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Gebiet
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Die nachfolgende Offenbarung betrifft Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs(„HVAC“, engl.: Heating, Ventilation and Air Conditioning)-Systeme und – Verfahren, und insbesondere eine variable Gebläsegeschwindigkeitssteuerung, die in solchen HVAC-Systemen und – Verfahren verwendet wird. Allgemein werden Systeme und Verfahren beschrieben, die darauf gerichtet sind, die Gebläsegeschwindigkeit zu steuern, um dabei die Leistungsaufnahme zu steuern, beispielsweise durch den/die HVAC-Verdichter und das/die HVAC-Gebläse. Die Steuerung basiert auf verschiedenen Betriebsbedingungen der Verdichterlast und der Umgebungslufttemperatur.
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Hintergrund
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In HVAC-Einheiten und -Systemen werden Kondensatorgebläse verwendet, wie beispielsweise in Wasserkältemaschinen, um einem durch das System fließenden Kältemittel Wärme zu entziehen. Wärme kann dem Kühlmittel entzogen werden und beispielsweise an ein anderes Fluid, wie etwa Luft oder Wasser, oder an die Umgebung abgegeben werden. Die Steuerung der Kondensatorgebläse kann betrieben werden, um den Enddruck auf den/die Verdichter zu minimieren, beispielsweise durch Maximieren der Anzahl von laufenden Gebläsen in Einheiten/Systemen, die Gebläse mit fester Geschwindigkeit verwenden. Eine solche Steuerung kann die Effizienz einer Kältemaschine, beispielsweise bei Volllast, maximieren.
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Zusammenfassung
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Bei vielen Betriebsbedingungen kann eine Kältemaschine nicht bei Volllast betrieben werden. Für Kältemaschinen, die ein oder mehrere Gebläse mit variabler Geschwindigkeit und/oder Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreter Stufen haben und die einen oder mehrere Verdichter mit variabler Geschwindigkeit haben, wird ein Verfahren zur Bestimmung der optimalen Gebläsegeschwindigkeit basierend auf Betriebsbedingungen der Kältemaschine benötigt, und Verbesserungen an der Gebläse-Steuerung in HVAC-Einheiten oder -Systemen können gemacht werden. Allgemein werden Systeme und Verfahren variabler Gebläsegeschwindigkeitssteuerung beschrieben. Leistungsoptimierung, beispielsweise in einer Kältemaschine, kann durch die nachfolgenden Methoden/Systeme bei verschiedenen Leerlaufbedingungen, d.h. Bedingungen nicht bei Volllast oder bei Teillast, erreicht werden. Die nachfolgenden Systeme und Verfahren sind auf einer Beobachtung gegründet, dass beispielsweise eine Verringerung der Gebläsegeschwindigkeit unter bestimmten Bedingungen Leistung einsparen kann im Verhältnis zu den Kosten, die mit einem entsprechenden Anstieg des Enddrucks auf den Verdichter verbunden sind.
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Im Allgemeinen kann die Steuerung funktional auf einem Algorithmus basieren, der in eine Software und ein Steuerungsprogramm implementiert ist und der zur Verwendung geeignet ist, das/die Gebläse einer Einheit, wie beispielsweise einer Kühleinheit oder einer Wärmepumpe, die im Kühlmodus eingesetzt wird, zu steuern. Beispielsweise kann eine solche Einheit eine luftgekühlte Wasserkältemaschine mit mindestens einem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit sein, und mindestens ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit, wie es beispielsweise in HVAC-Systemen verwendet werden kann, kann die nachfolgend beschriebenen Steuerungsverfahren und Systeme einsetzen.
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Die Steuerung basiert auf verschiedenen Betriebsbedingungen der Verdichterlast und der Umgebungslufttemperatur.
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In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Steuern der Kondensatorgebläsegeschwindigkeit in einem HVAC-System das Erfassen, mit einem Sensor, der Umgebungslufttemperatur und dann das Ermitteln einer momentanen Last auf einen Verdichter mit variabler Geschwindigkeit auf. Mit einer Steuereinheit kann ein Zieldifferenzdruck zwischen einem Kondensator und einem Verdampfer bestimmt werden, der auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit basieren kann. Mit der Steuereinheit kann eine Kondensatorgebläsegeschwindigkeit ausgegeben werden, um eine Gebläse-Kapazität zu ermitteln, die geeignet ist, den bestimmten Zieldifferenzdruck zu erreichen, so dass die Leistung des HVAC-Systems über eine relative Leistung gesteuert wird, die durch den variablen Verdichter und die Gebläse aufgenommen wird. Mindestens ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit und/oder Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen kann basierend auf der Ausgabe der Kondensatorgebläse-Kapazität basieren, beispielsweise basierend auf einer Gebläsegeschwindigkeit.
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In einer Ausführungsform kann ein HVAC-System eine Einheit, wie beispielsweise eine luftgekühlte Wasserkältemaschine, aufweisen. Das System weist mindestens ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit und/oder Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen, einen Verdichter mit variabler Geschwindigkeit, einen Kondensator, einen Verdampfer, eine Vorrichtung zur Erfassung der Umgebungslufttemperatur und eine Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Lasten auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit auf. Das System weist eine Steuereinheit auf, um einen Zieldifferenzdruck zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer basierend auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit zu bestimmen. Die Steuereinheit kann auch eine Ausgabe einer Kondensatorgebläsegeschwindigkeit bestimmen, um eine Gebläse-Kapazität zu erreichen, die geeignet ist, den bestimmten Zieldifferenzdruck zu erreichen. Die Steuereinheit kann das mindestens eine Gebläse basierend auf der Ausgabe einer Kondensatorgeschwindigkeit betreiben, um eine Gebläse-Kapazität zu erreichen, so dass die Leistung des HVAC-Systems über eine relative Leistung gesteuert wird, die von dem variablen Verdichter und den Gebläsen aufgenommen wird.
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Es ist zu würdigen, dass die Verwendung eines Zieldifferenzdruckes nur ein Beispiel für einen Steuerungsparameter ist, der aus einer Verdichterlast ermittelt wird, und nicht einschränkend gemeint ist. Es ist zu würdigen, dass die Eingabe/n der Verdichterlast, wie beispielsweise die Verdichtergeschwindigkeit, und die Eingabe der Umgebungstemperatur verwendet werden könnten, um die Gebläsegeschwindigkeit direkt auszugeben.
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Andere Eigenschaften und Aspekte der Systeme, Verfahren und Steuerungskonzepte werden durch Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung und begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechende Teile darstellen.
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1 ist eine schematische Ansicht eines HVAC-Systems, das eine variable Gebläsegeschwindigkeitssteuerung einsetzen kann.
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2 ist ein Blockschema eines Systems mit variabler Gebläsegeschwindigkeitssteuerung.
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3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens für eine variable Gebläsegeschwindigkeitssteuerung.
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4 zeigt ein beispielhaftes Gebläse-Steuerungskennfeld unter Verwendung von Differenzdruck-Sollwerten basierend auf Verdichtergeschwindigkeit und Umgebungstemperatur.
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Detaillierte Beschreibung
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Verbesserungen können an der Gebläse-Steuerung in HVAC-Einheiten und/oder -Systemen gemacht werden. Im Allgemeinen werden Verfahren und Systeme beschrieben, um die Gebläsegeschwindigkeit einer/s HVAC-Einheit und/oder -Systems, die/das variable Geschwindigkeit hat und/oder Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen und einen oder mehrere Verdichter mit variabler Geschwindigkeit zu steuern. Die variable Gebläsegeschwindigkeitssteuerung basiert auf einer Verdichterlast, beispielsweise Verdichtergeschwindigkeit, und der Umgebungstemperatur.
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Was den Grundaufbau eines HVAC-Systems betrifft, zeigt 1 eine schematische Ansicht einer Kältemaschineneinheit in einem HVAC-System, um beispielsweise ein Gebläse oder Gebläse mit variabler Geschwindigkeit zu steuern. 1 zeigt eine Ausführungsform einer luftgekühlten Kältemaschine, die einen Verdichter 1, einen Verdampfer 3, einen Kondensator 4 mit Luftwindung 5 und Gebläse 8 und eine Steuerungseinheit 2 und Steuertafel 7 aufweist. Es ist zu würdigen, dass der Verdichter 1 ein Verdichter mit variabler Geschwindigkeit ist und die Gebläse 8 variable Geschwindigkeit haben können und/oder Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen sein können. Der Kondensator 4 und seine Luftwindung 5 der gezeigten Ausführungsform sind ein Beispiel eines luftgekühlten Kondensators, wobei allerdings zu würdigen ist, dass die gezeigte spezielle Kondensator 4/Windung 5-Kombination rein beispielhaft ist. Die Kältemaschine kann als eine einzelne Einheit innerhalb des HVAC-Systems betrachtet werden und kann beispielsweise durch einen Rahmen 6 getragen sein. Es ist zu würdigen, dass die spezielle Konfiguration, die in 1 gezeigt ist, rein beispielhaft ist, da andere Gestaltungen, ein anderer Aufbau und andere spezielle Konfigurationen von Kältemaschinen eingesetzt werden können. Beispielsweise ist die Kältemaschine in 1 eine bekannte Kältemaschine mit „W“-geformten Windungen; allerdings ist zu würdigen, dass andere Windungstypen verwendet werden können, beispielsweise eine Vielzahl von „V“-geformten Windungen oder mehr als ein Kreislauf, wobei eine Vielzahl von Verdichtern, Verdampfern, Kondensatoren eingesetzt werden. Im Allgemeinen können die Verfahren und Systeme zum Steuern der Gebläsegeschwindigkeit in jeder Art von luftgekühlter Kältemaschineeinheit mit variabler Geschwindigkeit und/oder mit Gebläse/n, die eine Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen und einen oder mehrere Verdichter mit variabler Geschwindigkeit aufweisen, eingesetzt werden.
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2 ist ein Blockschaltbild einer variablen Gebläsegeschwindigkeitssteuerung 200, die Vorrichtungen zum Erfassen, Ermitteln, oder anderen Bestimmen der benötigten Eingaben für eine Steuereinheit aufweist, um die angemessene Ausgabe zu bestimmen, um die Gebläsegeschwindigkeit zu steuern. In einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung 202 verwendet, um eine Umgebungslufttemperatur zu erfassen. Die Vorrichtung 202 kann irgendein geeigneter Sensor sein, der die Umgebungslufttemperatur, beispielsweise äußere Temperatur oder Außentemperatur, messen kann und die Umgebungstemperaturmessung an die Steuereinheit 206 kommunizieren kann. Es ist zu würdigen, dass die Vorrichtung 202 ein Sensor sein kann, der in der Nähe der luftseitigen Windungen (z.B. 5 in 1) angebracht ist. Eine Vorrichtung 204 wird verwendet, um die momentane Last auf den Verdichter des Kreislaufs zu ermitteln. Es ist zu würdigen, dass die Vorrichtung 204 irgendein geeigneter Erfasser, Detektor, Messgerät, das die momentane Last auf den Verdichter, von denen einige Beispiele unten angegeben sind, bestimmen kann, sein kann. In einigen Ausführungsformen basiert die momentane Last auf einer Laufgeschwindigkeit des Verdichters, die in einigen Beispielen als ein prozentualer Anteil einer Nenngeschwindigkeit für eine bestimmte Verdichter-Rahmengröße ausgedrückt werden kann, z.B. relativ zu der konfigurierten Grenze der Verdichter-Vollgeschwindigkeit. Die Vorrichtung 204 soll beispielsweise den prozentualen Anteil der Nenngeschwindigkeit des Verdichters an die Steuereinheit 206 kommunizieren. Die Vorrichtungen 202, 204 können periodisch die gemachten Messungen wie benötigt und/oder gewünscht aktualisieren, wie beispielsweise automatisch, während/nach einer Betriebsänderung oder veränderten Bedingungen der Einheit, und/oder manuell. Es ist zu würdigen, dass die Steuereinheit 206 die neuesten verfügbaren Sensordaten verwenden kann, wenn nicht anders festgelegt.
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Die Steuereinheit 206 kann beispielsweise in der Steuerungseinheit 2 und Steuertafel 7, wie z.B. in 1, ausgeführt sein. Es ist zu würdigen, dass es bekannt ist, dass die Steuerungseinheit 2, wie in der luftgekühlten Kältemaschine in 1 gezeigt, im Allgemeinen einen Prozessor (nicht gezeigt), einen Speicher (nicht gezeigt) und optional eine Uhr (nicht gezeigt) und eine Eingabe/Ausgabe-(I/O) Schnittstelle (nicht gezeigt) aufweisen kann und die Steuerungseinheit 2 ausgebildet sein kann, als Eingabedaten von verschiedenen Komponenten innerhalb eines HVAC-Systems, wie beispielsweise die in 1 und 2 gezeigten Komponenten, zu empfangen und auch Befehlssignale als Ausgabe an verschiedene Komponenten innerhalb des Systems senden kann.
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Die Steuereinheit 206 verwendet die erfasste Umgebungstemperatur und die ermittelte Verdichterlast, um einen Zieldifferenzdruck ∆Pdiff zwischen dem Verdampfer und Kondensator (z.B. Verdampfer 3 und Kondensator 4 in 1) zu bestimmen. Der Zieldifferenzdruck kann eine Funktion der Umgebungstemperatur und Verdichterlast sein, die in einem Algorithmus eingesetzt sein kann, der in ein Steuerungsprogramm implementiert ist, um die Gebläsegeschwindigkeit wie für die angemessene Gebläse-Kapazität benötigt und/oder gewünscht zu variieren, z.B. durch Steuerung der/des Gebläse/s mit variabler Geschwindigkeit 208.
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Es ist zu würdigen, dass der Zieldifferenzdruck auf den Saugdruck des Verdichters addiert werden kann, um einen Zielauslassdruck des Verdichters zu erhalten. Da die Gebläse die Geschwindigkeit verändern können, um einen Zielauslassdruck des Verdichters zu erreichen, kann sich die Kapazität der Einheit, z.B. der Kältemaschine, auch verändern, wobei eine neue Verdichtergeschwindigkeit verursacht wird. Die neue Verdichtergeschwindigkeit kann dann wiederum den ausgegebenen Zieldifferenzdruck über den Verdichter verändern. Die Steuerung der gekühlten Wassertemperatur bringt dann die Kältemaschine zu der angemessenen Kältemaschinen-Kapazität.
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Die Gebläse-Steuerung kann die optimale Gebläsegeschwindigkeit bestimmen, um die Gesamtleistungsaufnahme bei dieser Kapazität der Einheit zu minimieren, wie beispielsweise durch Verwendung der Verdichterlast und der Umgebungstemperatur, um den ausgegebenen Zieldifferenzdruck zu ermitteln. Der ausgegebene Zieldifferenzdruck wiederum kann verwendet werden, um die angemessene Gebläse-Kapazität zu bestimmen, beispielsweise basierend auf der resultierenden Gebläsegeschwindigkeit, die die Gesamtleistungsaufnahme bei dieser Kapazität der Einheit minimieren kann, beispielsweise die relative Leistung, die durch den Verdichter und durch die Gebläse aufgenommen wird.
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Es ist zu würdigen, dass die Verdichtergeschwindigkeit in U/min durch die Steuereinheit, z.B. 206, als Befehl ausgegeben werden kann unter Berücksichtigung von, zum Beispiel, des Steuerkreises für die Kältemaschinen-Wassertemperatur einer Wasserkältemaschine, und der Steuereinheit bekannt sein kann und/oder würde. In den hier beschriebenen Verfahren und Systemen kann der Differenzdruck der Ausgabeparameter der Steuereinheit sein, und die Verdichterlast (z.B. Geschwindigkeit in U/min oder Relativwert von U/min) kann der Eingabeparameter sein, der verwendet wird, um den Ausgabeparameter zu ermitteln.
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Es ist zu würdigen, dass die Verwendung eines Zieldifferenzdrucks nur ein Beispiel für einen von einer Verdichterlast ermittelten Steuerparameter ist und nicht einschränkend gemeint ist. Es ist zu würdigen, dass die Eingabe/n der Verdichterlast, wie beispielsweise die Verdichtergeschwindigkeit, und die Eingabe der Umgebungstemperatur verwendet werden könnten, um eine Gebläsegeschwindigkeit direkt auszugeben, anstatt sie zu verwenden, um zuerst den Zieldifferenzdruck zu ermitteln.
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Beispielsweise wäre es in anderen Situationen, in denen ein Zieldifferenzdruck nicht als der Steuerparameter verwendet wird, zu würdigen, dass ein üblicher Geschwindigkeitssensor eingesetzt werden kann, um die Verdichterlast, z.B. die Verdichtergeschwindigkeit, zu ermitteln und dass eine Nachschlagtabelle eingesetzt werden kann, die korrigierte Verdichtergeschwindigkeiten und Umgebungstemperaturen enthält. Es ist auch zu würdigen, dass in Abhängigkeit von dem Verfahren zur Entlastung des Verdichters, ein mechanischer Entlastungspositionssensor oder -sensoren berücksichtigt werden können, um die Verdichterlast zu ermitteln, z.B. die Verdichtergeschwindigkeit. In anderen Ausführungsformen könnte die Verdichterlast, z.B. Verdichtergeschwindigkeit, auch indirekt geschätzt werden, wie beispielsweise durch eine Veränderung der Verdampfer-Wassertemperatur, die durch die Steuereinheit durch Verwendung beispielsweise von einem oder mehrerer Temperatursensor/en ermittelt wurde.
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In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 206 eine Hochdruck-Vermeidungssteuerung einsetzen, um die Gebläse-Kapazität in mehreren Stufen zu steuern. Beispielsweise kann, wenn sich die Kondensationstemperatur an die Kondensatordruckgrenze annähert, die Gebläse-Kapazität in diskreten Gebläse-Stufen mit fester Geschwindigkeit in Systemen hinzugefügt werden, die ein Gebläse oder Gebläse mit variabler Geschwindigkeit und/oder ein Gebläse oder Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen verwenden.
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3 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 300 einer variablen Gebläsegeschwindigkeitssteuerung. Das Verfahren 300 zum Steuern von Kondensatorgebläsen mit variabler Geschwindigkeit in einem HVAC-System weist Erfassen, mit einem Sensor, der Umgebungslufttemperatur 302 und dann Ermitteln einer momentanen Last auf einem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit 304 auf. Mit einer Steuereinheit kann ein Zieldifferenzdruck zwischen einem Kondensator und einem Verdampfer bestimmt werden 306, der auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit basieren kann. Mit der Steuereinheit kann eine Kondensatorgebläsegeschwindigkeit, die geeignet ist, eine Gebläse-Kapazität zu erreichen, und die geeignet ist, den bestimmten Zieldifferenzdruck zu erreichen, ausgegeben werden 308. Mindestens ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit kann gesteuert werden 310, basierend auf der Ausgabe der Kondensatorgebläsegeschwindigkeit, um die Gebläse-Kapazität zu erreichen. Es ist zu würdigen, dass die Gebläse Gebläse mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen, oder eine Kombination von einem oder mehrerer Gebläsen mit variabler Geschwindigkeit und einem oder mehrerer Gebläsen mit einer Vielzahl von Gebläse-Stufen oder diskreten Stufen sein können.
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Bei Verwendung eines Systems mit einer solchen Steuerung oder einem solchen Verfahren, kann das Differenzdruckziel basierend auf einer Funktion der Umgebungstemperatur und der Verdichtergeschwindigkeit variiert werden, um die Gebläsegeschwindigkeit zu optimieren, was dem System Leistung einsparen kann, im Verhältnis zu potentiellen Kosten aufgrund von Anstiegen des Verdichter-Enddruckes. Historisch wurde das Differenzdruckziel auf einen festen PSI-Wert für eine gegebene, oder gehaltene, Umgebungstemperatur gesetzt, so dass das Differenzdruckziel sich nicht ändern würde, obwohl die Umgebungstemperatur niedriger ist als die gegebene Umgebungstemperatur. Bei Teillast- und Volllast-Betriebsbedingungen kann die Steuerung die Gebläsegeschwindigkeit optimieren, um Effizienzen in dem Kreislauf zu erzielen, um eine Abstimmung zwischen Kondensatorgebläse-Leistung (die ansteigen kann, um den Systemdifferenzdruck relativ niedrig zu halten) und Verdichter-Leistung (die ansteigen kann, wenn der Systemdifferenzdruck ansteigt) zuzulassen.
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4 zeigt ein beispielhaftes Gebläse-Steuerungskennfeld unter Verwendung von Differenzdruck-Sollwerten basierend auf Verdichtergeschwindigkeit und Umgebungstemperatur. Wie gezeigt, kann der Delta-Druck-Sollwert als eine Funktion der Umgebungstemperatur ansteigen, genauso wie für unterschiedliche Geschwindigkeiten, siehe Diagrammkurven z.B. für Geschwindigkeiten 1 bis 4. In einigen Beispielen kann der Delta-Druck-Sollwert so niedrig wie beispielsweise 35 PSID (engl.: Pounds per Square Inch Differential) und kann so hoch wie ungefähr 190 PSID sein. Es ist zu würdigen, dass der Delta-Druck-Sollwert in Abhängigkeit von im Allgemeinen den Betriebs-/Lastbedingungen der Einheit variieren kann und in Abhängigkeit von dem Ölflussbedarf durch die Einheit/das System variieren kann. Teillast-Effizienz des Kreislaufs kann optimiert werden, wobei der Delta-Druck für verschiedene Betriebsbedingungen sich verändernder Umgebungstemperatur und Verdichtergeschwindigkeit eingestellt werden kann.
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In Bezug auf die folgenden Aspekte ist zu würdigen, dass jeder der Aspekte 1–6 mit jedem der Aspekte 7–21 kombiniert werden kann, jeder der Aspekte 7–14 mit jedem der Aspekte 15–21 kombiniert werden kann und jeder der Aspekte 15–17 mit jedem der Aspekte 18–21 kombiniert werden kann.
- Aspekt 1. Ein Verfahren zum Steuern von Kondensatorgebläsen in einem HVAC-System, umfassend:
Erfassen, mit einer Vorrichtung zur Erfassung der Umgebungstemperatur, der Umgebungstemperatur;
Ermitteln, mit einer Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, einer momentanen Last auf einen Verdichter mit variabler Last;
Bestimmen, mit einer Steuereinheit, einer gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität, die geeignet ist, mindestens ein Kondensatorgebläse basierend auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf den Verdichter mit variabler Last zu steuern;
Ausgeben, mit der Steuereinheit, der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität, die geeignet ist, das mindestens eine Kondensatorgebläse zu steuern; und
Steuern des mindestens einen Gebläses basierend auf der Ausgabe der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität, so dass die Leistung des HVAC-Systems über die Leistung gesteuert wird, die durch den Verdichter mit variabler Last und das mindestens eine Kondensatorgebläse aufgenommen wird.
- Aspekt 2. Das Verfahren nach Aspekt 1, wobei der Schritt des Ermittelns der momentanen Last das Ermitteln der momentanen Last auf einen Verdichter mit variabler Geschwindigkeit umfasst.
- Aspekt 3. Das Verfahren nach Aspekt 1 oder 2, wobei der Schritt des Ermittelns der momentanen Last das Ermitteln der momentanen Last durch die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, die einen Geschwindigkeitssensor aufweist, umfasst.
- Aspekt 4. Das Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 3, wobei der Schritt des Ermittelns der momentanen Last das Ermitteln der momentanen Last durch die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, die einen mechanischen Entlastungspositionssensor aufweist, umfasst.
- Aspekt 5. Das Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 4, wobei der Schritt des Ermittelns der momentanen Last das Ermitteln der momentanen Last durch Schätzen einer Veränderung der Verdampfer-Wassertemperatur, die durch die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, die einen Temperatursensor aufweist, ermittelt wird, umfasst.
- Aspekt 6. Das Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 5, wobei der Schritt des Bestimmens einer gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität das Bestimmen der Geschwindigkeit des mindestens einen Kondensatorgebläses umfasst, und der Schritt des Ausgebens der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität das Ausgeben der Geschwindigkeit des mindestens einen Kondensatorgebläses umfasst.
- Aspekt 7. Ein HVAC-System, umfassend:
einen Verdichter mit variabler Last;
einen Verdampfer, der strömungsmechanisch mit dem Verdichter mit variabler Last verbunden ist;
einen Kondensator, der strömungsmechanisch mit dem Verdichter mit variabler Last verbunden ist,
wobei der Kondensator mindestens ein Kondensatorgebläse aufweist;
eine Vorrichtung zur Erfassung der Umgebungslufttemperatur;
eine Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Lasten auf einen Verdichter mit variabler Last; und
eine Steuereinheit, die wirkend mit der Vorrichtung zur Erfassung der Umgebungslufttemperatur, mit der Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Lasten auf den Verdichter mit variabler Last und mit dem Kondensator, der das mindestens eine Kondensatorgebläse aufweist, verbunden ist,
wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, eine gewünschte Kondensatorgebläse-Kapazität zu bestimmen, die geeignet ist, das mindestens eine Kondensatorgebläse basierend auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf den Verdichter mit variabler Last zu steuern,
wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, das mindestens eine Kondensatorgebläse basierend auf der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität zu betreiben, so dass die Leistung des HVAC-Systems über die Leistung gesteuert wird, die durch den Verdichter mit variabler Last und das mindestens eine Kondensatorgebläse aufgenommen wird.
- Aspekt 8. Das System nach Aspekt 7, wobei der Verdichter mit variabler Last ein Verdichter mit variabler Geschwindigkeit ist.
- Aspekt 9. Das System nach Aspekt 7 oder 8, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten einen Geschwindigkeitssensor aufweist.
- Aspekt 10. Das System nach einem der Aspekte 7 bis 9, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten einen mechanischen Entlastungspositionssensor aufweist.
- Aspekt 11. Das System nach einem der Aspekte 7 bis 10, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten mindestens einen Temperatursensor aufweist, der ausgebildet ist, die momentane Last durch Schätzen einer Veränderung der Verdampfer-Wassertemperatur zu ermitteln.
- Aspekt 12. Das System nach einem der Aspekte Anspruch 7 bis 11, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, beim Bestimmen der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität, die Geschwindigkeit des mindestens einen Kondensatorgebläses zu bestimmen, und ausgebildet ist, die Geschwindigkeit des mindestens einen Kondensatorgebläses auszugeben, um das mindestens eine Kondensatorgebläse basierend auf der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität zu betreiben.
- Aspekt 13. Das System nach einem der Aspekte 7 bis 12, wobei die Steuereinheit eine Hochdruck-Vermeidungssteuerung des mindestens einen Gebläses aufweist unter der Bedingung, dass die Kondensationstemperatur sich der Kondensatordruckgrenze annähert.
- Aspekt 14. Das System nach einem der Aspekte 7 bis 13, wobei das System eine luftgekühlte Wasserkältemaschine mit mindestens einem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit und mindestens einem Gebläse variabler Geschwindigkeit ist.
- Aspekt 15. Ein Verfahren zum Steuern von Kondensatorgebläsen in einem HVAC-System, umfassend:
Erfassen, mit einer Vorrichtung zur Erfassung von Umgebungslufttemperaturen, der Umgebungslufttemperatur;
Ermitteln, mit einer Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, einer momentanen Last auf einem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit;
Bestimmen, mit einer Steuereinheit, eines Zieldifferenzdrucks zwischen einem Kondensator und einem Verdampfer basierend auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf einen Verdichter mit variabler Geschwindigkeit;
Ausgeben, mit der Steuereinheit, einer Kondensatorgebläsegeschwindigkeit, die geeignet ist, den bestimmten Zieldifferenzdruck zu erreichen; und
Steuern mindestens eines Gebläses basierend auf der Ausgabe der Kondensatorgebläsegeschwindigkeit, um eine Gebläsekapazität zu ermitteln, die geeignet ist, mindestens ein Kondensatorgebläse zu steuern, so dass die Leistung des HVAC-Systems über die Leistung gesteuert wird, die durch den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit und die Gebläse aufgenommen wird.
- Aspekt 16. Das Verfahren nach Aspekt 15, wobei der Schritt des Ermittelns der momentanen Last das Ermitteln der momentanen Last durch die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, die einen mechanischen Entlastungspositionssensor aufweist, umfasst.
- Aspekt 17. Das Verfahren nach Aspekt 15 oder 16, wobei der Schritt des Ermittelns der momentanen Last das Ermitteln der momentanen Last durch Schätzen einer Veränderung der Verdampfer-Wassertemperatur, die durch die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten, die einen Temperatursensor aufweist, ermittelt wurde, umfasst.
- Aspekt 18. Ein HVAC-System, umfassend:
einen Verdichter mit variabler Geschwindigkeit;
einen Verdampfer, der strömungsmechanisch mit dem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit verbunden ist;
einen Kondensator, der strömungsmechanisch mit dem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit verbunden ist,
wobei der Kondensator mindestens ein Kondensatorgebläse aufweist;
eine Vorrichtung zur Erfassung der Umgebungslufttemperatur;
eine Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Lasten auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit; und
eine Steuereinheit, die wirkend mit der Vorrichtung zur Erfassung der Umgebungslufttemperatur, mit der Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Lasten auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit, und mit dem Kondensator, der mindestens ein Kondensatorgebläse aufweist, verbunden ist,
wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, einen Zieldifferenzdruck zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer basierend auf der erfassten Umgebungslufttemperatur und der ermittelten momentanen Last auf den Verdichter mit variabler Geschwindigkeit zu bestimmen,
wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, eine Ausgabe der Kondensatorgebläse-Kapazität zu bestimmen, die geeignet ist, den bestimmten Zieldifferenzdruck zu erreichen, und
die Steuereinheit ausgebildet ist, das mindestens eine Kondensatorgebläse basierend auf der Ausgabe der Kondensatorgebläse-Kapazität zu betreiben, so dass die Leistung des HVAC-Systems über die Leistung gesteuert wird, die von dem Verdichter mit variabler Geschwindigkeit und dem mindestens einen Kondensatorgebläse aufgenommen wird.
- Aspekt 19. Das System nach Aspekt 18, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten einen mechanischen Entlastungspositionssensor aufweist.
- Aspekt 20. Das System nach Aspekt 18 oder 19, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung momentaner Verdichterlasten mindestens einen Temperatursensor aufweist, der ausgebildet ist, die momentane Last durch Schätzen einer Veränderung der Verdampfer-Wassertemperatur zu ermitteln.
- Aspekt 21. Das System nach einem der Aspekte 18 bis 20, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, beim Bestimmen der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität, die Geschwindigkeit des mindestens einen Kondensatorgebläses zu bestimmen, und ausgebildet ist, die Geschwindigkeit des mindestens einen Kondensatorgebläses auszugeben, um das mindestens eine Kondensatorgebläse basierend auf der gewünschten Kondensatorgebläse-Kapazität zu betreiben.
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Im Hinblick auf die vorangehende Beschreibung soll verstanden werden, dass Veränderungen im Detail vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die abgebildeten Ausführungsformen nur beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Umfang und Geist der Erfindung durch die breite Bedeutung der Ansprüche angegeben ist.
