DK169393B1 - Reguleringsindretning for et køleanlæg - Google Patents

Description

1 i DK 169393 B1

En regulerings indretning for et køleanlæg, som har en kompressor, en kondensator og mindst to fordampere, med styrbare indsprøjtningsventiler på fordampernes indgangsside og med en regulator for fordampernes overhedningstempera-5 tur er kendt fra DE 33 29 661 Al.

Ved denne kendte reguleringsindretning er hver fordamper tilsluttet en egen reguleringskreds til regulering af en overhedningstemperatur, hvorved differensen mellem fordam-10 perens ind- og udgangstemperatur måles ved mindst en fordamper som mål for overhedningstemperaturen. Ved lille kølebelastning, fx kun 10% af den nominelle effekt eller mindre, er temperaturdifferenserne ved fordamperne dog meget små, især når den samlede køleeffekt kan indstilles 15 af kompressorens sugetryk- eller effektregulering. Sådanne små temperaturdifferenser stiller store krav til nøjagtigheden af indsprøjtningsreguleringen, især når der arbejdes med store kølemiddelfyldninger i køleanlægget. Således er der ved ringe belastning fare for, at en fordamper overta-20 ger den samlede køleeffekt, og den eller de andre fordampere er ude af drift. Følgen deraf er en uensartet temperaturfordeling i et rum, som afkøles af fordamperne.

Formålet med opfindelsen er at angive en reguleringsind-25 retning af den i indledningen nævnte art, som ved lille kølebelastning sikrer en i stor udstrækning ensartet belastning af fordamperne.

Til løsning af denne opgave er ved reguleringsindretningen 30 for et køleanlæg ifølge opfindelsen, som har en kompressor, en kondensator og mindst to fordampere og er forsynet med styrbare indsprøjtningsventiler på fordampernes indgangsside og med en regulator for fordampernes overhedningstemperatur, hver fordamper anbragt i sin egen luft-35 strøm, der tilføres et rum, der skal afkøles, og i hver luftstrøm i strømningsretningen efter hver fordamper er DK 169393 B1 2 der anbragt en lufttemperaturføler, hvis målesignal kan tilføres regulatoren, hvorved fordampernes overhednings-temperatur-referenceværdier ved hjælp af regulatoren kan indstilles automatisk i afhængighed af lufttemperaturfø-5 lernes målesignaler således, at køletemperaturen for alle fordampere i stor udstrækning forbliver indbyrdes ens.

Forudsat en ensartet fordeling af fordamperne i det rum, der skal afkøles, indstilles på denne måde en i stor udlo strækning ensartet temperaturfordeling i temperaturreguleringens ligevægtsstilling.

I detaljer kan dette opnås ved, at overhedningstemperatur-referenceværdien for en fordamper kan nedsættes, når den 15 af den tilsvarende lufttemperaturføler målte lufttemperatur er højere end ved en af de andre fordampere. Herved tvinges den pågældende fordampers indsprøjtningsventil til at åbne, således at alle fordampere holdes i drift.

20 Således kan der være sørget for, at overhedningstempera- tur-referenceværdien for den elller de koldeste fordampere kan forhøjes og for den eller de varmeste fordampere kan nedsættes. Herved fås en tilpasning af kølemiddeltemperaturen til fordampningstemperaturen, således at kølemiddel-25 temperaturen nærmer sig den samme værdi, og der opnås en mere ensartet temperaturfordeling.

Det er endvidere gunstigt, at en rumtemperaturføler er anbragt i det rum, der skal afkøles, i afhængighed af hvis 30 målesignal køleanlæggets køleeffekt kan tilpasses behovet ved hjælp af regulatoren. Dette muliggør en bedre regulering af fordampernes overhedningstemperatur, da belastningssvingninger nu ikke alene skal udlignes af indsprøjtningsreguleringen .

35 I Γ ^—........

3 DK 169393 B1

Forskellen mellem rumtemperaturen og den til kølerummet ønskede temperatur udgør et mål for kølebehovet. Når kompressoren pumper mindre kølemiddel, stiger fordampningstrykket, og køleeffekten falder.

5

Fortrinsvis begynder indstillingen af overhedningstempera-tur-referenceværdierne derfor tidligst, når en nedsættelse af køleeffekten i køleanlægget begynder. Da det tilfælde, at en eller flere fordampere er ude af drift, kun optræder 10 ved delbelastning, kan køleeffektreguleringen herved anvendes som indikator for optræden af delbelastning til udløsning af tilpasningen af overhedningstemperatur-refe-renceværdierne ifølge opfindelsen, således at denne først begynder, når en nedsættelse af køleeffekten i køleanlæg-15 get begynder. Ved denne overstyring af den normale overhedningsregulering undgås en begrænsning af køleanlæggets køleeffekt under en afkølingsfase efter opstart, ved hvilken der arbejdes med maksimal køleeffekt.

20 I detaljer kan kompressorens effekt indstilles i afhængighed af rumtemperaturen til tilpasning af køleanlæggets køleeffekt til behovet.

Alternativt kan køleeffekten indstilles ved hjælp af en 25 regulering af fordampertrykket, fx ved at der er anbragt en trykafhængig styret ventil i kompressorens sugeledning.

Endvidere kan en i kompressorens sugeledning anbragt, i afhængighed af rumtemperaturen styret ventil reguleres til 30 tilpasning af køleanlæggets køleeffekt til fordampertryk-kets belastning.

På enkel måde kan herved fordampernes virksomme flader, under overstyring den normale ved hjælp af regulatoren 35 bevirkede overhedningsregulering, indstilles ved styring af indsprøjtningsventilerne.

DK 169393 B1 4 Således kan reguleringen af køleeffekten ske ved åbne/lukke-styring af de to indsprøjtningsventiler, hvorved tastforholdet svarer til effekten, og overhedningen reguleres ved modulation af åbnings varigheden.

5

Opfindelsen og dens videre udformninger beskrives nærmere nedenstående ved hjælp af tegningen af foretrukne udførelseseksempler, der viser i 10 fig. 1 en skematisk fremstilling af et køleanlæg med en reguleringsindretning ifølge opfindelsen, fig. 2 en skematisk fremstilling af et køleanlæg med en varieret reguleringsindretning ifølge opfindel-15 sen og fig. 3 køleeffekt/overhedningstemperatur-grænsekurven for det mindste, stabile overhedningstemperatur-målesignal, hvorved et til venstre for grænsen 20 liggende signal er ustabilt (svingende), og et til højre derfor liggende signal er stabilt.

Køleanlægget i fig. 1 indeholder et kølekredsløb med en kompressor 1, en denne efterkoblet, ved hjælp af en blæser 25 afkølet kondensator 2, en kondensatoren 2 efterkoblet beholder 3 og to med beholderen 3 forbundne parallelle grene, som begge i serie indeholder en elektronisk styret indsprøjtningsventil 4 (også kaldt ekspansionsventil) og en fordamper 5. På udgangssiden er fordamperne 5 forbundet 30 med kompressorens 1 sugeledning 6.

Endvidere indeholder køleanlægget en reguleringsindretning med en regulator 7, på fordampernes 5 indgangsside anbragte elektroniske temperaturfølere 8, på fordampernes 5 ud-35 gangsside anbragte elektroniske temperaturfølere 9, i hver sin luftstrøm af en af to med hver sin af fordamperne 5 I T ^------ 5 DK 169393 B1 samvirkende blæsere 10 i strømningsretning efter fordamperne 5 anbragte elektroniske lufttemperaturfølere 11, en rumtemperaturføler 12 og indstillingsorganer 13 for indsprøjtningsventilerne 4. Ved regulatoren 7 drejer det sig 5 om en mikroprocessor med tilsvarende henholdsvis analog/ digital- og digital/analog-omsættere for henholdsvis måle-og indstillingssignalerne og et programmerbart referenceværdi-lager.

10 Fordamperne 5 er anbragt ensartet fordelt i et rum 14, der skal afkøles.

Temperaturfølerne 8 og 9 måler fordampernes 5 ind- og udgangstemperatur og tilfører regulatoren 7 målesignalerne.

15 Regulatoren 7 danner differensen af målesignalerne af fordampernes 5 ind- og udgangstemperaturer til konstatering af de pågældende aktuelle værdier af hver fordampers 5 overhedningstemperatur. Således sammenligner regulatoren 7 (ved hjælp af en intern sammenligner) henholdsvis den ak-20 tuelle differens og overhedningstemperaturen med en over-hedningstemperatur-referenceværdi og efterregulerer indsprøjtningsventilerne 4 over indstillingsorganerne 13 i afhængighed af en til den konstaterede differens svarende reguleringsafvigelse i retning af en reduktion af regule-25 ringsafvigelsen. Desuden ændrer regulatoren 7 overhed- ningstemperatur-referenceværdien automatisk i afhængighed af størrelsen og ændringshastigheden af den aktuelle værdi af fordampernes 5 overhedningstemperatur således, at såvel svingninger som oversvingninger af overhedningstemperatu-30 ren under referenceværdien i stor udstrækning undgås. På denne måde sørger regulatoren 7 automatisk for en optimal reguleringsgodhed, især for at stedlige svingninger af endepunktet af kølemidlets fordampning i fordamperne 5 (dvs. stedlige svingninger af positionen for grænsen mel-35 lem flydende og gasformigt kølemiddel) i stor udstrækning undgås og forbliver inden i fordamperne 5.

6 DK 169393 B1

Lufttemperaturfølernes 11 målesignaler tilføres ligeledes regulatoren 7 og sammenlignes deri. Når den af den ene lufttemperaturføler 11 målte temperatur og dermed temperaturen af den ene fordamper 5 er højere end henholdsvis den 5 af den anden lufttemperaturføler 11 målte temperatur og den anden fordampers 5 temperatur, og overhedningstemperaturen af den ene fordamper 5 ikke har overskredet den mindste stabilitet, nedsættes overhedningstemperatur-refe-renceværdien for den ene fordamper automatisk i regulato-10 ren 7, mens overhedningstemperatur-referenceværdien for den anden fordamper 5 automatisk forhøjes. På denne måde fordeles fordampernes 5 kølebelastning ensartet på fordamperne 5 og forhindrer, at en af fordamperne 5 i sådanne belastningsområder, i hvilke kølebelastningen gennem rum-15 met 14 alene kan overtages af en fordamper 5, sættes ud af drift, og der indstilles en uensartet temperaturfordeling i rummet 14.

Rumtemperaturfølerens 12 målesignal tilføres ligeledes 20 regulatoren 7, som i afhængighed af dette tilpasser køleanlæggets køleeffekt til det øjeblikkelige behov, idet den over en styreledning 15 indstiller kompressorens 1 effekt tilsvarende, fx ved en af flere trin (parallelt arbejdende kompressorer) bestående kompressor 1 udvælger det passende 25 antal trin, eller indstiller kompressorens 1 omdrejnings tal tilsvarende.

Fig. 2 viser en variation af køleanlægget i fig. 1. Ved denne variation er der i stedet for temperaturfølerne 8 på 30 indgangssiden i fig. 1 ved den for fordamperne 5 fælles sugeledning 16, anbragt en trykføler 17, hvis målesignal ligeledes tilføres regulatoren 7. Derudover bevirkes over-hedningstemperatur-reguleringen i afhængighed af temperaturfølernes 9 målesignaler og af trykfølerens 17 målesig-35 nal.

· t ^^— —1 — — DK 169393 B1 7 I afhængighed af rumtemperaturføleren 12 bevirker regulatoren 7 en fordampertrykregulering over et indstillingsorgan 18 og en af dette styret indstillingsventil 19 i kompressorens 1 sugetrykledning 6 i retning af en tilpasning 5 af køleanlæggets køleeffekt til belastningen, hvorved det ved indstillingsventilen 19 drejer sig om en tastforhold-styret on/off-ventil.

Andre variationer er ligeledes mulige, således kan der 10 være anbragt mere end to fordampere 5, ved hvilke overhedningstemperaturen og køleeffekten ligesom ved udførelseseksemplet i fig. 1 eller 2 henholdsvis reguleres og tilpasses hinanden. Endvidere kan der i stedet for to blæsere 10 kun være anbragt en blæser, hvis luftstrøm under for-15 grening fordeles til fordamperne 5. Således kan de kun over fordamperne 5 ledte luftstrømme ledes ind i rummet 14 i stedet for anbringelsen af fordamperne 5 i det tilhørende rum 14.

Claims (10)

1. Reguleringsindretning for et køleanlæg, som har en 5 kompressor (1), en kondensator (2) og mindst to for dampere (5), med styrbare indsprøjtningsventiler (4) på fordampernes (5) indgangsside og med en regulator (7) for fordampernes (5) overhedningstemperatur, hvorved hver fordamper (5) er anbragt i sin egen luft- 10 strøm, der tilføres et rum (14), der skal afkøles, og i hver luftstrøm i strømningsretningen efter hver fordamper (5) er der anbragt en lufttemperaturføler (11), hvis målesignal kan tilføres regulatoren (7), og hvorved fordampernes (5) overhedningstemperatur-reference- 15 værdier ved hjælp af regulatoren (7) kan indstilles automatisk i afhængighed af lufttemperaturfølernes (11) målesignaler således, at køletemperaturen for alle fordampere (5) i stor udstrækning forbliver indbyrdes ens. 20

2. Regulerings indretning ifølge krav 1, hvorved overhed-ningstemperatur-referenceværdien for en fordamper (5) kan nedsættes, når den af den tilsvarende lufttemperaturføler (11) målte lufttemperatur er højere end ved 25 en af de andre fordampere.

3. Reguleringsindretning ifølge krav 1 eller 2, hvorved overhedningstemperatur-referenceværdien for den eller de koldeste fordampere (5) kan forhøjes og for den 30 eller de varmeste fordampere (5) kan nedsættes.

4. Reguleringsindretning ifølge et af kravene 1-3, hvorved en rumtemperaturføler (12) er anbragt i det rum (14), der skal afkøles, i afhængighed af hvis målesig- 35 nal køleanlæggets køleeffekt kan tilpasses behovet ved hjælp af regulatoren (7). DK 169393 B1 9

5. Reguleringsindretning ifølge et af kravene 1-3, hvorved indstillingen af overhedningstemperatur-reference-værdierne tidligst begynder, når en nedsættelse af køleeffekten begynder. 5

6. Reguleringsindretning ifølge krav 4, hvorved kompressorens (1) effekt kan indstilles i afhængighed af rumtemperaturen til tilpasning af køleanlæggets køleeffekt til behovet.

7. Reguleringsindretning ifølge krav 4, hvorved køleeffekten kan indstilles ved hjælp af en regulering af fordampertrykket.

8. Regulerings indretning ifølge krav 6, hvorved en i kom pressorens sugeledning (6) anbragt, i afhængighed af rumtemperaturen styret ventil (19) kan reguleres til tilpasning af køleanlæggets køleeffekt til fordampertrykkets belastning. 20

9. Reguleringsindretning ifølge krav 4, hvorved fordampernes virksomme flader, under overstyring af den normale ved hjælp af regulatoren (7) bevirkede overhedningsregulering, kan indstilles ved styring af ind- 25 sprøjtningsventilerne.

10. Reguleringsindretning ifølge krav 4, hvorved reguleringen af køleeffekten sker ved åbne/lukke-styring af indsprøjtningsventilerne (4), hvorved tastforholdet 30 svarer til effekten, og overhedningen reguleres ved modulation af åbningsvarigheden.