklus, in welchem das Kühlmittel, welches durch einen
Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine F-Ausdehnungseinheit
und einen F-Verdampfer strömt,
oder ein R-Zyklus, in welchem das Kühlmittel, welches durch den
Kondensator strömt, sequenziell
durch eine R-Ausdehnungseinheit und einen R-Verdampfer strömt, vollendet
wird, wobei ein Kompressor betrieben wird, während die Ventileinheit 3 für eine vorgegebene
Zeit (Δt)
geschlossen wird; und intermittierendes Betreiben eines F-Gebläses zum
Kühlen
der Ausdehnungseinheit und eines R-Gebläses zum Kühlen der R-Ausdehnungseinheit, jeweils
nachdem der Betrieb des Kompressors gestoppt worden ist.
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Das Verfahren kann hier weiterhin
den Schritt des intermittierenden Betriebs eines Gebläses des
Verdampfers umfassen, welcher zu dem Kühlzyklus des gestoppten anderen
Verdampfers gehört, wenn
entweder der F-Zyklus oder der R-Zyklus ausgeführt werden. Das Verfahren kann
weiterhin den Schritt des erweiterten Betriebs eines Gebläses des Verdampfers
umfassen, welcher zu dem zugeordneten Kühlzyklus gehört, und
zwar für
eine vorgegebene Zeitdauer, wenn entweder der F-Zyklus oder R-Zyklus ausgeführt und
vollendet werden. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des erweiterten
Betriebs eines Gebläses
des Verdampfers umfassen, welcher zu dem zugeordneten Kühlzyklus
gehört, und
zwar für
eine vorgegebene Zeitdauer, und intermittierendes Betreiben des
Gebläses,
wenn entweder der F-Zyklus oder der R-Zyklus durchgeführt und vollendet
werden. Zu diesem Zeitpunkt beträgt
ein intermittierendes Zeitverhältnis
der Betriebszeit zu der Stoppzeit in dem F-Gebläse und dem R-Gebläse 4 : 6.
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Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Kühlsystems
bereitgestellt, welches selektiv einen F-Zyklus, in welchem ein
Kühlmittel, welches
durch einen Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine F-Ausdehnungseinheit
und einen F-Verdampfer strömt,
oder einen R-Zyklus durchführt,
in welchem das Kühlmittel,
welches durch den Kondensator hindurchtritt, sequenziell durch eine
R-Ausdehnungseinheit und einen R-Verdampfer strömt, wobei das Verfahren den
folgenden Schritt umfasst: intermittierendes Betreiben eines F- Gebläses und
eines R-Gebläses,
selbst nachdem der Betrieb eines Kompressors gestoppt worden ist.
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Das Verfahren kann hier weiterhin
den Schritt des intermittierenden Betreibens des Gebläses des
Verdampfers umfassen, welcher zu dem gestoppten anderen Kühlzyklus
gehört,
wenn entweder der F-Zyklus oder R-Zyklus durchgeführt werden. Das
Verfahren kann weiterhin den Schritt des erweiterten Betriebs des
Gebläses
des Verdampfers umfassen, welcher zu dem zugeordneten Kühlzyklus gehört, und
zwar für
eine vorgegebene Zeitdauer, wenn entweder der F-Zyklus oder der
R-Zyklus durchgeführt und
vollendet werden. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des erweiterten
Betriebs des Gebläses
des Verdampfers umfassen, welcher zu dem zugeordneten Kühlzyklus
gehört,
und zwar für
eine vorgegebene Zeitdauer, und den Schritt des intermittierenden
Betreibens des Gebläses,
wenn entweder der F-Zyklus oder R-Zyklus durchgeführt und
vollendet werden. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein intermittierendes Zeitverhältnis der
Betriebszeit zu der Stoppzeit in dem F-Gebläse und dem R-Gebläse 4 : 6.
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Es soll angenommen werden, daß sowohl die
vorangegangene allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte
Beschreibung der vorliegenden Erfindung als Beispiel und Erläuterung
dienen und dazu gedacht sind, eine weitere Erläuterung der wie beanspruchten
Erfindung bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die begleitenden Zeichnungen, welche
beigefügt
sind, um ein besseres Verständnis
der Erfindung zu geben und welche in die Anmeldung als ein Teil
davon eingegliedert sind, stellen eine Ausführungsform bzw. Ausführungsformen
der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu,
das Erfindungsprinzip zu erläutern.
In den Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische Ansicht eines Kühlsystems,
welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist;
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2 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs
eines Kühlsystems
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 eine
Tabelle, welche Öffnungsverhältnisse
der Ventileinheit in Abhängigkeit
von der Temperatur der entsprechenden Nahrungsmittel-Lagerräume in dem
Betriebs-Steuerverfahren
des Kühlsystems
gemäß der ersten
Ausführungsform
darstellt;
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4 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs
eines Kühlsystems
gemäß einer
modifizierten Ausführungsform der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 eine
Tabelle, welche Öffnungsverhältnisse
der Ventileinheit in Abhängigkeit
von den Temperaturen der entsprechenden Nahrungsmittel-Lagerräume in dem
Betriebs-Steuerverfahren
des Kühlsystems
gemäß des abgeänderten
Beispiels der ersten Ausführungsform
darstellt;
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6 eine
schematische Ansicht eines Kühlsystems,
welche ein Betriebs-Steuerverfahren eines Kühlsystems gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 eine
schematische Ansicht eines Kühlsystems,
welche ein Betriebs-Steuerverfahren eines Kühlsystems gemäß eines
geänderten
Beispiels der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 eine
schematische Ansicht, welche ein Betriebs-Steuerverfahren eines Kühlsystems
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9 eine
schematische Ansicht, welche ein Betriebs-Steuerverfahren eines Kühlsystems
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Es wird nun ein Detailbezug zu den
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung hergestellt, wobei Beispiele davon in
den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.
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Wo immer möglich, werden dieselben Bezugszeichen
in allen Zeichnungen benutzt, um dieselben oder ähnliche Teile zu bezeichnen,
wobei eine zusätzliche
Beschreibung davon ausgelassen wird.
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Mit Bezug auf 1 umfasst ein Kühlsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Kompressor 1, einen Kondensator 2,
eine Ventileinheit 3, zwei Ausdehnungseinheiten 11, 21 und
zwei Verdampfer 12, 22.
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Ein Kühlrohr, welches mit einer Kühlmittel-Ausstoflseite
des Kondensators 2 verbunden ist, ist in zwei Teile verzweigt.
Die Ventileinheit 3 ist an dem Verzweigungspunkt des Kühlrohrs
angeordnet, um ihr Öffnungsverhältnis unterschiedlich
einzustellen, so daß die
Kühlmittelmenge,
welche durch irgendeines der zwei verzweigten Rohre strömt, mit der
Steuerung einer Steuereinheit (nicht dargestellt) steuerbar ist.
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Die jeweiligen Verzweigungsrohre,
welche von der Ventileinheit 3 abzweigen, sind jeweils
mit der F-Ausdehnungseinheit 11 verbunden, welche in einem
ersten Raum 10 angeordnet ist, und mit einer R-Ausdehnungseinheit 21,
welche in einem zweiten Raum 20 angeordnet ist.
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In dem ersten Raum 10 ist
der F-Verdampfer 12 mit der F-Ausdehnungseinheit 11 verbunden
und ein F-Gebläse 12a ist
derartig angeordnet, daß es
hin zu dem F-Verdampfer 12 ausgerichtet ist.
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In dem zweiten Raum 20 ist
der R-Verdampfer 22 mit der R-Ausdehnungseinheit 21 verbunden und
ein R-Gebläse 22a ist
derartig angeordnet, daß es
hin zu dem R-Verdampfer 22 ausgerichtet ist.
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Temperatur-Sensoren 13, 23 sind
in den ersten und zweiten Räumen 10, 20 angeordnet,
um so die Temperaturen der ersten und zweiten Räume 10, 20 zu
messen, wobei sie elektrisch mit der Steuereinheit verbunden sind,
um die gemessene Information zu der Steuereinheit zu übermitteln.
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Kühlrohre
der Kühlmittel-Ausstoßseite des F-Verdampfers 12 und
des R-Verdampfers 22 sind mit dem Kompressor verbunden.
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Der Betrieb des Kühlsystems, welches wie oben
konstruiert ist, ist gemäß Verfahren
steuerbar, welche in verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt
werden, wobei ihre detaillierte Beschreibungen wie folgt sind:
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Erste Ausführungsform
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Mit Bezug auf 2 umfasst ein Betriebssteuerverfahren
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung: einen Schritt (S-00) des separaten Setzens
einer Mehrzahl an Bezugstemperaturen für einen ersten Raum 10 und
einer Mehrzahl an Bezugstemperaturen für einen zweiten Raum 20;
einen Schritt (S-10) des Messens der Temperaturen der ersten und
zweiten Räume 10 und 20; einen
Schritt (S-20) des Vergleichens der gemessenen Temperatur des ersten
Raums
10 mit der gemessenen Temperatur des zweiten Raums 20;
und einen Schritt (S-30) des Einstellens von Kühlmittelmengen, welche jeweils
in einen F-Verdampfer 12 und einen R-Verdampfer 22 eingefügt werden,
basierend auf den Ergebnissen des Temperatur-Vergleichs zwischen
dem ersten Raum 10 und dem zweiten Raum 20.
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Hier wird der Schritt (S-10) jeweils
durch Temperatursensoren 13, 23 ausgeführt, und
die gemessenen Temperaturen werden zur Steuereinheit übertragen.
Der Schritt (S-20) wird von der Steuereinheit ausgeführt. Die
Bezugstemperaturen umfassen eine obere Grenztemperatur und eine
untere Grenztemperatur. Zu diesem Zeitpunkt können die obere Grenztemperatur
und die untere Grenztemperatur für
sowohl die ersten als auch die zweiten Räume 10 und 20 identisch
zueinander gesetzt werden, jedoch, da im Allgemeinen der erste Raum 10 als
der Tiefkühler
und der zweite Raum 20 als der Kälteraum benutzt werden, ist
es wünschenswert,
daß die
Temperaturen der ersten und zweiten Räume unterschiedlich voneinander
gesetzt werden.
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In dem Schritt (S-30) sind die Kühlmittelmengen,
welche jeweils in dem F-Verdampfer 12 und dem R-Verdampfer 22 eingeführt worden
sind, steuerbar, und zwar dadurch, daß die Steuereinheit das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit 3, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs
zwischen gemessenen Temperaturen der ersten und zweiten Räume 10 und 20,
einstellen kann. Die detaillierten Öffnungsverhältnisse werden mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Mit Bezug auf 3, d.h. wenn die Temperaturen der ersten
und zweiten Räume 10 und 20 über der
oberen Grenztemperatur liegen, und wenn die Temperaturen der ersten
und zweiten Räume 10 und 20 in
dem Bereich über
der unteren Grenztemperatur gleich sind, wird das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit 3 des ersten Raums 10 zu dem zweiten Raum
20 auf
50% : 50% gesetzt, so daß das
Kühlmittel
in identischen Mengen hin zu dem F-Verdampfer 12 und dem
R-Verdampfer 22 strömt.
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Wenn außerdem die Temperaturen der
ersten und zweiten Räume 10 und 20 über der
unteren Grenztemperatur liegen und zur selben Zeit irgendeines der
ersten und zweiten Räume 10 und 20 eine höhere Temperatur
aufweist als der andere Raum, wird die Ventileinheit 3 in
der weise gesteuert, daß die
Verdampferseite des Raums mit höherer
Temperatur als die des anderen Raums weiter geöffnet wird. Mit anderen Worten,
wie in 3 dargestellt
ist, wenn der erste Raum zu einem Bereich (b1) mit einer Temperatur
niedriger als die obere Grenztemperatur gehört und über der unteren Grenztemperatur
liegt, und der zweite Raum 20 zu einem Bereich (a2) mit
einer Temperatur über
der oberen Grenztemperatur gehört,
wird die Ventileinheit 3 so eingestellt, daß sie weiter
hin zu dem zweiten Raum 20 als hin zu dem ersten Raum 10 geöffnet wird.
Wenn sowohl die ersten als auch zweiten Räume 10 und 20 zu
den Bereichen (b1, b2) mit einer Temperatur niedriger als die obere
Grenztemperatur und oberhalb der unteren Grenztemperatur gehören, wird
die Ventileinheit 3 derartig eingestellt, daß sie weiter
hin zu dem Raum mit höherer
Temperatur relativ zu dem anderen Raum geöffnet wird. In den obigen Fällen, wo
die ersten und zweiten Räume 10 und 20 alle
zu den Bereichen (a1, a2) oberhalb der oberen Grenztemperatur gehören, kann
die Ventileinheit 3 derartig eingestellt werden, daß sie weiter
hin zu dem Raum mit höherer Temperatur
relativ zu dem anderen Raum geöffnet wird.
Jedoch, wie in 3 dargestellt
ist und vorher erwähnt
wurde, ist das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit 3 des ersten Raums zu dem zweiten Raum vorzugsweise
identisch zueinander eingestellt.
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Wenn zusätzlich entweder die Temperatur des
ersten Raums 10 oder die Temperatur des zweiten Raums 20 niedriger
ist als die untere Grenztemperatur, wird die Ventileinheit 3 derartig
eingestellt, daß die
gesamte Kühlmittelmenge
hin zu dem Raum mit höherer
Temperatur relativ zu dem anderen strömt. Mit anderen Worten, wie
in 3 dargestellt ist,
wenn der erste Raum 10 zu dem Bereich (c1) mit einer Temperatur
niedriger als die untere Grenztemperatur gehört und der zweite Raum 20 zu
den Bereichen (b1, a1) mit einer Temperatur oberhalb der unteren
Grenztemperatur gehört,
wird die Ventileinheit 3 derartig eingestellt, daß die gesamte
Kühlmittelmenge
hin zu dem R-Verdampfer 22 des zweiten Raums 20 strömt. Im Gegensatz
dazu, wenn der erste Raum 10 zu den Bereichen (b1, a1)
mit einer Temperatur über
der unteren Grenztemperatur und der zweite Raum 20 zu dem
Bereich (c1) mit einer Temperatur niedriger als die untere Grenztemperatur
gehört,
wird die Ventileinheit 3 derartig eingestellt, daß das gesamte
Kühlmittel
hin zu dem F-Verdampfer des ersten Raums strömt.
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Wenn sowohl die ersten als auch die
zweiten Räume 10 und 20 zu
den Bereichen (c1, c2) mit einer Temperatur niedriger als die untere
Grenztemperatur gehören,
wird der Betrieb des Kompressors 1 gestoppt, so daß Kühlmittel
nicht hin zu dem F-Verdampfer 12 und dem R-Verdampfer 22 zugeführt wird.
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Der Kühlmittelfluss in der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird kurz wie folgt zusammengefasst.
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Wenn das Kühlsystem anfängt zu arbeiten, arbeitet
der Kompressor 1, um das Kühlmittel zu komprimieren und
das Kühlmittel
in einen Flüssigkeitszustand
mit hoher Temperatur und hohem Druck umzuwandeln, und überträgt das komprimierte
Kühlmittel
zu dem Kondensator 2. Das gasförmige Kühlmittel wird verflüssigt, während es
mit Luft, welche durch ein Kondensatorgebläse 2a zugeführt wird, Wärme-ausgetauscht
wird. Das verflüssigte
Kühlmittel
strömt
hin zu der Ventileinheit 3 durch das Kühlmittelrohr.
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Hier messen die Temperatursensoren 13, 23 der
ersten und zweiten Räume 10, 20 die
Temperaturen der ersten und zweiten Räume 10, 20 und übertragen
die gemessenen Temperaturen zu der Steuereinheit. Die Steuereinheit
vergleicht die gemessenen Temperaturen und stellt das Öffnungsverhältnis der Ventileinheit 3 gemäß des mit
Bezug auf 3 beschriebenen
Verfahrens ein.
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Das Kühlmittel, dessen Strömungsrate
durch das Öffnen
der Ventileinheit 3 eingestellt worden ist, expandiert
in der F-Ausdehnungseinheit 11 und der R-Ausdehnungseinheit 21,
und macht einen Wärmeaustausch
mit der Inneneinheit jedes Raums in dem F-Verdampfer 12 und
dem R-Verdampfer 22. Die jeweiligen Räume werden gekühlt, während die
Kühlluft
zu den entsprechenden Räumen
durch das F-Gebläse 12a und
das R-Gebläse 22a zugeführt wird.
-
Wenn die ersten und zweiten Räume 10 und 20 in
einer Umgebung mit einer Temperatur niedriger als die untere Grenztemperatur
sind, wird der Betrieb des Kompressors 1 gestoppt. Nach
Verstreichen einer vorgegeben Zeitdauer, wenn wenigstens eine der Temperaturen
der ersten und zweiten Räume 10 und 20 über die
untere Grenztemperatur ansteigt, arbeitet der Kompressor 1 und
wiederholt die zuvor genannten Schritte, wodurch die Temperaturen
der ersten und zweiten Räume 10 und 20 innerhalb
eines bestimmten Temperaturbereichs gehalten werden.
-
Die zuvor genannte erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung stellt einen Effekt bereit, in welchem die
Temperaturabweichung der jeweiligen Räume reduziert wird und die
Temperaturen der jeweiligen Räume
stabil gehalten werden. Daher gestattet der Kühlschrank, an welchem die erste
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird, in den jeweiligen Räumen gelagerte
Nahrungsmittel für
eine lange Zeitdauer frisch zu halten, so daß die Zuverlässigkeit
in der Nahrungsmittellagerung weiter erhöht ist.
-
Hier kann die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, dessen technische Hauptidee ist, eine
Kühlmittelverteilungsmenge,
welche zu den jeweiligen Verdampfern zugeführt worden ist, zu steuern,
durch die folgende geänderte
Ausführungsform
implementiert werden.
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Geänderte Auführungsform der ersten Auführungsform
-
Mit Bezug auf 4 umfasst ein Betriebssteuerverfahren
gemäß einer
modifizierten Ausführungsform
der ersten Ausführungsform:
einen Schritt (S-05) des Setzens einer Mehrzahl an Temperaturbereichen
für erste
und zweite Räume 10 und 20;
einen Schritt (S-10) des Messens der Temperaturen der ersten und
zweiten Räume 10 und 20;
einen Schritt (S-20)
des Vergleichens der gemessenen Temperatur des ersten Raums 10 mit
der gemessenen Temperatur des zweiten Raums 20; und einen
Schritt (S-30) des Einstellens von Kühlmittelmengen, welche jeweils
in einen F-Verdampfer 12 und einen R-Verdampfer 22 eingeführt worden
sind, basierend auf den Ergebnissen des Temperaturvergleichs zwischen
dem ersten Raum 10 und dem zweiten Raum 20.
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Hier wird der Schritt (S-10) jeweils
durch Temperatursensoren 13, 23 ausgeführt und
die gemessenen Temperaturen werden zu der Steuereinheit übertragen.
Der Schritt (S-20) wird durch die Steuereinheit ausgeführt. Die
Temperaturbereiche umfassen: einen An-Bereich über der oberen Grenztemperatur;
einen Bn-Bereich niedriger als die obere Grenztemperatur und über
einer gesetzten Temperatur; einen Cn-Bereich niedriger als die gesetzte Temperatur
und über
der unteren Grenztemperatur; und einen Dn-Bereich niedriger als
die untere Grenztemperatur. Hier ist das Subskript "n" eine willkürliche Zahl, welche dem Temperaturbereich
zugeordnet ist, um so die jeweiligen Räume zu unterscheiden. Nun kön nen die
jeweiligen Temperaturbereiche der ersten und zweiten Räume 10 und 20 identisch
zueinander gesetzt werden, jedoch, da im allgemeinen der erste Raum 10 als
Tiefkühler
genutzt wird und der zweite Raum 20 als Kühlraum genutzt
wird, ist es wünschenswert,
daß die
Temperaturbereiche der ersten und zweiten Räume unterschiedlich voneinander
gesetzt werden.
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Der Schritt (S-20) wird durch Vergleichen
der Temperaturen der jeweiligen Räume mit den Temperaturbereichen
ausgeführt.
Auf der Basis der Vergleichsergebnisse stellt der Schritt (S-30)
die Kühlmittelmengen
ein, welche jeweils in den F-Verdampfer und den R-Verdampfer 22 eingeführt wurden.
Die Einstellung dieser Kühlmittelmengen
wird dadurch ausgeführt,
daß die
Steuereinheit das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit 3 einstellen kann. Die detaillierten Öffnungsverhältnisse
werden mit Bezug auf 5 beschrieben.
-
Mit Bezug auf 5, und zwar wenn die Temperaturbereiche
der ersten und zweiten Räume 10 und 20 gleich
sind, wird die Ventileinheit 3 vorzugsweise in einem gleichen Öffnungsverhältnis geöffnet, wobei
das Öffnungsverhältnis der
Ventileinheit 3 des ersten Raums 10 zu dem zweiten
Raum 20 auf 50% : 50% gesetzt ist. Mit anderen Worten,
wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Räume 10 und 20 zu
dem An-Bereich,
zu dem Bn-Bereich, oder zu dem Cn-Bereich gehören, wird die Ventileinheit 3 in dem
gleichen Öffnungsverhältnis 50%
: 50% geöffnet,
so daß das
Kühlmittel
hin zu dem F-Verdampfer und
dem R-Verdampfer 22 in gleicher Menge strömt. Hier
wird, wie in 5 dargestellt
ist, wenn sowohl die Temperaturbereiche der ersten als auch der
zweiten Räume 22 zu
dem Dn-Bereich gehören,
der Betrieb des Kompressors 1 gestoppt.
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Wenn außerdem nur der Temperaturbereich irgendeines
der ersten und zweiten Räume
zu dem Dn-Bereich gehört,
wird die Ventileinheit 3 derart eingestellt, daß das Öffnungsverhältnis der
Seite des Raums, welcher zu dem Dn-Bereich gehört, zu der Seite des Raums,
welcher zu einem anderen Bereich gehört, 0% : 100% beträgt. Mit
anderen Worten, wenn nur der erste Raum 10 zu dem D1-Bereich
gehört,
strömt
die gesamte Kühlmittelmenge
hin zu dem R-Verdampfer 22 des zweiten Raums 20,
wohingegen, wenn nur der zweite Raum 20 zu dem D2-Bereich
gehört,
die gesamte Kühlmittelmenge
hin zu dem F-Verdampfer 12 des ersten Raums 10 strömt.
-
Zusätzlich, wenn der Temperaturbereich
irgendeines der ersten und zweiten Räume 10 und 20 zu
dem An-Bereich gehören
und der Temperaturbereich des anderen Raums zu dem Cn-Bereich gehört, wird
die Ventileinheit derart eingestellt, daß das Öffnungsverhältnis der Seite des Raums,
welcher zu dem An-Bereich gehört,
zu der Seite des Raums, welcher zu dem Cn-Bereich gehört, 100%
: 0% beträgt.
Mit anderen Worten, wie in 5 dargestellt
ist, wenn der erste Raum 10 zu dem A1-Bereich gehört und der
zweite Raum 20 zu dem C2-Bereich gehört, wird die Ventileinheit 3 derartig
eingestellt, daß die gesamte
Kühlmittelmenge
hin zu dem F-Verdampfer 12 des
ersten Raums 10 strömt.
Im Gegensatz dazu d.h. wenn der erste Raum 10 zu dem C2-Bereich
gehört
und der zweite Raum 20 zu dem A1-Bereich gehört, wird
die Ventileinheit 3 derartig eingestellt, daß die gesamte
Kühlmittelmenge
hin zu dem R-Verdampfer 22 des zweiten Raums 20 strömt.
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Wenn weiterhin der Temperaturbereich
irgendeines der ersten und zweiten Räume 10 und 20 zu
dem Bn-Bereich gehört
und der Temperaturbereich des anderen Raums zu dem An-Bereich oder dem
Cn-Bereich gehört,
wird die Ventileinheit derartig eingestellt, daß sie weiter hin zu dem Raum
mit höherer
Temperatur relativ zu dem anderen geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt
beträgt
das Öffnungsverhältnis vorzugsweise
80% : 20% (die Seite des Raums, welcher zu dem Temperaturbereich mit
höherer
Temperatur gehört:
die Seite des Raums, welcher zu dem Temperaturbereich mit niedrigerer
Temperatur gehört),
kann jedoch auf 70% : 30% oder 60% : 40% eingestellt werden. Wenn
zusätzlich,
wie in 5 dargestellt
ist, der erste Raum 10 zu dem B1-Bereich und der zweite
Raum 20 zu dem A2-Bereich gehört und wenn der erste Raum 10 zu
dem C1-Bereich und der zweite Raum 20 zu dem B2-Bereich
gehört,
gehört
der zweite Raum 20 im Ergebnis zu einem höheren Temperaturbereich
als der erste Raum 10 und somit wird die Ventileinheit 3 derartig eingestellt,
daß eine
größere Kühlmittelmenge
hin zu dem R-Verdampfer 22 des zweiten Raums 20 strömt als zu
dem F-Verdampfer 12 des ersten Raums 10. Wenn
natürlich
der erste Raum 10 zu dem B1-Bereich und der zweite Raum 20 zu
dem B2-Bereich gehört
und wenn der erste Raum 20 zu dem B1-Bereich und der zweite
Raum 20 zu dem C2-Bereich gehört, gehört der erste Raum 10 im
Ergebnis zu einem höheren
Temperaturbereich als der zweite Raum 20 und somit wird
die Ventileinheit 3 derartig eingestellt, daß eine größere Kühlmittelmenge
hin zu dem F-Verdampfer 12 des ersten Raums 10 strömt als zu
dem R-Verdampfer 22 des zweiten Raums 20.
-
Der Strömungsmechanismus des Kühlmittels
gemäß der geänderten
Ausführungsform
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in welcher der Fluss des Kühlmittels
durch das zuvor genannte Verfahren gesteuert wird, ist derselbe,
wie der der ersten Ausführungsform
und seine Wirkung ist auch dieselbe wie die der ersten Ausführungsform,
weshalb ihre Beschreibung hier absichtlich ausgelassen wird.
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Zweite Ausführungsform
-
Ein Betriebssteuerverfahren eines
Kühlsystems
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst den folgenden Schritt:
Wenn
der Zyklus des Kühlsystems
von einem F-Zyklus, in welchem das Kühlmittel, welches durch einen Kondensator 2 hindurchtritt,
sequenziell durch eine F-Ausdehnungseinheit 11 und einen
F-Verdampfer 12 strömt,
zu einem R-Zyklus umgewandelt wird, in welchem das Kühlmittel,
welches durch den Kondensator 2 hindurchtritt, sequenziell
durch eine R-Ausdehnungseinheit 21 und
einen R-Verdampfer 22 durch eine Steuerung einer Ventileinheit 3 strömt, wobei
ein Kompressor 1 betrieben wird, während die Ventileinheit 3 für eine vorgegebene
Zeit (Δt)
geschlossen ist.
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Hier wird bevorzugt, daß das Betriebssteuerverfahren
weiterhin den Schritt des Verdampfens des Kühlmittels umfasst, welches
in dem F-Verdampfer 12 verbleibt, und zwar durch Betreiben
eines F-Gebläses 12a,
während
die Ventileinheit 3 für
eine vorgegebene Zeit (Δt)
geschlossen ist und der Kompressor 1 betrieben wird. Außerdem wird
bevorzugt, daß das
Betriebssteuerverfahren weiterhin den Schritt des Betreibens eines
Kondensatorgebläses 2a zum Kühlen des
Kondensators 2 umfasst, während die Ventileinheit 3 geschlossen
ist und der Kompressor 1 betrieben wird.
-
In der zweiten Ausführungsform,
welche den Betrieb des Kühlsystems
gemäß des obigen
Verfahrens steuert, wird ein Kühlmittelflussmechanismus mit
Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
-
Wenn das Kühlsystem gestartet wird, wird der
Kompressor 1 betrieben, um das Kühlmittel zu komprimieren und
das Kühlmittel
in einen flüssigen Zustand
mit hoher Temperatur und hohem Druck umzuwandeln, und überträgt das komprimierte
Kühlmittel
zum Kondensator 2. Das gasförmige Kühlmittel, welches zum Kondensator 2 übertragen
wird, wird verflüssigt,
während
es mit Luft Wärme-ausgetauscht wird,
welche durch das Kondensatorgebläse 2a zugeführt wird.
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Das verflüssigte Kühlmittel strömt hin zu
der Ventileinheit 3 durch das Kühlmittelrohr. Die Ventileinheit 3 bestimmt
die Strömungsrichtung
des Kühlmittels
unter Benutzung der Steuereinheit. Zu diesem Zeitpunkt, wenn das
Kühlmittel
in die F-Ausdehnungseinheit 11 und den F-Verdampfer 12 durch
das Schalten der Ventileinheit 3 eingeführt wird, wird der F-Zyklus
ausgeführt.
Während
des F-Zyklus expandiert das Kühlmittel
in der F-Ausdehnungseinheit 11 und tauscht dann Wärme aus,
während
es verdampft wird, wodurch die umgebende Wärme absorbiert wird. Danach
wird Kühlluft
durch das F-Gebläse 12a zugeführt und
somit wird der erste Raum 10 gekühlt. Das Kühlmittel des F-Verdampfers 12 wird
wieder in den Kompressor 1 eingeführt und die oben genannten
Schritte werden wiederholt.
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Nun wird, wie in 6 dargestellt ist, die Ventileinheit 3 hin
zu dem F-Verdampfer 12 geöffnet, während der F-Zyklus ausgeführt wird,
und der Kompressor 1 wird zusammen mit dem F-Gebläse 12a und
dem Kondensatorgebläse 2a betrieben.
Das Kondensatorgebläse 2a kühlt gemeinsam
den Kondensator 2 und den Kompressor 1.
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Wie oben, nachdem der F-Zyklus ausgeführt worden
ist, wird der Kompressor 1 in einem Zustand betrieben,
so daß die
Ventileinheit 3 vollständig
geschlossen ist. Dann wird der Fluss des Kühlmittels zusammen mit dem
Verschließen
der Ventileinheit 3 gestoppt, so daß die gesamte Kühlmittelmenge,
welche in der F-Ausdehnungseinheit 11 und dem F-Verdampfer 12 verbleibt,
in den Kompressor 1 und den Kondensator 2 durch
eine Druckdifferenz eingeführt wird.
Zu diesem Zeitpunkt, wie in 6 dargestellt ist,
wird kühle
Luft kontinuierlich dem ersten Raum 10 zugeführt, während das
in dem F-Verdampfer verbliebene Kühlmittel durch Betreiben des
F-Gebläses 12a verdampft
wird. Dann ist es möglich,
selbst nachdem der F-Zyklus gestoppt worden ist, den ersten Raum 10 dauerhaft
unter Benutzung der Kühlluft zu kühlen, welche
in dem Verdampfer 12 verbleibt, und das verdampfte Kühlmittel
in den Kompressor 1 mit Leichtigkeit zurückzuziehen.
-
Nachdem der Betrieb für eine vorgegebene Zeit
(Δt) nach
dem obigen Verfahren ausgeführt
worden ist, wird die Ventileinheit 3 hin zu dem R-Verdampfer 22 geschaltet,
um den R-Zyklus
auszuführen.
Da der Fluss des Kühlmittels
während
des R-Zyklus derselbe ist wie der während des F-Zyklus, wird seine
Beschreibung hier ausgelassen. Wenn der R-Zyklus ausgeführt wird,
wird die Ventileinheit 3 hin zu dem R-Verdampfer 22 geöffnet, wobei
der Kompressor 1 und das R-Gebläse 22a und
das Kondensatorgebläse 2a betrieben
werden.
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In der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der R-Zyklus ausgeführt, nachdem
die gesamte Kühlmittelmenge,
welche in dem F-Verdampfer 12 verbleibt, durch das obige
Verfahren zurückgezogen
und das zurückgezogene Kühlmittel
in dem Kompressor 1 und dem Kondensator 2 gespeichert
worden ist. Hier kann die Kühlmittelmenge
benutzt werden, selbst während
der R-Zyklus ausgeführt
wird, und ein Kühlmittelmangelproblem kann
vollständig
vermieden werden.
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Sobald zusätzlich der R-Zyklus beginnt,
ist es möglich,
das Kühlmittel,
welches von dem F-Verdampfer 12 abgezogen worden ist, schneller
zuzuführen.
Hier tritt der R-Zyklus in den normalen Zustand innerhalb einer
kürzeren
Zeit ein, so daß es möglich wird,
die Kühlleistung
des Kühlsystems
weiterhin zu erhöhen.
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Nachdem der R-Zyklus vollendet und
somit der Kompressor 1 gestoppt ist, ermöglicht nun
der Betrieb für
eine vorgegebene Zeit dieselben Ergebnisse zu erzielen, wenn der
F-Zyklus beginnt.
Daher stellt die vorliegende Erfindung durch eine geänderte Ausführungsform
der zweiten Ausfüh rungsform
bereit, daß die
kühlmittelzurückziehende
Arbeit ausgeführt
wird nachdem alle Zyklen ausgeführt
worden sind. Solch eine Beschreibung wird mit Bezug auf 1 bis 7 gegeben.
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Geänderte Ausführungsform der zweiten Ausführungsform
-
Mit Bezug auf 4 umfasst ein Betriebssteuerverfahren
gemäß einer
geänderten
Ausführungsform
der zweiten Ausführungsform
den folgenden Schritt: wenn entweder ein F-Zyklus, in welchem Kühlmittel durch einen Kondensator 2 sequenziell durch
eine F-Ausdehnungseinheit 11 und einen F-Verdampfer 12 strömt, oder
ein R-Zyklus, in welchem Kühlmittel
durch den Kondensator 2 sequenziell durch eine R-Ausdehnungseinheit 21 und
einen R-Verdampfer 22 strömt, vollendet ist, wobei ein Kompressor 1 betrieben
wird, während
eine Ventileinheit 3 für
eine vorgegebene Zeit (Δt)
geschlossen ist.
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Hier wird bevorzugt, daß das Verfahren
den Schritt des Betreibens eines entsprechenden F-Gebläses 12a und
eines R-Gebläses 22a umfasst,
wenn die Ventileinheit 3 geschlossen und der Kompressor 1 betrieben
wird. Außerdem
ist bevorzugt, daß das Verfahren
den Schritt des Betreibens eines Kondensatorgebläses 2a zusammen mit
dem Betrieb des Kompressors 1 umfasst, wenn die Ventileinheit 3 geschlossen
und der Kompressor 1 betrieben wird.
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Da der konkrete Betrieb der geänderten
Ausführungsform
der zweiten Ausführungsform,
welche nach dem obigen Verfahren ausgeführt wird, derselbe ist wie
der der zweiten Ausführungsform,
wird seine Beschreibung hier absichtlich ausgelassen. Nur, in der
geänderten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird, selbst nachdem entweder der F-Zyklus
oder der R-Zyklus vollendet ist, die Ventileinheit 3 geschlossen
und der Kompressor 1 betrieben. Außerdem, wenn der Kompressor 1 gestoppt
und dann wieder betrieben wird, wird das verflüssigte Kühlmittel nicht in den Kompressor 1 eingeführt, so
daß die Zuverlässigkeit
des Kompressors 1 sichergestellt ist.
-
Die zweite Ausführungsform und die geänderte Ausführungsform
davon, wie oben konstruiert, haben die folgenden Vorteile.
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Erstens, nachdem irgendein Zyklus
in dem Kühlsystem
vollendet ist, wird das in dem Verdampfer des entsprechenden Zyklus
verbliebene Kühlmittel
in den Kompressor und den Kondensator zurückgezogen. Hier tritt das Kühlmittelmangelphänomen nicht auf,
obgleich der andere Zyklus ausgeführt worden ist.
-
Zweitens, nachdem ein Zyklus vollendet
ist, wird das Gebläse
eines entsprechenden Verdampfers betrieben, um dauerhaft Kühlluft in
das Nahrungsmittellagerraum zu führen,
so daß die
Wärme-Wirksamkeit
erhöht
ist, und es möglich
ist, den Abzug des Kühlmittels
zu beschleunigen.
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Drittens, nachdem ein Zyklus vollendet
ist, ist es möglich
zu verhindern, daß Kühlmittel
in dem Verdampfer verbleibt, so daß verflüssigtes Kühlmittel nicht während des
Wieder-Betriebs
des Kompressors eingeführt
wird, und damit ein Druckschaden aufgrund der Kompression der Flüssigkeit
vermieden werden kann. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Kompressors sichergestellt.
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Viertens, selbst in dem Kühlsystem
mit dergleichen Kapazität
wird eine kleinere Kühlmittelmenge
zugelassen.
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Dritte Ausführungsform
-
Ein Betriebssteuerverfahren eines
Kühlsystems
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte: wenn
der Zyklus des Kühlsystems
von einem F-Zyklus, in welchem das Kühlmittel, welches durch einen Kondensator 2 hindurchtritt,
sequenziell durch eine F-Ausdehnungseinheit 11 und einen
F-Verdampfer 12 strömt,
zu einem R-Zyklus umgewandelt wird, in welchem das Kühlmittel,
welches durch den Kondensator 2 hindurchtritt, sequenziell
durch eine R-Ausdehnungseinheit 21 und einen R-Verdampfer 22 durch
eine Steuerung einer Ventileinheit 3 strömt, wobei
ein Kompressor 1 betrieben wird, während die Ventileinheit 3 für eine vorgegebene
Zeit (Δt)
geschlossen ist; und intermittierendes Betreiben eines F-Gebläses 12a und
eines R-Gebläses 22a,
jeweils selbst nachdem der Betrieb des Kompressors 1 gestoppt
ist.
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In der wie oben ausgebildeten dritten
Ausführungsform,
da das Verfahren zum Zurückziehen des
Kühlmittels,
welches in dem Verdampfer verbleibt, dasselbe ist wie das der zweiten
Ausführungsform,
wird seine Beschreibung hier absichtlich ausgelassen. Als nächstes,
nachdem der Betrieb des Kompressors 1 gestoppt ist, wird
der Schritt des intermittierenden Betreibens des F-Gebläses 12a und des
R-Gebläses 22a mit
Bezug auf 1 bis 8 beschrieben.
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8 stellt
ein Kühlzyklus
eines Kühlsystems
dar, welches mit zwei Verdampfern ausgebildet ist, in welchem der
F-Zyklus vollendet ist, wenn das System sukzessiv in dem R-Zyklus betrieben
wird, und wobei der Kompressor 1 für eine konstante Zeitdauer
gestoppt und somit der Kühlzyklus
nicht ausgeführt
wird. Jedoch ist es für
den Fachmann offensichtlich, daß die
vorliegende Erfindung nicht nur auf den in 8 dargestellten Kühlzyklus begrenzt ist, und
der in 8 dargestellte
Kühlzyklus
nur ein Beispiel ist.
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Zunächst, während der Kompressor 1 betrieben
und der F-Zyklus
ausgeführt
wird, arbeitet das F-Gebläse 12a ununterbrochen,
um das in den F-Verdampfer 12 eingeführte Kühlmit tel zu verdampfen und
zur selben Zeit der erste Raum 10 zu kühlen.
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Während
der R-Zyklus ausgeführt
wird, und nachdem der Kühlzyklus
von dem F-Zyklus zum R-Zyklus umgewandelt worden ist, arbeitet das R-Gebläse 22a nun
ununterbrochen, um das in den R-Verdampfer 22 eingeführte Kühlmittel
zu verdampfen und zur selben Zeit der zweite Raum 20 zu
kühlen.
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Wenn der R-Zyklus vollendet ist,
wird der Kompressor 1 gestoppt. Daher, wenn der Kompressor 1 gestoppt
ist, wird die Kühlluft
in die entsprechenden Räume
abgegeben, um dadurch die Räume durch
Betreiben des F-Gebläses 12a und
des R-Gebläses 22a intermittierend
bei einer konstanten Zeitdauer zu kühlen.
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Das obige Betriebsverfahren ermöglicht es, die
entsprechenden Räume
unter Verwendung der in den entsprechenden Verdampfern verbleibenden Kühlluft zu
kühlen,
selbst nachdem das Kühlsystem gestoppt
ist. Mit anderen Worten, wenn der Kompressor 1 gestoppt
ist, wird Kühlluft
nicht in die Verdampfer 12, 22 eingeführt. Jedoch,
da die Umgebungstemperatur der Verdampfer 12, 22 niedriger
ist als die jedes Raums, wenn die Kühlluft unter Verwendung der Gebläse zu jedem
Raum zugeführt
worden ist, ist es möglich,
die Kühlleistung
zu erhöhen
und eine Abweichung in den Temperaturen der entsprechenden Räume zu vermindern,
wodurch die Zuverlässigkeit in
der Lebensmittel-Lagerung erhöht
wird.
-
Außerdem wird das in dem Verdampfer
verbleibende Kühlmittel
vollständig
durch das arbeitende Gebläse
verdampft, während
das Kühlmittel
nicht zu den entsprechenden Verdampfern zugeführt wird, wodurch vermieden
wird, daß das
flüssige
Kühlmittel in
den Kompressor 1 eingeführt
wird, wenn der Kompressor 1 wieder betrieben wird. Hier
umfasst das Verfahren der dritten Ausführungsform vorzugsweise weiterhin den
Schritt des intermittierenden Betreibens des Gebläses des
Verdampfers, welcher zu dem gestoppten anderen Kühlzyklus gehört, wenn entweder
der F-Zyklus oder der R-Zyklus ausgeführt werden. Mit anderen Worten,
wie in 8 dargestellt ist,
selbst während
der F-Zyklus ausgeführt
wird und auch wenn der Kompressor 1 gestoppt ist (AUS),
arbeitet das R-Gebläse 22a intermittierend.
Ebenso, selbst während
der R-Zyklus ausgeführt
wird, und auch wenn der Kompressor 1 gestoppt ist, arbeitet das
F-Gebläse 12a intermittierend.
Als ein Ergebnis ist die Kühlleistung
sehr erhöht.
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Zusätzlich umfasst das Verfahren
der dritten Ausführungsform
vorzugsweise weiterhin den Schritt des erweiterten Betreibens des
Gebläses
des Verdampfers, welcher zu dem entsprechenden Kühlzyklus gehört, wenn
entweder der F-Zyklus oder der R-Zyklus ausgeführt und vollendet werden. Mit
anderen Worten, wie in 8 dargestellt
ist, nachdem der F-Zyklus vollendet ist, wird das F-Gebläse 12a in
erweiterter Weise für
eine vorgegebene Zeitdauer (t1) betrieben, um die Kühlluft zu
dem ersten Raum 10 abzugeben, und nachdem der R-Zyklus
vollendet ist, wird das R-Gebläse 22a für eine vorgegeben
Zeitdauer (t2) betrieben, um die Kühlluft zu dem zweiten Raum 20 abzugeben.
Dies soll die Kühlleistung
durch Abgeben der Kühlluft
zu den entsprechenden Räumen
erhöhen,
da direkt nachdem jeder der Zyklen ausgeführt ist, die Kühlluft das
gleiche Niveau aufweist wie während
der Zyklus um den entsprechenden Verdampfer herum ausgeführt wird.
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Weiterhin umfasst das Verfahren der
dritten Ausführungsform
vorzugsweise den Schritt des erweiterten Betreibens und dann intermittierenden
Betreibens des Gebläses
des Verdampfers, welcher zu dem entsprechenden Kühlzyklus gehört, wenn
entweder der F-Zyklus oder der R-Zyklus ausgeführt und vollendet werden. Mit
anderen Worten, wie in 8 dargestellt
ist, nachdem der F-Zyklus vollendet ist, wird das F-Gebläse 12a in
erweiterter Weise für
eine vorgegebene Zeit dauer (t1) und dann intermittierend betrieben,
und nachdem der R-Zyklus vollendet ist, wird das R-Gebläse 22a in
erweiterter Weise für
eine vorgegebene Zeitdauer (t2) und dann intermittierend betrieben.
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Wenn das F-Gebläse 12a und das R-Gebläse 22a wie
oben beschrieben intermittierend betrieben werden, beträgt das intermittierende
Zeitverhältnis
der Betriebszeit zu der Stoppzeit in jedem F-Gebläse 12a und
R-Gebläse
vorzugsweise 4 : 6. Mit anderen Worten, wenn das F-Gebläse 12a und
das R-Gebläse 22a intermittierend
während
einer Dauer von 10 Minuten betrieben werden, wird jedes der Gebläse vorzugsweise
für 4 Minuten
betrieben und für
6 Minuten angehalten. Jedoch kann das obige Verhältnis in der Abhängigkeit
von der Kapazität
des Kühlsystems
oder des Designs des Produktes geändert werden. Jedoch muss,
während
das F-Gebläse
und das R-Gebläse 22a intermittierend
betrieben werden, die Lebensdauer des Motors zum Betreiben der Gebläse und der
Stromverbrauch berücksichtigt
werden.
-
Inzwischen, in der dritten Ausführungsform, kann
das Verfahren des intermittierenden Betreibens jedes Gebläses, wenn
der Kompressor gestoppt ist, an einem Kühlsystem angewendet werden,
und zwar unabhängig
von dem Betriebssteuerverfahren, welches in der zweiten Ausführungsform
bereitgestellt ist. Daher offenbart die vorliegende Erfindung eine vierte
Ausführungsform
und seine Beschreibung wird mit Bezug auf 1 bis 9 gegeben.
-
Vierte Ausführungsform
-
Ein Betriebssteuerverfahren eines
Kühlsystems
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst den folgenden Schritt: intermittierendes
Betreiben eines F-Gebläses 12a und
eines R-Gebläses 22a,
selbst nachdem in einem Kühlsystem,
welches selektiv einen F-Zyklus oder ei nen R-Zyklus ausführt, der
Betrieb eines Kompressors 1 gestoppt ist.
-
Außerdem umfasst das Verfahren
der vierten Ausführungsform
vorzugsweise weiterhin den Schritt des intermittierenden Bertreibens
des Gebläses
des Verdampfers, welcher zu dem gestoppten anderen Kühlzyklus
gehört,
wenn entweder der F-Zyklus
oder der R-Zyklus ausgeführt
werden.
-
Zusätzlich umfasst das Verfahren
der vierten Ausführungsform
vorzugsweise weiterhin den Schritt des erweiterten Betreibens des
Gebläses
des Verdampfers, welcher zu dem entsprechenden Kühlzyklus gehört, und
zwar für
eine vorgegeben Zeitdauer (t3, t4), wenn entweder der F-Zyklus oder
der R-Zyklus ausgeführt und
vollendet werden.
-
Weiterhin umfasst das Verfahren der
vierten Ausführungsform
vorzugsweise den Schritt des erweiterten Betreibens und dann des
intermittierenden Betreibens des Gebläses des Verdampfers, welcher zu
dem entsprechenden Kühlzyklus
gehört,
wenn entweder der F-Zyklus oder der R-Zyklus ausgeführt und
vollendet werden.
-
Wenn das F-Gebläse 12a und das R-Gebläse 22a in
intermittierender Weise betrieben werden, beträgt das intermittierende Zeitverhältnis der
Betriebszeit zur Stoppzeit bei dem F-Gebläse 12a und dem R-Gebläse vorzugsweise
4 : 6.
-
Da eine detaillierte Beschreibung
der wie oben konstruierten vierten Ausführungsform schon in der dritten
Ausführungsform
offenbart ist, wird sie absichtlich ausgelassen. Wie in 9 dargestellt ist, kann
die vierte Ausführungsform
bei allen Kühlsystemen
angewendet werden, in welchen der R-Zyklus und der F-Zyklus selektiv
betrieben werden, unabhängig
von der Betriebs-Reihenfolge der Zyklen.
-
Die vierte Ausführungsform der wie oben konstruierten
vorliegenden Erfindung weist die folgenden Vorteile auf.
-
Erstens, nachdem der Kompressor gestoppt ist,
wird in den entsprechenden Verdampfern verbleibende Kühlluft zu
den entsprechenden Räume
durch intermittierendes Betreiben jedes Gebläses zugeführt, so daß eine Abweichung in inneren
Temperaturen der entsprechenden Räume erniedrigt und somit die
Zuverlässigkeit
im Hinblick auf die Lebensmittel-Lagerung
erhöht
ist.
-
Zweitens, da die gesamte in den entsprechenden
Verdampfern verbleibende Kühlluft
genutzt werden kann, ist es möglich,
die Kühleffizienz
zu erhöhen
und die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperaturen der entsprechenden
Räume zu
erniedrigen. Daher ist die Betriebszeit des Kompressors im wesentlichen
verkürzt.
-
Drittens, nachdem der Fluss des Kühlmittels gestoppt
ist, verdampft jedes der Gebläse
das in den entsprechenden Verdampfern verbleibende Kühlmittel.
Hier ist es möglich,
zu verhindern, daß flüssiges Kühlmittel
in den Kompressor eingeführt
wird, wenn der Kompressor wieder betrieben wird, so daß die Zuverlässigkeit
des Kompressors erhöht
ist.
-
Für
den Fachmann ist klar, daß verschiedene Änderungen
an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Zum
Beispiel kann eine geräuschunterdrückende Vorrichtung
an dem Kühlrohr der
Außen-
wie der Inneneinheit angebracht werden. Damit wird beabsichtigt,
daß die
vorliegende Erfindung die Änderungen
der Erfindung abdeckt, vorausgesetzt, daß sie innerhalb des Umfangs
der beigefügten
Ansprüche
und ihrer Äquivalente
sind.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Kühlsystems mit zwei Verdampfern.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Messen einer Temperatur
eines jeden der Räume;
Vergleichen der gemessenen Temperaturen der entsprechenden Räume; und
Einstellen der Menge eines Kühlmittels, welches
in den Verdampfer eines jeden Raums eingeführt wird, basierend auf einem
Ergebnis eines Vergleichs zwischen den Temperaturen der entsprechenden
Räume.
Alternativ umfasst das Verfahren den Schritt des Betreibens eines
Kompressors nachdem entweder der F-Zyklus oder der R-Zyklus vollendet
ist, während
die Ventileinheit für
eine vorgegebene Zeit (Δt)
geschlossen ist. Alternativ kann das Verfahren weiterhin den Schritt
des intermittierenden Betreibens eines Gebläses des Verdampfers umfassen, welcher
zu dem Kühlzyklus
des gestoppten anderen Verdampfers gehört, wenn entweder der F-Zyklus oder
der R-Zyklus ausgeführt
werden.