DE3926192A1

DE3926192A1 - METHOD FOR REGULATING THE INTERIOR TEMPERATURE OF A COLD CONSUMER

Info

Publication number: DE3926192A1
Application number: DE3926192A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Boeckmann; Peter Dipl Ing Fischer
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-02-14
Also published as: EP0412473A3; EP0412473A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Innenraum temperatur eines Kälteverbrauchers, der über zwei Kältemittel leitungen, eine Flüssigkeitsleitung und eine Saugleitung, an eine Verbundkälteanlage angeschlossen ist, wobei bei dem Verfahren die Innenraumtemperatur T_i gemessen und der Durch satz durch die Flüssigkeitsleitung und/oder der Durchsatz durch die Saugleitung so gesteuert werden, daß mindestens eine der beiden Kältemittelleitungen geschlossen ist, wenn die Innenraum temperatur T_i unterhalb einer ersten Grenztemperatur T_u liegt, und daß beide Kältemittelleitungen geöffnet sind, wenn die Innenraumtemperatur T_i oberhalb einer zweiten Grenztempe ratur T_o, T_o < T_u, liegt, und ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the interior temperature of a refrigeration consumer, which is connected via two refrigerant lines, a liquid line and a suction line, to a composite refrigeration system, with the method measuring the interior temperature T _i and the throughput through the liquid line and / or the throughput through the suction line can be controlled so that at least one of the two refrigerant lines is closed when the interior temperature T _{i is} below a first limit temperature T _u , and that both refrigerant lines are open when the interior temperature T _{i is} above a second limit temperature T _o , T _o <T _u , and also a device for performing the method.

Mit Innenraumtemperatur ist die Temperatur innerhalb des zu kühlenden Volumens des Kälteverbrauchers gemeint, beispielsweise im Innern des Warenraumes eines Verkaufkühlmöbels, das in einem Supermarkt aufgebaut ist und zusammen mit anderen gekühlten Möbeln und/oder Kühlräumen von einer Verbundkälteanlage versorgt wird. Dabei liefert die Kälteanlage unter Druck stehendes, flüssiges Kältemittel in einer eigenen Flüssigkeitsleitung für jeden Kälteverbraucher. Dieses wird entspannt und anschließend durch das Innere eines Verdampfers geleitet. With interior temperature, the temperature is within cooling volume of the cooling consumer, for example inside the merchandise compartment of a sales cabinet that is in one Supermarket is set up and refrigerated along with others Furniture and / or cold rooms supplied by a composite refrigeration system becomes. The refrigeration system delivers pressurized liquid refrigerant in a separate liquid line for every cold consumer. This is relaxed and then passed through the interior of an evaporator.

Der Verdampfer wird außen von Luft umströmt, welche durch ein Gebläse aus dem zu kühlenden Raum herangeführt wird (Rückluft aus dem Innenraum). Durch indirekten Wärmetausch mit dem verdampfenden Kältemittel wird die Luft abgekühlt und als Zuluft wieder dem Innenraum des Kälteverbrauchers zugeleitet. Das verdampfte Kältemittel wird über eine Saugleitung wieder in den Verbundkreislauf zurückgeführt.The evaporator is surrounded by air flowing through it Fan is brought in from the room to be cooled (return air from the interior). By indirect heat exchange with the evaporating refrigerant, the air is cooled and used as Supply air is returned to the interior of the refrigeration consumer. The evaporated refrigerant is returned via a suction line returned the interconnected cycle.

Eine Regelung nach dem eingangs beschriebenen Verfahren dient dazu, die Innenraumtemperatur innerhalb eines vorgewählten Temperaturbereiches zu halten, um einerseits beispielsweise das Verderben von Frischware, welche im Innenraum eines Kühlmöbels lagert, zu verhindern, und andererseits aus Gründen der Wirtschaftlichkeit unnötige Kälteverluste durch eine allzu hohe Temperaturdifferenz zwischen Innenraum des Kälteverbrauchers und Umgebung zu vermeiden.Regulation according to the method described at the beginning is used to do this, the interior temperature within a preselected To maintain temperature range, for example, on the one hand Spoilage of fresh produce in the interior of a refrigerator stores, prevent, and on the other hand, for the sake of Economical unnecessary cold losses due to an excessively high Temperature difference between the interior of the refrigeration consumer and the surrounding area.

Die Innenraumtemperatur wird außer von den Parametern des Verdampfers und des verwendeten Kältemittels hauptsächlich vom Druckunterschied bei der Entspannung und vom Durchsatz an Kältemittel durch den Verdampfer bestimmt. Im Prinzip ist es möglich, irgendeine der Größen zu steuern, welche die Innen raumtemperatur beeinflussen. Besonders einfach und günstig ist die Einstellung des Kältemitteldurchflusses, die mittels leicht handzuhabender Magnetventile vorgenommen werden kann. Dabei kann entweder in Flüssigkeits- und Saugleitung oder in einer der beiden Kältemittelleitungen eine derartige Durchfluß steuerung vorgesehen werden. Dabei werden Flüssigkeits- bzw. Saugleitung durch ein ein- oder ausgeschaltetes Magnetventil entweder geschlossen oder geöffnet gehalten.The interior temperature is determined by the parameters of the Evaporator and the refrigerant used mainly from Pressure difference during relaxation and from the throughput Refrigerant determined by the evaporator. In principle it is possible to control any of the sizes the inside influence room temperature. It is particularly simple and inexpensive the adjustment of the refrigerant flow, which means easy manageable solenoid valves can be made. Here can either in liquid and suction line or in a of the two refrigerant lines such a flow control can be provided. Liquid or Suction line through an on or off solenoid valve either closed or kept open.

Da die Temperatur im Innenraum des Kälteverbrauchers im allgemeinen räumlichen Schwankungen ausgesetzt, wählt man als praktische Regelgröße im allgemeinen entweder die Rückluft aus dem zu kühlenden Raum, welche der Verdampfer-Außenfläche zugeführt wird, oder die Zuluft zum gekühlten Raum, welche am Verdampfer vorbeigeströmt ist, verwendet. Dies hängt von den zu erwartenden zeitlichen Schwankungen der Innenraumtemperatur ab, die beispielsweise bei Verwendung einer Nachtabdeckung geringer sind als bei einem während der Verkaufszeiten relativ stark geöffneten Warenraumes eines Kühlmöbels.Since the temperature in the interior of the refrigeration consumer in exposed to general spatial fluctuations, is chosen as practical control variable in general either the return air the room to be cooled, which is the outer surface of the evaporator is supplied, or the supply air to the cooled room, which on Evaporator has flown past. This depends on that too expected temporal fluctuations in the interior temperature, which, for example, is lower when using a night cover are relatively strong than one during sales times open goods room of a refrigerator.

Bei den bisher bekannten Regelverfahren der eingangs genannten Art wird mit einem gewöhnlichen Hystereseverhalten gearbeitet: Wenn die Innenraumtemperatur (bzw. die entsprechende praktische Regelgröße) die obere Grenztemperatur T_o überschreitet, wird die Kältemittelströmung durch den Verdampfer freigegeben, etwa indem das oder die Magnetventile in Flüssigkeits- und/oder Saugleitung geöffnet werden. Sobald die Innenraumtemperatur den unteren Grenzwert T_u unterschreitet, wird der Kältemittelfluß wieder unterbrochen, beispielsweise durch Schließen mindestens eines Ventiles.In the previously known control methods of the type mentioned at the outset, a normal hysteresis behavior is used: If the interior temperature (or the corresponding practical control variable) exceeds the upper limit temperature T _o , the refrigerant flow through the evaporator is released, for example by placing the solenoid valve or valves in liquid - And / or suction line are opened. As soon as the interior temperature falls below the lower limit value T _u , the refrigerant flow is interrupted again, for example by closing at least one valve.

Durch diese Art der Regelung wird zwar eine übermäßig hohe Schalthäufigkeit vermieden, die eine ungleichmäßige Belastung der Kälteanlage nach sich ziehen würde. Allerdings wird dieser Vorteil von starkes Überschwingen der Regelgröße über den Hysteresebereich hinaus begleitet. Dieses Phänomen kann dadurch eingeschränkt werden, daß das Hystereseintervall relativ schmal gewählt wird - dies führt jedoch leicht zu einem instabilen Regelverhalten.This type of regulation makes an excessively high one Switching frequency avoided, the uneven load the refrigeration system would entail. However, this will Advantage of excessive overshoot of the controlled variable over the Accompanied hysteresis area. This phenomenon can be restricted so that the hysteresis interval is relatively narrow is chosen - however, this easily leads to an unstable Control behavior.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, welches einen stabilen und wirtschaftlichen Betrieb eines an eine Verbund kälteanlage angeschlossenen Kälteverbrauchers ermöglicht und insbesondere die Innenraumtemperatur sehr zuverlässig innerhalb des vorgewählten Bereiches hält.The invention is therefore based on the object, which one stable and economical operation of one to a network refrigeration system connected refrigeration consumer and especially the interior temperature is very reliable within of the selected area.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine der beiden Kälte mittelleitungen mehrfach geöffnet und geschlossen wird, während sich die Innenraumtemperatur T_i innerhalb des Hystereseinter valles [T_u, T_o] befindet. This object is achieved in that one of the two cooling medium lines is opened and closed several times, while the interior temperature T _{i is} within the hysteresis interval [T _u , T _o ].

Während des Taktens der einen Kältemittelleitung wird die andere, falls sie überhaupt gesteuert wird, offen gehalten. Das wiederholte Öffnen und Schließen einer Kältemittelleitung ermöglicht eine gleitende Anpassung der am Verdampfer zur Verfügung gestellten Kälteleistung an den momentanen Bedarf. Wenn die Innenraumtemperatur des Kälteverbrauchers ansteigt, kann auf diese Weise bereits innerhalb des Hystereseintervalles - also vor Erreichen der oberen Grenztemperatur T_o - die Kältezufuhr stufenweise oder gleitend eingeschaltet werden, so daß in den meisten Fällen ein Überschreiten der oberen Grenztemperatur verhindert werden kann. Zumindest wird das Überschwingen nach oben kräftig gedämpft. Dies setzt selbstverständlich voraus, daß die nicht ohne weiteres steuerbaren Parameter von Kälteverbraucher und Kälteanlage an den zu erwartenden Kältebedarf angepaßt sind.While one refrigerant line is being clocked, the other, if controlled at all, is kept open. The repeated opening and closing of a refrigerant line enables the refrigeration capacity provided on the evaporator to be smoothly adjusted to the current demand. If the interior temperature of the refrigeration consumer rises, the cooling supply can be switched on gradually or smoothly within the hysteresis interval - i.e. before the upper limit temperature T _{o is reached} - so that in most cases an exceeding of the upper limit temperature can be prevented. At least the overshoot is strongly dampened. Of course, this presupposes that the parameters of the refrigeration consumer and refrigeration system, which are not readily controllable, are adapted to the expected refrigeration requirement.

Ebenso kann in der Regel vermieden werden, daß die Innenraum temperatur unter die untere Grenztemperatur T_u fällt und somit unnötige Kälteverluste auszugleichen sind. Während des Abfallens der Innenraumtemperatur kann nämlich bereits innerhalb des Hystereseintervalles die Kälteleistung durch einen anderen Öffnungsrhythmus der getakteten Kältemittel leitung zurückgefahren werden. Die Steigung der Temperaturkurve wird daher schon innerhalb des Hystereseintervalles abgeflacht, so daß dessen untere Grenze im allgemeinen gar nicht erreicht wird.Likewise, it can generally be avoided that the interior temperature falls below the lower limit temperature T _u and thus unnecessary cold losses have to be compensated for. During the drop in the interior temperature, the cooling capacity can already be reduced within the hysteresis interval by a different opening rhythm of the clocked refrigerant line. The slope of the temperature curve is therefore flattened within the hysteresis interval, so that its lower limit is generally not reached.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist außerdem den Vorteil auf, daß die Charakteristik der Regelung sehr flexibel an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden kann, beispielsweise an mehr oder weniger hohe Schwankungen der Innenraumtemperatur, wie sie durch wechselnde Einflüsse von außen zu erwarten sind.The method according to the invention also has the advantage that the characteristic of the scheme very flexible to the can be adapted to specific conditions, for example more or less high fluctuations in the interior temperature, as can be expected from changing external influences.

Es erweist sich als günstig, wenn das Öffnen und Schließen der Kältemittelleitung innerhalb des Hystereseintervalles periodisch erfolgt. Während einer Periode t_P ist dabei die betreffende Kältemittelleitung innerhalb des Zeitraums t_ein geöffnet. Die Kälteleistung kann beispielsweise bei gleich bleibender Periodendauer t_P dadurch gesteuert werden, daß die Öffnungsdauer t_ein der Kältemittelleitung während einer Periode t_P größer oder kleiner kleiner gewählt wird. Somit ist im Prinzip eine gleitende Anpassung von t_ein bis zum Maximalwert t_P möglich, also einer Daueröffnung und damit maximaler Kälteleistung.It has proven to be advantageous if the refrigerant line is opened and closed periodically within the hysteresis interval. During a period _P t is the refrigerant line in question within the time period t _a opened. The cooling capacity can be controlled, for example, with the period t _P remaining the same, in that the opening period t _{a of} the refrigerant line is selected to be larger or smaller during a period t _P. Thus in principle a sliding adjustment of _a t to the maximum value _P t possible, so a permanent opening and so that maximum cooling capacity.

Vorteilhaft ist dabei, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Hystereseintervall in n (n < 1) UnterintervalleIt is advantageous if, according to a further feature, the Invention the hysteresis interval in n (n <1) subintervals

I_k = [T_k-1, T_k], k = 1, . . ., n, T_k<T_k-1 I _k = [T _k-1 , T _k ], k = 1,. . ., n, T _k <T _k-1

aufgeteilt ist, in denen das Verhältnis t_ein,k/t_P,k, die relative Öffnungsdauer, unterschiedlich ist. Hierbei gilt dann:is divided in which the ratio t ein _{, k} / t _{P, k} , the relative opening time, is different. The following then applies:

t_ein,k/t_P,k < t_ein,k-1/t_P,k-1
für k = 2, . . . n.t on _{, k} / t _{P, k} <t on _{, k-1} / t _{P, k-1}
for k = 2. . . n.

Durch eine Erhöhung der Anzahl n der Unterintervalle kann eine nahezu beliebig feine Anpassung der Kälteleistung an jede gewünschte Charakteristik erreicht werden. Für den Einsatz an Supermarktkühlmöbeln hat sich jedoch ein Wertebereich für n von 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 4 als sinnvoll erwiesen.By increasing the number n of subintervals, one almost any fine adjustment of the cooling capacity to each desired characteristics can be achieved. For use on However, supermarket refrigerators has a range of values for n of 2 to 8, preferably 2 to 4, have proven to be useful.

Günstig ist es weiterhin, beide Kältemittelleitungen zu steuern. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es in diesem Fall von Vorteil, wenn die Saugleitung innerhalb des Hystereseinter valles geöffnet und geschlossen wird und während des Taktens der Saugleitung die Flüssigkeitsleitung geöffnet ist.It is still favorable to close both refrigerant lines Taxes. In this case it is with the method according to the invention advantageous if the suction line is inside the hysteresis valles is opened and closed and while clocking the suction line the liquid line is open.

Bei dieser Variante ist es sinnvoll, für die nicht getaktete Kältemittelleitung eine echte Hysterese vorzusehen. Zu diesem Zweck wird innerhalb des ersten Unterintervalles I₁ eine Öffnungsdauer von t_ein=0 gewählt, d.h. die bei höheren Temperaturen getaktete Kältemittelleitung bleibt innerhalb von I₁ geschlossen. Die nicht getaktete Kältemittelleitung wird bei Überschreiten von T₁ geöffnet und bei Unterschreiten von T₀=T_u geschlossen.With this variant, it makes sense to provide a real hysteresis for the non-clocked refrigerant line. For this purpose is selected, an opening period of _a t = 0 within the first sub-interval I _1, that is clocked at higher temperatures refrigerant line is closed within I. ₁ The non-clocked refrigerant line is opened when T ₁ is exceeded and closed when T ₀ = T _u .

Grundsätzlich ist auch ein Takten der Flüssigkeitsleitung oder gar beider Kältemittelleitungen möglich. Die Daueröffnung der Flüssigkeitsleitung bietet jedoch den Vorteil, daß der beim Entspannen des Kältemittels immer die maximale Druckdifferenz zur Verfügung steht, unabhängig von der relativen Öffnungsdauer t_ein/t_P der getakteten Saugleitung, d.h. vom momentanen Durchsatz durch dem Verdampfer.In principle, it is also possible to cycle the liquid line or even both refrigerant lines. However, the duration of opening of the fluid conduit provides the advantage that always the maximum pressure difference is available while relaxing the refrigerant available, regardless of the relative opening duration t _a / t _P of the clocked suction line, that is, the instantaneous flow rate through the evaporator.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch einen Kälteverbraucher, einen Verdampfer, der über eine Flüssigkeitsleitung und über eine Saugleitung an eine Verbund kälteanlage angeschlossen ist, durch eine Meßvorrichtung für die Innenraumtemperatur des Kälteverbrauchers, durch ein oder zwei Magnetventile in Druck- und/oder Saugleitung und durch ein mikroprozessorgesteuertes Regelgerät gekennzeichnet, welches das oder die Magnetventile in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur steuert.A device for performing the method is through a refrigeration consumer, an evaporator that has a Liquid line and via a suction line to a composite refrigeration system is connected by a measuring device for the interior temperature of the refrigeration consumer, by one or two solenoid valves in the pressure and / or suction line and through one microprocessor-controlled control device, which that or the solenoid valves depending on the Controls interior temperature.

Angesichts der Komplexität der Regelung ist eine elektromecha nische Steuerung nicht anzuraten. Durch Verwendung eines Mikroprozessors kann das erfindungsgemäße Verfahren zum einen - falls gewünscht - in einer fast beliebig komplizierten Variante durchgeführt werden; andererseits ist eine äußerst flexible Anpassung an die bei dem jeweiligen Kälteverbraucher bzw. Aufstellungsort vorliegenden Verhältnisse möglich. In beiden Fällen braucht lediglich das Programm entsprechend verändert zu werden, ein Umbau der Hardware ist nicht erforderlich.Given the complexity of the scheme is an electromecha control is not advisable. By using a The method according to the invention can be a microprocessor - if desired - in an almost arbitrarily complicated Variant are carried out; on the other hand, is an extreme flexible adaptation to that of the respective cooling consumer or installation location possible. In In both cases, the program only needs to be used accordingly to be changed, a conversion of the hardware is not required.

Im folgenden werden die Erfindung und nähere Einzelheiten der Erfindung anhand von Zeichnungen und Tabellen näher erläutert. In the following the invention and further details of the Invention explained with reference to drawings and tables.

Hierbei zeigen:Here show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the inventive device SEN,

Fig. 2 und 3 tabellarische Darstellungen zu einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für ansteigende bzw. abfallende Innen raumtemperatur und Fig. 2 and 3 tabular representations to a specific embodiment of the inventive method for room-temperature-rising and falling inside and

Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches den Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens schema tisch darstellt. Fig. 4 is a flow chart showing the flow of an embodiment of the inventive method schematically.

Im Schema von Fig. 1 ist ein Kälteverbraucher 1 als Rechteck angedeutet. Er ist über zwei Kältemittelleitungen, eine Flüssigkeitsleitung 2 und eine Saugleitung 3, an eine Verbundkälteanlage angeschlossen. Die Kälteanlage weist einen oder mehrere Verdichter 4 und einen Verflüssiger 5 auf, welcher durch Luft gekühlt wird, die von dem oder den Ventilatoren 6 gefördert wird. Über zusätzliche Flüssigkeits- und Saugleitun gen 2a, 3a, können weitere Kälteverbraucher angeschlossen sein die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.In the diagram of FIG. 1, a refrigeration consumer 1 is indicated as a rectangle. It is connected to a compound refrigeration system via two refrigerant lines, a liquid line 2 and a suction line 3 . The refrigeration system has one or more compressors 4 and a condenser 5 , which is cooled by air which is conveyed by the fan or fans 6 . Additional liquid and suction lines 2 a, 3 a, additional cooling consumers can be connected which are not shown in the drawing.

Innerhalb des Kälteverbrauchers 1 wird flüssiges, unter Druck stehendes Kältemittel aus der Flüssigkeitleitung 2 mit Hilfe eines Expansionsventils 7 entspannt und in einem Verdampfer 8 verdampft. Dabei wird Kälte an Kühlluft abgegeben, welche aus dem zu kühlenden Innenraum des Kälteverbrauchers 1 angesaugt wird, den Verdampfer 8 umströmt und in den Innenraum zurück geführt wird. Der Durchsatz durch die Flüssigkeitsleitung 2 wird durch ein Magnetventil 9 gesteuert; die Saugleitung 3 kann durch ein weiteres Magnetventil 10 geschlossen werden. Die Magnetven tile 9, 10 werden durch Relais geschaltet. Within the refrigeration consumer 1 , liquid, pressurized refrigerant from the liquid line 2 is expanded with the aid of an expansion valve 7 and evaporated in an evaporator 8 . In this case, cold is given off to cooling air, which is drawn in from the interior of the refrigeration consumer 1 to be cooled, flows around the evaporator 8 and is led back into the interior. The throughput through the liquid line 2 is controlled by a solenoid valve 9 ; the suction line 3 can be closed by a further solenoid valve 10 . The Magnetven tile 9 , 10 are switched by relays.

Mit einem Temperaturfühler 11, beispielsweise einem Thermowider stand oder einem Thermoelement, wird die Innenraumtemperatur im Kälteverbraucher 1 gemessen. Im allgemeinen wird ein über das Volumen des Innenraums gemittelter Wert ermittelt, indem der Temperaturfühler 11 im Zuluftstrom zum Verdampfer 8 oder im Rückluftstrom vom Verdampfer 8 angeordnet wird.With a temperature sensor 11 , such as a thermo-resistance or a thermocouple, the interior temperature in the cold consumer 1 is measured. In general, a value averaged over the volume of the interior is determined by arranging the temperature sensor 11 in the supply air flow to the evaporator 8 or in the return air flow from the evaporator 8 .

Der Temperaturfühler 11 ist über eine strichpunktiert darge stellte Meßleitung 12 mit einem Regelgerät 13 verbunden. Von diesem gehen außerdem Steuerleitungen 14, 15 aus, die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet sind. Über diese Steuerleitungen 14, 15 können die Magnetventile 9, 10 in Flüssigkeits- bzw. Saugleitung 2, 3 betätigt werden.The temperature sensor 11 is connected via a dash-dotted Darge measuring line 12 to a control device 13 . Control lines 14 , 15 , which are shown in broken lines in FIG. 1, also emanate from this. The solenoid valves 9 , 10 in the liquid or suction line 2 , 3 can be actuated via these control lines 14 , 15 .

Das Regelgerät 13 weist einen Mikroprozessor auf, welcher durch ein Programm gesteuert wird, das vorzugsweise in einem elektrisch löschbaren, permanenten Nur-Lese-Speicher (EEPROM) abgelegt ist und das erfindungsgemäße Regelverfahren realisiert. Das EEPROM wird einerseits beim Ausschalten des Regelgerätes 13 nicht gelöscht, andererseits ermöglich es einen beliebigen Zugriff auf die einzelnen Speicherzellen, sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben. Sowohl das Programm als auch vor allem die Regelparameter können also während des Betriebes geändert werden und diese Änderungen bleiben auch bei einer Betriebsunterbre chung, beispielsweise durch einen kurzzeitigen Stromausfall, gesichert. Zur Eingabe der Regelparameter und für die Ausgabe von Meß- und Steuerungsdaten ist das Regelgerät mit einer Eingabetastatur und einem Ausgabedisplay versehen.The control device 13 has a microprocessor which is controlled by a program, which is preferably stored in an electrically erasable, permanent read-only memory (EEPROM) and implements the control method according to the invention. On the one hand, the EEPROM is not erased when the control device 13 is switched off, on the other hand, it allows any access to the individual memory cells, both for reading and for writing. Both the program and, above all, the control parameters can therefore be changed during operation, and these changes remain saved even if there is an interruption in operation, for example due to a brief power failure. The control unit is equipped with an input keyboard and an output display for entering the control parameters and for outputting measurement and control data.

Das Regelgerät 13 kann durch zusätzliche, in Fig. 1 nicht gezeigte Hardware und durch entsprechende Anpassung des Programms weitere Aufgaben übernehmen. Insbesondere bietet sich eine Abtausteuerung an, welche selbstverständlich entsprechende Meßeinrichtungen an der Außenfläche des Verdampfers 8 voraus setzt. Außerdem ist es bei der Ermittlung der Regelgröße Innenraumtemperatur günstig, wenn Zuluft vom und Rückluft zum Innenraum an verschiedenen Stellen gemessen werden und über die einzelnen Meßwerte gemittelt wird. In die Mittelung können vom jeweiligen Betriebszustand (beispielsweise Tag- oder Nachtbe trieb) abhängige Gewichte eingehen. Bei Verwendung eines prozessorgesteuerten Regelgerätes können sehr ausgefeilte Verfahren zur Mittelwertbildung eingesetzt werden. Zum Beispiel kann auch der Betriebsverlauf berücksichtigt werden, um die Regelung an spezielle Anforderungen anzupassen.The control device 13 can take on additional tasks by means of additional hardware (not shown in FIG. 1) and by adapting the program accordingly. In particular, defrost control is available, which of course presupposes corresponding measuring devices on the outer surface of the evaporator 8 . In addition, when determining the controlled variable interior temperature, it is favorable if supply air from and return air to the interior are measured at different points and averaged over the individual measured values. Weights that are dependent on the respective operating state (for example day or night operation) can be included in the averaging. When using a processor-controlled control device, very sophisticated methods for averaging can be used. For example, the operating history can also be taken into account in order to adapt the control to special requirements.

Außerdem können zusätzliche digitale Ein- und Ausgänge für den Austausch von Daten mit anderen Geräten, beispielsweise mit einem Regler für die Verbundkälteanlage oder mit einem Rechner zur zentralen Steuerung und/oder Überwachung.In addition, additional digital inputs and outputs for the Exchange of data with other devices, for example with a controller for the composite refrigeration system or with a computer for central control and / or monitoring.

Ein Beispiel für die praktische Funktionsweise eines Programmes, welches das Regelgerät 13 steuert, ist aus dem Flußdiagramm in Fig. 4 ersichtlich. Nach dem Einschalten bzw. Zurücksetzen (Reset) des Gerätes (Schritt 1.1) erfolgt zunächst in Schritt 1.2 die Überprüfung der Konfiguration (zum Beispiel Art des Kälteverbrauchers und der Verbundanlage usw.) und die entspre chende Voreinstellung des Regelgerätes. Im folgenden Schritt 1.3 wird eine Voreinstellung bestimmter Parameter durchgeführt. Dies betrifft beispielsweise die Grenztemperaturen T_u und T_o des Hystereseintervalles, die Temperaturwerte T₁ bis T_n-1, welche die Unterintervalle I₁ bis I_n begrenzen, und/oder die Schaltparameter für die getaktete Kältemittelleitung, nämlich die Taktperiode t_P,k und die Öffnungsdauer während einer Periode t_ein,k. Anschließend tritt das Programm in eine Endlosschleife ein, aus der lediglich ein Ausschalten oder Zurücksetzen des Gerätes herausführt.An example of the practical functioning of a program which controls the control device 13 can be seen from the flow chart in FIG. 4. After switching on or resetting (reset) the device (step 1.1 ), the configuration is first checked in step 1.2 (for example, the type of refrigeration consumer and the system, etc.) and the corresponding presetting of the control device. In the following step 1.3 , certain parameters are preset. This applies, for example, to the limit temperatures T _u and T _{o of} the hysteresis interval, the temperature values T ₁ to T _n-1 , which limit the subintervals I ₁ to I _n , and / or the switching parameters for the clocked refrigerant line, namely the clock period t _{P, k} and the opening period during a period t _{, k} . The program then enters an endless loop from which only switching off or resetting the device results.

Als erster Schritt 2.1 der Schleife werden die aktuellen Regelparameter aus dem EEPROM gelesen. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Vorgaben für die Abtausteuerung und um die Anzahl und die jeweilige Art (Zu- oder Rückluft) der Temperatur fühler. Im folgenden Schritt 2.2 werden die Tastatur und die digitalen Eingänge abgefragt. Falls über die Tastatur eine Veränderung von Parametern angefordert wird, wird diese in 2.3 vorgenommen. Schritt 2.4 ermöglicht, falls gewünscht, eine Ausgabe von speziell ausgewählten Daten, wie z.B. die einzelnen gemessenen Temperaturwerte und deren Sollwerte, in das Display. Der Ausgabewunsch wir dem Gerät ebenfalls über die Tastatur mitgeteilt.As the first step 2.1 of the loop, the current control parameters are read from the EEPROM. These are, for example, the specifications for defrost control and the number and the respective type (supply or return air) of the temperature sensor. In the following step 2.2 the keyboard and the digital inputs are queried. If parameters are requested to be changed using the keyboard, this is done in 2.3 . If required, step 2.4 enables the output of specially selected data, such as the individual measured temperature values and their setpoints, on the display. The device also communicates the request for output via the keyboard.

Anschließend (2.5) werden die Temperaturmeßwerte für die Innen raumtemperatur eingelesen, ein je nach spezieller Art und Verwendungsweise des Kälteverbrauchers gewichteter Mittelwert errechnet und dieser zwischengespeichert. In Schritt 2.6 wird die erfindungsgemäße Art der Steuerung der Kältemittelleitungen durchgeführt. Dies wird weiter mit Hilfe der Fig. 2 und 3 nochmals ausführlich erläutert. Vor der Rückkehr zum Schleifen beginn werden andere Dienste abgearbeitet, beispielsweise die Meldung des momentanen Kältebedarfs des Kälteverbrauchers an ein übergeordnetes Regelgerät oder an einem Rechner, welcher die Regelung zentral überwacht.Then ( 2.5 ) the temperature readings for the interior temperature are read in, a weighted average is calculated depending on the specific type and use of the refrigeration consumer and the latter is stored temporarily. In step 2.6 , the type of control of the refrigerant lines according to the invention is carried out. This is further explained in detail with the aid of FIGS. 2 and 3. Before returning to the start of grinding, other services are processed, for example reporting the cooling consumer's current cooling requirement to a higher-level control device or to a computer which centrally monitors the control.

Anhand der Fig. 2 und 3 sei nunmehr ein spezielles, einfaches Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, welches sich in Versuchen bewährt hat, in denen die Verhältnisse eines in einem Supermarkt aufgestellten Kühlmöbels simuliert wurden.A special, simple example of the method according to the invention will now be explained with reference to FIGS. 2 and 3, which has proven itself in tests in which the conditions of a refrigerated cabinet set up in a supermarket were simulated.

Das Hystereseintervall zwischen den Temperaturen T_u und T_o ist hier in drei gleichgroße Unterintervalle I₁ bis I₃ aufgeteilt.The hysteresis interval between the temperatures T _u and T _o is here divided into three equally large subintervals I ₁ to I ₃ .

Es werden beide Kältemittelleitungen 2, 3 gesteuert, wobei die Saugleitung 3 mit einer Taktperiode t_P von 10 bis 100 sec., vorzugsweise 30 bis 300 sec., getaktet wird. Die Periode t_P ist für alle Unterintervalle gleich gewählt. Das periodische Öffnen und Schließen der Saugleitung findet statt, wenn die Innenraumtemperatur T_i im Temperaturbereich zwischen T₁ und T₃, also in einem der Unterintervalle I₂ oder I₃ liegt. Die Saugleitung wird dann während 35% bzw. 70% der Periodendauer t_P geöffnet und bleibt während der übrigen Zeit geschlossen. Oberhalb der oberen Grenztemperatur T_o sind beide Kältemittel leitungen 2, 3 dauernd geöffnet, unterhalb der unteren Grenz temperatur t_u sind sie durch die Magnetventile 9 bzw. 10 geschlossen. Innerhalb des Hystereseintervalles [T_u, T_o] ist der Öffnungszustand der Flüssigkeitsleitung 2 vom zeitlichen Verlauf der Innenraumtemperatur T_i(t) abhängig: Sie wird bei Überschreiten der Temperatur T₁ geöffnet (Fig. 2) und bei Unterschreiten von T_u = T₀ geschlossen (Fig. 3). Die Flüssig keitsleitung 2 erfährt also im Gegensatz zur Saugleitung 3 eine echte Hysterese, allerdings lediglich im Unterintervall I₁.Both refrigerant lines 2 , 3 are controlled, the suction line 3 being clocked with a cycle period t _P of 10 to 100 seconds, preferably 30 to 300 seconds. The period t _P is chosen to be the same for all subintervals. Periodic opening and closing of the suction line takes place when the interior temperature T _{i is} in the temperature range between T ₁ and T ₃ , ie in one of the sub-intervals I ₂ or I ₃ . The suction line is then opened during 35% or 70% of the period t _P and remains closed for the rest of the time. Above the upper limit temperature T _o both refrigerant lines 2 , 3 are continuously open, below the lower limit temperature t _u they are closed by the solenoid valves 9 and 10, respectively. Within the hysteresis interval [T _u , T _o ], the opening state of the liquid line 2 is dependent on the time profile of the interior temperature T _i (t): it is opened when the temperature T ₁ is exceeded ( FIG. 2) and when T _u = T is undershot ₀ closed ( Fig. 3). In contrast to the suction line 3, the liquid speed line 2 therefore experiences a real hysteresis, but only in the subinterval I ₁ .

Claims

1.Method for regulating the interior temperature of a refrigeration consumer, which is connected to a composite refrigeration system via two refrigerant lines, a liquid line ( 2 ) and a suction line ( 3 ), with the method measuring the interior temperature T _i and the throughput through the liquid line ( 2 ) and / or the throughput through the suction line ( 3 ) are controlled so that at least one of the two refrigerant lines ( 2 , 3 ) is closed when the interior temperature T _{i is} below a first limit temperature T _u , and that both refrigerant lines ( 2 , 3 ) are open when the interior temperature T _{i is} above a second limit temperature T _o , T _o <T _u , characterized in that one ( 3 ) of the two refrigerant lines ( 2 , 3 ) is opened and closed several times while the interior temperature T _{i is} within the hysteresis interval [T _u , T _o ].

2. The method according to claim 1, characterized in that the opening and closing of the refrigerant line (3) is done periodically within the Hystereseintervalles, wherein during a period t _P, the refrigerant line in question (3) within the time period t _a is open.

3. The method according to claim 2, characterized in that the hysteresis interval in n (n <1) subintervals I _k = [T _k-1 , T _k ], k = 1,. . ., n, T _k <T _{k-1 is} divided, in which the ratio t ein _{, k} / t _{P, k} , the relative opening time, is different, where eint _{, k} / t _{P, k} <t ein _{, k -1} / t _{P, k-1}
for k = 2. . . n.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that both refrigerant lines ( 2 , 3 ) are controlled so that the suction line ( 3 ) is opened and closed within the hysteresis interval and during which the liquid line ( 2 ) constantly is open.

5. A device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized by a refrigeration consumer ( 1 ), an evaporator ( 8 ) via a liquid line ( 2 ) and a suction line ( 3 ) to a composite refrigeration system ( 4th , 5 , 6 ) is connected, by a measuring device ( 11 ) for the interior temperature of the refrigeration consumer ( 1 ), by one or two solenoid valves ( 9 , 10 ) in liquid ( 2 ) and / or suction line ( 3 ) and by a microprocessor-controlled Control device ( 13 ) which controls the solenoid valve (s) ( 9 , 10 ) as a function of the interior temperature.