DE1935834A1

DE1935834A1 - Refrigeration compressor output control

Info

Publication number: DE1935834A1
Application number: DE19691935834
Authority: DE
Inventors: Dittmar Dipl-Ing Dieter; Wolfgang Hennig; Goldschalt Dipl-Ing Lothar; Albert Dipl-Ing Traugott
Original assignee: NETZSCHKAU MASCHF NEMA
Current assignee: NETZSCHKAU MASCHF NEMA
Priority date: 1969-07-15
Filing date: 1969-07-15
Publication date: 1971-01-28
Also published as: DE1935834C3; DE1935834B2

Abstract

The operation of the unit is controlled by a relatively slow-response unit with two fast setting elements which are qualitatively dependent on the continuous working of the former. Their quantitative effect is determined by the value of the controlled quantity.

Description

Verfahren und Anordnung zur Leistungsregelung an Kompressionskälteanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsregelung einer im wesentliohen aus Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil bestehenden Kompressionskältemasohine ein- oder mehrstufiger Bauart, deren Leistupg duroh ein in einem Bypaß swisohen Druck- und Saugleitung angeordnetes, kontinuierlich und relativ träge arbeitendes Stellglied geregelt ist, insbesondere für kälte- und klimatechnische PrUfkammern. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zur Durahführung des Verfahrens.Method and arrangement for power control in compression refrigeration systems The invention relates to a method for power control of an essentially Compression refrigeration unit consisting of an evaporator, compressor, condenser and expansion valve single-stage or multi-stage design, the power of which is swisohen in a bypass Pressure and suction line arranged, continuously and relatively sluggishly working Actuator is regulated, especially for refrigeration and air conditioning test chambers. The invention also relates to an arrangement for carrying out the method.

Bei Kompressionskälteanlagen wird die Regelung der Temperatur eines zu kühlenden Mediums oder eines Behälters bzw.In compression refrigeration systems, the regulation of the temperature is a medium to be cooled or a container or

der Kälteleistung im allgemeinen duroh Gegenheisung oder duroh Regelung der Förderleistung des Verdichters erreicht.the cooling capacity in general duroh counterheating or duroh regulation the delivery rate of the compressor is reached.

Es sind Verfahren bekannt, nach denen diese Förderleistung duroh intermittierenden Verdichterbetrieb oder stufenlos mit Hilfe versohiedenartigster unmittelbar an den Verdiohtern angebrachter Zusatzeinrichtungen geregelt werden kann.There are known methods according to which this delivery rate duroh intermittent Compressor operation or steplessly with the help of the most varied directly to the Verdiohtern attached additional devices can be regulated.

Darüber hinaus ist es üblich, bei Anlagen mit Verdichtern, die keine eigene Leistusgsregelung besitzen, eine solohe duroh Überleiten von Kältemittelgasen von der Anlagen-Druokseite auf die Saugseite über eine Umgehungsleitung zum Verdichter durchzuführen (Bypaßregelung). Dazu werden stufenweise oder kontinuierlioh arbeitende Leistungsregler verwendet, deren Steuerprogramme auf vielfältige eise ausgebildet sein können.In addition, it is common practice for systems with compressors that do not Have their own power control, a single duroh transfer of refrigerant gases from the system pressure side to the suction side via a bypass line to the compressor to be carried out (bypass control). These are gradually or continuously working Power regulators are used whose control programs are designed in a variety of ways could be.

Um gegenüber einer reinen Bypaßregelung eine wirtschaftliohere Betriebsweise zu erzielen, ist es vorteilhaft, neben der Regelung der Bypaßgasmenge auoh die zur Verdampfung gelangende Flüssigkeitsmenge zu drosseln. Um hierbei eine kontinuierliohe Temperatur-bzw. Leistungsregelung zu erreiohen, werden bereits Mehrfachventile vorgeschlagen, die mit einem einzigen Ventilkörper die Strömung des durch die Bgpaßleitung hindurch bewegten Gases und die der zur Expansion kommenden Flüssigkeit in entgegengesetztem Sinne steuern.In order to achieve an economical mode of operation compared to a pure bypass control to achieve, it is advantageous, in addition to regulating the amount of bypass gas, also the for To reduce the amount of liquid which evaporates. In order to achieve a continuous Temperature or To achieve power control, multiple valves are already proposed, which with a single valve body the flow of through the Bgpaßleitung moving gas and that of the expanding liquid in opposite directions Control your senses.

Das zuerst genannte Verfahren zur Regelung der Temperatur bzw. Kälteleistung an einer Kompressionskälteanlage durch reine Gegenheizung ermöglicht zwar eine sehr gute Konstanz der zu regelnden Größe in einem beliebig groBen Arbeitsbereich, ist aber wirtschaftlich nicht zu vertreten.The first-mentioned method for regulating the temperature or cooling capacity on a compression refrigeration system by pure counter-heating allows a very good constancy of the variable to be controlled in a work area of any size but not economically justifiable.

Der intermittierende Kompressionsbetrieb ist üblich bei kleinen Verdiohtereiaheiten, hat aber unerwünschte Sahwankungen in der Anlage zur Folge. Bei größerea Verdichtereinheiten steht eine aus Verschleißgründen meist niedrige zugelassene Schalthäufigkeit im Widerspruch zu einer für eine gute Konstanz der Regelgröße ootwendigen hohen Sohalthäufigkeit.The intermittent compression operation is common with small Verdiohtereiaheiten, however, it results in undesirable fluctuations in the system. For larger a compressor units is usually a low permitted switching frequency for reasons of wear Contradiction to the high frequency of the control, which is necessary for a good constancy of the controlled variable.

Die bekannten Vorrichtungen zur Regelung ddr Verdiohterförderleistung9 die größtenteils Bestandteile der Verdiohter selbst sind, werden aus Preisgründen, vor allem bei kleinen Kompressortypen, gemieden. Allgemein wird eine Regelung der Kälteleistung außerhalb der Verdichtereinheiten bevorzugt.The known devices for regulating ddr Verdiohterförderleistungs9 which are mostly components of the Verdiohter itself, are for price reasons, especially with small compressor types. In general, a regulation of the Cooling capacity outside of the compressor units preferred.

Die bisher gebräuchlichen eingangs erwähnten Bypaßregelungsverfahren durch stufenweise oder kontinuierlich arbeitende Leistungsregler gestatten die Regelung entweder über einen großen Arbeitsbereioh mit geringer Konstanz und Reprodusierbarkeit der angestrebten Werte oder einen kleinen Arbeitsbereich mit guter Genauigkeit, wobei im letzten Falle meist druckgesteuerte Regelgeräte eingesetzt werden. Bei verstellbaren Einf@ch- oder Mehrfachdrosselorganen in der Bypaßleitung kommt es bei Betrieb der Anlage zu mehr oder weniger großen Pendelungen um den eingestellten Sollwert, die dem gewünsohten Ziel, einer guten Konstanz und guten Reproduzierbarkeit der Regelgröße, entgegenwirken. Auch plötzlich auftretende äußere störende Einflüsse können zu großen Abweichungen vom Sollwert führen.The previously used bypass control methods mentioned at the beginning through stepwise or continuously working power regulators allow the regulation either over a large work area with little constancy and re-modusability the desired values or a small working range with good accuracy, in the latter case mostly pressure-controlled regulating devices are used. at adjustable single or multiple throttling devices in the bypass line when operating the system to more or less large oscillations around the set Setpoint that meets the desired goal, good constancy and good reproducibility counteract the controlled variable. Also suddenly occurring external disturbing influences can lead to large deviations from the target value.

Trotz allem aber kann mit einem derartigen verstellbaren tinfaoh- oder Mehrfachdrosselorgan in der Bypaßleitung die Regelung der Kälteleistung in einem weiten Arbeitsbereich erfolgea und durch geeignete Maßnahmen kannen die unerwünschten Erscheinungen ausgeschlossen werden.In spite of everything, however, with such an adjustable tinfaoh- or multiple throttling device in the bypass line regulating the cooling capacity in in a wide range of work, and by taking suitable measures, the undesired Appearances are excluded.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, bei einer im wesentlichen aus Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionaventil bestehenden Kompressionskälteanlage ein-oder mehrstufiger Bauart, insbesondere für kälte- und klimatechnische Prüfeinrichtungen, deren Kälteleistung durch ein kontinuierlich und relativ träge arbeiteodes Stellglied geregelt wird, duroh daß Gase von der Anlagendruckseite auf die -saugseite übergeleitet werden, auf eiafaohe Weise und mit geringem aufwand einen beliebig vorgegebenen Temperatur-bzw. Leistungswert innerhalb des Arbeitsbereiches mit geringen Abweichungen, großer Konstanz und guter Reproduzierbarkeit zu erreichen. Die Anlage soll auoh bei minimaler Kälteleistungsabgabe kontinuierlich arbeiten können und störende Einflüsse innerhalb und außerhalb des Kreislaufes selbsttätig korrigieren, ohne daß dabei ihre Betriebsweise instabil wird.The invention is therefore based on the object at an essentially Compression refrigeration system consisting of an evaporator, compressor, condenser and expansion valve single-stage or multi-stage design, in particular for refrigeration and air conditioning test equipment, their cooling capacity through a continuously and relatively sluggish actuator is regulated, duroh that gases are transferred from the system pressure side to the suction side can be given in an easy way and with little effort Temperature or Performance value within the working range with minor deviations, to achieve great constancy and good reproducibility. The plant should auoh can work continuously with minimal cooling output and have disruptive influences Correct automatically within and outside of the cycle without doing so their operation becomes unstable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrensmäßig gelöst, indem das kontinuierlich und relativ träge arbeitende Stellglied, dessen Funktion darin besteht, die von der Druckseite auf die Saugseite der Kälteanlage überströmenden Gase zu regulieren, mit zwei sohnell arbeitenden Stellgliedern kombiniert wird. Bei Abweichen der zu regelnden Temperatur von ihrem Sollwert nach oben bzw. naoh unten wird der freie Öffnungsquersohnitt des kontinuierlioh und relativ träge arbeitenden Stellgliedes in bekannter Weise langsam verringert bzw. langsam vergrößert und gleichzeitig damit sprioht das eine bzw. das andere schnelle Stellglied an.According to the method, the object is achieved by the continuously and relatively sluggishly operating actuator, the function of which is to the gases flowing over from the pressure side to the suction side of the refrigeration system regulate, is combined with two separately working actuators. If the to regulating temperature from its setpoint up or near down is the free Opening cross-section of the continuously and relatively sluggishly working actuator slowly reduced or slowly increased in a known manner and at the same time one or the other fast actuator sprays on.

Daduroh wird der Sollwert der Temperatur im ersten bzw. im zweiten Fall wieder erreicht, noch bevor duroh die langsame Änderung des Öffnungsquerschnittes des kontinuierlioh arbeitenden Stellgliedes die zur Aufrechterhaltung des Temperatursollwertes notwendige Kälteleistung der Anlage wesentlich verändert wird. Bs werden größere Pendelungen der Temperatur um ihren Sollwert vermieden. Die Wirkungen der beiden sohnellen Stellglieder entsprechen dabei qualitativ der die Kälteleistung verändernden Wirkung des kontinuierlich und relativ träge arböitenden Stellgliedess sind quantitativ Jedoch von der zu regelnden Größe der Kälteleistung abhängig.Daduroh is the setpoint of the temperature in the first or in the second Fall reached again even before the slow change in the opening cross-section of the continuously operating actuator to maintain the temperature setpoint necessary cooling capacity of the system is changed significantly. Bs get bigger Temperature fluctuations around their setpoint are avoided. The effects of the two Similar actuators correspond qualitatively to those that change the cooling capacity The effects of the continuously and relatively sluggishly working actuator are quantitative However, it depends on the size of the cooling capacity to be regulated.

Es wurde gefunden, daß sich die Regelgenauigkeit erhöhen läßt, wenn bei kleinen Regelabweichungen der Temperatur von einem beliebig gewählten Sollwert innerhalb des Arbeitebereichs der Anlage allein die schnellen Stellglieder wirksam werden und erst bei größeren Regelabweichungen die Einstellung des kontinuierlich und relativ träge axbeltendet .Stellgliedes verändert wird.It has been found that the control accuracy can be increased if in the case of small control deviations of the temperature from an arbitrarily selected setpoint Only the fast actuators are effective within the working area of the system and only in the case of larger control deviations is the setting of the continuous and axbeltends relatively sluggish. Actuator is changed.

Zweckmäßigerweise können die Ansprechwerte bei Regelabweichungen der Temperatur vom Sollwert sowohl für das kontinuierlich und relativ träge arbeitende Stellglied als suoh für die beiden schnellen Stellglieder variiert werden.Appropriately, the response values in the event of system deviations of the Temperature from setpoint for both continuous and relatively sluggish working Actuator can be varied as suoh for the two fast actuators.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe einrichtungsmäßig unter Anwendung der Bypaßregelung gelöst, indem ein kontinuierlich und- relativ träge arbeitendes Binfaoh- oder Mehrfachdrosselventil mit zwei parallel zu ihm angeordneten schnell difnenden und schließenden Regelventilen kombiniert ist. Die maximalen Öffoungsquersohnitte der Regelventile sind dabei im Verhältnis zueinander und zu dem des kontinuierlich arbeitenden Einfach- oder Mehrfachdrosselventils in Abhängigkeit der zu regelnden Größe der Kälteleistung gleich oder unterschiedlich. Die Reglerkombination empfängt ihre Befehle von einem Temperaturregler so, daß nach dem bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren bei Abweichung der zu regelnden Temperatur von ihres Sollwert naoh oben sich der freie Öffnungsquerschnitt des kontinuierlich und relativ träge arbeitenden Drosselventile in bekannter Weise verringert, wobei das eine schnelle Begelventil geschlossen ist und bei Erreichen des Temperatur-Sollwertes wieder öffnet. Bei Abweichung der zu regelnden Temperatur von ihren Sollwert nach unten vergrößert sioh der freie Öffnungsquerschnitt des kontinuierlich und relativ träge arbeitenden Drosselventil@ in bekannter Weise. Das andere schnelle Regelventil ist dabei geöffnet und bei Erreichen dir Temperatur-Sollwertes schließt es wieder.According to the invention, the object is implemented in terms of facility the bypass control is solved by a continuous and relatively sluggish working Binfaoh or multiple throttle valve with two arranged parallel to it fast difnenden and closing control valves is combined. The maximum opening cross-section the control valves are in relation to each other and to that of the continuous working single or multiple throttle valve depending on the one to be controlled The size of the cooling capacity is the same or different. The controller combination receives their commands from a temperature controller so that according to the invention already described Procedure if the temperature to be controlled deviates from its setpoint, see above the free opening cross-section of the continuously and relatively sluggishly working Throttle valves reduced in a known manner, with a fast Begel valve is closed and opens again when the temperature setpoint is reached. If there is a deviation the temperature to be controlled is increased from its setpoint downwards by the free one Opening cross-section of the continuously and relatively sluggishly working throttle valve @ in a known way. The other fast control valve is open and when it is reached The temperature setpoint closes it again.

Erfindun@sgemäß wird die Aufgabe einrichtungsgemäß außerdem unter Anwendung der Bypaßregelung und einer elektrischen heizung gelöst, indem das kontinuierlich und relativ träge arbei@ende Einfach- und Mehrfachdrosselventil mit einem parallel su ihm angeordneten schnell öffnenden und sohliessenden Regelventil und einer im Niederdruckteil des K§ltekreislaufes Wärme zuführenden elektrischen Heizung kombiniert ist. Der maximale bffnungsquexsohnltt des Regelventileist dabei im Verhältnis zu dem des kontinuierlich arbeitenden Drosselventils in Abhängigkeit der zu regelnden Größe der Kälteleistung gleich oder unterschiedlich. Die-Heizleistung der elektrischen Heizung steht zu der zu regelnden Größe der Kälteleistung ebenfalls in einem der Kälteleistung angepaßten Verhältnis. Die Regler kombination empfängt ihre Befehle von einem Temperaturregler so, daß nach einem der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren bei Abweichung der zu regelnden Temperatur von ihrem Sollwert nach oben sich der freie Öffnungsquerschnitt des kontinuierlioh und träge arbeitenden Drosselventils in bekannter Weise verringert, wobei das schnelle Regelventil geshlossen ist und bei Erreichen des Temperatursollwertes wieder öffnet.According to the invention, the object is also set up under Application of bypass control and an electric heater solved by doing this continuously and relatively slow working single and multiple throttle valve with a parallel fast-opening and sole-closing control valve arranged below it and one in the Low-pressure part of the cooling circuit combined with heat-supplying electrical heating is. The maximum opening sequence value of the control valve is in relation to that of the continuously operating throttle valve depending on the one to be regulated The size of the cooling capacity is the same or different. Die-heating power of the electrical Heating is also in one of the to be controlled size of the cooling capacity Cooling capacity adapted ratio. The controller combination receives its commands of a temperature controller so that after one of the already described invention Procedure when the temperature to be controlled deviates from its setpoint upwards the free opening cross-section of the continuously and sluggishly working throttle valve reduced in a known manner, the fast control valve is closed and opens again when the temperature setpoint is reached.

Bei Abweichung der zu regelnden Temperatur von ihrem Sollvert nach unten vergrößert sioh der freie Öffnungsquerschnitt des kontinuierlich und träge arbeitenden Drosselventils in bekannter Weise. Die elektrische Heizung ist dabei eingeschaltet und schaltet bei Erreichen des Temperatursollwertes wieder ab.If the temperature to be controlled deviates from its target value below, the free cross-section of the opening increases continuously and slowly working throttle valve in a known manner. The electric heating is included switched on and switches off again when the temperature setpoint is reached.

Vorteilhafterweise sind die schnell öffnenden und sohlies-.Advantageously, the quick-opening and soleplate.

senden Bypaßregelventile als Magnetventile mit einstellbarem Querschnitt oder als Ventilkombinationen von Magnetventil und Drosseldüse mit einstellbarem oder konstantem Öffnungsquerschnitt ausgebildet.send bypass control valves as solenoid valves with adjustable cross-section or as valve combinations of solenoid valve and throttle nozzle with adjustable or constant opening cross-section.

Wie aus der Darlegung der erfindungsgemäßen Lösung hervorgeht, wird das kontinuierlich und träge arbeitende Drosselventil mit zwei schnellen Regelorganen kombiniert. Bei der Regelung der Kälteleistung allein duroh das bekannte kontinuierlioh arbeitende Drossalventil in der Bypaßleitung können auoh bei optimaler Anpassung der Änderungsgeschwindigkeit für den freien Öffnungsquerschnitt des Ventils an die Kalteanlage mehr oder weniger große Pendelungen der Temperatur um ihren Sollwert nicht vermieden werden. Bei Anwendung der beideh schnellen Regelorgane und bei richtiger Anpassung derselben aa den Gesamtkältekreislauf lassen sich diese Pendelungea stark unterdrücken und im Ergebnis eine gute Konstanz und Reproduzierbarkeit der Regelgröße erreichen.As can be seen from the presentation of the solution according to the invention, the continuously and sluggishly working throttle valve with two fast regulating organs combined. When regulating the cooling capacity solely through the well-known continuous working throttle valve in the bypass line can also with optimal adaptation the rate of change for the free opening cross-section of the valve to the Cold plant more or less large fluctuations in temperature around its setpoint cannot be avoided. With the use of both fast regulating organs and with the correct one Adaptation of the same aa the overall refrigeration cycle, this Pendelungea strongly suppress and the result is good constancy and reproducibility of the controlled variable reach.

Besonderes günstige Verhältnisse hinsichtlich der Konstanz der Regelgröße ergeben sich duroh Anpassung der Anspreahwerte und damit der Ansprechzeiten für das kontinuierlich arbeitende Drosselorgan und für die beiden schnellen R.gel-Organe an du Zeitverhalten der Regelstreck@, Die Abwendung einer Heizung als schnelles Regelorgan und ihre Anwendung im Niederdruokteil des Kältekreislaufes außerhalb des Verdampfers -empfiehlt sioh vor allem im Bereich sehr niedriger Verdampfungstemperaturen, denn geringe plötzliohe Änderungen des saugseitigen Druckes einer Anlage können auf Grund der kleinen wirksamen Druckdifferenzen im Steuersystem des meist angewandten thermostatisohen Regelventils bei tiefen Temperaturen zu instabiler Betriebsweise führen.Particularly favorable conditions with regard to the constancy of the controlled variable result duroh adaptation of the response values and thus the response times for the continuously working throttle organ and for the two fast R.gel organs to you time behavior of the rule @, Avoiding heating as a fast regulating device and its application in the low-pressure part of the refrigeration circuit outside the evaporator - recommended especially in the area of very low evaporation temperatures, because small sudden changes in the suction side pressure of a system can due to the small effective pressure differences in the control system of the most commonly used thermostatic control valve at low temperatures to unstable operation to lead.

Ist die Heizung trägheitsarm ausgeführt, so wird bei Abweichen der Temperatur vom Sollwert und bei Ansprechen der reizung die RegelabweSohung rasch beseitigt. Der Impuls teilt sioh aber dem inneren System, dem Kältekreislauf selbst, wegen des Zeitvorganges der Wärmeübertragung am Verdampfer nur in gedämpfter Form mit.If the heating is designed with low inertia, the Temperature from the setpoint and, if the stimulus is triggered, the control deviation quickly eliminated. The impulse shares itself with the inner system, the refrigeration cycle itself, due to the time process of the heat transfer at the evaporator only in a dampened form with.

Die Erfindung soll naohfolgend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below on the basis of two exemplary embodiments explained.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer einstufigen Kompressionskälteanlage mit einer Bypaßregeleinrichtung, die sioh aus einem einfachen Drosselventil und zwei parallel dazu angeordneten Ventilkombinationen, aus Magnetventil und einstellbarer Drosseldüse, zusammensetzen.Fig. 1 shows the schematic representation of a single-stage compression refrigeration system with a bypass control device, which consists of a simple throttle valve and two parallel valve combinations, consisting of a solenoid valve and an adjustable one Throttle nozzle, assemble.

In Fig. 2 ist eine zweistufige Kompressionskälteanlage mit einer Regeleinrichtung schematisch dargestellt, die aus einem Zweifachdrosselventil, einer zu dessen gasseitigem Querschnitt parallel angeordneten Ventilkombination aus Magnetventil und einstellbarer Drosseldüse und einer am Verdampfer angebraohtea elektrischen Heizung besteht.In Fig. 2 is a two-stage compression refrigeration system with a control device shown schematically, which consists of a double throttle valve, one to its gas-side Cross-section of parallel arranged valve combination of solenoid valve and adjustable Throttle nozzle and one am Evaporator attachedea electric heater consists.

Die in Fig. 1 gezeigte Kompressionskälteanlage vereini-t den einstufigen Verdichter 1, die Druokleitung 2, den Verflüssiger 3, die Flüssigkeitsleitung 4, das Expansionsventil 5, den Verdampfer 6 und die Saugleitung 7. Zur Regelung der Temperatur't werden von der Druokseite der Anlage durch die Bypaßleitung 9 Kältemitteldämpfe abgezweigt. Diese Kältemitteldämpfe werden innerhalb der Regeleinrichtung 10 entspannt und duroh die Bypaßleitung 11 auf die Saugseite der Anlage, im vorliegenden Falle nach dem Verdampfer 6, übergeleitet. Der Temperaturverlauf während eines Regelvorganges ist in Abhängigkeit von der Zeit auf der rechten Seite der Darstellung abgebildet.The compression refrigeration system shown in Fig. 1 combines the single-stage Compressor 1, the pressure line 2, the condenser 3, the liquid line 4, the expansion valve 5, the evaporator 6 and the suction line 7. To regulate the Temperatur't are from the Druokseite of the system through the bypass line 9 refrigerant vapors branched off. These refrigerant vapors are expanded within the control device 10 and duroh the bypass line 11 on the suction side of the system, in the present case after the evaporator 6, transferred. The temperature profile during a control process is shown as a function of time on the right-hand side of the illustration.

Ausgehend vom Sollwert der zu regelnden Temperatur t beginnt das kontinuierlioh arbeitende Drosselventil 12 zum Zeitpunkt #A zu schließen, wenn dazu vom Temperaturregler 16 auf Grund einer Regelabweichung + bt der notwendige Befehl erteilt wird. Gleichzeitig schließt das mit einer einstellbaren Drosseldüse kombinierte Magnetventil 13 als schnelles Regelorgan, wodurch der die Kälteleistung der Anlage regelnde Bypaßstrom schlagartig vermindert wird. Der freie Öffnungsquerschnitt des kombinierten Magnetventils 13 ist so bemessen, daß der durch das Schließen bewirkte Impuls die Temperatur zum Zeitpunkt #B sur Umkehr veranlaßt und der Süllwertbereioh bei #C wieder erreicht wird.Starting from the setpoint of the temperature t to be regulated, this begins continuously working throttle valve 12 to close at time #A, if this is done by the temperature controller 16 due to a control deviation + bt the necessary command is issued. Simultaneously closes the combined with an adjustable throttle nozzle solenoid valve 13 as fast regulating device, whereby the bypass flow regulating the cooling capacity of the system is suddenly reduced. The free opening cross-section of the combined solenoid valve 13 is dimensioned so that the pulse caused by closing the temperature to Point in time #B causes the reversal and the coarse value range is reached again at #C will.

Die unterbrochene Linie kennzetohnet das Regelverhalten der Anlage allein mit einem kontinuierlich arbeitenden Drosselventil. Der Vorteil des zusätzlichen schnellen Regelorgans in Gestalt der Ventilkombination 13 wird deutlich erkennbar, i@dem die Temperatur nach Verlassen des Scllwertbereiches an ihrem normalen Verlauf gehindert und zur Umlenkung gewunden wird, Bei Erreichen des Sollwertes bleibt das kontinuierlich arbeitonde Drosselventil 12 in seiner Öffnungsstellung stehen und das mit einer einstellbaren Düse kombinierte liagnetventil 13 öffnet wieder. Ist der Kälteleistungsbedarf der Anlage gleichmäßig oder treten keine Störgrößen auf, so kann Gie Temperatur lange Zeit innerhalb ihres Sollwertbereiches bellarren.The broken line indicates the control behavior of the system only with a continuously working throttle valve. The advantage of the additional fast control element in the form of the valve combination 13 is clearly visible, i @ which the temperature after leaving the threshold range at its normal course is hindered and twisted to redirect, this remains when the setpoint is reached continuously work probe throttle valve 12 are in its open position and the linear valve 13 combined with an adjustable nozzle opens again. is the refrigeration capacity requirement of the system is constant or there are no disturbance variables, in this way, the temperature can bark for a long time within its setpoint range.

Bei @bweichung der Temperatur von ihrem Sollwert nach unten ( - # t) läuft der Regelvorgang mit Hilfe des kontinuierlich arieitcnden Drosselventils 12 und der Ventillcombination 14 in analoger Weise ab, nur mit dem Unterschied, daß beide Ventile im umgekehrten Sinne, wie vorstehend beschrieben, betätigt werden.If the temperature deviates from its setpoint downwards (- # t) the control process runs with the help of the continuously operating throttle valve 12 and the valve combination 14 in an analogous manner, only with the difference, that both valves are operated in the opposite sense as described above.

Das in Fig. 2 dargestellte Sohema beschreibt eine Tieftemperaturanlage für niedrigste Verdampfungsdrücks, z.B. um 0,10 kp/cm2 abs, mit einem zweistufigen Verdichter 1 mit Zwischenkühler 8 und einem kontinuierlich arbeitenden Zweifacharosselventil 12, mit dessen Hilfe die Mengen der Bypaßgase und der zur Verdampfung gelangenden Kältemittelflüssigkeit in umgekehrtem Sinne gesteuert werden, Zur Regelung der Temperatur t werden von der Druckseite der Anlage durch die Leitung 9 Kältemitteldämpfe abgezweigt.The topic shown in Fig. 2 describes a cryogenic system for the lowest evaporation pressure, e.g. around 0.10 kp / cm2 abs, with a two-stage Compressor 1 with intercooler 8 and a continuously operating double barrel valve 12, with the help of which the quantities of Bypass gases and those for evaporation incoming refrigerant liquid can be controlled in the opposite sense, for regulation the temperature t are from the pressure side of the system through line 9 refrigerant vapors branched off.

Diese Kältemitteldämpfe werden innerhalb der Rezeleinriohtung 10 entspannt und durch die Leitung 11 auf die Saugseite der Anlage, im vorliegenden Fall vor dem Verdampfer 6., übergeleitet.These refrigerant vapors are expanded within the recirculation device 10 and through the line 11 to the suction side of the system, in the present case before the evaporator 6th, transferred.

Zu demselben Zweck und zur Begrenzung der elektrischen Leistungsaufnahme des Verdichters wird die duroh die Flässigkeitsleitung 4 zum Expansionaventil 5 gelangende Kältemittelflüssigkeit in einem der beiden Querschnitte des Zweifachdrosselventils 12 vorentspannt. Neben diesen genannten Teilen der Einrichtung ist auch die am Verdampfer befindliche elektrische Heizung 15 an der Regelung mit beteiligt.For the same purpose and to limit the electrical power consumption of the compressor, the fluid line 4 becomes the expansion valve 5 incoming refrigerant liquid in one of the two cross-sections of the double throttle valve 12 pre-relaxed. In addition to these parts of the device, there is also the one on the evaporator located electrical heater 15 involved in the scheme.

Der Temperaturverlauf während eines Regelvorganges ist in Abhängigkeit von der Zeit auoh hier. auf der rechten Seite der Darstellung veranschaulicht.The temperature profile during a control process is dependent from the time auoh here. illustrated on the right of the illustration.

aoh dem hier angewendeten Regelungsverfahren werden kleine Abweichungen + # t1 bzw. - # t1 vom Temperatursollwert nach Befehlen des Temperaturreglers 16 allein durch die sohnellen Regelorgane, Ventilkombination 13 und Heizkörper 15, ausgeregelt. Die beiden Öffnungsquerschnitte des kontinuierlich arbeitenden Zweifachdrosselventils bleiben dabei unverändert.There are minor deviations from the regulatory procedure used here + # t1 or - # t1 of the temperature setpoint after commands from the temperature controller 16 solely through the separate control organs, valve combination 13 and heating element 15, settled. The two opening cross-sections of the continuously operating double throttle valve remain unchanged.

Bei größerer Sollwertabweichung + # j t2 bzw. - # t2, hervorgerufen durch Änderung der Sollwerteinstellung, Störeinflüsse u. a., erhält neben den beiden schnellen Regelorganen 13 und 15 auch das kontinuierlich arbeitende Zweifachdrosselventil 12 vom Temperaturregler 16 den Befehl zur Änderung seiner Einstellung. Dadurch wird ein "sanfter" Übergang zum Sollwert der Regelgröße erreicht, und bei einem verbältnismäßig gleichbleibenden Kälteleistungsbedarf der Anlage erfolgt nach vorangogangener Grundleistungsregelung duroh das kontinuierlich arbeitende Drosselventil -12 die Feinregelung allein durch die beiden schnellen Regelorgane 13 und 15.With greater setpoint deviation + # j t2 or - # t2, caused by changing the setpoint setting, interference among others, receives in addition to the two fast regulating organs 13 and 15, also the continuously operating one Double throttle valve 12 from the temperature controller 16 the command to change his Setting. This achieves a "smooth" transition to the setpoint of the controlled variable, and if the refrigeration capacity requirement of the system remains constant after the previous basic performance regulation duroh the continuously working Throttle valve -12 the fine control solely by the two fast control organs 13 and 15.

Ausgehend vom Sollwert der zu regelnden Temperatur t wird bei einer Regelabweichung - # t1 zum Zeitpunkt #L der am Verdampfer befindliche elektrisohe Heizkörper -15 duroh einen Befehl des Tempe-aturreglers 16 eingeschaltet. Die zugeführte Heizleistung, die an die Regelstrecke angepaßt ist, erzwingt zur Zeit T M eine Umkehr der Temperatur tX Dadurch wird bei #N der Sollwert wieder erreicht. Da innerhalb der Temperaturapanne t + # t2 < # < t - # t2 das kontinuierlich arbeitende Drosselventil nicht in das Regelgeschehen eingreift und somlt die an der Regelung beteiligten umlauf@nden Eältemitteilmengen rein zufällig oder nicht vollständig an den jeweiligen Leistungsbedarf der Gesamtanlage angepaßt werden, kann sich der gleiche Regelvorgang beliebig oft wiederholen.Starting from the setpoint of the temperature to be controlled t is at a Control deviation - # t1 at the time #L of the electrical level on the evaporator Heating element -15 switched on by a command from temperature controller 16. The supplied Heating power, which is adapted to the controlled system, forces a reversal at time T M the temperature tX This means that the setpoint is reached again at #N. There within the temperature range t + # t2 <# <t - # t2 the continuously working The throttle valve does not intervene in the control process and so does the control involved in the quantity of items in circulation purely randomly or not completely can be adapted to the respective power requirements of the overall system, the Repeat the same control process as often as you like.

Tritt zum Zeitpunkt #R eine Störgröße auf, die sich in plötzlichem Entfernen vom Sollwert t äußert und wird dabei die äußere untere Sollwertgrenze - # t2 unterschritten, so ist die Heizung 15 singeschaltet und das kontinuierlich arbeitende Zweifachdrosselventil 12 beginnt den gasseitigen Öffnungsquerschnitt zu öffnen und gleichzeitig den flü@sigkeitsseititen zu schließen. Dadurch erfolgt die erstrebte Temperaturänderung. Bei Erreichen des @@llwerte@ - # t bleibt das Ventil 12 in seiner Öffnungsstellung stehen, die Heizung 15 ist jedoch noch so lange einbeschal et, bis der Sollwert - j t1 erreicht ist.If a disturbance variable occurs at time #R, which results in sudden Removing the setpoint t expresses and thereby becomes the outer lower setpoint limit - Below # t2, so the heater 15 is switched on and the continuously operating double throttle valve 12 begins the gas-side opening cross-section to open and at the same time to close the liquid side. This takes place the desired temperature change. This remains when the @@ llvalues @ - # t are reached Valve 12 are in its open position, but the heater 15 is still that long on until the target value - j t1 is reached.

Bei Abweichungen der Temperatur t nach oben (+ # t1 und + # t2) tritt statt der Heizung 15 die Ventilkombination 13 in Funktion und die Öffnungsquerschnitte des Zweifachdrosselventils werden im umgekehrten Sinne verändert.If the temperature t deviates upwards (+ # t1 and + # t2) occurs instead of the heater 15, the valve combination 13 in operation and the opening cross-sections of the double throttle valve are changed in the opposite sense.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen und technischen Be@riffsbestimmungen 1 Verdichter 2 Druokleitung 3 Verflussiger 4 Flüssigkeitsleitung 5 Expansionsventil 6 Verdampfer 7 Saugleitung 8 Zwisonenkühler 9 Bypaßleitung 10 Regeleinrichtung 11 Bypaßleitung 12 Stellglied (Drosselventil) 13 Stellglied (Magnetventil) 14 Stellglied (Magnetventil) 15 Heizung 16 Temperaturregler Zeit = Zeitpunkte # t = Temperaturabweichung t = temperaturList of the reference symbols used and technical definitions 1 Compressor 2 Pressure line 3 Condenser 4 Liquid line 5 Expansion valve 6 Evaporator 7 Suction line 8 Dual cooler 9 Bypass line 10 Control device 11 Bypass line 12 Actuator (throttle valve) 13 Actuator (solenoid valve) 14 Actuator (solenoid valve) 15 Heater 16 Temperature controller Time = Points in time # t = temperature deviation t = temperature

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Procedure for power control of a consisting essentially of an evaporator, evaporator, condenser and expansion valve Compression refrigeration machine of single or multi-stage design, the performance of which is arranged in a bypass between the pressure and suction line continuously and relatively sluggish actuator is regulated, especially for cold and air-conditioned Test chambers characterized by the application of a combination of continuously and a relatively slow-acting actuator (12) with two synchronously operating actuators (13, 14, 15), the effects of which are qualitative of the effect of the continuous and relative Sluggishly working actuator (12) correspond, but quantitatively on the size the power to be controlled are dependent, with control deviations from a setpoint (t) naoh above (+) or naoh below (-) due to the continuous and relatively sluggish working actuator (12) caused decrease in performance increased or decreased is and at the same time one (13) or. the other fast actuator (14, 15) responds to which soon the setpoint (t) has been reached again in the starting position returns.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the event of system deviations from a relatively tightly tolerated setpoint only the two synchronously operating actuators (13, 14) become effective and the setting only becomes effective in the case of larger control deviations des continuous and relative slow-acting actuator (12) is changed.

3. The method naoh claim 1 and 2, characterized in that the Response values for the control deviation from the setpoint can be varied for all actuators are.

4. Arrangement for Durohführung the method according to claims 1 to 3 using a bypass between the pressure and suction line, characterized in that that in the bypass line (9, 11) two with a continuously operating Einfaoh- or multiple throttle valve (12) combined fast opening and closing control valves (13, 14) are arranged in parallel, their maximum opening cross-sections in the ratio to each other and to that of the continuously working single or multi-flash throttle valve (12) the same or different depending on the size of the cooling capacity to be regulated are.

5. Arrangement for performing the method according to claims 1 to 3 using a bypass between the Druok and suction lines and an electrical one Counterheating, characterized in that in the bypass line (9, 11) one with one continuously working Binfaoh- or Mehrfaohdrosselventil (12) combined sohn opening and closing control valve (13) is arranged in parallel, whose maximum opening cross-section in relation to that of the continuously operating Throttle valve (12) depending on the size of the cooling capacity to be regulated same or is different, this valve combination with one in the reprint part Low-inertia electric heater that supplies heat to the cooling circuit (15) is interconnected, the heating capacity of which corresponds to the size of the cooling capacity to be regulated is also in a ratio adapted to the cooling capacity.

6. Arrangement according to one of claims 4 and 5, daduroh marked ', that as a quickly opening and closing control valve (13, 14) is a solenoid valve with adjustable cross-section or a combination of solenoid valve and adjustable Throttle nozzle is used.

L e r s e i t e