EP2225503A2 - Verfahren und steuergerät zum steuern eines verdichters - Google Patents

Verfahren und steuergerät zum steuern eines verdichters

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EP2225503A2
EP2225503A2 EP08861736A EP08861736A EP2225503A2 EP 2225503 A2 EP2225503 A2 EP 2225503A2 EP 08861736 A EP08861736 A EP 08861736A EP 08861736 A EP08861736 A EP 08861736A EP 2225503 A2 EP2225503 A2 EP 2225503A2
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EP
European Patent Office
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operating state
compressor
power
temperature
state
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08861736A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan-Grigor Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2225503A2 publication Critical patent/EP2225503A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to the control of a variable power compressor, in particular a compressor for a refrigeration device.
  • the path on which a piston of the compressor can move is given, and the power of the compressor is variable by the speed of the drive and thus the frequency of the piston movement is varied.
  • the piston is generally part of a resonant system and the frequency of the piston movement is determined by the resonant frequency of that system.
  • the compressor power is variable by varying the amplitude of the piston movement or by periodically switching off the drive so that alternate periods of high piston amplitude and those with a stationary piston during an operating period of the compressor with on average less than full power.
  • thermostat control in which a control circuit in response to a temperature measured by a sensor at a temperature to be cooled on a compressor on or off. If the power of the compressor can not be changed in a switch-on phase, then it must be set large enough to keep the mass at a desired temperature even in phases of high thermal stress. In phases of low thermal stress, the power is correspondingly oversized. As a result, an evaporator fed by the compressor and in thermal contact with the mass is cooled to a much lower temperature than the setpoint temperature of the mass in an operating phase of the compressor. The lower the evaporator temperature, the worse the thermal efficiency of the refrigerator; that is, it consumes energy unnecessarily.
  • DE 10 2004 048 802 A1 discloses a compressor which can optionally be operated in a normal mode and in an energy-saving mode with reduced power compared to the normal mode.
  • a decision on the capacity of the compressor is based on the measured temperature in the refrigerator: as long as this is within a predetermined range, the compressor is operated in the reduced power mode; only when leaving this area, the compressor is switched to full power.
  • the compressor always starts with reduced power and only switches to full power when the reduced proves to be insufficient to keep the temperature in the desired range, the temperature is at the upper edge of the allowable range for a long time, especially at times of high thermal load , That Ironically, at times when rapid cooling is desired, for example, during a party continuously newly set drinks quickly cool down, the cooling power required for this is always available with considerable delay.
  • the object of the present invention is to provide a method for controlling a compressor of a refrigerating machine, which enables energy-saving operation and at the same time is able to quickly provide a high cooling capacity if required.
  • the object is achieved by a method for controlling a compressor of a refrigerating machine, which can be switched between at least three operating states of different power, with the steps a. Decide on the need to switch the compressor to a different operating condition than the one with the lowest power, based on the temperature of a mass cooled by the chiller, and b. Selecting the other operating state based on the time duration of an earlier activated operating state.
  • the operating state switched on earlier is the operating state active at the time of step b.
  • said previously turned-on operating state is a lowest-power operating state
  • the number of operating states is at least four, and as said other operating state, the operating state of the second highest power is selected if the time duration is above the first limit value and below a second limit value.
  • the active operating state in which the chiller is located during step a) may also be a state with a power other than the lowest.
  • the other operating state selected in step b) has a higher power than the active operating state, and it is switched to the other operating state when the time exceeds a limit. Ie. if it turns out that the cooling capacity of the active operating state is not sufficient to reach a threshold from which it should be switched to the state of lowest cooling capacity, the cooling capacity is automatically increased.
  • the lowest power is zero, but it can also be positive.
  • Subject of the invention is also a control device for a compressor, which is configured to carry out the method described above.
  • FIG. 1 is a flowchart of a control method for a compressor in a refrigerator according to a first embodiment of the invention
  • the inventive method is applicable to the control of a compressor of a refrigerator, in particular the refrigerator of a household refrigeration device of any known type.
  • the components of such a refrigerator are familiar to those skilled in the art and therefore need not be described here with reference to a separate figure become.
  • a refrigerator with a heat-insulated storage room, which is a thermal mass to be kept cold
  • a refrigerator which combines an evaporator in thermal contact with the storage room, a condenser and a compressor in a refrigerant circuit.
  • a control circuit which can be implemented, for example, as a microcontroller, controls the power of the compressor based on a temperature detected by a temperature sensor at the storage space.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a method carried out by the control circuit for controlling the operation of the compressor. Due to the iterative nature of the method, the initial state can be chosen arbitrarily for its description. In Fig.
  • step S1 is assumed as an initial state that the compressor is in operation and that the temperature of the storage space above a Abschaltschwelltemperatur T ⁇ nf is.
  • step S6 the value of the timer t is compared with a first threshold t1.
  • step S7 the power of the compressor for a subsequent phase of operation is set to a low value P mm .
  • step S8 a second threshold t2 is compared which is lower than t1. If t is greater than t2, the compressor power is set to a mean value P m ⁇ d in step S9. If t is less than or equal to t2, this indicates a high thermal load of the storage space, and in step S10, the power of the compressor is set to its maximum value P max .
  • step S7 After determining the compressor capacity in step S7, S9 or S10, the process returns to the initial state.
  • the different powers P m i n ,, P m ed, P m a x can be realized by operation at different rotational speeds.
  • the power can also be varied by changing the piston amplitude.
  • power control is preferably carried out in the form of intermittent operation: while in the state of maximum power P max the compressor runs continuously at maximum amplitude, alternate at lower powers P min , P med , phases in which the compressor is running at maximum amplitude, and phases in which it is off, with a predetermined duty cycle. As long as an operating state with a smaller than the maximum power stops, the switching on and off of the compressor is not temperature but time-controlled.
  • the initial state of the method illustrated in FIG. 2 is a minimum power operating state of the compressor. This may be an off-state, as in the case of FIG. 1, but the power may be nonzero and chosen to delay, but not prevent, a temperature rise in the storage space.
  • step S6 After exceeding the on threshold temperature T sup in step S5, it is checked in step S6 'whether the duration of the current minimum power state exceeds a threshold t4.
  • step S7 the timer t is set back to zero, and in step S8' a power P md for the compressor is selected which is between its maximum power P max and the minimum power of the previous operating state.
  • step S9 the timer t is incremented, and in step S10', it is checked whether the resulting count value of the timer has exceeded another limit value t3. This is initially not the case, so that the method proceeds to step S11 ', in which it is checked whether the Abschaltschwelltemperatur T ⁇ nf reached or fallen below.
  • step S9 ' the method returns to step S9 ', and steps S9' to S1 1 'are repeated until either t> t3 has been satisfied or the switch-off threshold temperature has been undershot.
  • the power P m ⁇ d it is assumed that the power P m ⁇ d is insufficient to make the storage space more acceptable As a result, the power of the compressor is raised to the maximum value P max in step S12 '.
  • the process returns to step S2, resetting the timer t and resetting the compressor power to the minimum value.
  • Steps S1 to S10 are the same as described with reference to FIG. A difference from the method of FIG.
  • step S1 1 lies in the fact that in each case after setting the compressor power P to the smallest positive value P min or the mean value P md in step S9, the timer t is reset (step S1 1 "), then (step S12 "), the timer t is incremented and is checked on the basis of the count of the timer (S13"), whether the time spent in the operating state with minimum or average power P m , n or P m ⁇ d time is greater than t3 Method to step S10, that is, the power of the compressor is set to the maximum value P max .
  • step S14 again checks for a drop below the switch-off threshold temperature T mf . As long as this is not exceeded, the method returns to step S12 ", once it has been reached, it returns to step S2.

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Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Verdichters einer Kältemaschine, der zwischen wenigstens drei Betriebszuständen unterschiedlicher Leistung (0, e, Pmin, Pmed, Pmax) umschaltbar ist, hat die Schritte a) Entscheiden (S1, S3; S11', S3; S11', S10', S12') über die Notwendigkeit, den Verdichter in einen anderen Betriebszustand (Pmin, Pmed, Pmax) als denjenigen mit der niedrigsten Leistung (0, e) zu schalten, anhand der Temperatur (T) einer von der Kältemaschine gekühlten Masse, b) Auswählen (S6, S8; S6', S10'; S6, S13') des anderen Betriebszustandes (Pmin, Pmed, Pmax) anhand der Zeitdauer (t1, t2;t4, t3) eines früher eingeschalteten Betriebszustandes.

Description

Verfahren und Steuergerät zum Steuern eines Verdichters
Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines Verdichters mit veränderbarer Leistung, insbesondere eines Verdichters für ein Kältegerät.
Bei einem rotatorisch angetriebenen Verdichter ist der Weg, auf dem sich ein Kolben des Verdichters bewegen kann, vorgegeben, und die Leistung des Verdichters ist veränderbar, indem die Drehzahl des Antriebs und damit die Frequenz der Kolbenbewegung variiert wird. Bei Linearverdichtern ist der Kolben im Allgemeinen Teil eines resonanzfähigen Systems, und die Frequenz der Kolbenbewegung ist durch die Resonanzfrequenz dieses Systems festgelegt. Hier ist die Verdichterleistung veränderbar durch Variieren der Amplitude der Kolbenbewegung oder durch periodisches Abschalten des Antriebs, so dass während eines Betriebszeitraums des Verdichters mit im Mittel weniger als voller Leistung Zeitspannen mit hoher Kolbenamplitude und solche mit stillstehendem Kolben einander abwechseln.
Die meisten herkömmlichen Kältegeräte nutzen eine Thermostatregelung, bei der eine Steuerschaltung in Abhängigkeit von einer durch einen Sensor an einer zu kühlenden Masse gemessenen Temperatur einen Verdichter ein- bzw. ausschaltet. Wenn die Leistung des Verdichters in einer Einschaltphase nicht veränderbar ist, dann muss sie groß genug festgelegt sein, um auch in Phasen hoher thermischer Belastung die Masse auf einer gewünschten Temperatur halten zu können. In Phasen niedriger thermischer Belastung ist die Leistung dementsprechend überdimensioniert. Ein von dem Verdichter gespeister, mit der Masse in thermischem Kontakt stehender Verdampfer wird infolgedessen in einer Betriebsphase des Verdichters auf eine deutlich niedrigere Temperatur als die Solltemperatur der Masse abgekühlt. Je niedriger die Verdampfertemperatur ist, umso schlechter ist der thermische Wirkungsgrad der Kältemaschine; das heißt, es wird unnötig Energie verbraucht.
Um einen solchen unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, ist es wünschenswert, einen Verdichter mit einer an die jeweilige thermische Belastung anpassbaren Leistung zu betreiben. DE 10 2004 048 802 A1 offenbart einen Verdichter, der wahlweise in einem Normalmodus und in einem Energiesparmodus bei gegenüber dem Normalmodus reduzierter Leistung betrieben werden kann. Eine Entscheidung über die Leistung des Verdichters wird anhand der im Kühlgerät gemessenen Temperatur gefällt: solange diese innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, wird der Verdichter im leistungsreduzierten Modus betrieben; erst bei Verlassen dieses Bereichs wird der Verdichter auf volle Leistung geschaltet.
In der Praxis bedeutet dies: es müssen zwei Temperaturgrenzwerte überwacht werden, ein niedrigerer für die Entscheidung zwischen Ausschaltzustand und Betrieb mit reduzierter Leistung und ein höherer für für die Entscheidung zwischen Betrieb mit reduzierter Leistung und Betrieb mit voller Leistung. Um die gleiche Sicherheit vor einer Erwärmung über den höheren Grenzwert hinaus wie bei einer einfachen Thermostatregelung ohne veränderbare Verdichterleistung zu erreichen, muss der höhere Grenzwert gleich dem einzigen Grenzwert bei der einfachen Thermostatregelung gewählt werden. Der niedrigere Grenzwert wird folglich häufiger überschritten als der einzige Grenzwert der einfachen Thermostatregelung. Der Verdichter wird daher bei der reduzierten Leistung relativ häufig und jeweils für kurze Zeit betrieben, was wiederum für den mittleren Wirkungsgrad des Verdichters ungünstig ist.
Da der Verdichter stets mit reduzierter Leistung startet und erst dann auf volle Leistung umschaltet, wenn sich die reduzierte als unzureichend erweist, um die Temperatur im gewünschten Bereich zu halten, liegt die Temperatur insbesondere zu Zeiten hoher thermischer Belastung lange Zeit am oberen Rand des zulässigen Bereichs. D.h. ausgerechnet zu Zeiten, wo eine schnelle Abkühlung erwünscht ist, um zum Beispiel während einer Party fortlaufend neu eingestellte Getränke schnell herunterzukühlen, steht die hierfür benötigte Kühlleistung immer erst mit erheblicher Verzögerung zur Verfügung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Steuern eines Verdichters einer Kältemaschine anzugeben, das einen energiesparenden Betrieb ermöglicht und gleichzeitig in der Lage ist, eine hohe Kühlleistung im Bedarfsfall schnell bereitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Steuern eines Verdichters einer Kältemaschine, der zwischen wenigstens drei Betriebszuständen unterschiedlicher Leistung umschaltbar ist, mit den Schritten a. Entscheiden über die Notwendigkeit, den Verdichter in einen anderen Betriebszustand als denjenigen mit der niedrigsten Leistung zu schalten, anhand der Temperatur einer von der Kältemaschine gekühlten Masse, und b. Auswählen des anderen Betriebszustandes anhand der Zeitdauer eines früher eingeschalteten Betriebszustandes.
Einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens zufolge ist der früher eingeschaltete Betriebszustand der zum Zeitpunkt des Schritts b aktive Betriebszustand.
Wenn besagter früher eingeschalteter Betriebszustand ein Betriebszustand niedrigster Leistung ist, wird vorzugsweise als der andere Betriebszustand der Betriebszustand höchster Leistung gewählt, wenn die Zeitdauer einen vorgegebenen ersten Grenzwert unterschreitet. Je kürzer die Zeitspanne im Betriebszustand niedrigster Leistung ist, nach der erneuter Kältebedarf festgestellt wird, umso höher muss die thermische Belastung sein, der die Kältemaschine ausgesetzt ist, und umso höher kann folglich die Leistung der Kältemaschine gewählt werden. Somit steht hohe Kühlleistung dann, wenn sie benötigt wird, schnell zur Verfügung.
Einer Weiterbildung zufolge beträgt die Zahl der Betriebszustände wenigstens vier, und als besagter anderer Betriebszustand wird der Betriebszustand zweithöchster Leistung gewählt, wenn die Zeitdauer über dem ersten Grenzwert und unter einem zweiten Grenzwert liegt.
Der aktive Betriebszustand, in dem sich die Kältemaschine während des Schritts a) befindet, kann auch ein Zustand mit einer anderen als der niedrigsten Leistung sein. In diesem Fall hat zweckmäßigerweise der in Schritt b) ausgewählte andere Betriebszustand eine höhere Leistung als der aktive Betriebszustand, und es wird in den anderen Betriebszustand umgeschaltet, wenn die Zeitdauer einen Grenzwert übersteigt. D. h. wenn sich herausstellt, dass die Kühlleistung des aktiven Betriebszustandes nicht ausreicht, um eine Schwelle zu erreichen, ab der in den Zustand niedrigster Kühlleistung umgeschaltet werden dürfte, wird die Kühlleistung automatisch heraufgesetzt. Im einfachsten Falle ist die niedrigste Leistung Null, sie kann aber auch positiv sein.
Erfindungsgegenstand ist ferner ein Steuergerät für einen Verdichter, das eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für einen Verdichter in einer Kältemaschine gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 ein Flussdiagramm gemäß einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens; und
Fig. 3 ein Flussdiagramm gemäß einer dritten Ausgestaltung des
Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar zur Steuerung eines Verdichters einer Kältemaschine, insbesondere der Kältemaschine eines Haushalts-Kältegeräts beliebiger, an sich bekannter Art. Die Komponenten einer solchen Kältemaschine sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung vertraut und müssen daher hier nicht anhand einer eigenen Figur beschrieben werden.
Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Verfahrens geht aus von einem Kältegerät mit einem wärmeisolierten Lagerraum, der eine kalt zu haltende thermische Masse darstellt, und einer Kältemaschine, die einen Verdampfer in thermischem Kontakt mit dem Lagerraum, einen Verflüssiger und einen Verdichter in einem Kältemittelkreislauf vereint. Eine Steuerschaltung, die zum Beispiel als Mikrocontroller implementiert sein kann, steuert die Leistung des Verdichters anhand einer von einem Temperatursensor an dem Lagerraum erfassten Temperatur. Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines von der Steuerschaltung ausgeführten Verfahrens zum Steuern des Betriebs des Verdichters. Aufgrund der iterativen Natur des Verfahrens kann der Anfangszustand für seine Beschreibung willkürlich gewählt werden. In Fig. 1 wird als Anfangszustand angenommen, dass der Verdichter in Betrieb ist und dass die Temperatur des Lagerraums oberhalb einer Abschaltschwelltemperatur Tιnf liegt. Die Steuerschaltung überprüft regelmäßig in Schritt S1 , ob die Abschaltschwelltemperatur Tιnf erreicht oder unterschritten ist. Wenn ja, schreitet das Verfahren fort zu Schritt S2, in welchem ein Zeitgeber t=0 gesetzt wird, und Schritt S3, in welchem der Verdichter ausgeschaltet wird.
Anschließend werden in regelmäßigen Zeitabständen die Schritte S4 des Inkrementierens des Zeitgebers und S5 des Überprüfens, ob die Temperatur T des Lagerraums eine Einschaltschwelltemperatur Tsup erreicht hat, wiederholt.
Sobald festgestellt wird, dass die Einschaltschwelltemperatur Tsup erreicht oder überschritten ist, geht das Verfahren über zu Schritt S6, in welchem der Wert des Zeitgebers t mit einem ersten Grenzwert t1 verglichen wird.
Wenn t>t1 gilt, verzweigt das Verfahren zu Schritt S7, in welchem die Leistung des Verdichters für eine sich nun anschließende Betriebsphase auf einen niedrigen Wert Pmm festgelegt wird.
Falls t nicht größer ist als t1 , wird in Schritt S8 mit einem zweiten Grenzwert t2 verglichen, der niedriger ist als t1. Wenn t größer ist als t2, wird in Schritt S9 die Verdichterleistung auf einen mittleren Wert PmΘd festgelegt. Falls t kleiner oder gleich t2 ist, so deutet dies auf eine hohe thermische Belastung des Lagerraums hin, und in Schritt S10 wird die Leistung des Verdichters auf ihren Maximalwert Pmax festgelegt.
Nach Festlegung der Verdichterleistung in Schritt S7, S9 oder S10 kehrt das Verfahren zum Anfangszustand zurück.
Falls der Verdichter rotatorisch angetrieben ist, sind die unterschiedlichen Leistungen Pmin,, Pmed, Pmax durch Betrieb bei unterschiedlichen Drehzahlen realisierbar. Bei einem Linearverdichter ist die Leistung auch durch Veränderung der Kolbenamplitude variierbar. Da allerdings bei einem Betrieb mit kleinerer als der maximalen Amplitude ein großes Totvolumen am Verdichter auftritt, das dessen Effizienz beeinträchtigt, erfolgt hier eine Leistungssteuerung vorzugsweise in Form von intermittierendem Betrieb: während im Zustand mit maximaler Leistung Pmax der Verdichter ununterbrochen bei maximaler Amplitude läuft, wechseln sich bei niedrigeren Leistungen Pmιn , Pmed, Phasen, in denen der Verdichter bei maximaler Amplitude läuft, und Phasen, in denen er ausgeschaltet ist, mit einem vorgegebenen Tastverhältnis ab. Solange ein Betriebszustand mit einer kleineren als der maximalen Leistung anhält, erfolgt das Ein- und Ausschalten des Verdichters nicht temperatur- sondern zeitgesteuert.
Ausgangszustand des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens ist ein Betriebszustand minimaler Leistung des Verdichters. Hierbei kann es sich wie im Fall von Fig. 1 um einen Ausschaltzustand handeln, die Leistung kann aber auch von Null verschieden und so gewählt sein, dass sie einen Temperaturanstieg in dem Lagerraum zwar verzögert, aber nicht verhindert.
Die Schritte S1 bis S5 des in Fig. 2 dargestellten Steuerverfahrens sind mit denjenigen der Fig. 1 identisch.
Nachdem im Schritt S5 die Überschreitung der Einschaltschwelltemperatur Tsup festgestellt worden ist, wird in Schritt S6' überprüft, ob die Dauer des gegenwärtigen Zustands minimaler Leistung einen Grenzwert t4 überschreitet.
Wenn ja, dann wird in Schritt S7' der Zeitgeber t zurück auf Null gesetzt, und in Schritt S8' wird eine Leistung PmΘd für den Verdichter gewählt, die zwischen dessen maximaler Leistung Pmax und der minimalen Leistung des vorherigen Betriebszustandes liegt. Anschließend wird in Schritt S9' der Zeitgeber t inkrementiert, und in Schritt S10' wird geprüft, ob der resultierende Zählwert des Zeitgebers einen weiteren Grenzwert t3 überschritten hat. Dies ist zunächst nicht der Fall, so dass das Verfahren weitergeht zum Schritt S11 ', in welchem überprüft wird, ob die Abschaltschwelltemperatur Tιnf erreicht oder unterschritten ist. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Verfahren zum Schritt S9' zurück, und die Schritte S9' bis S1 1 ' werden solange wiederholt, bis entweder t>t3 erfüllt ist oder die Abschaltschwelltemperatur unterschritten ist. In ersterem Fall wird angenommen, dass die Leistung PmΘd nicht ausreicht, um den Lagerraum in vertretbarer Zeit abzukühlen, und infolgedessen wird in Schritt S12' wird die Leistung des Verdichters auf den Maximalwert Pmax hochgesetzt. In letzterem Falle hingegen kehrt das Verfahren zu Schritt S2 zurück, setzt den Zeitgeber t zurück und setzt die Verdichterleistung wieder auf den Minimalwert.
Bei der Ausgestaltung der Fig. 3 wird wiederum davon ausgegangen, dass am Anfangspunkt des Verfahrens die Temperatur T des Lagerraums über der Einschaltschwelltemperatur Tιnf liegt und die Leistung des Verdichter zu dieser Zeit Null ist. Die Schritte S1 bis S10 sind die gleichen wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Ein Unterschied zu dem Verfahren der Fig. 1 liegt darin, dass jeweils nach Setzen der Verdichterleistung P auf den kleinsten positiven Wert Pmιn oder den mittleren Wert PmΘd in Schritt S9 der Zeitgeber t zurückgesetzt wird (Schritt S1 1"), anschließend (Schritt S12") der Zeitgeber t inkrementiert wird und anhand des Zählerstandes des Zeitgebers geprüft wird (S13"), ob die im Betriebszustand mit minimaler oder mittlerer Leistung Pm,n bzw. PmΘd zugebrachte Zeit größer ist als t3. Wenn ja, geht das Verfahren über zu Schritt S10, d. h. heißt, die Leistung des Verdichters wird auf den Maximalwert Pmax hochgesetzt.
Wenn in Schritt S13" festgestellt wird, dass die Zeitdauer t3 noch nicht überschritten ist, oder nach dem Festlegen der Verdichterleistung auf Pmaχ in Schritt S10, wird in Schritt S14" wiederum auf Unterschreitung der Abschaltschwelltemperatur Tmf geprüft. Solange diese nicht unterschritten ist, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S12", sobald sie unterschritten ist, kehrt es zurück zu Schritt S2.
Die oben anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Verfahren laufen vollautomatisch, ohne einen Eingriff seitens eines Benutzers ab. Es kann jedoch zweckmäßig sein, auch dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, die Kühlleistung des Verdichters zu beeinflussen, wenn bekannt ist, dass in Kürze, zum Beispiel aufgrund neu eingelagerten Kühlguts, eine hohe Verdichterleistung benötigt wird oder dass die Wärmelast in der Zukunft relativ gering sein wird, zum Beispiel wenn aufgrund Abwesenheit des Benutzers die Tür des Geräts nicht geöffnet wird. Einer zweckmäßigen Weiterbildung zufolge können daher Bedientasten vorgesehen sein, die einem Benutzer die Möglichkeit eröffnen, die Verdichterleistung abweichend von einer von der Steuerschaltung automatisch getroffenen Festlegung zu bestimmen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Verdichters einer Kältemaschine, der zwischen wenigstens drei Betriebszuständen unterschiedlicher Leistung (O, ε, P mm, Pmed, Pmax) umschaltbar ist, mit den Schritten a) Entscheiden (S1 , S3; S1 1 ', S3; S11 ', S10', S12') über die Notwendigkeit, den Verdichter in einen anderen Betriebszustand (Pmιn, Pmed, Pmax) als denjenigen mit der niedrigsten Leistung (0, ε) zu schalten, anhand der Temperatur (T) einer von der Kältemaschine gekühlten Masse, b) Auswählen (S6, S8; S6', S10'; S6, S13") des anderen Betriebszustandes
(Pmin, Pmed, Pmax) anhand der Zeitdauer (t1 , t2;t4, t3) eines früher eingeschalteten Betriebszustandes.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der früher eingeschaltete Betriebszustand der zum Zeitpunkt des Schritts b) aktive
Betriebszustand ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der früher eingeschaltete Betriebszustand ein Betriebszustand niedrigster Leistung (0, ε) ist, und dass als der andere Betriebszustand der Betriebszustand höchster Leistung
(Pmax) gewählt wird (S10), wenn die Zeitdauer einen vorgegebenen ersten Grenzwert (t2) unterschreitet (S8).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Betriebszustände wenigstens vier ist und dass als der andere Betriebszustand der Betriebszustand zweithöchster Leistung (PmΘd) gewählt wird (S7, S9), wenn die Zeitdauer (t) über dem ersten Grenzwert (t1 ) und unter einem zweiten Grenzwert (t2) liegt (S6, S8).
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive
Betriebszustand ein Zustand mit einer anderen (PmΘd) als der niedrigsten Leistung (0, ε) ist, dass der andere Betriebszustand (Pmaχ) eine höhere Leistung als der aktive Betriebszustand (Pmed) hat, und dass in den anderen
Betriebszustand (Pmaχ) umgeschaltet wird (S12'; S10), wenn die Zeitdauer (t3) einen Grenzwert übersteigt (S10\ S13").
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigste Leistung (0) Null ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigste Leistung (ε) positiv ist.
8. Steuergerät für einen Verdichter, das eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
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