ES2335476T3 - Control inteligente distribuido para refrigeracion comercial. - Google Patents

Abstract

Un sistema de refrigeración comercial para el uso en una tienda de alimentación que comprende: un evaporador (12) construido y dispuesto para la refrigeración de los alimentos; un compresor (14) en comunicación de fluido con el evaporador para aspirar refrigerantes del evaporador; un condensador (20) en comunicación de fluido con el compresor para recibir el refrigerante del compresor, estando construido y dispuesto el condensador para la eliminación de calor del refrigerante; una válvula de expansión (28) en comunicación de fluido con el condensador para la recepción de refrigerante desde el condensador, estando construida y dispuesta la válvula de expansión para el suministro de refrigerante en el evaporador; un controlador (70) para controlar el compresor; una unidad operativa del compresor (48) asociada al compresor, estando construida y dispuesta la unidad operativa para la ejecución de comandos del controlador que afectan el funcionamiento del compresor y la monitorización de al menos un parámetro operativo del compresor y la determinación de si el parámetro operativo se encuentra dentro de las especificaciones; que se caracteriza por una línea (80) de alimentación a baja tensión y de comunicaciones que se extiende desde el controlador (70) a la unidad operativa (46) del compresor y el suministro de energía eléctrica a la unidad operativa; en el que el controlador (70) y la unidad operativa (48) del compresor están fabricados y dispuestos para la comunicación digital por la línea (80) de alimentación a baja tensión y de comunicaciones de tal manera que ninguna línea de alimentación separada para la unidad operativa (48) deba ser cableada durante la instalación del sistema.

Description

Control inteligente distribuido para refrigeración comercial.

Esta invención se refiere en general a la refrigeración comercial y, más en particular, a un sistema de refrigeración comercial que tiene un único cableado de alimentación eléctrica y distribución de características de inteligencia de control.

Grandes avances se han realizado en los últimos 50 años en todos los aspectos de las vitrinas de exposición y refrigeradores en tiendas de alimentos refrigerados y en los diversos sistemas comerciales para los mismos. La comercialización de alimentos al por menor se lleva a cabo en gran medida en grandes supermercados, requiriendo cada uno de ellos una importante capacidad de refrigeración. Por ejemplo, un supermercado de 4.650 metros cuadrados puede tener dispositivos de vitrinas refrigeradas y otros enfriadores y otras salas de preparación que requieren una capacidad de refrigeración agregada superior a 80 toneladas (242.000 kcal/h), que puede estar compuesta por más de 20 toneladas (60.500 kcal/h) de refrigeración a baja temperatura, con temperaturas de evaporación, en el rango de -37ºC a -21ºC y más de 60 toneladas (181.500 kcal/h) de refrigeración a temperatura normal, con temperaturas de evaporación en el rango de -9ºC a 4ºC. Tales sistemas de refrigeración comercial reales tienen una pluralidad de serpentines de enfriamiento de evaporador para las diferentes vitrinas refrigeradas de productos refrigerados que se encuentran situadas en todo el supermercado; y estos evaporadores son enfriados típicamente por varios sistemas de compresores multiplexados a. bajas temperaturas y medias temperaturas También es conocido el uso de tales sistemas en entornos más pequeños, tales como tiendas de conveniencia, o para la conservación de otros productos perecederos no relacionados con el ambiente de la tienda de alimentación (por ejemplo, sangre, plasma, suministros
médicos).

La práctica convencional consiste en disponer los requisitos de refrigeración de un supermercado en dos o más sistemas de refrigeración multiplexados, por ejemplo, uno para la refrigeración a baja temperatura de los alimentos congelados y helados con temperaturas del producto en el rango de -29ºC a -18ºC, y otro para la refrigeración a temperatura normal de alimentos frescos tales como carne, productos lácteos y los productos a temperaturas de producto en la gama de -2ºC a 10ºC. Cada sistema de este tipo consiste en un sistema cerrado que tiene un único condensador/receptor y colectores de aspiración, de descarga y de distribución de líquidos con circuitos paralelos de estos últimos a las vitrinas refrigeradas o a los evaporadores de refrigeración respectivos con los distintos requisitos complejos de válvulas para equilibrar las presiones de aspiración (válvulas EPR) y para acomodar el aislamiento de evaporación selectivo para gases u otros tipos de descongelación. En cualquier caso, los compresores multiplexados de tales sistemas están instalados generalmente en salas traseras de máquinas y típicamente se conectan a los condensadores enfriados por aire en la parte superior del techo, que a su vez están conectados retornando a la sala de máquinas a un receptor y desde allí al colector de distribución de líquido refrigerante y a varias válvulas laterales de alta presión y a salidas de los circuitos de línea de líquidos.

Los compresores multiplexados en un sistema de refrigeración típicamente están montados juntos en un bastidor y entubados en paralelo, teniendo cada uno de ellos un lado de baja presión conectado a un colector de aspiración y un lado de alta presión conectado al colector de descarga. El funcionamiento de los compresores es cíclico, en base a un parámetro medido del sistema, para mantener un nivel deseado de refrigeración. Típicamente, el parámetro medido es la presión de aspiración en el colector de aspiración. Un transductor en el colector de aspiración proporciona una señal a un controlador del compresor que indica la presión de aspiración, y el controlador compara la presión medida con una presión de consigna y el compresor se arranca y se para en consecuencia, teniendo en cuenta otros factores tales como el tiempo de funcionamiento del compresor. También se conoce ajustar la capacidad del sistema de otras maneras, tales como modificando la velocidad de un motor de un compresor individual cuando el diseño del compresor lo permite. El nivel de refrigeración también pueden verse afectado por los ciclos de los ventiladores del condensador y de otras maneras que no están directamente relacionadas con los compresores.

Además del controlador, cada compresor tiene un circuito de protección de alta tensión que puede desconectar el compresor cuando está funcionando fuera de cualquiera de una serie de límites predeterminados de seguridad de funcionamiento. Una línea de alta tensión en un circuito protegido debe ser llevada desde el centro de distribución de energía de la tienda al compresor donde se encuentra situado el circuito de protección. El circuito de protección típicamente energiza una bobina de control del compresor para cerrar un contacto del compresor en serie con la línea de alimentación eléctrica del compresor para que el compresor pueda funcionar cuando es activado por un relé operado por el controlador. Los límites de operación son establecidos típicamente para uno o más de entre: la temperatura del devanado del motor, el nivel (o presión) de aceite, la presión de descarga y la pérdida/inversión de fase. El circuito de protección tiene un contacto de seguridad conectado en serie para cada límite de funcionamiento. Cuando se excede un límite de funcionamiento particular detectado por un sensor correspondiente, el contacto se abre haciendo que el circuito de control se abra, desenergizando la corriente de la bobina del contactor del compresor y desactivando la energización del compresor por el controlador.

Los circuitos de protección existentes solamente saben que se ha sobrepasado el límite de funcionamiento, y no tienen capacidad de proporcionar información respecto al valor real del parámetro. Un circuito de alarma separado del controlador para controlar el circuito es necesario, de manera que se pueda realizar la notificación del problema. Con el fin de saber qué límite de funcionamiento ha sido sobrepasado, todavía se requieren más circuitos indicadores entre cada contacto de seguridad y el controlador. Por lo tanto, es necesaria una cantidad substancial de cableado para conectar el compresor al controlador. Incluso si el circuito de protección está cableado de esta manera para proporcionar la máxima información, hay lagunas importantes en la información que se refiere al funcionamiento del compresor, debido a la ausencia de capacidad de dar una lectura absoluta de los parámetros medidos.

Un circuito de conmutación regresiva paralelo puede ser cableado en paralelo al controlador para que el control electro-mecánico del compresor pueda ser activado en caso de fallo del controlador. El circuito de conmutación regresiva paralelo permite que un conmutador de control de presión de aspiración active el compresor en ausencia de un controlador que funcione. El circuito de conmutación regresiva sólo proporciona un control del sistema basto posterior al fallo del controlador. Con el fin de tener un circuito de este tipo será necesario instalar relés de aislamiento para evitar la posibilidad de interferencias de control del circuito de conmutación regresiva cuando el controlador está funcionando normalmente.

Además del cableado de control que se ha descrito más arriba, el cableado de alimentación eléctrica también es necesario. El compresor está alimentado por una línea de alta tensión, trifásica, de 480 V de CA o 208 V de CA (o por varias otras fuentes trifásicas) y el circuito de control está alimentado por una línea de alta tensión monofásica a 120 V de CA o 208 V de CA. Dos líneas de alta tensión deben estar conectadas a cada compresor, una trifásica para el motor del compresor y una línea monofásica para el circuito de protección. Se requiere que estas líneas estén protegidas, por ejemplo, por su colocación dentro de un conducto. Por lo tanto, se requiere un cierto número de líneas de alimentación protegidas para cada bastidor de compresores, lo que hace que el cableado existente sea complejo y costoso.

La mayor parte de los sensores que se utiliza ahora para monitorizar los parámetros de seguridad y de control de los compresores se encuentran situados fuera del compresor. La monitorización de la presión de aspiración se realiza típicamente en el colector de aspiración, situado considerablemente remoto de los compresores. Los sensores asociados con el módulo de seguridad se encuentran en el compresor. Como consecuencia, todos estos artículos están expuestos a posibles daños durante el transporte y la instalación.

El documento norteamericano número 4.829.779 describe un adaptador de interfaz que opera entre un controlador remoto y un sistema de refrigeración. La unidad de refrigeración tiene un aparato de control local para el funcionamiento del sistema como respuesta a las señales de estado detectadas. Un controlador remoto se puede utilizar para reemplazar al menos una parte del aparato de control local. El adaptador aísla eléctricamente el sistema de refrigeración del control remoto.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de refrigeración comercial para el uso en una tienda de alimentación, que comprende:

un evaporador construido y dispuesto para la refrigeración de los alimentos; un compresor en comunicación de fluido con el evaporador para aspirar refrigerantes lejos del evaporador;

un condensador en comunicación de fluido con el compresor para recibir el refrigerante del compresor, estando construido y dispuesto el condensador para eliminar calor del refrigerante;

una válvula de expansión en comunicación de fluido con el condensador para recibir refrigerante del condensador, estando construida y dispuesta la válvula de expansión para suministrar refrigerante al evaporador;

un controlador para controlar el compresor;

una unidad operativa del compresor asociada al compresor, estando construida y dispuesta la unidad operativa para ejecutar órdenes del controlador que afecten el funcionamiento del compresor y para monitorizar al menos un parámetro operativo del compresor y determinar si el parámetro operativo se encuentra en los límites de la especificación;

que se caracteriza por una línea de alimentación eléctrica de baja tensión y de comunicaciones que se extiende desde el controlador a la unidad operativa del compresor y proporciona suministro de energía eléctrica a la unidad operativa; en el que el controlador y la unidad operativa del compresor están fabricados y dispuestos para la comunicación digital en la línea de alimentación eléctrica de baja tensión y de comunicaciones, de manera que ninguna línea de alimentación eléctrica separada para la unidad operativa debe estar conectada con la instalación del sistema.

Entre los diversos objetos y características de la presente invención se puede hacer notar la provisión de un sistema de refrigeración comercial con funciones de control inteligente distribuido; la provisión de tal control inteligente distribuido para un sistema de refrigeración que pueden funcionar en caso de fallo del controlador principal; la provisión de un control del sistema de refrigeración de este tipo que puede monitorizar continuamente el estado de los parámetros operativos de compresores multiplexados, la provisión de un control del sistema de refrigeración de este tipo que proporciona información substancial respecto a las características de funcionamiento del compresor, la provisión de un control del sistema de refrigeración de este tipo que es fácil de montar y de instalar, la provisión de un control de un sistema de refrigeración de este tipo que opera las funciones de control en baja tensión, y la provisión de un sistema de refrigeración de este tipo que tiene un cableado simplificado.

Además, entre los varios objetos y las características de la presente invención se puede observar la provisión de un módulo de seguridad y control del compresor para un sistema de refrigeración comercial, que puede comunicar información del estado del compresor, la provisión de un módulo de control y seguridad del compresor de este tipo que puede monitorizar los parámetros operativos de su propio compresor, la provisión de un compresor de este tipo que protege a los sensores, la provisión de un compresor de este tipo y del módulo de control y seguridad del compresor que proporciona datos de los parámetros operativos con gran precisión; la provisión de dicho módulo de control y seguridad del compresor que puede funcionar en cooperación con otros módulos de control y seguridad de compresores si un controlador maestro falla, la provisión de un compresor de este tipo y el módulo de control y seguridad del compresor que es fácil de cablear en un sistema de refrigeración.

En general, un sistema de refrigeración comercial para el uso en una tienda de alimentación de la presente invención comprende al menos un dispositivo que incorpora un evaporador construido y dispuesto para la refrigeración de los alimentos en el dispositivo. Un compresor en comunicación de fluido con el evaporador para aspirar refrigerantes del evaporador está en comunicación de fluido con un condensador para recibir el refrigerante del compresor. El condensador está construido y dispuesto para la eliminación de calor del refrigerante. Una válvula de expansión en comunicación de fluido con el condensador para recibir refrigerante del condensador está construida y dispuesta para suministrar refrigerante en el evaporador. Una unidad operativa del compresor asociada con el compresor está construida y dispuesta para monitorizar al menos un parámetro operativo del compresor y determinar si el parámetro operativo se encuentra dentro de la especificación. Una línea de alimentación eléctrica y de comunicaciones se extiende desde un controlador maestro a la unidad operativa del compresor y proporciona energía eléctrica a la unidad operativa. El controlador y la unidad operativa del compresor están fabricados y dispuestos para la comunicación digital a través de la línea de alimentación eléctrica y de comunicaciones, de manera que ninguna línea de alimentación independiente para la unidad operativa tiene que ser cableada durante la instalación del sistema.

Otro aspecto de la presente invención es la combinación de un sistema de refrigeración de la tienda de alimentación y el medio de controlador para controlar la operación del medio de compresor del sistema de refrigeración. El sistema comprende, además, al menos un dispositivo que tiene un medio de evaporación para enfriar el dispositivo. El medio de compresor tiene su lado de aspiración conectado para aspirar vapor de refrigerante del medio de evaporador, y el medio de condensador se conecta al lado de descarga del compresor para recibir el refrigerante a alta presión del medio de compresor. El medio de condensador es operativo para licuar el refrigerante. También se proporciona otro medio fabricado y dispuesto para el suministro de refrigerante al evaporador. El medio de controlador comprende un módulo de control y seguridad del compresor asociado operativamente, en uso, entre el medio de compresor y el medio de controlador. El módulo de control y seguridad del compresor está construido y dispuesto para monitorizar al menos una condición de funcionamiento del medio de compresor y determinar si está dentro de un parámetro operativo prescrito. La línea de alimentación eléctrica y de comunicaciones se extiende desde el medio de controlador al módulo de control y seguridad del compresor y de esta manera proporciona energía eléctrica. El medio de control y el módulo de control y seguridad del compresor están fabricados y dispuestos para la comunicación digital a través de dicha línea de alimentación eléctrica y de comunicaciones y por lo tanto ninguna línea de alimentación eléctrica independiente para el compresor o para el módulo de control y seguridad del compresor separada se debe utilizar con la instalación del sistema.

Estos y todavía otros objetos y características de la presente invención serán más evidentes y, en parte, se señalan en la presente memoria descriptiva y a continuación.

Breve descripción de los dibujos

la figura 1 es una representación esquemática de un sistema de refrigeración de la presente invención en una tienda de alimentación;

la figura 2 es una representación esquemática de un módulo de control y seguridad del compresor compatible con el bus de la presente invención;

la figura 3 es una representación esquemática de un compresor de la presente invención;

la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del módulo de control y seguridad en un modo de funcionamiento estándar, y

la figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del módulo de control y seguridad en un modo de fallo del controlador maestro.

la figura 6 es una representación esquemática de aspectos de un dispositivo de relé de estado sólido para uso en relación con la presente invención.

Los caracteres de referencia correspondientes indican las partes correspondientes en las distintas vistas de los dibujos.

Descripción detallada de la realización preferida

Haciendo referencia a continuación a la figura 1, se muestra un sistema de refrigeración comercial para uso en una tienda de alimentación que comprende uno o más dispositivos que se muestran como vitrinas de exposición de alimentos 10A, 10B en el área de ventas de una tienda de alimentación. Cada una de las vitrinas de exposición 10A, 10B incorpora al menos un serpentín de evaporador 12A, 12B (o una unidad de intercambiador de calor similar) que se dispone para el enfriamiento de la vitrina de exposición. Tres compresores multiplexados (designados como 14A, 14B, 14C, respectivamente) están conectados por medio de un colector de aspiración 16 y una tubería de retorno del lado de baja presión 18 en una comunicación de fluido con el lado de baja presión de los evaporadores 12A, 12B para aspirar refrigerante de los evaporadores. Un condensador (generalmente indicado como 20) que incluye un ventilador 22 y el intercambiador de calor 24 se encuentra en comunicación de fluido en el lado de alta presión de descarga de los compresores 14A, 14B, 14C para la eliminación de calor y la condensación del refrigerante presurizado por los compresores. Aunque se muestra un condensador refrigerado por aire 20, se pueden utilizar otros tipos de condensadores, tales como los refrigerados por líquido de una fuente de suministro de agua, sin separarse del alcance de la presente invención. Además, se debe entender que el único ventilador ilustrado 22 representa uno o más ventiladores que típicamente se utilizan en un condensador para aplicaciones de refrigeración comercial.

El refrigerante del condensador 20 es almacenado convencionalmente en un receptor 26 en comunicación con las válvulas de expansión 28A, 28B por medio de una línea de suministro de líquido del lado de alta presión 30. Las válvulas de expansión 28A, 28B miden refrigerante al interior de los evaporadores respectivos 12A, 12B e inducen una caída de presión para absorber el calor, para completar el circuito de refrigeración. Los compresores 14A, 14B, 14C, y normalmente también el colector de aspiración 16 y el receptor 26 están montados en un bastidor (no mostrado) de compresores (es decir, la unidad de condensación) antes de su envío a la localización en la tienda donde se instalará el sistema de refrigeración.

Las vitrinas de exposición de alimentos 10A, 10B que se ilustran con los evaporadores 12A, 12B se colocarían en el área de ventas de una tienda de alimentación. Sin embargo, se entiende que otros tipos de dispositivos de refrigeración podrían ser dispuestos en otras partes de la tienda (por ejemplo, un área de servicio o un enfriador de cuarto trasero). La línea de líquido 30 y la línea de retorno de aspiración 18 se han cortado para indicar una conexión a otros evaporadores (no mostrados) en el sistema. Los evaporadores pueden estar conectados en el mismo circuito de tuberías entre el receptor 26 y el colector de aspiración 16, o en un circuito diferente o "rama" (no mostrada) conectada al receptor. Además, el número de compresores 14 en el sistema de refrigeración puede ser mayor o menor que tres (incluyendo solamente un único compresor) sin separarse del alcance de la presente invención. El sistema de refrigeración debe incluir un compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador. Otros componentes son incluidos preferiblemente, pero no son esenciales, y el montaje o ubicación precisos de los componentes del sistema puede ser distinto al descrito sin separarse del alcance de la presente invención. Además, la presente invención tiene aplicaciones fuera del ámbito de una tienda de alimentación para refrigerar otros productos perecederos no alimentarios, tales como sangre, plasma y suministros médicos.

Como se muestra en la figura 3, cada uno de los compresores 14A, 14B, 14C comprende un motor eléctrico 32 que acciona un eje 34 conectado a una unidad de presurización 36. Para los efectos de descripción en la presente memoria descriptiva, se hará referencia al compresor 14A, teniendo preferiblemente los otros compresores 14B, 14C, la misma construcción. La unidad de presurización puede tomar cualquier forma adecuada. Típicamente, los pistones de movimiento alternativo accionados por un motor constituyen el dispositivo de presurización, pero cada vez más se están empleando dispositivos rotativos más silenciosos que se encuentran en los compresores en espiral y en los compresores de tornillo para comprimir el refrigerante vaporizado. Un compresor en espiral se ilustra en la figura 3. El compresor 14A tiene una entrada de aspiración 38 en el lado de baja presión que recibe el refrigerante vaporizado procedente de los evaporadores 12A, 12B y una salida de descarga 40 en el lado de alta presión en el cual el refrigerante caliente a presión se descarga del compresor. El motor 32 y la unidad de presurización 36 son sellados preferiblemente semi herméticamente ó herméticamente dentro de una carcasa exterior o envuelta 42. Cada uno de los motores 32 de los compresores (Fig. 1) está conectado a una línea eléctrica alta tensión respectiva 44A, 44B, 44C (por ejemplo, trifásica de 480 V de CA o 208 V de CA) que se extiende desde un centro de distribución de energía 46 en la tienda de alimentación. Estas líneas están protegidas, tal como por su disposición dentro de un conducto, como es requerido por los códigos eléctricos.

Cada uno de los compresores 14A, 14B, 14C tiene un módulo de control y seguridad 48 compatible con el bus (en general, "unidad operativa del compresor") para la monitorización de al menos una, pero preferiblemente varias condiciones de funcionamiento o varios parámetros del compresor. Los "parámetros operativos" en la realización preferida incluyen (1) parámetros de control que proporcionan información utilizada para controlar la activación del compresor 14, y (2) parámetros de seguridad que proporcionan información respecto a si el compresor está operando dentro de su ambiente operativo o de una manera que podría dañar el compresor. Se prevé que cualquier número de parámetros pueden ser monitorizados, incluidos solamente los parámetros de seguridad o, menos probable, solamente los parámetros de control. Los parámetros de control pueden incluir la temperatura de aspiración, presión de aspiración y presión de descarga. Los parámetros de seguridad suelen incluir al menos la presión de descarga, el nivel (o presión) de aceite, pérdida o inversión de fase y la temperatura del devanado del motor. Sin embargo, los parámetros de seguridad incluyen también preferiblemente la temperatura de descarga. Como es evidente, algunos de los parámetros de control se clasifican también como parámetros de seguridad.

El módulo de control y seguridad del compresor compatible con bus 48 (en lo sucesivo, "BCCSCM") está construido y dispuesto para detectar los diferentes parámetros operativos y las operaciones de control del compresor. En la realización preferida, el BCCSCM comprende un procesador 49 y varios sensores en comunicación electrónica con el procesador. En la realización ilustrada (Fig. 3), el compresor 14A se construye con sensores analógicos de lectura continua individual, incluyendo un sensor 50 de presión de descarga, un sensor 52 de temperatura de descarga, un sensor 54 de presión de aspiración, un sensor 56 de temperatura de aspiración y un sensor 58 de temperatura del devanado del motor (Fig. 3). Los sensores de temperatura 52, 56, 58 son sensores tipo RTD de resistencia variable. Un sensor 60 de nivel de aceite es del tipo que cambia el estado de un circuito cuando el nivel de aceite disminuye por debajo de un mínimo predeterminado, y no proporciona una lectura continua del nivel de aceite. Un dispositivo 62 de monitorización de fase de potencia incorporado en el BCCSCM puede detectar tanto la pérdida de fase como la inversión de fase en la línea trifásica de alimentación eléctrica 44A que llega al compresor 14A. Se debe entender que otros sensores se pueden utilizar sin separarse del alcance de la presente invención.

Los sensores 50-62 se instalan preferiblemente en el lugar de montaje del compresor y se encuentran dispuestos sellados herméticamente (o semi-hermético) en el interior del casco 42 del compresor (Fig. 3). Esta construcción es preferida porque los sensores están protegidos en el casco y, en particular, en el caso del sensor 54 de presión de aspiración, se encuentra cerca de la unidad de presurización 36 consiguiendo lecturas más precisas de la función del compresor. Sin embargo, se debe entender que los sensores 50-62 podrían estar situados en otras posiciones distintas que en el casco 42 sin separarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, se prevé que los sensores podrían ser recibidos de manera reemplazable en aberturas en el casco 59 (que se ilustra esquemáticamente en líneas discontinuas en la figura 3) accesibles desde el exterior, o exteriores al casco del compresor como en el caso de un compresor semi hermético de movimiento alternativo, o cualquier otro dispositivo de compresión accionado por
motor.

El procesador 49 del BCCSCM 48 en la realización preferida es un sistema de doble procesador, incluyendo un microcontrolador principal y un procesador esclavo de comunicaciones. Los esclavos de microcontrolador y de comunicaciones no se representan por separado en la figura 2, pero se representan colectivamente como el procesador 49. El microcontrolador principal tiene preferiblemente una RAM interna de 256 bytes, 8 kilobytes de memoria de programa flash, y 16 pines de entrada/salida para la interfaz de control. El esclavo de comunicaciones es preferiblemente un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) para el bus de red de campo que se describe a continuación (AS-Interface ®). El esclavo de comunicaciones traduce el protocolo de la red de campo en una señal comprendida por el microcontrolador principal, y viceversa. Por ejemplo, si el bus de red de campo proporciona cuatro bits de datos por mensaje, el esclavo de comunicaciones puede estar configurado para ampliar las capacidades de datos del bus de red de campo al interactuar con un dispositivo de memoria intermedia entre el esclavo de comunicaciones y el microcontrolador principal. Preferiblemente, este dispositivo intermedio comprende una memoria RAM adicional. En una realización de este tipo, el esclavo de comunicaciones y la interfaz de microcontrolador principal con la memoria RAM para ampliar las capacidades de datos del bus de red de campo mediante el uso secuencial de ciclos de lectura o escritura del bus de red de campo para construir tamaños más grandes de datos. En otras palabras, en lugar de limitar el tamaño de los datos a cuatro bits, los tamaños más grandes de datos se construyen agrupando múltiples transmisiones de cuatro bits de datos. El esclavo de comunicaciones escribe de forma secuencial los datos en (o lee los datos de) la memoria RAM adicional. El microcontrolador principal lee los datos desde, o escribe los datos en la memoria RAM adicional. Así, por ejemplo, un parámetro de dieciséis bits de datos puede ser construido sobre el curso de cuatro ciclos de datos sucesivos.

Estructuras alternativas también pueden ser empleadas en lo que a esto se refiere. Por ejemplo, el microprocesador separado, la RAM y los dispositivos de memoria de programa podría sustituir el microcontrolador, y el dispositivo de memoria RAM adicional podría ser eliminado. Del mismo modo, un protocolo de bus de datos de campo que tiene tamaños de datos inherentes más grandes podría ser acomodado sin separarse del alcance de la presente invención, lo cual puede eliminar potencialmente la necesidad de un esclavo de comunicaciones para traducir el protocolo.

El microcontrolador está adaptada para recibir una señal del sensor indicativa del valor del parámetro operativo medido en el momento en el que se toma la lectura. El microcontrolador también almacena los valores límite de seguridad de los parámetros de seguridad medidos. El microcontrolador puede generar una señal digital de información indicativa de la situación de los valores de los parámetros operativos. Cuando se sobrepasa un límite de seguridad, el microcontrolador puede generar una señal digital de información de estado incluyendo información específica respecto a cual de los parámetros de seguridad está fuera de especificación. Estas señales son traducidas por el esclavo de comunicaciones para su envío por el bus de red de campo.

El BCCSCM 48 de cada compresor incluye además un dispositivo de conmutación 64, que preferiblemente es un relé de estado sólido de dos polos tal como un panel de la serie SSRD montado en un relé de estado sólido de CA para trabajos pesados.

El relé funciona, cuando recibe una orden del procesador 49, para bloquear dos de las tres fases de la alimentación eléctrica al motor 32 del compresor, con lo cual para el motor. Se debe entender que otros dispositivos conmutadores se pueden utilizar sin separarse del alcance de la presente invención. El procesador 49 está programado para hacer que los relés paren el compresor (14A) cuando se sobrepasa un valor límite de seguridad de uno de los parámetros de seguridad.

En otra realización, el SSRD está construido para incluir una capacidad de protección de sobrecorriente. Un sensor de corriente (no mostrado) asociado con el dispositivo de conmutación 64 monitoriza la corriente por medio del SSRD. Si la corriente detectada excede un valor de umbral (por ejemplo, 350 A de 1,5 ciclos de línea), el SSRD se desconecta (se convierten en no conductor) para proteger el motor 32 del compresor. Una condición de sobrecorriente de este tipo se puede producir, por ejemplo, si el rotor del motor 32 del compresor se bloquea. De esta manera, un sensor de corriente asociada al SSRD sirve como un detector de rotor bloqueado. La información detectada real puede ser utilizada también para detectar otras anomalías del compresor. Además, un sensor de corriente que es un equipo autónomo del dispositivo de control del compresor, proporciona ventajas adicionales. Por ejemplo, la información real está disponible en el bus del sistema de control a través del BCCSCM 48 para su uso en aplicaciones de seguridad y control, y el valor de la información real no se limita a la gestión de la energía/funciones de monitorización.

El sensor de corriente puede estar construido internamente en el SSRD, o puede ser un sensor externo al SSRD. Por ejemplo, un toroide de detección de corriente podría ser utilizado externo al SSRD para detectar la corriente. Alternativamente, un resistor detector de corriente de alta potencia se puede incluir dentro del SSRD para detectar la corriente.

La figura 6 es una representación esquemática de otro aspecto de un SSRD preferido. Un sistema de compresores de refrigeración comercial típico utiliza energía eléctrica trifásica. De esta manera, mediante el control del SSRD, la aplicación de las fases A, B y C de un sistema trifásico de energía de este tipo también está controlada.

Como se ilustra en la figura 6, el SSRD preferiblemente incluye tres opto-aisladores 102, 104, 106 que se construyen como un componente integrante del conjunto general del SSRD. El opto-aislador 102 está asociado a la fase A. El opto-aislador 104 está asociado a la fase B. El opto-aislador 106 está asociado a la fase C. Los opto-aisladores detectan el paso por cero de las fases respectivas con las que están asociados. De esta manera, cuando la fase A pasa por cero, el opto-aislador 102 produce una salida, a través de su colector, en la línea 108. De la misma manera, cuando la fase B pasa por cero, el opto-aislador 104 produce una salida en la línea 110. De la misma manera, cuando la fase C pasa por cero, el opto-aislador 106 produce una salida en la línea 112. Como un experto en la técnica podrá apreciar ahora de lo que antecede, tal información del paso por cero equivale a la información de referencia de fase, que puede ser comparada para determinar la relación entre las fases de potencia.

Como los expertos en la técnica también podrán apreciar, si se aplica potencia al motor 32 del compresor cuando existe una relación de fase incorrecta, el motor del compresor puede ser dañado o destruido. Por ejemplo, si un compresor en espiral (no mostrado) es accionado hacia atrás como consecuencia de una relación de fase incorrecta, incluso durante un instante, el compresor se podría ver seriamente dañado o destruido. Ventajosamente, la capacidad de detección del paso por cero de la presente invención es parte integrante del SSRD y está disponible cuando el SSRD está en circuito abierto, cuando es no conductor y no se aplica potencia al motor 32 del compresor. Por lo tanto, el BCCSCM 48 puede monitorizar las fases de una relación de polaridad adecuada antes de aplicar potencia al motor 32 del compresor. Dicho de otra manera, el BCCSCM 48 puede determinar la presencia de una relación de fase indebida mediante la comparación de la información de fase a un nivel de aceptabilidad y evitar posibles daños al motor 32 del compresor que se producirían si se aplicase potencia eléctrica al motor. Como contraste, los esquemas de detección de polaridad de la fase de la técnica anterior se basan en dispositivos externos al SSRD. Más importante aún, tales esquemas de la técnica anterior no detectan una relación de fase inadecuada antes de aplicar la potencia. Por el contrario, estos sistemas comprueban la relación de fase sólo después de la aplicación de la potencia. En tales sistemas, si se detecta una relación de fase incorrecta, se corta la alimentación de potencia. Como los expertos en la técnica pueden apreciar, el motor 32 del compresor pueden ser dañado o destruido antes de que se corte la alimentación, incluso si se corta con relativa rapidez. De esta manera, el SSRD, como se muestra en la figura 6, proporciona una mejora importante respecto a la técnica anterior, ya que proporciona la detección de fase previa a la aplicación de la potencia eléctrica.

Un controlador maestro 70 para el control de todos los compresores 14A, 14B, 14C del sistema de refrigeración está en comunicación electrónica con todas los BCCSCM 48 del sistema de refrigeración por medio de la línea 80. El controlador incluye una CPU 72 que coordina la transferencia de datos entre los componentes del sistema. La CPU 72 también procesa los datos adquiridos de los BCCSCM 48 y determina las órdenes de control que se enviarán a los BCCSCM. En la realización preferida, la CPU 72 incluye un procesador RISC de 16 bits, tiene 64 kilobytes de memoria de sólo lectura (ROM) y 16 kilobytes de memoria de acceso aleatorio (RAM). Un reloj de tiempo real es necesario para que la CPU 72 ejecute las funciones de control basadas en tiempo. Además, la CPU 72 preferiblemente tiene al menos dos interfaces en serie para permitir la conexión a una interfaz local de usuario (en la presente memoria descriptiva y a continuación denominada "HMI"), así como una interfaz remota. La CPU 72 tiene entradas y salidas tanto digitales como analógicas, y es alimentada por una fuente de 24 V de CC 74 transformada y rectificada de una línea de alimentación de 120V de CA 69.

El controlador 70 incluye además un módulo de comunicaciones 76 (MÓDULO DE COM.) para permitir que la CPU 72 trabaje con un sistema de bus de red de campo. El sistema de bus de red de campo está diseñado para conectar sensores, actuadores y otros equipos de control a nivel de campo. Un ejemplo de un sistema de bus de red de campo adecuado es el sistema de red AS-Interface ® (o AS-i). El módulo de comunicaciones 76 es alimentado por la misma línea 74 de 24 V utilizada por la CPU 72. Sin embargo, el bus de red de campo opera en una línea de alimentación 78 separada de 24-30 V de CC (FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE RED) conectado a una línea de alimentación 69 de 120 V de CA. El bus de red de campo incluye además un bus de dos cables no protegidos 80 que conecta el módulo de comunicaciones 76 (y por lo tanto la CPU 72) a todos los BCCSCM. Un cable es un cable de tierra y el otro es una línea de comunicaciones y de alimentación que lleva toda la comunicación y la energía a los BCCSCM 48. La energía para los BCCSCM es alimentada por la red de alimentación eléctrica 78 a través de la línea 79, que tiene una característica de desacoplamiento de comunicaciones que permite que la comunicación y la energía sean suministradas por la misma línea. Cada BCCSCM 48 está conectado al bus 80 en los nodos 82 por un acoplamiento respectivo (no mostrado) que penetra en el aislamiento del cable de bus y hace contacto con los cables. Cada BCCSCM 48 está conectado al acoplamiento para conectar el módulo de control y seguridad a la red.

El controlador maestro 70 también controla el ciclo de los ventiladores 22 del condensador. Por ejemplo, el controlador maestro 70 puede monitorizar la presión de descarga y la temperatura del líquido refrigerante para determinar cuándo deben entrar en ciclo los ventiladores 22 del condensador. De manera similar, el controlador maestro 70 puede controlar la presión de descarga y la temperatura ambiente al aire libre para determinar si se divide el condensador. En la realización ilustrada, el controlador maestro 70 transmite estas órdenes de ciclos desde la CPU 72 a un controlador separado 84 del condensador situado cerca de los ventiladores 22. El controlador 84 del condensador ejecuta los comandos para parar o energizar los ventiladores 22 del condensador. Debido a que el condensador se encuentra normalmente alejado del bastidor del compresor, en muchas configuraciones será indeseable o impráctico disponer el controlador 84 del condensador en el mismo bus de red de campo (por ejemplo, bus AS-i) en la CPU 72. La Figura 1 ilustra una situación de este tipo, en la que el controlador del condensador preferiblemente tiene su propio bus de red de campo (por ejemplo, otro bus AS-i) para el control de un Módulo de Control de Ventilador Compatible con Bus (BCFCM) (no mostrado) que controla los ventiladores 22 del condensador. En otras palabras, el controlador 84 del condensador puede tener su propio bus de red de campo para el control de los ventiladores del condensador, al igual que la red de los compresores 14A, 14B, 14C con el controlador maestro 70.

Por ejemplo, la CPU 72 puede comunicar con el controlador 84 del condensador en una red de distancia relativamente más larga. De esta manera, el controlador 84 del condensador actúa como una puerta de entrada para ampliar el rango del controlador maestro 70 en una situación en la que la red de bus de campo primaria asociada al bastidor del compresor (por ejemplo, el bus AS-i) podría no ser utilizada prácticamente. De esta manera, el controlador maestro 70 proporciona funciones operativas y de control al controlador 84 del condensador. El controlador 84 del condensador, por medio de su propio bus de red de campo, proporciona la información de control al BCFCM que acciona los ventiladores 22. De manera similar, los datos disponibles en el condensador (por ejemplo, la temperatura del aire ambiente asociada al condensador y la información respecto a cual(es) ventilador(s) está(n) conectado(s)) puede ser transmitida al controlador maestro 70. En una realización preferida, un sensor de temperatura del aire (no mostrado) proporciona datos de temperatura ambiente del aire directamente al controlador 84 del condensador (es decir, independientemente de cualquier red de bus de campo), que transmite estos datos al controlador maestro 70.

Ventajosamente, si el controlador maestro 70 interrumpe la comunicación con el controlador 84 del condensador, el controlador del condensador está programado preferiblemente para determinar de forma independiente y proporcionar al menos parte de la información de control necesaria para accionar los ventiladores 22 por medio del BCFCM.

Otras disposiciones de control de los condensadores pueden utilizarse sin separarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, el controlador 84 del condensador podría ser eliminado y sus funciones programadas en el controlador maestro.

Haciendo referencia a continuación a la figura 4, en operación estándar, los sensores 50-62 de cada BCCSCM 48 (por ejemplo el BCCSCM asociado con el compresor 14A) proporciona información sobre los parámetros operativos controlados por los sensores y estos se leen en una primera operación del procesador BCCSCM 49. La información proporcionada por los sensores 50-62 podría limitarse a si se ha sobrepasado, o no, un valor de límite de seguridad preestablecido. Sin embargo, preferiblemente al menos algunos de los sensores pueden proporcionar señales al procesador 49 de cada BCCSCM 48 indicativas del valor real de los parámetros operativos en el momento de la toma de muestra. En una realización preferida, los sensores de presión de descarga (50) y temperatura (52), presión de aspiración (54) y temperatura (56) proporciona una señal digital al procesador 49 indicativa del valor real del parámetro medido. De esta manera, el sensor/transductor convierte los datos analógicos a un formato digital antes de proporcionar la información al procesador 49. En una realización preferida, al menos los sensores de presión 50-56 son sensores de función dual de presión/temperatura que tienen un convertidor direccionable de 14 bits analógico a digital. El convertidor se encuentra situado dentro del alojamiento del sensor y convierte la señal analógica del dispositivo de detección (por ejemplo, detector de esfuerzos o termistor) a un valor digital representativo de los parámetros medidos. El sensor (58) de temperatura del devanado del motor proporciona una señal analógica al procesador 49 indicativa del valor real del parámetro medido.

El sensor 60 de nivel de aceite proporciona una señal de circuito abierto o de circuito cerrado al microcontrolador indicativa solamente de si se ha sobrepasado el valor límite de seguridad de nivel de aceite. Como se ha explicado con respecto a la figura 6, la pérdida de fase o inversión de fase es preferiblemente monitorizada/detectada monitorizando el paso por cero de cada fase con una pluralidad de dispositivos opto-aisladores. Una alternativa, el dispositivo de monitorización 62 de fase de potencia independiente, también puede ser utilizada. Este dispositivo de monitorización 62 de fase de potencia independiente podría, por ejemplo, proporcionar una señal de circuito abierto o de circuito cerrado al microcontrolador para indicar si se ha producido una pérdida de fase o una inversión de fase.

El procesador 49 de cada uno de los BCCSCM 48 comprueba las entradas de cada sensor para determinar si se ha sobrepasado un valor límite de seguridad de cualquiera de las características medidas del compresor. Si no se ha excedido ningún valor límite de seguridad, el procesador 49 carga los datos del sensor para la transmisión al controlador maestro 70 cuando se consulta el procesador. El controlador maestro 70 es el controlador maestro de la red en operación estándar del sistema. En la realización ilustrada, el microcontrolador del procesador 49 acumula la información en su esclavo de comunicaciones a la espera de transmitirla al controlador maestro 70. El procesador 49 espera entonces un mensaje del maestro 70 que contenga los comandos y una consulta de los datos del sensor. Tan pronto como se recibe el mensaje, el procesador 49 responde en la línea de alimentación y comunicación de los dos bus de cables 80 al controlador 70 con la información almacenada de los sensores 50-62.

Los datos de todos los procesadores 49 circulan en una corriente en la línea de alimentación y comunicaciones del bus 80 al módulo de comunicaciones 76 y de allí a la CPU 72 del controlador maestro 70 del bastidor. El protocolo de comunicaciones permite a la CPU 72 asociar la información de parámetros operativos recibida con los compresores particulares, y discriminar entre los diferentes parámetros operativos a cada compresor. Más específicamente, a cada BCCSCM 48 se le asigna una dirección particular que permite que el controlador 70 se comunique individualmente con cada uno de los BCCSCM sobre la misma línea, y también permite que los procesadores 49 de los BCCSCM identifiquen a ellos mismos al controlador maestro.

Los datos se encuentran ahora disponibles a través de la interfaz con el bastidor del controlador maestro 70, ya sea de forma remota o por una interfaz de usuario local, para ver los datos de los compresores individuales. El procesador 49 también busca en la porción de comandos del mensaje del controlador maestro un comando para arrancar y parar el compresor (14A, 14B y 14C). Si un comando está presente, el procesador 49 lo ejecuta operando el relé de estado sólido (dispositivo de conmutación 64) para arrancar o parar el compresor. Sin embargo, si el comando es para arrancar el compresor, el procesador 49 no lo ejecutará si el procesador ha determinado que el valor límite de seguridad de uno de los parámetros de seguridad se ha sobrepasado. Se prevé que otros comandos de control de capacidad podrían ser recibidos y ejecutados por el procesador, como cuando el compresor es del tipo de capacidad variable. A continuación, el software del procesador 49 retorna a la etapa inicial de lectura de las entradas del sensor.

Sin embargo, cuando una o más de las entradas de los sensores 50-62 al procesador 49 sobrepasa un valor límite de seguridad, el procesador carga un mensaje de excepción de seguridad al bastidor del controlador maestro 70 y de inmediato para el compresor (por ejemplo, el compresor 14B). El mensaje de excepción de seguridad se carga en el esclavo de comunicaciones del procesador 49 en la parte superior de la pila de información que se envía al controlador maestro. Cuando el procesador 49 recibe un mensaje desde el controlador maestro 70, lo responde incluyendo el mensaje de excepción de seguridad para el controlador. El controlador 70 sabrá no solamente que se ha sobrepasado uno de los valores límite de seguridad de un compresor en particular, sino que se sobrepasó el parámetro o parámetros de seguridad y en la mayoría de los casos, los valores reales de dichos parámetros. Una alarma puede ser activada por el controlador para alertar a las personas adecuadas de que existe un problema. La información puede ser accedida por un técnico a través de un HMI adecuado en el sistema (que se encuentra situado, por ejemplo, en el controlador 70), o de forma remota, tal como a través de una conexión de Internet. De esta manera, el técnico puede saber de inmediato la naturaleza del problema para solucionar el problema más eficientemente. La información sobre los parámetros operativos de los compresores que funcionan correctamente (por ejemplo, 14A, 14C) también se puede acceder de esta manera.

El controlador maestro 70 también recibe entonces información sobre los parámetros de control de los compresores 14A, 14B, 14C. Un parámetro de control principal es la presión de aspiración. El controlador 70 está programado para que manipule (por ejemplo, tal como promediando) las lecturas de la presión de aspiración del BCCSCM 48 para determinar el nivel de refrigeración producido por los compresores multiplexados 14A, 14B, 14C. El controlador 70 utiliza esta información para elaborar estrategias de los ciclos de los compresores en el sistema para alcanzar el nivel deseado de capacidad de refrigeración. Otros parámetros de control tales como la temperatura de aspiración, la temperatura de descarga y la presión de descarga también son utilizados por el controlador para controlar el sistema. Por ejemplo, las lecturas de la temperatura de aspiración se pueden utilizar para ajustar las válvulas de expansión electrónicas (no mostradas). El controlador está configurado para ignorar en sus cálculos de la presión de aspiración colectiva cualquier compresor que está desconectado o que tiene una lectura de presión de aspiración anómala.

Si el controlador maestro 70 (y en particular la CPU 72) fallan, los BCCSCM 48 pueden realizar las funciones de controlador para los compresores 14A, 14B, 14C. Un diagrama de flujo de la operación de los procesadores 49 en el modo de fallo del maestro se muestra en la figura 5. Como se ha señalado con referencia a la figura 4, el procesador 49 de cada BCCSCM 48 espera un periodo de tiempo predeterminado a recibir un mensaje desde el controlador maestro 70. Si el período expira sin ningún mensaje, el procesador 49 pasa por defecto a un modo de operación de fallo de maestro. Los procesadores de los otros compresores también optarán a esta modalidad. Los BCCSCM 48 se comunican unos con otros por la línea de alimentación y de comunicaciones del bus 80, además de comunicarse con el controlador 70. En el modo de fallo, cada procesador 49 determina si debe asumir el control principal. Un procesador BCCSCM 49 habrá sido programado previamente con una cierta identificación o dirección, por ejemplo, ID = 1. Típicamente, este sería el BCCSCM 48 del primer compresor 14A en el sistema. Cualquier BCCSCM que no tenga esta identificación seguirá funcionando respondiendo solamente a las órdenes recibidas por el bus de red de campo (es decir, se reanuda el operación estándar como esclavo). También está previsto que los procesadores esclavos 49 (es decir, los procesadores relacionados con los compresores 14B, 14C) iniciarán un segundo temporizador una vez entren en el modo de fallo para buscar un mensaje del procesador del BCCSCM 48 designado para el control del sistema primario en el modo de fallo (es decir, el procesador asociado al compresor 14A). Si los otros procesadores no reciben ese mensaje, un segundo BCCSCM 48 sería preseleccionado (por ejemplo, el BCCSCM con ID = 2 asociado al compresor 14B) para controlar la operación del sistema en el modo de fallo. De esta manera, el sistema es altamente granular, permitiendo fallos múltiples mientras mantiene la operación.

Para fines de divulgación, el procesador 49 del BCCSCM 48 del compresor 14A es identificado como el control primario o maestro, en caso de fallo del regulador principal 70, y ejecutará una función de control maestro que incluye al menos los ciclos básicos del compresor. En lo que a esto se refiere, el procesador principal de control 49 puede determinar la presión de aspiración colectiva de los compresores operativos 14A, 14B, 14C y la provisión de los comandos de control para el mismo y para los otros procesadores esclavos arrancar y parar los compresores para mantener los requisitos de capacidad de refrigeración el sistema. Después de realizar esta función, el procesador "principal" 49 reanuda la presencia de esclavos en la red que le permite volver a buscar un mensaje del controlador maestro 70 durante un período de tiempo antes de volver de nuevo a realizar una función de control del sistema. Una vez que el controlador maestro 70 sea detectado, el procesador de control 49 principal vuelve a su modo de operación estándar (esclavo).

El control inteligente distribuido para la refrigeración comercial alcanza los objetos de facilidad de montaje y de instalación, y un control mejorado. Los compresores 14A, 14B, 14C de la presente invención están configurados con uno o más sensores (50-62) para optimizar la uniformidad de las mediciones de los parámetros operativos y para reducir al mínimo las diferencias de instalación, así como para proporcionar protección de tales dispositivos sensores. La modularidad del BCCSCM de cada compresor y su interfaz inteligente con el controlador maestro 70 aseguran un rendimiento óptimo del compresor, así como la granularidad del sistema.

El montaje de un sistema de refrigeración se hace más fácil debido a la simplificación del cableado que se debe hacer durante la instalación. Las líneas de alta tensión 44A, 44B, 44C que aún se deben llevar a los compresores 14A, 14B, 14C para la operación principal, de acuerdo con los códigos eléctricos, será necesario proteger estas líneas, disponiéndolas dentro de un conducto. Sin embargo, hay que llevar líneas de alimentación independientes distintas de las líneas trifásicas de alta tensión (44) a los motores 32 de los compresores, sin que sea necesario llevar las líneas de alta tensión adicionales a los BCCSCM. Por el contrario, una sola línea de alimentación de alta tensión 69 proporciona la fuente de alimentación 74 para la CPU 72 y el módulo de comunicaciones 76 y también la fuente de alimentación de la red 78.

La potencia para todos los BCCSCM 48 se suministra a través del mismo bus de dos cables 80 que se extiende desde el módulo de comunicaciones 76 al módulo de control y seguridad 48. El bus 80 no necesita ser protegido, ya que transporta solamente una potencia de 30 V de CC. Preferiblemente, el cableado del BCCSCM 48 para el controlador maestro 70 se realiza en la fábrica en la que se montan los compresores 14A, 14B, 14C junto con el controlador en un bastidor de compresores (no mostrado) de manera que no se requiera ningún cableado de alimentación de ningún tipo para el BCCSCM en el sitio de construcción. El número de los BCCSCM 48 conectados al bus 80 hasta un límite superior del controlador de 70 (por ejemplo, 31) es irrelevante y no requiere una reconfiguración especial del controlador.

Como se ha establecido más arriba, la conexión del BCCSCM 48 al bus de comunicaciones 80 logra no sólo la potencia sino las comunicación para el módulo de control y de seguridad. No es necesario ningún cableado de realimentación separados de los sensores individuales. El procesador BCCSCM 49 ejecuta los comandos del controlador maestro 70 y puede informar al controlador de que el comando ha sido ejecutado. El procesador 49 informa las lecturas de los sensores de 50-58, y no sólo si un valor límite de seguridad ha sido superado, sino cuál es exactamente. Esto permite que el controlador maestro 70 suministre información específica a un técnico de mantenimiento sin necesidad de cableado adicional entre el controlador y el BCCSCM 48. Además de permitir el control del nivel de refrigeración por el controlador 70, esto permite que el controlador realice otros ajustes en el sistema y monitorizar las tendencias de uso en la predicción de fallos.

Los procesadores 49 de los BCCSCM 48 también tienen preferiblemente la inteligencia integrada para hacer funcionar el sistema de refrigeración en caso de que falle el controlador maestro 70. En ese sentido, los BCCSCM 48 pueden comunicar unos con otros, así como con el regulador principal 70 a través del bus de dos cables 80. En caso de fallo del regulador principal, uno de los BCCSCM 48 asumirá el cargo de maestro o "primario" y puede realizar, al menos, la función de promediar las lecturas de presión de aspiración medidas de los compresores que operan para determinar el nivel de refrigeración y determinar realizar los ciclos de los compresores para mantener una capacidad predeterminada.

Se debe entender que la descripción que antecede y los dibujos que se acompañan se han dado sólo a título de ilustración y ejemplo, y que se contemplan cambios y modificaciones en la presente exposición que serán fácilmente evidentes a los expertos en la técnica y que se encuentran en el alcance de la presente invención, que sólo está limitado por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Cuando se introducen los elementos de la presente invención o de la realización o realizaciones preferida(s) de la misma, los artículos "un", "una", "el" y "el citado" significan hay uno o más de los elementos. Las expresiones "que comprende", "que incluye" y "que tiene" están destinadas a ser incluyentes y significan que puede haber otros elementos distintos a los elementos enumerados.

Claims (16)

1. Un sistema de refrigeración comercial para el uso en una tienda de alimentación que comprende:

un evaporador (12) construido y dispuesto para la refrigeración de los alimentos;

un compresor (14) en comunicación de fluido con el evaporador para aspirar refrigerantes del evaporador;

un condensador (20) en comunicación de fluido con el compresor para recibir el refrigerante del compresor, estando construido y dispuesto el condensador para la eliminación de calor del refrigerante;

una válvula de expansión (28) en comunicación de fluido con el condensador para la recepción de refrigerante desde el condensador, estando construida y dispuesta la válvula de expansión para el suministro de refrigerante en el evaporador;

un controlador (70) para controlar el compresor;

una unidad operativa del compresor (48) asociada al compresor, estando construida y dispuesta la unidad operativa para la ejecución de comandos del controlador que afectan el funcionamiento del compresor y la monitorización de al menos un parámetro operativo del compresor y la determinación de si el parámetro operativo se encuentra dentro de las especificaciones;

que se caracteriza por una línea (80) de alimentación a baja tensión y de comunicaciones que se extiende desde el controlador (70) a la unidad operativa (46) del compresor y el suministro de energía eléctrica a la unidad operativa;

en el que el controlador (70) y la unidad operativa (48) del compresor están fabricados y dispuestos para la comunicación digital por la línea (80) de alimentación a baja tensión y de comunicaciones de tal manera que ninguna línea de alimentación separada para la unidad operativa (48) deba ser cableada durante la instalación del sistema.

2. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1, en el que la unidad operativa comprende un procesador (49) y múltiples sensores (50-62) en comunicación electrónica con el procesador para controlar múltiples parámetros operativos del compresor (14).

3. El sistema de refrigeración de la reivindicación 2, en el que la unidad operativa comprende además un dispositivo de conmutación (64) en comunicación electrónica con el procesador (49), siendo operativo el dispositivo de conmutación para arrancar y parar el compresor (14) como respuesta a los comandos del procesador.

4. El sistema de refrigeración de la reivindicación 2, en el que al menos uno de los parámetros operativos de seguridad incluye un parámetro indicativo de si el compresor está operando de una manera que pudiese dañar el compresor.

5. El sistema de refrigeración de la reivindicación 4, en el que los sensores (52-62) están construidos y dispuestos para detectar múltiple parámetros de seguridad para la operación del compresor, y en el que el procesador (49) está configurado para activar una alarma cuando cualquier parámetro de seguridad indica que el compresor (14) está operando en una manera que podría dañar el compresor.

6. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1, en el que al menos un parámetro operativo incluye un parámetro de control indicativo de la capacidad de carga de refrigeración producida por el compresor (14).

7. El sistema de refrigeración de la reivindicación 2, en el que el procesador (49) es operable para comunicar los datos digitales de los parámetros operativos al controlador (70).

8. El sistema de refrigeración de la reivindicación 3, en el que el procesador (49) está configurado para operar en un modo de operación estándar y en un modo de fallo del controlador, en el que en el modo de operación estándar el procesador recibe comandos del controlador (70) para el funcionamiento del dispositivo de conmutación (64) y envía comandos correspondientes al dispositivo de conmutación.

9. El sistema de refrigeración de la reivindicación 8, en el que en el modo de fallo del controlador, el procesador (49) detecta que el controlador no está funcionando y asume una función de controlador principal para el ciclo del compresor (14) mediante el funcionamiento de los dispositivos de conmutación (64) para mantener las funciones normales de refrigeración.

10. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1, en el que hay varios compresores (14A, 14B, 14C) y una unidad operativa (48) del compresor asociada a cada compresor, cada unidad operativa (48) del compresor está energizada por, y en comunicación electrónica con el regulador en la línea (80) de alimentación y de comunicaciones.

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11. El sistema de refrigeración de la reivindicación 10, en el que cada una de las unidades operativas (48) del compresor está construida y dispuesta para comunicarse con las otras unidades operativas del compresor por la línea (80) de alimentación y de comunicaciones.

12. El sistema de refrigeración de la reivindicación 11, en el que todas las unidades operativas (48) del compresor son operables en un modo de operación estándar y en un modo de fallo del controlador, en el que en el modo de operación estándar del compresor (14) son operadas como respuesta a los comandos del controlador.

13. El sistema de refrigeración de la reivindicación 12, en el que en el modo de fallo del controlador las unidades operativas (42) controlan los compresores (14A, B, C) en base a los parámetros operativos detectados para mantener una función normal de refrigeración independientemente del controlador.

14. El sistema de refrigeración de la reivindicación 11, en el que las unidades operativas (48) son operables para enviar los datos digitales de los parámetros operativos al controlador (70), y en el que el controlador está configurado para determinar las exigencias de operación para mantener un nivel de refrigeración y para enviar a cada una de las unidades operativas sobre la base de la información de parámetros operativos recibida.

15. El sistema de refrigeración de la reivindicación 14, en el que los parámetros operativos incluyen los parámetros de control indicativos de la refrigeración producida por cada compresor (14A, B, C) y al menos uno de los sensores (50-62) de cada unidad operativa (48) está construido y dispuesto para la detección de uno de los parámetros de control.

16. El sistema de refrigeración de la reivindicación 15, en el que el controlador (70) está configurado para determinar si alguno de los parámetros de control recibido de las unidades operativas (48) debe ser ignorado en la determinación de los comandos operativos.