DE69529812T2

DE69529812T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Kühleinheit

Info

Publication number: DE69529812T2
Application number: DE69529812T
Authority: DE
Inventors: Mark E. Anglin; James P. Henderson; James H. Ott
Original assignee: Novar Electronics Corp
Current assignee: Novar Controls Corp
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2015-04-22
Also published as: DE69529812D1; EP0730129A2; EP0730129A3; US5533347A; CA2147065C; EP0730129B1; CA2147065A1; ES2194041T3

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kühlsysteme und insbesondere auf ein Verfahren und einen Apparat zur Kontrolle des Temperaturdifferentials über die Verdampferschlange einer Kühleinheit eines Kühlsystems.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Ein herkömmliches Kühlsystem enthält einen Kompressor zum Komprimieren von Kältemitteldampf und um ihn in einen Kondensator auszustoßen. Der Kondensator verflüssigt das Kältemittel, das in ein Sammelgefäß strömt. Aus dem Sammelgefäß strömt das flüssige Kältemittel durch einen Wärmetauscher und durch ein thermostatisches Expansionsventil. Das Expansionsventil entspannt das flüssige Kältemittel zu einem Dampf, der in einen Verdampfer hinein und durch diesen hindurch strömt. Beim Hindurchtreten durch den Verdampfer absorbiert das entspannte Kältemittel Wärme aus einer Kühleinheit, unterstützt durch einen umlaufenden Ventilator, und kehrt dann zu dem Kompressor zurück.
Typischerweise enthält das Kühlsystem eine Vielzahl von Kühleinheiten und Kompressoren. Die Kompressoren sind gewöhnlich durch Rohre miteinander verbunden, um Kompressorgestell zu bilden und Drucknachweissensoren werden verwendet, um einen Bereich des Saugdruckes des Kompressors in dem Kühlsystem festzulegen und nachzuweisen um zu bestimmen, wann obere (Einschalt-) und untere (Ausschalt-) Grenzen des Saugdruckbereiches des Kompressors überschritten worden sind. Das Kühlsystem verwendet einen Logikschaltkreis zum Schalten der Kompressoren EIN und AUS oder zyklisch durchlaufen lassen in Reihenfolge oder Stufen, wenn die Grenzen überschritten worden sind, um den Saugdruck des Kompressors innerhalb des Saugdruckbereiches des Kompressors zu bringen.
Ein Nachteil des obigen Kühlsystems ist, daß die Grenzen zum Einschalten und Ausschalten nur eine grobe Kontrolle des Kompressorgestells in dem Saugdruckbereich des Kompressors bereitstellen. Als ein Ergebnis können die Kompressoren des Kompressorgestells häufig zyklisch durchlaufen gelassen werden, was zu einer kürzeren Lebensdauer für die Kompressoren führt. Ein weiterer Nachtteil ist, daß das zyklische Durchlaufenlassen der Kompressoren bewirken kann, daß der Saugdruck des Kompressors zu schnell ansteigt oder abfällt, was zu einem übermäßigem zyklischen Durchlaufen des Kondensators führt. Daher gibt es im Fachgebiet einen Bedarf dafür, jede Auslastung einer Kühleinheit zu kontrollieren, um das Kompressorgestell nur zu regulieren, wenn die Kühleinheiten die Kontrolle nicht beibehalten können.
Herkömmlicherweise verwendetete die Kontrolle der Auslastung der Kühleinheit das Aufrechterhalten eines Temperaturdifferentiales, so wie zehn Grad (10º) über die Verdampfer-Schlange der Kühleinheit. Das Verfahren der Kontrolle verwendete ein thermostatisches Expansionsventil, um die Menge des Kältemittels durch die Verdampferschlange zu kontrollieren. Obwohl dieses Verfahren der Kontrolle gut für große Temperaturdifferentiale über die Verdampferschlange arbeitete, litt sie unter dem Nachtteil, daß das Verfahren nicht verwendet werden konnte, um kleine Temperaturdifferentiale, so wie weniger als zehn Grad (10º) über die Verdampfersehlange aufrechtzuerhalten. Auch konnte das Verfahren nicht mit analogen Expansionsventilen verwendet werden. Weiterhin ergab das Verfahren schlechte Ergebnisse, falls flüssiges Kältemittel in der Verdampferschlange vorhanden war. Daher gibt es im Fachgebiet einen Bedarf dafür, jede Belastung einer Kühleinheit innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Temperaturbereiches zu kontrollieren.
Das US-Patent 4745767 offenbart ein System zum Kontrollieren der Strömungsrate von Kältemitteln. Ein Regler kontrolliert eine Öffnungs-/ Schließungs-Bewegung eines elektronischen Expansionsventils. Der Regler umfasst einen ersten Vergleicher zum Vergleichen eines eingestellten Signales, das einem voreingestellten Grad der Überhitzungswärme als einem Zielwert entspricht, mit einem Rückkopplungssignal, das einem gemessenen Grad der Überhitzungswärme entspricht, eine interne Algorithmuseinheit, die als ein Mittel zur Einstellung des Betriebes des Ventils dient, eine Ventilantriebseinheit, die als ein Mittel zum Betreiben des Ventils dient, eine Messeinheit der Verdampfertemperatur zum Messen der Temperatur des Verdampfers, eine Einheit zum Messen der Temperatur des Raumes, der zu kühlen ist, einen zweiten Vergleicher zum Vergleichen eines eingestellten Signales, das der voreingestellten Temperatur für den Raum entspricht, mit einem Rückkopplungssignal, das der gemessenen Temperatur des Raumes entspricht und einem Signalerzeuger bei vollständigem Schließen des Ventiles.
Die japanische Offenlegungsschrift Nummer 02197776 offenbart ein Kontrollverfahren mit elektronischem Expansionsventil zum Kühlen einer Vitrine. Einer Temperatur in einer Kammer wird durch ein Mittel zur Temperaturmessung mittels eines Sensors der Temperatur in der Kammer gemessen und wird in ein Rechner- und Speichermittel geschrieben. Wenn eine Temperatur in einer Kammer niedriger als eine eingestellte Temperatur ist, wird ein elektronisches Expansionsventil vollständig geschlossen. Wenn sie die eingestellte Temperatur überschreitet, falls das vorgenannte elektronische Expansionsventil geschlossen ist, werden die Einlass- und Auslasstemperaturen des Verdampfers, wie sie von Temperaturfühlern der Einlass- und Auslasstemperatur nachgewiesen werden, durch ein Mittel zur Temperaturmessung gemessen. Aus einem Unterschied zwischen der Temperatur einer Überhitzungswärme und fünf Grad wird eine Ventilkontrolle AV mittels eines Rechner- und Speichermittels und eine große PID-Kontrolle durch ein Antriebsmittel auf einem elektronischen Expansionsventil gemacht. Durch Zugeben von AV zu einer vorhergehenden Ventilöffnung wird eine gegenwärtige Ventilöffnung bestimmt und ein durchschnittlicher Ventilwert V, der die Ventilöffnung in einer vergangenen Zeit I enthält, wird errechnet, um ihn zu speichern. Wenn das vorgenannte elektronische Expansionsventil geschlossen ist, wird das elektronische Expansionsventil durch die durchschnittliche Ventilöffnung V geöffnet, die als eine anfängliche Ventilöffnung eingestellt ist. Weiterhin wird die Kontrolle in Intervallen in einer festgelegten Probenahmezeit durchgeführt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regelung einer Kühleinheit bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regelung einer Kühleinheit bereitzustellen, welches die Belastung der Kühleinheit innerhalb eines kleinen Temperaturdifferentials über die Verdampferschlange der Kühleinheit steuert.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regelung einer Kühleinheit bereitzustellen, welches selbst- einstellend oder adaptiv ist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regelung einer Kühleinhelt bereitzustellen, welches ein analoges Servo- Expansionsventil rege 11.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung des Temperaturdifferentiales über die Verdampferschlange einer Kühleinheit eines Kühlsystems (10) bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
a) Prüfen von Temperaturablesungen von einem Temperatursensor der Verdampferschlange der Kühleinheit zu vorbestimmten periodischen Probenahmezeiten;
b) Bestimmen der Einlasstemperatur und der Auslasstemperatur der Verdampferschlange, wobei die Differenz zwischen ihnen das Temperaturdifferential über die Verdampferschlange (ΔT) darstellt;
c) Bestimmen, ob es Zeit ist, Temperaturablesungen von dem Sensor der Verdampfersehlange zu prüfen oder nicht;
d) falls es Zeit ist, die Temperaturablesungen zu prüfen, Vornehmen von Einstellungen an proportional-integral-differential Konstanten auf Basis des Ansteigens/Abfallens der innen-/Außen-Arbeltsöffnung des Temperaturdifferentiales, das in Schritt b) bestimmt ist, Errechnen eines adaptiven PID des Temperaturdifferentiales über die Verdampferschlange, um ein Kontrollsignal u(t) zum Positionieren des Expansionsventiles zu erzeugen, bestimmen, ob ΔT schnell abfällt und, falls dies der Fall ist, Einstellen von u(t) entsprechend und Anwenden des Kontrollsignales u(t), um das Expansionsventil zu positionieren; und
e) falls es nicht Zeit ist, Temperaturablesungen zu prüfen, bestimmen, ob ΔT schnell abfällt und, falls dies der Fall ist, Einstellen des Kontrollsignales u(t) zum Positionieren des Expansionsventiles entsprechend und Anwenden des Kontrollsignales u(t), um das Expansionsventil zu positionieren.
Auch in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Apparat zum Regeln des Temperaturdifferentiales über die Verdampfersehlange einer Kühleinheit eines Kühlsystems bereitgestellt, wobei der Apparat umfasst:
a) Mittel zum Temperaturfühlen zum Bereitstellen von Temperaturablesungen aus einer Verdampferschlange der Kühleinheit;
b) Prüfmittel zum Prüfen der Temperaturablesungen zur vorbestimmten periodischen Prüfzeiten;
c) Mittel zum Bestimmen der Einlasstemperatur und der Auslasstemperatur der Verdampferschlange, wobei der Unterschied zwischen Ihnen das Temperaturdifferential (ΔT) über die Verdampferspule darstellt;
d) Mittel zum Bestimmen, ob es Zeit ist, die Temperaturablesungen von dem Temperatur-Sensor der Verdampferschlange zu prüfen;
e) Mittel zum Vornehmen von Einstellungen an proportional-integraldifferential Konstanten auf Basis des Ansteigens/Abfallens der Innen- /Außen-Arbeltsöffnung des Temperaturdifferentiales, das durch die in c) aufgeführten Mittel bestimmt wurde, Errechnen einer adaptiven PID des Temperaturdifferentiales über die Verdampferschlange, um ein Kontrollsignal u(t) zum Positionieren des Expansionsventils zu erzeugen, Bestimmen, ob ΔT schnell abfällt und, falls dies der Fall ist, Einstellen von u(t) entsprechend, in dem Fall, daß es durch die in d) aufgeführten Mittel bestimmt wurde, daß es Zeit ist, die Temperaturablesungen zu prüfen;
f) Mittel zum Bestimmen, ob ΔT schnell abfällt und, falls dies so ist, Einstellen eines Kontrollsignales u(t) zum Positionieren des Expansionsventils entsprechend, in dem Fall, daß es durch die in d) aufgeführten Mittel bestimmt wurde, daß es nicht Zeit ist, die Temperaturablesungen zu prüfen;
g) Kontrollmittel zum Anwenden des Kontrollsignales u(t), um das Expansionsventil zu positionieren.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Verfahren zur* Regelung einer Kühleinheit bereitgestellt wird, das die Belastung der Kühleinheit durch Aufrechterhalten eines kleinen Differentials regelt, sowie ±0,56ºC (ein Grad (1º)F) über eine Verdampferschlange der Kühleinheit. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß das Verfahren zur Kontrolle einer Kühleinheit verwendet wird, um ein analoges Servo-Expansionsventil zu regeln, im Gegensatz zu einem Impuls- oder thermostatischen Expansionsventil. Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß das Verfahren zur Regelung einer Kühleinheit zwei schnelle Fouriertransformierte verwendet, um das Expansionsventil zu positionieren, wodurch das Verfahren adaptiv gemacht wird.
Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bereitwillig geschätzt werden, sowie diese nach Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen zu nehmen ist, besser verstanden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Reglers einer Einheit von Fig. 1.
Die Fig. 3A bis 3E sind Fließbilder eines Verfahrens, die nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt sind, zum Regeln des Kühlsystems von Fig. 1.
Fig. 4A bis 4D sind Fließbilder eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Regeln des Kühlsystems von Fig. 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (EN)

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Kühlsystem 10 gezeigt. Das Kühlsystem 10 enthält eine Vielzahl von Kühleinheiten (nicht gezeigt), deren Kapazität oder Belastung durch ein Gestell von Kompressoren 12 geregelt wird, die parallel gerüstet und gemeinsam verrohrt sind, und einen gemeinsamen Kompressor-Saugdruck und eine -temperatur zu erzeugen. Das Kühlsystem 10 enthält auch eine Vielzahl von Kondensator-Ventilatoren 14 für Kondensatoren (nicht gezeigt) des Kühlsystems. Das Kühlsystem 10 enthält einen Kühlregler 16, einen Kommunikationsbus (RS-485) 18, der mit dem Kühlregler 16 verbunden ist, ein Kondensator Eingabe-/Ausgabe (E/A)-Modul 20, das den Kommunikationsbus 18 und die Kondensator-Ventilatoren 14 miteinander verbindet und ein Ausgabemodul 22 des Kompressors, das den Kommunikationsbus 18 und das Gestell von Kompressoren 12 miteinander verbindet. Das Kühlsystem 10 enthält auch einen Drucksensor 24 und einen Temperatursensor 26, angebunden an die Kondensatoren des Kühlsystems 10 und mit dem E/A- Modul 20 des Kondensators zum Fühlen oder Messen des Druckes beziehungsweise der Temperatur des Kältemittels in den Kondensatoren des Kühlsystems 10. Es sollte geschätzt werden, daß der Kühlregler 16, der Kommunikationsbus 18, das E/A-Modul 20 des Kondensators und das Ausgabemodul 22 des Kompressors herkömmlich sind und im Fachgebiet bekannt sind.
Das Kühlsystem 10 enthält weiterhin ein Eingabemodul 28 des Gestells, das mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden ist und einen Drucksensor 30 und einen Temperatursensor 32, angebracht an die Saugleitung des Kompressors (nicht gezeigt) und mit dem Eingabemodul 28 des Gestells zum Fühlen oder Messen des Druckes bzw. der Temperatur für das Gestell von Kompressoren 12 verbunden ist. Das Kühlsystem 10 enthält ein Ausgabemodul 34 des Gestells, das mit dem Kommunikationsbus 18 und einer Vielzahl von Verschlußventilen und Entfrosterschlangen 36 für die Kühleinheiten, die mit dem Ausgabemodul 34 des Gestells verbunden sind. Das Kühlsystem 10 enthält auch eine Vielzahl von Einheitenreglern 38, die mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden sind und eine Vielzahl von Expansionsventilen 40 für die Kühleinheiten, die mit den Einheitenreglern 38 verbunden sind. Vorzugsweise ist das Expansionsventil 40 vom Analog-Servo-Typ wie es Im Fachgebiet bekannt ist. Es sollte geschätzt werden, daß jede Kühleinheit einen Verdampfer, ein Verschlußventil, eine Entfrosterschlange, ein Expansionsventil etc. aufweist, wie es im Fachgebiet bekannt ist.
Mit Bezug auf Fig. 2 enthält jeder Einheitenregler 38 eine zentrale Rechnereinheit (CPU) 42 und Speicher sowie elektronisch programmierbare Nur-Lese-Speicher (EPROM) 44, Blitzspeicher 46 und RAM-Speicher 48. Der Einheitenregler 38 enthält auch eine Energieversorgung 50, die mit einer Energiequelle (nicht gezeigt) verbunden ist und eine Vielzahl von Spannungsausgaben an den Einheitenregler 38 bereitstellt. Der Einheitenregler 38 enthält weiterhin eine Flüssigkristall-Anzeige (LCD) 52 zum optischen Anzeigen von Ausgaben aus dem Einheitenregler 38 an einen Bediener.
Jeder Einheitenregler 38 enthält auch eine Vielzahl von Sensoren zum Eingeben von Werten oder Informationen in den Einheitenregler 38. Insbesondere enthält der Einheitenregler 38 Temperatursensoren 54 zum Aufnehmen der Temperatur des Kältemittels für den Einlaß der Verdampferschlänge, den Auslaß der Verdampferschlange, Abluft und Rückführluft von jeder Kühleinheit. Der Einheitenregler 38 enthält auch einen Luftströmungssensor 56 zum Messen der Luftströmung der Ab- und Rückführluft für jede Kühleinheit. Der Einheitenregler 38 enthält Tür- und Ablaufsensoren 58 zum Fühlen, ob die Einheitentür offen ist und ob Flüssigkeit aus der Kühleinhält abläuft. Der Einheitenregler 38 enthält auch einen Analog-Digital- Konverter (A/D) 60, der die Sensoren 54, 56, 58 mit dem Einheitenregler 38 verbindet. Der Einheitenregler 38 enthält weiterhin Ausgabetreiber 62, die mit der CPU 42 und den Expansionsventilen 40 verbunden sind. Es sollte geschätzt werden, daß jeder Einheitenregler 38 das Öffnen und Schließen eines Expansionsventiles 40 regelt.
Der Einheitenregler 38 ist mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden und hat einen nullstellbaren Wächterzeitgeber 64, der mit der CPU 42 zum Nullstellen der CPU 42 verbunden ist. Es sollte geschätzt werden, daß die Bestandteile des Einheitenreglers 38 herkömmlich sind und im Fachgebiet bekannt sind.
Mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3C ist ein Verfahren zur Synchronisierung von Kühleinheiten für die Kompressoroptimierung gezeigt, die nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt ist. Es sollte geschätzt werden, daß die obere (Einschalt-) und die untere (Ausschalt-) Grenze des Saugdruckes des Kompressors in den Kühlregler 16 programmiert sind, daß die obere und untere Grenze der Einheitentemperatur für jede Kühleinheit in den Einheitenregler 38 einer jeden Kühleinheit programmiert ist. Es sollte auch geschätzt werden, daß andere vorbestimmte Werte, so wie ein vorbestimmter Saugdruck des Kompressors, in den Kühlregler 16 und/oder den Einheitenregler 38 programmiert sind.
Wie in den Fig. 3A bis 3C erläutert, startet die Methodenlehre in Blase 100 und schreitet zum Block 102 fort. In Block 102 löscht die Methodenlehre alle Kapazitätskennzeichen auf allen Kühleinheiten. Die Kapazitätskennzeichen werden verwendet, um anzuzeigen, daß eine bestimmte Kühleinheit mehr oder weniger Kühlung oder Kapazität benötigt, um die Belastung auf dieser Kühleinheit zu regulieren.
Die Methodenlehre schreitet von Block 102 zu Block 104 fort und löscht einen Synchronisationszeitgeber oder -kennzeichen (nicht gezeigt) in dem Kühlregler 16 und ein letztes Einheitenkennzeichen. Diese Kennzeichen werden verwendet, um anzuzeigen, daß die Synchronisierung auftritt und die Anzahl von Kühleinheiten in dem Kühlsystem 10. Die Methoden lehre schreitet dann zu Block 106 fort und übermittelt die Information von dem Kühlregler 16 mittels des Kommunikationsbusses 18 an die Einheitenregler 38.
Von Block 106 schreitet die Methodenlehre zu Raute 108 fort und bestimmt, ob ein Kompressor aus dem Gestell von Kompressoren 12 gerade aufgetreten ist (d. h. AN- oder AB-geschaltet), z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen. Falls dies der Fall ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 109 fort und stellt den Synchronisationszeitgeber auf eine Zykluszeit so wie zwei (2) Minuten zurück. Die Methodenlehre schreitet dann zur Raute 108, die zuvor beschrieben wurde, fort. Falls ein Kompressor nicht gerade aufgetreten ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 110 fort und stellt eine vorbestimmte Variable X gleich dem Saugdruck des Kompressors, der von dem Drucksensor 30 gemessen wurde.
Nach Block 110 schreitet die Methoden lehre zu Raute 112 fort und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable X größer als ein vorbestimmter Einschaltdruck der Synchronisierung ist, so wie etwa 2,5 · 10&sup5; Pascal (sechsunddreißig (36) PSI) der im Speicher des Kühlreglers 16 gespeichert ist. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zur Raute 114 vor und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable X geringer ist als ein vorbestimmter Ausschaltdruck der Synchronisierung, so wie etwa 2,2 · 10&sup5; Pascal (zweiunddreißig (32) PSI), der im Speicher des Kühlreglers 16 gespeichert ist. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zur Raute 108 fort, die zuvor beschrieben wurde.
In Raute 112 schreitet die Methodenlehre zu Raute 116 fort und bestimmt, ob die Zeit auf dem Synchronisationszeitgeber gleich einem vorbestimmten Wert so wie Null (0) ist, der in dem Speicher 16 gespeichert ist, falls die vorbestimmte Variable X größer als der Einschaltdruck der Synchronisierung ist. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zum Block 118 fort und verringert schrittweise den Synchronisationszeitgeber auf den vorbestimmten Wert. Die Methodenlehre schreitet dann zur Raute 108, die zuvor beschrieben wurde, fort. Falls die Zeit auf dem Synchronisationszeitgeber gleich dem vorbestimmten Wert ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 120 fort und bestimmt, ob ein Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität gesetzt wird. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zu Block 122 fort und setzt ein Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität und löscht ein Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität für das Kühlsystem 10. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 124 fort und richtet sich ein, diese Information von dem Kühlregler 16 über den Kommunikationsbus 18 an die Einheitenregler 38 zu übermitteln.
Nach Block 124, oder falls das Kennzeichen für mehr erforderliche Kapazität in Raute 120 gesetzt ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 126 fort. In Block 126 ruft die Methodenlehre die nächste Unterroutine einer Einheit, die in Zusammenhang mit den Fig. 2D und 2E zu beschreiben ist, auf und nimmt die nächste Kühleinheit, die gleich N ist. Es sollte geschätzt werden, daß falls N mit 0 gleich ist, es keine weiteren Kühleinheiten gibt. Von Block 126 schreitet die Methodenlehre dann zu Raute 128 fort und bestimmt, ob N gleich einem vorbestimmten Wert ist, sowie Null (0) ist (d. h. keine weiteren Einheiten). Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 108 fort, die zuvor beschrieben wurde. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zur Raute 130 fort und bestimmt, ob die Kühleinheit N in ihrem Unempfindlichkeitsbereich ist. Es sollte geschätzt werden, daß jede Kühleinheit einen vorprogrammierten Unempfindlichkeitsbereich aufweist, der eine Einschalttemperatur sowie 3,33ºC (achtunddreißig Grad Fahrenheit (38ºF)) und eine Ausschalttemperatur so wie 1,11ºC (vier- unddreißig Grad Fahrenheit (34ºF)) darstellt.
Falls die Kühleinheit N in ihrem Unempfindlichkeitsbereich ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 132 fort und stellt den Synchronisationszeitgeber auf die maximale Zeit. Falls die Kühleinheit N nicht in Ihrem Unempfindlichkeitsbereich ist, oder nach Block 132, schreitet die Methodenlehre zu Block 134 fort und setzt ein Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität für die Kühleinheit N. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 136 fort und setzt ein Kennzeichen, um den Einheitenregler 38 für die Kühleinheit N zu informieren. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 126 fort, der zuvor beschrieben wurde.
In Raute 114 schreitet die Methodenlehre zu Raute 138 fort und bestimmt, ob die Zeit auf dem Synchronisationszeitgeber gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Null (0) ist, falls die vorbestimmte Variable X kleiner ist als der Ausschaltdruck der Synchronisation. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zu Block 140 fort und verringert schrittweise den Synchronisationszeitgeber auf den vorbestimmten Wert. Die Methodenlehre schreitet dann zur Raute 108 fort, die zuvor beschrieben wurde. Falls die Zeit auf dem Synchronisationszeitgeber gleich dem vorbestimmten Wert ist, schreitet die Methodenlehre zu Raute 142 fort und bestimmt, ob ein Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität gesetzt wird. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zu Block 144 fort und setzt ein Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität und löscht ein Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität für das Kühlsystem 10. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 145 fort und richtet sich ein, um diese Information von dem Kühlregler 16 über den Kommunikationsbus 18 an die Einheitenregler 38 zu übermitteln.
Nach Block 145 oder falls das Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität in Raute 142 gesetzt ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 146 fort. In Block 146 ruft die Methodenlehre die nächste Unterroutine für eine Einheit auf, die zu beschreiben ist, und nimmt die nächste Kühleinheit, die gleich N ist. Es sollte geschätzt werden, dass falls N gleich 0 ist, es keine weiteren Kühleinheiten gibt. Von Block 146 schreitet die Methodenlehre dann zu Raute 148 fort und bestimmt, ob N gleich einem vorbestimmten Wert sowie Null (0) ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Raute 108 fort, die zuvor beschrieben wurde. Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 150 fort und bestimmt, ob die Kühleinheit N in Ihrem Unempfindlichkeitsbereich ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 152 fort und stellt den Synchronisationszeitgeber auf die maximale Zeit. Falls die Kühleinheit N nicht in ihrem Unempfindlichkeitsbereich ist, oder nach Block 152, schreitet die Methodenlehre zu Block 154 fort und setzt ein Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität für die Kühleinheit N. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 156 fort und setzt ein Kennzeichen, um den Einheitenregler 38 für die Kühleinheit N zu Informieren. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 146 fort, der zuvor beschrieben wurde.
Mit Bezug auf die Fig. 3D und 3E ist die Methoden lehre für die nächste Unterroutine einer Einheit von Blöcken 126 und 146 gezeigt. Von den Blöcken 126 und 146 schreitet die Methodenlehre zur Raute 162 fort und bestimmt, ob das Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität für das Kühlsystem 10 gesetzt ist. Falls nicht, schreitet die Methoden lehre zur Raute 164 fort und bestimmt, ob das Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität für das Kühl System 10 gesetzt ist. Falls das Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität nicht gesetzt ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 166 fort und setzt N gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Null (0), was bedeutet, daß keine Kühleinheit verfügbar ist. Die Methodenlehre schreitet dann zur Blase 168 fort und kehrt zurück.
In Raute 162, falls das Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität gesetzt ist, oder in Raute 164, falls das Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität gesetzt ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 170 fort und setzt eine vorbestimmte Variable Z gleich der maximalen Anzahl von Einheiten und die vorbestimmte Variable N gleich der letzten Einheit. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 172 fort und setzt die vorbestimmte Variable Z gleich Z minus 1 und die vorbestimmte Variable N gleich N plus 1. Die Methodenlehre schreitet dann zu Raute 174 fort und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable Z gleich einem vorbestimmten Wert so wie Null (0) ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 166 fort, der zuvor beschrieben wurde. Falls nicht, schreitet die Methoden lehre zur Raute 176 fort und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable N größer als die maximale Anzahl von Einheiten (vorbestimmte Variable Z) ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 178 fort und setzt die vorbestimmte Variable N gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Eins (1) um den Regler 38 der ersten Einheit anzuzeigen.
In Raute 176, falls die vorbestimmte Variable N nicht größer als die maximale Anzahl von Einheiten ist, oder nach Block 178 schreitet die Methodenlehre zu Raute 180 fort und bestimmt, ob dem Einheitenregler 38 für die Kühleinheit N seine neue Kapazität mitgeteilt wurde (z. B. weniger oder mehr erforderlich), zum Beispiel durch Suchen nach einem Kennzeichen. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 172 fort, der zuvor beschrieben wurde. Falls nicht, schreitet die Methoden lehre zu Block 182 fort und setzt die letzte Kühleinheit gleich der vorbestimmten Variable N. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 184 fort und kehrt zu den Blöcken 128 oder 148 zurück.
Ein Beispiel für den Betrieb der Methodenlehre für das Kühlsystem 10 ist wie folgt:
In dem Kühlsystem 10 kann ein Gestell von vier Kompressoren 12 einen Ausschalt- (Abschalten) Druck von etwa 2,2 · 10&sup5; Pa (32 PSI) und einen Einschalt- (Einschalten) Druck von etwa 2,75 · 10&sup5; Pa (40 PSI) des Saugdruckes des Kompressors aufweisen. Sechs einzelne Kühleinheiten (nicht gezeigt) des Kühlsystems 10 können Ausschalt- und Einschalt-Temperaturwerte von den folgenden aufweisen:
Während des normalen Betriebes, d. h. Regelung des Unempfindlichkeitsbereiches unter vollem Druck, schaltet die Methodenlehre einfach einen anderen Gestellkompressor 12 mittels des Kühlreglers 16 EIN, falls der Saugdruck des Kompressors auf oberhalb des Einschaltdruckes von 2,76 · 10&sup5; Pa (40 PSI) geht. Die Methodenlehre wartet oder verzögert um ein vorbestimmtes Zeitintervall und, falls der Saugdruck des Kompressors noch oberhalb von 2,75 · 10&sup5; Pa (40 PSI) ist, schaltet die Methoden lehre einen anderen Gestellkompressor 12 EIN. Dieses Auftreten wird fortgesetzt, bis entweder alle Gestellkompressoren 12 auf EIN sind, oder der Saugdruck des Kompressors auf unterhalb des Ausschaltdruckes von 2,2 · 10&sup5; Pa (32 PSI) fällt. Auf ähnliche Weise, wenn der Saugdruck des Kompressors auf unterhalb des Ausschaltdruckes von 2,2 · 10&sup5; Pa (32 PSI) geht, und das vorbestimmte Zeitintervall abgelaufen ist, schaltet die Methoden lehre einen anderen Gestellkompressor 12 AUS, bis alle Gestellkompressoren 12 heruntergefahren worden sind oder AUS geschaltet worden sind. Ohne Synchronisation in der Methodenlehre würden die Einheitenregler 38 auf ähnliche Weise EIN und AUS nur zu den vorbestimmten Temperaturen von jeder Einheit schalten. Der Regler 38 der Einheit 1 schaltet EIN, falls die Temperatur seiner Kühleinheit oberhalb seiner Einschalttemperatur von 3,33ºC (achtunddreißig (38) ºF) steigt und bleibt auf EIN, bis die Temperatur von dieser Kühleinheit auf unterhalb seiner Ausschalttemperatur von 1,11ºC (vierunddreißig (34) ºF) geht. Es sollte geschätzt werden, daß der Temperaturbereich zwischen 3,33ºC und 1,11ºC (achtunddreißig (38) und vierunddreißig (34) ºF) das Unempfindlichkeitsgebiet oder der -bereich ist.
Wenn die Unempfindlichkeitsregelung unter vollem Druck verwendet wird, die in dem obigen Beispiel beschrieben ist, mit Synchronisierung, bestimmt die Methodenlehre, daß das Kühlsystem 10 mehr Kapazität braucht, wenn der Saugdruck des Kompressors auf oberhalb des vorbestimmten Einschaltdruckes der Synchronisation steigt, welcher in diesem Beispiel ein vorbestimmter Wert ist, so wie 2,48 · 10&sup5; Pa (sechsunddreißig (36) PSI), d. h. der vorbestimmte Wert kann der fünfzig % (50%) Punkt des Unempfindlichenkeitsbereiches von 5,5 · 10&sup4; Pa (2,75-2,2 · 10&sup5; Pa) (acht (8) PSI (40-32 PSI)) für den Saugdruck des Kompressors sein. Die Methodenlehre bewirkt, daß der Kühlregler 16 die Information von den Einheitenreglern 38 abtastet, um einen Kühleinheitenregler 38 zu finden, der seine Ausgabe auf EIN hat (z. B. mehr Kühlung benötigt), jedoch innerhalb seines Unempfindlichkeitsbereiches der Temperatur ist. Die Methodenlehre bewirkt, daß der Kühlregler 16 diesen Einheitenregler Informiert, daß er seine Belastung mittels seines Expansionsventils 40 auf AUS schaltet, wodurch die verfügbare Kapazität für das Gestell von Kompressoren 12 erhöht wird. Falls nach einem Sechstel der Betriebszeit für das Gestell von Kompressoren 12 der Saugdruck des Kompressors noch nicht unterhalb von 2,5 · 10&sup5; Pa (sechsunddreißig (36) PSI) ist, Informiert die Methodenlehre einen anderen Einheitenregler 38, der in seinem Unempfindlichkeitsbereich der Temperatur ist und seine Ausgabe auf EIN hat, mittels seines Einheitenreglers 38, seine Belastung mittels seines Expansionsventils 40 früher als zu seiner normalen Abschalt-Temperatur zu beenden. Die Methodenlehre kreist durch Ihre Kühleinheiten und Informiert alle der Einheitenregler 38 beim Umlaufen von dem Bedarf für mehr Kapazität, während nur nach frühem Beenden einer Belastung einer Kühleinheit verzögert wird. Dieses wird fortgesetzt, bis alle Kühleinheiten Informiert worden sind, oder bis der Saugdruck des Kompressors auf unterhalb 2,5 · 10&sup5; Pa (sechsunddreißig (36) PSI) fällt. Falls die Verminderung in der Belastung der Kühleinheiten nicht ausreicht, um auf unterhalb 2,5 · 10&sup5; Pa (sechsunddreißig (36) PSI) zu gehen und der Saugdruck des Kompressors auf oberhalb 2,75 · 10&sup5; Pa (vierzig (40) PSI) geht, wird die Methoden lehre einen anderen Gestellkompressor 12 mittels des Kühlreglers 16 auf EIN schalten. Falls die Synchronisation erfolgreich ist, so daß der Saugdruck des Kompressors auf unterhalb 2,5 · 10&sup5; Pa (sechsunddreißig (36) PSI) fällt, informiert die Methodenlehre alle der Einheitenregler mittels des Kühlreglers 16, daß keine weitere Kapazität erforderlich ist und kehrt zur Unempfindlichkeitsregelung unter vollem Druck fort (z. B. ohne Synchronisierung). Falls der Saugdruck des Kompressors auf unterhalb 2,5 · 10&sup5; Pa (sechsunddreißig (36) PSI) fällt, informiert die Methodenlehre auf ähnliche Weise die Einheitenregler 38 von dem Bedarf für weniger Kapazität und schaltet die Einheitenregler 38, die innerhalb Ihrer Unempfindlichkeitsgebiete sind, jedoch gegenwärtig nicht bereits EIN sind, EIN. Es sollte geschätzt werden, daß die Methodenlehre den ersten Einheitenregler 38 beibehält oder speichert, der in die Kapazitätsabgabe ging und den ersten Einheitenregler 38, der in die Kapazitätsspeicherung ging, so daß er zu einer anderen Belastung rotieren kann, um den Synchronisationsvorgang bei unterschiedlichen Einheitenreglern 38 beim nächsten Bedarf in dieser Richtung zu starten.
Die Wirkung auf den Einheitenregler 38 würde eine Abänderung seines Unempfindlichkeitsgebietes sein, um die Kapazität des Kühlreglers 16 zu beeinflussen. Wenn ihm von dem Kühlregler 16 gesagt wird, daß von dem Gestell von Kompressoren 12 mehr Kapazität benötigt wird, würde der Regler 38 der Einheit 1 die Ausschalttemperatur unbeachtet lassen und zu einem einzelnen Einstellpunkt zum Einschalten regeln. Wenn ihm von dem Kühlregler 16 gesagt wird, daß der Zustand vorüber ist, würde der Regler 38 der Einheit 1 zurück zur vollständigen Hysterese der Unempfindlichkeitsregelung zurückkehren. Wenn ihm von dem Kühlregler 16 gesagt wird, daß weniger Kapazität von dem Gestell von Kompressoren 12 benötigt wird, würde der Regler 38 die Einheit 1 die Einschalttemperatur unbeachtet lassen und an einem einzelnen Einstellungspunkt zum Ausschalten regeln. Dieses wird das EIN/AUS-Durchlaufen der Expansionsventile 40 erhöhen, um das Pendeln des Gestells von Kompressoren 35 um die Nenndrehzahl zu vermindern.
Mit Bezug auf die Fig. 4A bis 4C ist ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für die Regelung von Kühleinheiten für Kühleinheiten des Kühl Systems 10 gezeigt. Das Verfahren regelt die Temperatur Über die Verdampferschlange einer Kühleinheit. Wie in Fig. 4A erläutert, beginnt die Methodenlehre in Blase 200 und schreitet zum Block 202 fort. In Block 202 Initialisiert die Methodenlehre vorbestimmte Variablen, die vom EEPROM 44 rückgespeichert werden und Startzeitgeber in der CPU 44 und initialisiert den Kommunikationsbus 18 für alle Kühleinheiten. Es sollte geschätzt werden, daß der Block 202 nicht wieder durchgeführt wird, wenn die Methodenlehre von einem Hauptregel kreis des Einheitenreglers 38 abgerufen wird.
Die Methodenlehre schreitet vom Block 202 zu Raute 204 fort und bestimmt, ob dieses ein Neustart oder eine Erholung vom Flutschutz für eine Kühleinheit ist, z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen, daß im Block 224 gesetzt ist, der noch zu beschreiben ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zum Block 206 fort und aktualisiert die Ablesungen von den Sensoren 54, 56 und speichert diese Ablesungen in den Speicher 48 des Einheitenreglers 38. Von Block 206 schreitet die Methodenlehre zur Raute 208 fort und bestimmt, ob die Temperatur der Verdampferschlange von dem Sensor 54 für eine besondere Kühleinheit sowohl oberhalb der Einschalt- Temperatur ist, als auch nicht Im Abtauen. Die CPU 44 vergleicht die Temperaturablesungen von dem Sensor 54 der Verdampferschlange mit den Einschalt-Temperaturen für diese besondere Kühleinheit. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zu Block 206 fort, der zuvor beschrieben wurde. Falls dies so ist, schreitet die Methoden lehre zu Raute 210 fort und bestimmt, ob die Erholung der Kühleinheit vom Flutschutz oder vom Wächter ist, z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen, das in Block 224 gesetzt ist, der noch zu beschreiben ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 212 fort und setzt die Stellung des Expansionsventils 40 für die Kühleinheit auf eine vorbestimmte durchschnittliche Stellung. Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 214 fort und initiiert eine Fortschaltungsabfolge, die noch zu beschreiben ist. Nach den Blöcken 212 und 214 schreitet die Methodenlehre zu Raute 216 fort, die noch zu beschreiben ist.
In Raute 216 bestimmt die Methoden lehre, ob es Zeit ist, die Temperaturablesungen von dem Sensor 54 der Verdampfersehlange der Kühleinheit zu prüfen, z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 218 fort und bestimmt, ob die Einlaß- oder Sehlangeneintrittstemperatur der Verdampferschlange kalt genug ist. Die CPU 42 bestimmt, ob die Einlaßtemperatur der Verdampferschlange unterhalb einer vorbestimmten Temperatur ist, so wie der Temperatur der Fortschaltung des Einlasses. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zu Block 220 fort und stellt einen Betriebszustand der Kühleinheit gleich einem Kaltstart ein, z. B. durch Setzen eines Kennzeichens.
Nach Block 220, oder falls die Einlaßtemperatur der Verdampferschlange in Raute 218 kalt genug ist, schreitet die Methodenlehre zu Raute 222 fort und bestimmt, ob die Auslaß- oder Schlangenaustittstemperatur der Verdampferschlange größer als die Einlaßtemperatur der Verdampferschlange für die Kühleinheit ist. Die CPU 42 vergleicht die Auslaßtemperatur der Verdampferschlange mit der Einlaßtemperatur der Verdampferschlange für die Kühleinheit. Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 224 fort und stellt die Betriebsart der Kühleinheit gleich Flutschutz, z. B. durch Setzen eines Kennzeichens.
Nach Block 224, oder falls die Auslaßtemperatur der Verdampferschlange größer als die Einlaßtemperatur der Verdampferschlange in Raute 222 ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 226 fort und nimmt Einstellungen an den Proportional-Integral-Differential (PID)-Konstanten auf Basis des Ansteigens/Abfallens und der Innen-/Außen-Arbeitsöffnung der Temperatur- Differenz zwischen der Auslaßtemperatur der Verdampferschlange und der Einlaßtemperatur der Verdampferschlange vor. Die Methoden lehre schreitet dann zu Block 228 fort und errechnet eine adaptive PID gemäß der folgenden Formel:
wobei:
u(t) das Regelsignal an das Ventil relativ zur gegenwärtigen Stellung ist,
e(t) ein Fehlersignal in der Ablesung von ΔT von seinem Einstellungspunkt ist und
Kp, Ki und Kd PID-Verstärkungsfaktoren sind, die durch adaptives Einregeln eingestellt werden.
Die Methodenlehre schreitet dann zu Raute 230 fort und bestimmt, falls ein Spitzenwert aufgetreten ist, ob die neue Ventilstellung des Expansionsventils 40 weniger als oder gleich der alten Ventilstellung für das Expansionsventil 40 der Kühleinheit ist. Falls nicht, schreitet die Methodenlehre zu Block 232 fort und errechnet Kd neu, so daß die neue Ventilstellung der vorherigen gleicht. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 228 fort, der zuvor beschrieben wurde.
In der Raute 230 schreitet die Methodenlehre zur Raute 234 fort, falls ein Spitzenwert aufgetreten ist und die neue Ventil Stellung weniger als oder gleich der alten Ventil Stellung für das Expansionsventil 40 war und bestimmt, ob die Änderung in der Temperatur, ΔT, für die Verdampferschlange schnell abfällt. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 236 fort und nimmt eine Einstellung an der Stellung des Expansionsventils 40 für die Kühleinheit vor. Falls nicht, oder nach Block 236, schreitet die Methodenlehre zu Block 238 vor und stellt das Expansionsventil 40 um. Es sollte geschätzt werden, daß die CPU 42 ein Signal an die Ausgabetreiber 62 schickt, welche die Expansionsventile 40 einstellen.
Nach Block 238 oder falls es nicht Zeit ist, in Raute 216 zu prüfen, schreitet die Methodenlehre zur Raute 240 fort und bestimmt, ob die Änderung in der Temperatur ΔT schnell abfällt, wie zuvor für die Raute 234 beschrieben. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 242 fort und nimmt eine Einstellung an der Stellung des Expansionsventiles 40 für die Kühleinheit vor der Prüfzeit vor. Nach Block 242, oder falls die Veränderung der Temperatur ΔT nicht schnell in Raute 240 abfällt, schreitet die Methodenlehre zur Raute 244 vor. In Raute 244 bestimmt die Methodenlehre, ob die Temperatur der Verdampferschlange für die Kühleinheit oberhalb der Ausschalttemperatur Hegt und nicht im Abtauen. Die CPU 42 bestimmt, ob die Temperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur Hegt, sowie der Eintrittstemperatur zur Fortschaltung. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Raute 246 fort und bestimmt, ob die Kühleinheit im Betriebszustand Flutschutz ist, z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen, das in Block 224 gesetzt ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 248 fort und bestimmt, ob eine Austrocknungszeit vervollständigt ist, z. B. durch Anschauen eines Zeitgebers in der CPU 42. Durch die CPU 42 startet ein Zeitgeber zu Beginn des Abtauzyklusses für die Verdampferschlange der Kühleinheit. Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 250 fort und nimmt Einstellungen an dem Zeitgeber auf Grundlage der Temperatur der Kühleinheit und negativen Veränderungen an der Temperatur der Verdampferschlange für die Kühleinheit vor. Die Methodenlehre schreitet dann zur Raute 248 fort, die zuvor beschrieben wurde.
In Raute 204 schreitet die Methodenlehre zur Raute 252 fort und bestimmt, ob dieses ein Regelzyklus der Kühleinheit ist, z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen, falls dieses nicht ein Neustart oder eine Erholung vom Flutschutz ist. Falls dieses so ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 216 fort, die zuvor beschrieben wurde. Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 254 fort, die zu beschreiben ist. Falls die Temperatur der Verdampferschlange oberhalb der Abschalttemperatur (außerhalb des Abtauens) in Raute 244 Hegt, schreitet die Methoden lehre auch zur Raute 254 fort. Falls die Kühleinheit nicht in einem Betriebszustand Flutschutz in Raute 246 ist, schreitet die Methoden lehre weiterhin zur Raute 254 fort, überdies schreitet die Methodenlehre zur Raute 254 fort, falls die Austrocknungszeit in Raute 248 vervollständigt ist.
In Raute 254 bestimmt die Methodenlehre, ob das Expansionsventil 40 für die Kühleinheit in eine Stellung gezwungen ist, z. B. durch Suchen nach einem Kennzeichen. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 256 fort und stellt das Expansionsventil 40 für die Kühleinheit ein. Nach Block 256 oder falls das Expansionsventil 40 nicht in eine Position in Raute 254 gezwungen ist, schreitet die Methodenlehre zur Raute 258 fort und bestimmt, ob es Zeit ist, Temperaturablesungen von dem Sensor 54 für die Kühleinheit zu prüfen. Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zu Raute 286 in Fig. 4D fort, die zu beschreiben ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 261 fort und schreibt die Temperaturablesungen und Zykluszeiten der Temperatur in den Speicher 48 des Einheitenreglers 38 für die Kühleinheit. Die Methodenlehre schreitet dann zur Raute 262 fort und bestimmt, ob es dort eine vorbestimmte Anzahl an Prüfzeitpunkten der Temperatur gegeben hat, so wie einhundertachtundzwanzig (128). Falls dies nicht so ist, schreitet die Methodenlehre zur Blase 260 fort, die zuvor beschrieben wurde. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 264 fort und errechnet eine schnelle Fourier-Transformierte (FFT) einer Wellenform als eine Funktion der Zeit, die durch die Prüfzeitpunkte der Temperatur erzeugt werden, die die Veränderung in der Temperatur ΔT für die Verdampferschlange darstellen und nimmt Einstellungen der Parameter auf Grundlage der transformierten Wellenform vor, die die Qualität der in dem Einleseschritt gesammelten Daten darstellen. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block 266 fort und nimmt Einstellungen der Ventil Stellung des Expansionsventiles 40 für Kurztemperaturdurchlaufen der Kühleinheit auf Grundlage der Einstellungen der Parameter vor, die in dem vorherigen Schritt gemacht wurden.
Nach Block 266 schreitet die Methodenlehre zur Raute 268 in Fig. 4D fort. In Raute 268 bestimmt die Methodenlehre, ob ein Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität für das Kühlsystem 10 gesetzt worden ist. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 270 fort und setzt die Temperaturgrenze zum Einschalten 0,56ºC (ein Grad F) oberhalb der Temperaturgrenze zum Ausschalten für die Kühleinheit. Die Methodenlehre schreitet dann zu Block fort und kehrt zu dem Hauptkreis der Regelung für das Kühlsystem 10 zurück.
In Raute 268 schreitet die Methodenlehre zur Raute 274 vor, falls das Kennzeichen für mehr benötigte Kapazität nicht gesetzt ist. In Raute 274 bestimmt die Methodenlehre, ob ein Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität für das Kühlsystem 10 gesetzt wurde. Falls dies so ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 276 fort und stellt die Temperaturgrenze zum Ausschalten 0,56ºC (ein Grad F) unterhalb der Temperaturgrenze zum Ausschalten für die Kühleinhelt. Nach Block 276 oder falls das Kennzeichen für weniger benötigte Kapazität nicht in Raute 274 gesetzt ist, schreitet die Methodenlehre zu Block 272 fort und kehrt zurück.
Entsprechend ermöglicht das Verfahren zur Regelung der Kühleinheit die Regelung der Kühleinheit selbst dann, wenn die Temperatursensoren versagen. Das Verfahren zur Regelung der Kühleinheit stellt die Regelung eines analogen Servo-Expansionsventiles für die Kühleinheit bereit. Das Verfahren zur Regelung der Kühleinheit verwendet zwei schnelle Fourier-Transformanten, um selbstregelnd und daher adaptiv zu sein. Das Verfahren zur Regelung der Kühleinheit ermöglicht eine engere Regelung der Temperatur der Kühleinheit innerhalb ±0,56ºC (ein Grad (1º) F).

Claims

1. Verfahren zum Regeln des Temperatur-Differentials über der Verdampferschlange einer Kühleinheit eines Kühlsystems (10), wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

a) Prüfen von Temperaturablesungen aus einem Temperatur-Sensor (54) der Verdampferschlange der Kühleinheit zu vorbestimmten periodischen Prüfzeiten;

b) Bestimmen der Einlaßtemperatur und der Auslaßtemperatur der Verdampferschlange, wobei die Differenz zwischen diesen das Temperatur-Differential (ΔT) über die Verdampfer-Schlange darstellt;

c) Bestimmen (216), ob es Zeit zum Prüfen der Temperaturablesungen aus dem Sensor (54) der Verdampferschlange ist oder nicht;

d) wenn es Zeit zum Prüfen der Temperaturablesungen ist, Vornehmen von Einstellungen (226) der Proportional-Integral-Differential- Konstanten (PID-Konstanten) basierend auf dem Ansteigen/Abfallen der Innen-/Außen-Arbeitsöffnung des Im Schritt b) bestimmten Temperatur-Differentials, Berechnen (228) eines adaptiven PID des Temperatur-Differentials über die Verdampferschlange, um ein Regelsignal u(t) zum Einstellen des Expansionsvetils zu erzeugen, Bestimmen (234), ob ΔT rasch fällt, und falls dies so ist, entsprechendes Einstellen von u(t) und Anwenden (238) des Regelsignals u(t) zum Einstellen des Expansionsventils (40); und

d) wenn es keine Zeit zum Prüfen der Temperaturablesungen ist, Bestimmen (240), ob ΔT rasch fällt, und falls dies so ist, Einstellen des Regelsignals u(t) zur entsprechenden Einstellung des Expansionsventils und Anwenden (256) des Regelsignals u(t) zum Einstellen des Expansionsventils (40).

2. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend den Schritt (204) des Bestimmens, ob das Verfahren ein Wiederanlaufen oder eine Erholung von einem Flutschutz der Verdampferschlange ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, enthaltend den Schritt (206) des Aktualisierens der Temperaturablesungen aus dem Sensor, wenn das Verfahren ein Wiederanlaufen oder eine Erholung von einem Flutschutz der Verdampferschlange ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, enthaltend den Schritt (208) der Bestimmung, ob die Kühleinheit sich oberhalb einer vorbestimmten Temperatur und nicht im Abtauen befindet, und Wiederholung des Schritts (206) des Aktualisierens, wenn sich die Kühleinheit nicht oberhalb der vorbestimmten Einschalttemperatur oder wenn sich die Kühleinheit im Abtauen befindet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, enthaltend den Schritt (252) der Bestimmung, ob das Verfahren ein Regelzyklus ist, wenn das Verfahren nicht ein Wiederanlaufen und nicht eine Erholung von einem Flutschutz der Verdampferschlange ist, und/oder der Bestimmung 210, ob die Erholung von einem Flutschutz oder einem Wächter kam, wenn sich die Temperatur der Kühleinheit oberhalb der vorbestimmten Einschalttemperatur befindet und nicht im Abtauen im Schritt (208).

6. Verfahren nach Anspruch 5, enthaltend den Schritt (212) der Einstellung des Expansionsventils auf eine vorbestimmte Durchschnittsposition, wenn Im Schritt (210) ermittelt wurde, daß das Verfahren eine Erholung von einem Flutschutz oder einem Wächter ist, und/oder der Schritt der Anwendung einer Fortschaltungsabfolge (214), wenn im Schritt (210) ermittelt worden ist, daß die Methode keine Erholung von einem Flutschutz oder einem Wächter ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend den Schritt (218) der Bestimmung, ob der Einlaß der Verdampferschlange vor dem Schritt (228) der Berechnung kalt genug ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7 enthalten den Schritt (220) der Einstellung einer Betriebsart der Kühleinheit gleich Kaltstart, wenn im Schritt (218) ermittelt worden ist, daß der Einlaß der Verdampferschlange nicht kalt genug ist, oder den Schritt (222) des Bestimmens ob die Auslaßtemperatur der Verdampferschlange größer ist als die Einlaßtemperatur der Verdampferschlange, wenn im Schritt (218) ermittelt worden ist, daß der Einlaß der Verdampferschlange kalt genug ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8 enthaltend weiterhin den Schritt (224) der Einstellung der Kühleinheit auf eine Betriebsart gleich Flutschutz, wenn Im Schritt (222) ermittelt worden ist, daß die Auslaßtemperatur der Verdampferschlange nicht größer ist als die Einlaßtemperatur der Verdampferschlange.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend den Schritt (230) des Bestimmens, falls ein Spitzenwert aufgetreten ist, ob eine neue Ventilstellung des Expansionsventils kleiner als oder gleich einer alten Ventileinstellung des Expansionsventils ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, enthaltend den Schritt (232) der Neuberechnung einer (Kd) der PID-Konstanten (Kp, Ki, Kd), wenn ein Spitzenwert auftrat und die neue Ventilposition nicht kleiner als oder gleich der alten Ventilposition ist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend den Schritt (261) des Aufzeichnens der Temperaturablesungen aus dem Sensor und der Temperatur-Zykluszeiten, falls es Zeit zum Prüfen der Temperaturablesungen ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, enthaltend den Schritt der Bestimmung (262), ob eine vorbestimmte Anzahl von Temperaturablesungen geprüft worden ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem, wenn im Schritt (262) ermittelt worden ist, daß eine vorbestimmte Anzahl von Temperaturablesungen geprüft wurde, das Verfahren den Schritt des Transformierens (264) von Änderungen in den Temperaturdaten und das Vornehmen von Parameter-Änderungen auf Basis dieser transformierten Änderungen in den Temperaturdaten enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Änderungen in den Temperaturdaten unter Verwendung einer schnellen Fourier-Transform transformiert werden.

16. Vorrichtung zum Regeln des Temperatur-Differentials über die Verdampferschlange einer Kühleinheit eines Kühlsystems (10), umfassend:

a) Temperatur-Fühlmittel (54) zum Erzeugen von Temperaturablesungen einer Verdampferschlange der Kühleinheit,

b) Prüfmittel (42) zum Prüfen der Temperaturablesungen zu vorbestimmten periodischen Prüfzeiten,

c) Mittel zum Bestimmen der Einlaßtemperatur und der Auslaßtemperatur der Verdampferschlange, wobei die Differenz der beiden das Temperatur-Differential (ΔT) über die Verdampferschlange darstellt,

d) Mittel zum Bestimmen, ob oder ob nicht die Zeit zum Prüfen der Temperaturablesungen aus dem Temperatursensor (54) der Verdampferschlange gekommen ist,

e) Mittel zum Vornehmen von Einstellungen der Proportional-Integral-Differential-Konstanten auf der Grundlage des Ansteigens/- Abfallens der Innen-/Außen-Arbeitsöffnurig des Temperatur- Differentials des durch die in c) genannten Mittel bestimmt wurde, Mittel zum Berechnen eines adaptiven PID des Temperatur- Differentials über der Verdampferschlange, um ein Regelsignal u(t) zum Einstellen des Expansionsventils (40) zu erzeugen, Mittel zum Bestimmen, ob ΔT rasch fällt und, falls ja, Mittel zum entsprechenden Einstellen von u(t) in dem Fall, daß durch die in d) genannten Mittel ermittelt worden ist, daß die Zeit zum Prüfen von Temperaturablesungen gekommen ist;

f) Mittel zum Bestimmen, ob ΔT rasch fällt und, falls ja, Mittel zum Einstellen des Regelsignals u(t) zum entsprechenden Einstellen des Expansionsventils (40) in dem Fall, daß durch die in d) genannten Mittel ermittelt worden ist, daß die Zeit zum Prüfen der Temperaturablesungen nicht gekommen ist; und

g) Regelmittel (38, 62) zum Anlegen des Regelsignals u(t) zur Einstellung des Expansionsventils (40).