DE60218702T2

DE60218702T2 - Kühlungsregelsystem für ein zu kühlendes lokal, steuerverfahren eines kühlungssystem, und kühler

Info

Publication number: DE60218702T2
Application number: DE60218702T
Authority: DE
Inventors: Marcos Guilherme Joinville SCHWARZ; Marcio Roberto Joinville THIESSEN
Original assignee: Whirlpool SA
Current assignee: Whirlpool SA
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2022-06-22
Also published as: SK1132004A3; EP1423649A1; BR0103786A; CN1332163C; KR100892193B1; ATE356325T1; DK1423649T3; KR20040029098A; US20040237551A1; JP4106327B2; BRPI0103786B1; NZ531542A; DE60218702D1; CN1639523A; JP2005525523A; MXPA04001778A; WO2003019090A1; EP1423649B1; ES2282420T3; US7228694B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlungsreguliersystem zum Kühlen einer zu kühlenden Umgebung, ein Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems sowie eine Kühlvorrichtung, insbesondere unter Verwendung eines bei Kühlsystemen generell üblichen Kompressors mit variabler Kapazität, wobei dieses System und dieses Verfahren die Verwendung eines herkömmlichen Thermostats des Typs ermöglichen, bei dem der Leitzustand eines Kontakts in Abhängigkeit von den Unter- und Obergrenzen der Temperatur der zu kühlenden Kammer oder Umgebung verändert wird und bei dem die Drehzahl oder die Eigenschaften des Kompressors einstellbar sind, um die Leistung des Kühlsystems zu maximieren.
Die Grundaufgabe eines Kühlsystems besteht darin, in einer oder mehreren zu kühlenden Kammern oder Umgebungen eine niedrige Temperatur aufrechtzuerhalten, wobei Vorrichtungen verwendet werden, die entsprechend der Messung der in den Kammern oder Umgebungen herrschenden Temperatur Wärme aus diesen Kammern oder Umgebungen heraus nach außen abführen, um die Temperatur innerhalb vorbestimmter Grenzwerte für diesen Typ von Kühlsystemen zu halten.
Je nach der Komplexität des Kühlsystems und des Anwendungsfalls sind die einzuhaltenden Temperaturgrenzwerte mehr oder weniger restriktiv.
Eine übliche Weise des Ableitens von Wärme aus einem Kühlsystem in die Außenumgebung besteht in der Verwendung eines hermetischen Kompressors, der mit einem geschlossenen Kühlkreislauf (oder Kühlumlaufsystem) verbunden ist, durch das ein Kühlfluid oder -gas zirkuliert, wobei dieser Kompressor die Funktion hat, das Einströmen des Kühlgases in den geschlossenen Kühlkreislauf zu bewirken, und der Kompressor in der Lage ist, eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen den Punkten herbeizufüh ren, an denen das Verdampfen und das Kondensieren des Kühlgases erfolgt, so dass eine Wärmeabfuhr erfolgt und eine niedrige Temperatur erzeugt wird.
Kompressoren sind derart ausgebildet, dass sie eine Kühlkapazität erbringen können, die höher als die in der normalen Betriebssituation erforderliche Kühlkapazität ist, wobei das Auftreten kritischer Situationen berücksichtigt ist. In diesem Fall ist irgendeine Art der Modulation der Kühlkapazität des Kompressors erforderlich, um die in der Kammer herrschende Temperatur innerhalb akzeptabler Grenzwerte zu halten.
Beschreibung des Standes der Technik
Die üblichste Art des Modulierens der Kühlkapazität eines Kompressors besteht darin, diesen entsprechend der Temperaturentwicklung innerhalb der zu kühlenden Umgebung ein- und auszuschalten. In diesem Fall verwendet man ein Thermostat, der den Kompressor einschaltet, wenn die Temperatur in der zu kühlenden Umgebung den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, und der den Kompressor ausschaltet, wenn die Temperatur in dieser Umgebung einen unteren Grenzwert erreicht hat und somit der vorbestimmten Temperatur entspricht.
Ein bekannter Lösungsansatz für eine derartige Steuervorrichtung zum Regeln des Kühlsystems besteht in der Kombination mit einem Ballon, der ein Fluid enthält, das sich mit ansteigender Temperatur ausdehnt, wobei der Ballon derart installiert ist, dass er der Temperatur der zu kühlenden Umgebung ausgesetzt ist und mechanisch mit einem elektromechanischen Schalter verbunden ist, der auf diese Ausdehnung und Kontraktion des in dem Ballon befindlichen Fluids reagiert. Der Ballon ist in der Lage, den Schalter bei vorbestimmten Temperaturen, die entsprechend dem Anwendungsfall des Schalters gewählt sind, ein- und auszuschalten. Der Schalter unterbricht den Strom, der dem Kompressor zum Steuern seines Betriebs zugeführt wird, so dass der Innenbereich des Kühlsystems innerhalb vorbestimmter Temperaturgrenzwerte gehalten wird.
Bei diesem Lösungsansatz handelt es sich aufgrund seiner Einfachheit weiterhin um den meistverwendeten Typ von Thermostat, jedoch unterliegt er der Beschränkung, dass er keine Anpassung der Geschwindigkeit eines Kompressors variabler Kapazität erlaubt, da er einen Befehl zum Öffnen und Schließen eines Kontakts erzeugt, der für das Unterbrechen des dem Kompressor zugeführten Stroms vorgesehen ist.
Ein weiterer Lösungsansatz zum Regeln des Kühlsystems besteht in der Verwendung einer elektronischen Schaltung, die in der Lage ist, den Wert der Temperatur in der gekühlten Umgebung z.B. mittels eines elektronischen Temperatursensors des PTC-Typs (Positive Temperature Coefficient) zu lesen, oder einer anderen Schaltung, die diesen gelesenen Temperaturwert mit vorbestimmten Referenzwerten vergleicht und ein Befehlssignal zur Ausgabe an die Schaltung erzeugt, welche die Energiezufuhr zu dem Kompressor handhabt, so dass die korrekte Modulation der Kühlkapazität für das Aufrechterhalten der korrekten Temperatur in der gekühlten Umgebung bewirkt wird, und zwar durch Ein- oder Ausschalten des Kompressors oder durch Variieren der zugeführten Kühlkapazität, wobei in diesem Fall der Kompressor vom Typ mit variabler Kapazität ist. Eine Beschränkung dieses Typs von Thermostat ergibt sich durch den zusätzlichen Kostenaufwand für das Anpassen der Geschwindigkeit des Kompressors, da der Thermostat exakt an diese Funktion angepasst werden muss, was durch Befähigung des Thermostats zu einem logischen Verarbeitungsvorgang und durch zum Definieren der korrekten Arbeitsgeschwindigkeit des Prozessors vorgesehene Steuer-Algorithmen erfolgt, die in der Thermostatschaltung separat von der Regelung des Kompressors implementiert sind.
Ein weiterer Lösungsansatz zum Regeln der Temperatur in einer gekühlten Umgebung findet sich in US-4,850,198, in dem ein Kühlsystem beschrieben ist, das zusätzlich zu der Steuervorrichtung für Energiebeauf schlagung des Kompressors einen Kompressor, einen Kondensator, ein Entspannungsventil und einen Verdampfer aufweist. Die Regelung wird mittels eines Mikroprozessors entsprechend einem von einem Thermostat zugeführten Temperaturlesewert durchgeführt, wobei die Aktivierung oder Nichtaktivierung des Kompressors auf der Basis vorbestimmter oberer und unterer Temperaturgrenzwerte bestimmt werden. Gemäß diesem System ist eine Steuerung über die Betätigungszeit des Kompressors in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur der gekühlten Umgebung vorgesehen.
Aus dem Stand der Technik ist ferner der Lösungsansatz gemäß der Veröffentlichung WO 98/15790 bekannt, bei der vorgesehen ist, dass die Geschwindigkeit der Achse und folglich die Kühlkapazität des Kompressors von der Steuervorrichtung eingestellt werden, wobei die Information zum Öffnen und Schließen der Kontakte eines einfachen Thermostats des Typs verwendet wird, bei dem das Öffnen und Schließen der Thermostate eines Schalters in Abhängigkeit von zwei Temperaturgrenzwerten erfolgt. Bei dieser Technik wird die Kompressorgeschwindigkeit an jeden Betriebszyklus angepasst, wobei die Kompressorgeschwindigkeit in jedem Zyklus in vorbestimmten Schritten reduziert wird.
Eine Beschränkung dieses Lösungsansatzes wird dadurch verursacht, dass der jeweils günstigste Betriebszustand des Kompressors in jedem Zyklus schrittweise gesucht werden muss, wodurch das System verlangsamt wird und seine Vorteile gemindert werden. Eine weitere Beschränkung besteht in der Reaktionszeit in dem Fall, dass innerhalb eines Kühlzyklus eine beträchtliche Inkrementierung der Kühlkapazität erforderlich ist; folglich sind die Kapazität zur Temperaturstabilisierung und die Reaktion auf das Hinzufügen thermischer Lasten auf die Kühlvorrichtung beschränkt.
Ein weiterer aus dem Stand der Technik bekannter Lösungsansatz ist in der Veröffentlichung US-5,410,230 beschrieben, die eine Steuerung vorschlägt, bei der die Arbeitsgeschwindigkeit des Kompressors in Abhängigkeit von der Temperatur und einem bestimmten Punkt des Kühlsystems angepasst wird, so dass eine Temperaturmessschaltung erforderlich ist und folglich Kostennachteile entstehen.
Ein weiterer relevanter Stand der Technik ist in EP 0278630 beschrieben. Diese Veröffentlichung betrifft ein Kühlkompressorsystem, bei dem ein hin- und herbewegbarer Kompressor mit kontinuierlich variabler Kapazität verwendet wird, der mit einer Steuervorrichtung versehen ist, die einen oder mehrere physikalische Parameter zu überwacht, welche die Temperatur der zu kühlenden Umgebung anzeigen, wie z.B. in Form der Temperatur selbst und/oder des Drucks in dem Kompressor, und die einen Algorithmus zum Einstellen der Geschwindigkeit des Kompressors dahingehend verwendet, dass die überwachten Parameter innerhalb eines vorbestimmten Zielbereichs gehalten werden.
Aufgaben der Erfindung
Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen darin, eine Vorrichtung zum Steuern der Temperatur in einem Kühlsystem zu schaffen und die Betriebsgeschwindigkeit des für variable Kapazität ausgelegten Kompressors durch Verwendung eines herkömmlichen Thermostats des Typs zu bestimmen, der als Reaktion auf einen oberen und unteren Grenzwert der in der gekühlten Kammer herrschenden Temperatur einen Kontakt öffnet oder schließt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerung für ein Kühlsystem, die in der Lage ist, die Betriebsgeschwindigkeit eines für variable Kapazität ausgelegten Kompressors zu bestimmen, wobei die Notwendigkeit eines elektronischen Thermostats mit logischer Verarbeitungskapazität entfällt und somit ein ökonomischeres System gebildet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerung für ein Kühlsystem, die in der Lage ist, die Betriebsgeschwindigkeit eines für variable Kapazität ausgelegten Kompressors zu bestimmen, die günstigste Geschwindigkeit für den Betrieb des Kompressors zu bestimmen und dadurch den Energieverbrauch zu minimieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerung für ein Kühlsystem, die in der Lage ist, die Betriebsgeschwindigkeit eines für variable Kapazität ausgelegten Kompressors zu bestimmen und die Zeit zur Reaktion auf die Variationen der auf dieses Kühlsystem einwirkenden thermischen Lasten zu minimieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerung für ein Kühlsystem, die in der Lage ist, die Betriebsgeschwindigkeit eines für variable Kapazität ausgelegten Kompressors zu bestimmen und die Betriebskapazität des Kompressors während des derzeit durchgeführten Betriebszyklus zu korrigieren.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlungsreguliersystem zum Kühlen einer zu kühlenden Umgebung (11) geschaffen,
wobei das System aufweist:
einen von einem Elektromotor (M) angetriebenen Kompressor (7), wobei der Motor (M) von einem elektrischen Strom (Im) gespeist wird,
wobei der Kompressor (7) eine variable Kapazität (S) hat,
eine Steuervorrichtung (2) zum Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) durch Messen des elektrischen Stroms (Im), Prüfen des Temperaturzustands in der gekühlten Umgebung (11) und Beeinflussen der Kühlkapazität (S) des Kompressors (7),
wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass:
die Steuervorrichtung (2) den Kompressor (7) derart steuert, dass dieser zyklisch betätigt wird, wobei die Kühlkapazität (S) als Funktion der Entwicklung der Last (Ln) des Kompressors (7) in den Kühlzyklen in Kombination mit der Entwicklung des Temperaturzustands in der gekühlten Umgebung (11) geändert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems vorgeschlagen, das einen Kompressor (7) mit einer Last (Ln) aufweist, wobei einer gekühlten Umgebung (11) zyklisch eine Kühlkapazität (S) zugeführt wird und wobei die Kühlkapazität (S) variabel ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

– Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) durch Messen eines elektrischen Stroms (Im) in einem Kühlzyklus, wobei der Zyklus initiiert wird, wenn der Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung anzeigt, dass die Temperatur (T) höher ist als ein maximal zulässiger Wert (T₁),
– Berechnen der Relation (L₂/L₂) zwischen dem gespeicherten Wert einer zweiten Variablen (L₂) und dem gespeicherten Wert einer ersten Variablen (L₁), wobei die zweite Variable (L₂) der Last (Ln) des aktuellen Kühlzyklus entspricht und die erste Variable der Last (Ln) vor der letzten Änderung der Kapazität (S) des Kompressors (7) entspricht,
– gefolgt von den Schritten:
a) Ändern des Werts der Kühlkapazität (S), in dem Fall, dass L2L1 > R ist, zu S = S·L2L1 ·Kund Speichern des Werts der zweiten Variablen (L₂) in der ersten ersten Variablen (L₁), wobei R ein vorbestimmter Referenzwert ist und (K) ein vorbestimmter konstanter Wert ist, oder
b) Beibehalten der aktuellen Kühlkapazität (S), in dem Fall, dass L2L1 ≤ R ist, gemäß S = Sund Beibehalten des Werts der ersten Variablen (L₁).

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Kühlvorrichtung vorgeschlagen, die versehen ist mit:

– einem Kompressor (7) mit variabler Kapazität (S),
– einer Steuervorrichtung (2) zum Steuern der Kapazität (S) des Kompressors (7), wobei der Kompressor (7) durch einen Elektromotor (M) angetrieben ist, wobei der Motor (M) durch einen elektrischen Strom (Im) gespeist ist,
– einem Verdampfer (10); und
– wobei der Verdampfer (10) mit dem Kompressor (7) verbunden ist und in mindestens einer gekühlten Umgebung (11) angeordnet ist;
– wobei die Steuervorrichtung (2) den Kompressor (7) in Kühlzyklen betätigt, um den Temperaturzustand (T) in der gekühlten Umgebung (11) innerhalb vorbestimmter maximaler und minimaler Temperaturzustands-Grenzwerte (T₁, T₂) zu halten, wobei die Kühlvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass:
– die Steuervorrichtung (2) die Last (Ln) des Kompressors (7) misst und die Kühlkapazität (S) des Kompressors (7) als Funktion der Last (Ln) an dem Kompressor in Kombination mit dem Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung (11) beeinflusst,
– wobei das Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) durch Messen des elektrischen Stroms (Im) durchgeführt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform detaillierter beschrieben. Die Figuren zeigen Folgendes:
1: ein schematisches Schaltbild des gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Steuersystems zum Steuern des Kühlens einer zu kühlenden Umgebung;
2: ein Flussdiagramm des gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Steuerverfahrens für das Kühlsystem;
3: eine Detaildarstellung der Eigenschaften des bei dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Thermostats;
4: ein schematisches Schaltbild der gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Steuerschaltung für den Kompressor;
5a: das Verhältnis zwischen der Verdampfungstemperatur in dem Kompressor und der resultierenden mechanischen Last;
5b: das Verhältnis zwischen der mechanischen Last an dem Kompressor und dem Strom in den Motorphasen;
5c: das Verhältnis zwischen der mechanischen Last an dem Kompressor und der von dem Kompressor bei verschiedenen Drehungen absorbierten Energie;
6: Kurven der Leistung und der mechanischen Last des Kompressors in Relation zu der Innentemperatur der zu kühlenden Umgebung und in Relation zu der für den Kompressor eingestellten Kühlkapazität in einer Anfangsphase des Betriebs des Systems; und
7: Kurven der Leistung und der mechanischen Last des Kompressors in Relation zu der Innentemperatur der zu kühlenden Umgebung und in Relation zu der für den Kompressor eingestellten Kühlkapazität in einer Arbeitsperiode bei Aufbringung der thermischen Last auf das Kühlsystem.
Detaillierte Figurenbeschreibung
Gemäß 1 weist das System grundsätzlich einen Kondensator 8, einen Verdampfer 10, der in einer zu kühlenden Umgebung 11 angeordnet ist, ein kapillares Steuerelement 9 und einen Kompressor 7 auf. Das System kann einen Thermostat 4 und eine elektronische Steuervorrichtung 2 zum Steuern der Kapazität S des zyklisch arbeitenden Kompressors 7 aufweisen. Der Kompressor bewirkt ein Strömen des Gases innerhalb des Kühlkreislaufs 12, was dazu führt, dass der zu kühlenden Umgebung 11 Wärme entzogen wird. Ein Temperatursensor 6, der in den Thermostat 4 integriert ist, prüft die Temperatur und vergleicht das Prüfergebnis mit vorbestimmten Grenzwerten T₁, T₂, um dem Steuersystem 2 die Information 5 über die Temperaturbedingungen in der zu kühlenden Umgebung 11 zuzuführen. Die Kapazitätssteuerschaltung 2 des Kompressors 7 erhält einen Energiewert 1 aus dem Versorgungsnetz und führt dem Motor M des Kompressors 7 Strom 3 zu.
Gemäß 2 wird bei dem durch das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuerten Steuersystem in einem ersten Kühlzyklus des Kühlsystems eine vordefinierte Kühlkapazität S mit einem hohen Wert S1 erzeugt, die den Kompressor 7 veranlasst, ein hohes Maß an Masse zu fördern und folglich eine schnelle Reduzierung der Temperatur T der zu kühlenden Umgebung 11 zu bewirken. Diese hohe Kühlkapazität S₁ kann durch Erhöhen der Arbeitsgeschwindigkeit des Kompressors 7 erreicht werden. Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wird die Last Nn des Kompressors 7 in dem ersten Kühlzyklus gemessen, wenn der Kompressor arbeitet, und der Kompressor wird in Betrieb gehalten, bis die zu kühlende Umgebung 11 den gewünschten Minimaltemperaturwert T₁ erreicht. Dann wird der Kompressor 7 ausgeschaltet, und die mittlere Last L₁, die der Kompressor 7 am Ende des ersten Kühlzyklus unmittelbar vor seinem Ausschalten erbringen muss, wird gespeichert.
In dieser Situation, in der der Kompressor 7 ausgeschaltet ist, erwärmt sich die zu kühlende Umgebung 11 aufgrund des Eindringens von Wärme durch die Isolierung der zu kühlenden Umgebung und aufgrund der thermischen Lasten, die auf das Innere der zu kühlenden Umgebung 11 einwirken können, so dass die Temperatur T ansteigt. Dieser Anstieg der Temperatur T hat zur Folge, dass die zu kühlende Umgebung 11 die maximal zulässige Temperatur T₂ erreicht. Dann gibt der Thermostat 4 an die Steuervorrichtung 2 ein Signal 5 aus, mit dem die Detektion dieses Temperaturzustands mitgeteilt wird, und die Steuervorrichtung veranlasst das Einschalten des Kompressors 7. Gemäß dem vorgeschlagenen Steuerverfahren zum Steuern eines Kühlsystems wird der Kompressor 7 mit einer vorbestimmten Kühlkapazität S = S₂ wieder eingeschaltet, die derart gewählt ist, dass ein Betrieb des Systems mit niedrigstmöglichem Energieverbrauchswert bewirkt wird. Diese Kühlkapazität S₂, die eine höhere Effizienz bewirkt, entspricht generell der niedrigsten Kapazität des Kompressors 7, welche im Fall von Drehkompressoren mit variabler Kapazität der niedrigsten Betriebsgeschwindigkeit entspricht. Die Messung der Last Ln, die auf den Kompressor 7 nach dessen Einschalten einwirkt, wird nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Übergangsperiode t₁ vorgenommen, die grundlegend von den bautechnischen Merkmalen des zu steuernden Kühlsystems abhängt. In dieser Periode werden die Funktionsdrücke hergestellt, und der Wert Ln der auf den Kompressor 7 aufgebrachten Last repräsentiert noch nicht adäquat den Wärmebelastungszustand des Kühlkompressors. Nach dem Verstreichen der Übergangsperiode t₁ wird der auf den Kompressor 7 aufgebrachte mittlere Belastungswert L₂ in vorbestimmten Zeitintervallen t₂ periodisch gemessen. Dann wird das Verhältnis L₂/L₁ zwischen dem mittleren Lastwert L₂ in der letzten Funktionsperiode und dem Lastwert L₁ des Kompressors 7 in dem vorherigen Kühlzyklus berechnet; dieses Verhältnis wird dann mit einer vordefinierten Konstanten R verglichen. Die Kühlkapazität S des Kompressors 7 wird in einem Anteil K dieses Verhältnisses L₂/L₁ zwischen den Lasten korrigiert, falls dieses Verhältnis höher ist als die vordefinierte Konstante R. In diesem Zustand wird der Lastwert L₁ um den letzten Lastwert L₂ aktualisiert, der in dem aktuellen Kühlzyklus gemessen wurde. Die Kühlkapazität S des Systems wird beibehalten, falls das Verhältnis L₂/L₁ zwischen den Lasten kleiner ist als die Konstante R. Falls L2L1 > R, dann S = S·L2L1 ·K und L1 = L2 Falls L2L1 ≤ R, dann S = S
Die Konstante R wird vordefiniert als Funktion der für das zu steuernde Kühlsystem erforderlichen Empfindlichkeit gegenüber Abweichungen der thermischen Last, und die Konstante K ist ein vorgegebener Faktor, der von der Schnelligkeit der Entwicklung der für das Kühlsystem erforderlichen Temperaturen im Fall einer Abweichung der thermischen Last abhängt. Typischerweise handelt es sich bei diesen Werten ungefähr um die folgenden Werte: R = 1,05 und K = 1,20.
Dann wird die der Temperaturzustand T in der zu kühlenden Umgebung 11 geprüft, wobei der Kompressor 7 in Betrieb gehalten wird, und falls die minimale Temperatur T1 nicht erreicht worden ist, wird die Messung der Last Ln des Kompressors 7 in vorbestimmten Zeitperioden t₂ wiederholt, der Lastwert der letzten Funktionsperiode L₂ aktualisiert, der Vergleichszyklus hinsichtlich des Verhältnisses zwischen dem vorhergehenden Funktionszyklus L₁ und dem Lastwert des letzten Funktionszyklus L₂ wiederholt, dieses Verhältnis mit der Konstanten R verglichen und die Kühlkapazität S korrigiert, wie bereits beschrieben wurde.
Dieser Zyklus wird wiederholt, bis die Temperatur T in der zu kühlenden Umgebung 11 die minimale Temperatur erreicht, und der Kompressor 7 erhält den Befehl zum Ausschalten. Dann wird der bei der letzten Betriebsperiode L₂ bestehende Lastwert des Kompressors 7 auf die Variable übertragen, die den Lastwert des vorhergehenden Zyklus L₁ hält, wobei der Kompressor 7 ausgeschaltet bleibt, bis die Temperatur in der zu kühlenden Umgebung 11 ansteigt und den maximalen Wert T₂ erreicht. Dann erhält der Kompressor den Befehl, wieder in einem neuen Kühlzyklus zu arbeiten, und zwar wiederum mit einer Kühlkapazität S, die gleich einem vordefinierten Wert S₂ ist, der einem Zustand niedrigeren Energieverbrauchs entspricht, wobei der gesamte Zyklus wiederholt wird.
3 zeigt das Verhältnis zwischen dem Temperaturzustand T und dem Befehlssignal 5, das von dem Thermostat 4 zugeführt wird, der die Temperatur des Sensors 6 detektiert und ein Signal 5 erzeugt, das angibt, ob die Temperatur T den minimalen Wert T₁ oder den maximalen Werte T₂ erreicht hat, und der mit einer Hysterese versehen ist, wie in der Figur angedeutet.
4 zeigt detailliert die elektronische Kapazitätssteuervorrichtung 2 des Kompressors 7, wobei der dem Motor M zugeführte Strom Im durch die Schalter einer invertierenden Brücke Sn und durch den Widerstand Rs läuft, an dem ein Spannungsabfall der Spannung V_s erzeugt wird, die dem von der Quelle F zugeführten Strom Im proportional ist, der durch den Motor M zirkuliert. Die dem Motor M zugeführte Information über die Zuführspannung V, die Information über die Spannung V_s des Stromdetektionswiderstands R_s und die Referenzspannung V0 werden einer Informationsverarbeitungsschaltung 21 zugeführt, die aus einem Mikrocontroller oder einem digitalen Signalprozessor besteht. Die Last oder das mechanische Drehmoment Ln an dem Motor M des Kompressors 7 ist direkt proportional zu dem durch die Wicklungen dieses Motors zirkulierenden Strom Im. Bei Motoren mit bürstenlosen Permanentmagneten ist diese Relation praktisch linear. Die ziemlich präzise Berechnung der Last Ln des Kompressors 7 kann dann durch Beobachten des durch den Stromdetektionswiderstand R_s fließenden Stroms durchgeführt werden, der anhand der Spannung V_s an diesem Widerstand mittels der Informationsverarbeitungsschaltung 21 gelesen wird. Die Last Ln des Kompressors 7 folgt ungefähr einer linearen Beziehung zwischen der Spannung des Stromdetektionswiderstands R_s und einer Korrekturkonstanten K_torque: Ln = Vs·Ktorque
In dem Fall, dass eine Impulsbreitenmodulation der Spannung an dem Motor M erfolgt, entspricht der mittlere Stromwert Im in den Phasen des Motors M dem Mittel des an dem Stromdetektionswiderstand R_s beobachteten Stromwerts, der während der Perioden berechnet wird, in denen die Schalter der invertierenden Brücken Sn geschlossen sind, da der durch die Wicklungen des Motors M zirkulierende Strom während der Periode, in der die Schalter Sn offen sind, nicht durch den Stromdetektionswiderstand R_s fließt.
Eine alternative Art der Berechnung der Last Ln an dem Kompressor 7 besteht darin, den Wert der dem Motor M zugeführten Energie P durch die Drehgeschwindigkeit des Motors zu dividieren, wobei diese Energie P als Produkt der Spannung V und des Stroms Im an dem Motor M berechnet werden kann. Auf diese Weise kann der Wert der auf den Kompressor 7 aufgebrachten Last berechnet werden durch den Ausdruck: Ln = VImDrehgeschwindigkeit
Gemäß 5a bleibt das Drehmoment des Motors M oder die Last Ln an dem Kompressor 7 proportional zu der Verdampfungstemperatur E, die ihrerseits eine strenge Korrelation mit der thermischen Last an dem Kühlsystem beibehält. Auf diese Weise ist, wenn die zu kühlende Umgebung 11 eine höhere Temperatur T aufweist, z.B. während einer Anlaufperiode des zu steuernden Systems oder bei Hinzufügung einer thermischen Last zu dem Inneren der zu kühlenden Umgebung 11, auch die Verdampfungstemperatur E in dem Verdampfer 10 höher, so dass dem Kompressor 7 eine höhere Arbeitsleistung abverlangt wird und somit ein größeres Drehmoment oder einer größere Last Ln an dem Kompressor 7 und folglich ein stärkerer Strom in den Phasen des Motors M auftritt, wie das Schaubild gemäß 5b zeigt. Der Wert der von dem Motor M absorbierten Energie P steht in direkter Relation zu dem Drehmoment und der Drehgeschwindigkeit, wie das Schaubild gemäß 5c zeigt, in dem die unterschiedlichen Kapazitäten Sa, Sb und Sc des Kompressors 7 ersichtlich sind, wobei Sc die höchste Kapazität ist. Im Falle eines Kompressors mit Drehmechanismus entspricht diese höchste Kapazität einer höheren Geschwindigkeit.
Der Wert der Last Ln, gekennzeichnet durch das Drehmoment an der Achse des Gaspumpmechanismus und folglich das Drehmoment der Achse des Motors im Fall eines Drehbewegungs-Kompressors, oder gekennzeichnet durch die Kraft oder Last Ln an dem (nicht gezeigten) Kolben im Fall eines Linearbewegungs-Kompressors, ist überwiegend abhängig von der Gasverdampfungstemperatur, die durch das Kühlsystem bestimmt ist. Diese Verdampfungstemperatur entspricht direkt einem Gasdruck, der seinerseits die Aufbringung einer Kraft auf den Kolben des Pumpmechanismus und folglich die Aufbringung eines Drehmoments auf die Achse des Mechanismus bewirkt. Aufgrund der guten Wärmekopplung zwischen der zu kühlenden Umgebung und dem Verdampfer 10 besteht eine enge Korrelation zwischen der Temperatur in der zu kühlenden Umgebung und der Gasverdampfungstemperatur. Unter der Annahme, dass die Verdampfungstemperatur konstant ist, ist diese Last Ln bei jeder Funktionsdrehung des Kompressors oder Amplitude der Kolbenschwingung im Wesentlichen konstant und ist somit eine Variable, welche die Situation und das Verhalten der zu kühlenden Umgebung 11 sehr gut repräsentiert. Wenn der Kompressor den Befehl für einen Betrieb mit unterschiedlichen Kühlkapazitäten S erhält, was durch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten oder eine unterschiedliche Kolbenbewegung gekennzeichnet ist, reagiert das Kühlsystem, was zu Änderungen der Gasdrücke führt, so dass die Kondensations- und Verdampfungstemperaturen verändert werden, was seinerseits Verränderungen der Last Ln am Kompressor bewirkt.
Falls ein Kompressor 7 vom linearen Typ verwendet wird, ist die dem Motor M zugeführte Energie P proportional zu dem Produkt der auf den jeweiligen Kolben einwirkenden Last Ln, multipliziert mit der Verschiebungsgeschwindigkeit dieses Kolbens des Kompressors 7, wobei die Kolbenverschiebungsgeschwindigkeit von der Steuervorrichtung 2 gesteuert wird.
Anders ausgedrückt ist die Last Ln praktisch unabhängig von der Drehung/Schwingung, wobei sie nur von der Gasverdampfungstemperatur des durch den Kühlkreislauf 12 zirkulierenden Gases abhängt. Bei unterschiedlicher Drehung/Schwingung wird der Wert der Last Ln durch Sekundärfaktoren beeinflusst, jedoch nur um eine kleine Größe, die angesichts des Effekts der Gasverdampfungstemperatur vernachlässigbar ist. Zu den wichtigsten Sekundäreffekten zählen die Reibung der Materialien und die durch visköse Reibung des Gases verursachten Verluste.
Wenn der Kompressor den Befehl zum Betrieb mit unterschiedlichen Kühlgeschwindigkeiten S erhält, der durch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten oder unterschiedliche Kolbenbewegung gekennzeichnet ist, rea giert das Kühlsystem dahingehend, dass Veränderungen in den Gasdrücken auftreten und somit die Kondensations- und Verdampfungstemperaturen verändert werden, was seinerseits Veränderungen der Last Ln des Kompressors bewirkt.
6 zeigt die Entwicklung der Variablen der von dem zyklisch arbeitenden Kompressor 7 absorbierten Energie P, des Drehmoments des Motors oder der Last Ln des Kompressors 7, der Temperatur T in der zu kühlenden Umgebung 11 und der Kühlkapazität S des Kompressors 7.
Während der Anfangsphase des Betriebs, wenn die Temperatur T hoch ist und dabei beträchtlich höher als der gewünschte minimale Wert T₁ ist, wird durch das vorgeschlagene Verfahren eine hohe Kühlkapazität S = S₁ bewirkt, bei der im Fall eines für Drehbewegung ausgelegten Kompressors eine hohe Funktionsdrehung auftritt. Dieser Zustand einer hohen Kühlkapazität S garantiert, dass die Temperatur T in dem Kühlsystem 11 in einer minimalen Zeit reduziert wird, so dass das Kühlsystem in dieser Hinsicht eine hohe Leistung erbringt. Während der gesamten Funktionsperiode überwacht der Thermostat 4 die Temperatur T in der zu kühlenden Umgebung 11, und die Steuerschaltung 2 führt die Messung der Last Ln des Kompressors 7 durch, und der Mittelwert dieser Last wird für eine kürzer zurückliegende Zeitperiode berechnet, die in der Größenordnung von einigen Sekunden oder Minuten liegt, wobei das Ergebnis in einer Variablen L₁ platziert wird. Wenn die Temperatur T in der zu kühlenden Umgebung 11 den minimalen gewünschten Wert T₁ erreicht, gibt der Thermostat 4 einen Befehl 5 an die elektronische Steuervorrichtung 2 aus, die das Stoppen des Kompressors veranlasst.
Der Wert der Energie P₁, die von dem Kompressor 7 während dieser Endbetriebsphase vor dem Ausschalten absorbiert wird, wird gespeichert, oder es wird direkt der Wert L₁ des Kompressors 7 während dieser Endbetriebsphase gespeichert.
Sobald die Temperatur T oder der Temperaturzustand T in der zu kühlenden Umgebung 11 ansteigt und den maximal zulässigen Wert T₂ erreicht, erzeugt der Thermostat 4 den Befehl 5, mit dem die Steuerung 2 über diese Situation informiert wird und der Kompressor 7 veranlasst wird, seinen Betrieb wiederaufzunehmen. Die Wiederaufnahme des Betriebs des Kompressors 7 erfolgt bei Einstellung auf eine Kühlkapazität S, vordefiniert als S₂, welche den minimalen Energieverbrauch veranlasst. Dieser Wert der Kühlkapazität S₂ wird bei der Konzeption des Systems vorbestimmt und entspricht normalerweise der minimalen Kühlkapazität des Kompressors 7, d.h. der minimalen Funktionsdrehung bei Verwendung eines Drehkompressors.
Direkt nach dem Neustart des Betriebs des Kompressors 7 ist zu beobachten, dass der Wert oder die Energie P, die absorbiert wird, eine Spitze erreicht, was aufgrund des Übergangs der Drücke in dem Kühlsystem der Fall ist, die nach einer Zeitperiode t₁ einen stabileren Zustand erreichen und dem thermischen Zustand des zu steuernden Systems zu entsprechen beginnen. Diese Übergangsperiode kann bis zu 5 Minuten dauern. Für das adäquate Funktionieren des vorgeschlagenen Verfahrens werden die Messungen der Last Ln des Kompressors 7 gestartet, nachdem diese Zeitperiode verstrichen ist. Nach dieser Warteperiode t₁ zur Aufnahme des Start-Übergangs wird mit der über eine vorbestimmte Zeitperiode T2 erfolgenden Messung des Last Ln des Kompressors 7 begonnen, wobei dieses Intervall durch die gewünschte Geschwindigkeit der Reaktionen des unter Zuführung thermischer Lasten zu steuernden Systems bestimmt wird und auf die Kühlsystem-Konstante selbst beschränkt ist; dies verursacht eine gewisse Verzögerung bei Auftreten von Schwankungen des Verdampfungsdrucks, wenn das System einer thermischen Störung ausgesetzt ist, z.B. aufgrund der Zugabe heißer Mahlzeiten, einer längeren Öffnungszustands der Tür (falls das System und das Verfahren an einer Kühlvorrichtung angewandt werden) etc. Dieses Zeitintervall t2 kann typischerweise in der Größenordnung von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten liegen. Der Wert der Last 2 des Kompressors 7 wird in der Endphase dieses Zeitintervalls t₂ berechnet, und es wird der Mittelwert der letzten Ablesungen der jeweiligen Werte Ln gebildet, um die normalen Schwingungen zu beseitigen, die durch Störungen im Versorgungsnetz und Eigenrauschen im Messvorgang verursacht werden.
In diesem Moment, wenn der Wert der mittleren Last der letzten Periode L₂ berechnet worden ist, läuft der Vorhang entsprechend 2 ab.
7 zeigt eine Situation, bei der direkt nach dem Start des Betriebs des Kompressors 7 bei einer Kühlkapazität S, die der Kapazität des besten Wirkungsgrads des Systems S = S₂ entspricht, eine thermische Störung der zu kühlenden Umgebung 11 auftritt, aufgrund derer die Temperatur des Systems von einem Wert T₂ auf einen höheren Wert T₃ ansteigt, was seinerseits eine Störung der Last L des Kompressors 7 verursacht. Der in dieser letzten Periode nach diesem Messintervall t₂ gemessene Lastwert L₂ resultiert in einem Wert, der bedeutend höher ist als der Lastwert L₁, der in der vorherigen Periode direkt nach dem Ausschalten des Kompressors 7 gemessen wurde. Auf diese Weise resultiert das Verhältnis L₂/L₁ zwischen den Lastwerten der letzten Messperiode und der vorhergehenden Periode gemäß dem Beispiel in einem Wert, der höher ist als die vordefinierte Konstante R, so dass die Bedingung erfüllt ist, unter der die Kapazität des Kompressors 7 korrigiert werden muss. Die Kapazität S des Kompressors 7 wird dann korrigiert entsprechend dem Verhältnis: Falls L2L1 > R, dann S = S·L2L1 ·K
Somit beginnt der Kompressor 7 wieder mit einer höheren Kühlgeschwindigkeit zu arbeiten und bewirkt, dass die Temperatur T in der zu kühlenden Umgebung 11 schnell in das gewünschte Intervall zwischen dem vorbestimmten Maximum T₂ und dem Minimum T₁ zurückgeführt wird. Es ist ersichtlich, dass die Kapazität S des Kompressors 7 an jedem Messintervall t₂ bestimmt wird und der dem zu steuernden System zugeführten thermi schen Last proportional ist, so dass eine schnelle und adäquate Reaktion des Systems gewährleistet ist.
Die Korrektur der Kühlkapazität S des Kompressors 7 kann während der Betriebsperiode des Kompressors 7 mehrere Male durchgeführt werden.
In einem bestimmten Fall, bei dem die Kühlkapazität S des Kompressors 7 sich ungefähr im Ausgleich mit den Erfordernissen des zu steuernden Systems befindet, könnten über der Zeit Temperaturanstiege der Temperatur T mit einer zu schnellen Rate erfolgen, um zwischen den Messintervallen t₂ detektiert zu werden. In diesen Fällen gewährleistet das gemäß 3 vorgeschlagene Verfahren, dass der Lastwert L₁, der die letzte Last der vorhergehenden Periode repräsentiert, über die gesamte Betriebsperiode des Kompressors 7 hinweg als Referenzwert verwendet wird, so dass die Kapazität S des Kompressors 7 in diesen Fällen, in denen der Anstieg der Last sehr langsam erfolgt, korrigiert werden kann.
Nachdem eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, sollte ersichtlich sein, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung auch andere mögliche Variationen umfasst, die nur durch den Inhalt der beigefügten Ansprüche beschränkt sind.

Claims

Kühlungsreguliersystem zum Kühlen einer zu kühlenden Umgebung (11), wobei das System aufweist: einen von einem Elektromotor (M) angetriebenen Kompressor (7), wobei der Motor (M) von einem elektrischen Strom (Im) gespeist wird, wobei der Kompressor (7) eine variable Kapazität (S) hat, eine Steuervorrichtung (2) zum Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) durch Messen des elektrischen Stroms (Im), Prüfen des Temperaturzustands in der gekühlten Umgebung (11) und Beeinflussen der Kühlkapazität (S) des Kompressors (7), wobei die Steuervorrichtung (2) den Kompressor (7) derart steuert, dass dieser zyklisch betätigt wird, wobei die Kühlkapazität (S) als Funktion der Entwicklung der Last (Ln) des Kompressors (7) in den Kühlzyklen in Kombination mit der Entwicklung des Temperaturzustands in der gekühlten Umgebung (11) geändert wird.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) eine Informationsverarbeitungsschaltung (21) aufweist, wobei die Informationsverarbeitungsschaltung (21) den Strom (Im) misst.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (Rs) mit der Informationsverarbeitungsschaltung (21) verbunden ist und dass der Strom (Im) durch den Widerstand (Rs) fließt.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor (M) eine Leistung (P) zugeführt wird, die dem Produkt aus der Last (Ln) mal einer Rotation des Kompressors (7) proportional ist, wobei die Steuervorrichtung (2) die Rotation des Kompressors (7) steuert.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor (M) eine Leistung (P) zugeführt wird, die dem Produkt aus der auf den Kolben einwirkenden Last (Ln) mal der Verdrängungsgeschwindigkeit des Kompressors (7) proportional ist, wobei die Steuervorrichtung (2) die Verdrängungsgeschwindigkeit des Kompressors (7) steuert.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) eine Informationsverarbeitungsschaltung (21) aufweist, wobei die Informationsverarbeitungsschaltung (21) die Leistung (P) misst.
Kühlungsreguliersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (12) einen Verdampfer (10) aufweist, wobei der Verdampfer (10) mit dem Kompressor (7) verbunden ist und in der gekühlten Umgebung (11) angeordnet ist.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine mit der Informationsverarbeitungsschaltung (21) verbundene Temperaturdetektionsvorrichtung (46), wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung (46) den Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung (11) prüft.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungsschaltung (21) voreingestellte Werte der maximalen (T₂) und der minimalen (T₁) Temperaturzustände enthält, wobei die Werte der maximalen (T₂) und der minimalen (T₁) Temperatur der maximalen und der minimalen Temperatur in der gekühlten Umgebung (11) entsprechen.
Kühlungsreguliersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) den Kompressor (7) bei einer Kühlkapazität (S₁) startet, die im Wesentlichen nahe der maximalen Kapazität des Kompressors (7) liegt, und die Steuervorrichtung die Temperatur der gekühlten Umgebung (11) auf die minimale Temperatur (T₁) reduziert und den Kompressor (7) während einer vorbestimmten Zeitperiode (t₁) ausgeschaltet hält, wenn die minimale Temperatur (T₁) erreicht worden ist, wobei der Wert der Zeit (t₁) in der Steuervorrichtung (2) gespeichert wird, dass die Steuervorrichtung (2) eine erste Variable (L₁) der Last (Ln) speichert, wenn die minimale Temperatur (T₁) erreicht worden ist, dass die Steuervorrichtung (2) den Kompressor (7) mit einer wesentlich niedriger als die maximale Kühlkapazität (S₁) bemessenen Kühlkapazität (S₂) neustartet, und während der Aufbringung der wesentlich niedrigeren Kühlkapazität (S₂) eine zweite Variable (L₂) der Last (Ln) speichert, bis die minimale Temperatur (T₁) erreicht worden ist, dass die Steuervorrichtung (2) den Wert der ersten Variablen (L₁) durch den Wert der zweiten Variablen (L₂) ersetzt.
Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems, das einen von einem Elektromotor (M) angetriebenen Kompressor (7) mit einer Last (Ln) aufweist, wobei einer gekühlten Umgebung (11) zyklisch eine Kühlkapazi tät (S) zugeführt wird und wobei die Kühlkapazität (S) variabel ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) durch Messen eines elektrischen Stroms (Im) in einem Kühlzyklus, wobei der Zyklus initiiert wird, wenn der Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung anzeigt, dass die Temperatur (T) höher ist als ein maximal zulässiger Wert (T₁), – Berechnen der Relation (L₂/L₁) zwischen dem gespeicherten Wert einer zweiten Variablen (L₂) und dem gespeicherten Wert einer ersten Variablen (L₁), wobei die zweite Variable (L₂) der Last (Ln) des aktuellen Kühlzyklus entspricht und die erste Variable (L₁) der Last (Ln) vor der letzten Änderung der Kapazität (S) des Kompressors (7) entspricht, – gefolgt von den Schritten: a) Ändern des Werts der Kühlkapazität (S), in dem Fall, dass L2L1 > R ist, zu S = S·L2L1 ·Kund Speichern des Werts der zweite Variablen (L₂) in der ersten ersten Variablen (L₁), wobei (R) ein vorbestimmter Referenzwert ist und (K) ein vorbestimmter konstanter Wert ist, oder b) Beibehalten der aktuellen Kühlkapazität (S), in dem Fall, dass L2L1 ≤ R ist, gemäß S = Sund Beibehalten des Werts der ersten Variablen (L₁).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Messens der Last (Ln) des Kompressors (7) initiiert wird, nachdem eine erste vorbestimmte Zeitperiode (t₁) nach dem Beginn des Kühlzyklus verstrichen ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) ein Schritt vorgesehen ist, in dem in der zweiten Variablen (L₂) der Wert der gemessenen Last (Ln) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Änderns des Werts der Kühlkapazität (S) und dem Schritt des Beibehaltens der Kühlkapazität (S) ein Schritt vorgesehen ist, in dem der den Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung (11) geprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Prüfens des Temperaturzustands (T) in der gekühlten Umgebung (11) eine Rückkehr zu dem Schritt des Messens der Last (Ln) des Kompressors erfolgt, falls der Temperaturzustand (T) in der gekühlten Umgebung anzeigt, dass ein Minimalwert (T₂) nicht erreicht worden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückkehr zu dem Schritt des Messens der Last (Ln) des Kompressors (7) nach dem Verstreichen einer zweiten Wartezeit (t₂) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Kühlzyklus beendet wird, falls der Temperaturzustand (T) in der gekühlten Umgebung (11) anzeigt, dass ein Minimalwert (T₂) erreicht worden ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn des Kühlzyklus den Schritt des Betätigens des Kompressors (7) mit einer Kühlgeschwindigkeit (S₂) aufweist, die wesentlich niedriger ist als Kapazität (S₁), wobei die Kapazität (S₁) im Wesentlichen nahe der maximalen Kapazität des Kompressors (7) liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Initiierens des ersten Kühlzyklus gekennzeichnet ist durch: – Betätigen des Kompressors (7) mit der Kühlkapazität (S₁), die einer Kapazität entspricht, die im Wesentlichen nahe der maximalen Kapazität des Kompressors (7) in einem ersten Kühlzyklus liegt; – Messen der Last (Ln) des Kompressors (7); – Speichern eines aktuelleren Werts des Mittels der Lasten (Ln) des Kompressors (7) in dem Kühlzyklus in einer ersten Variablen (L₁), wenn der Kompressor (7) in einem ersten Kühlzyklus arbeitet, oder nach einer Unterbrechung des Betriebs des Kompressors; – Prüfen des Temperaturzustands (T), – Beenden des Betriebs des Kompressors (7), falls eine Situation mit einem Wert unterhalb von (T₁) eintritt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (7) durch einen Elektromotor (M) angetrieben wird, wobei der Motor (M) von einem elektrischen Strom (Im) gespeist wird, und dass in dem Schritt des Messens der Last (Ln) des Kompressors (7) in einem Kühlzyklus die Messung mittels der Messung des elektrischen Stroms (Im) durchgeführt wird.
Kühlvorrichtung mit: – einem Kompressor (7) mit variabler Kapazität (S), – einer Steuervorrichtung (2) zum Steuern der Kapazität des Kompressors (7), wobei der Kompressor (7) durch einen Elektromotor (M) angetrieben ist, wobei der Motor (M) durch einen elektrischen Strom (Im) gespeist ist, – einem Verdampfer (10); und – wobei der Verdampfer (10) mit dem Kompressor (7) verbunden ist und in mindestens einer gekühlten Umgebung (11) angeordnet ist; – wobei die Steuervorrichtung (2) den Kompressor (7) in Kühlzyklen betätigt, um den Temperaturzustand (T) in der gekühlten Umgebung (11) innerhalb vorbestimmter maximaler und minimaler Temperaturzustands-Grenzwerte (T₁, T₂) zu halten, wobei – die Steuervorrichtung (2) die Last (Ln) des Kompressors (7) misst und die Kühlkapazität (S) des Kompressors (7) als Funktion der Last (Ln) an dem Kompressor in Kombination mit dem Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung (11) beeinflusst, – wobei das Messen der Last (Ln) des Kompressors (7) durch Messen des elektrischen Stroms (Im) durchgeführt wird.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlzyklus des Kompressors (7) eingeschaltet wird, wenn der Temperaturzustand (T) in der gekühlten Umgebung (11) anzeigt, dass der maximale Grenzwert (T₂) erreicht worden ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklus des Kühlens des Kompressors (7) unterbrochen wird, wenn der Temperaturzustand (T) in der gekühlten Umgebung (11) anzeigt, dass der minimale Grenzwert (T₁) erreicht worden ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 21, 22 oder 23, gekennzeichnet durch: – einen Kühlkreislauf (12), der ein Kühlfluid mit einer Verdampfungstemperatur (E) enthält, wobei die Steuervorrichtung (2) die Information über die Temperatur in der gekühlten Umgebung (11) empfängt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom (Im), der dem mit dem Kompressor (7) verbundenen Motor (M) zugeführt wird, der Last (Ln) proportional ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (Rs) mit der Informationsverarbeitungsschaltung (21) verbunden ist und dass der Strom (Im) durch den Widerstand (Rs) läuft.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor (M) eine Leistung (P) zugeführt wird, die dem Produkt aus der Last (Ln) mal einer Drehung einer Achse des Kompressors (7) proportional ist, wobei die Steuervorrichtung (2) die Drehung der Achse des Kompressors (7) steuert.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor (M) eine Leistung (P) zugeführt wird, die dem Produkt aus der auf den Kolben einwirkenden Last (Ln) mal der Verdrängungsgeschwindigkeit des Kompressors (7) proportional ist, wobei die Steuervorrichtung (2) die Verdrängungsgeschwindigkeit des Kolbens des Kompressors (7) steuert.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) eine Informationsverarbeitungsschal tung (21) aufweist, wobei die Informationsverarbeitungsschaltung (21) die Leistung (P) misst.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (12) einen Verdampfer (10) aufweist, wobei der Verdampfer (10) mit dem Kompressor (7) verbunden ist und in der gekühlten Umgebung (11) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch eine mit der Informationsverarbeitungsschaltung (21) verbundene Temperaturdetektionsvorrichtung (46), wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung (46) den Temperaturzustand in der gekühlten Umgebung (11) misst.