JP5159304B2 - 冷凍装置または空調装置に対する制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、筐体の内部に設けられた基本プロセッサを含む、空調設備または冷凍装置に対する制御装置に関する。当該制御装置は、それぞれの主な入力値に依存して空調設備または冷凍装置の温度制御、ファン制御および／または霜取り処置の制御を行うためのものである。

空調設備または冷凍装置に対する制御装置は、従来技術から多様な実施例において知られている。単純な空調設備または冷凍装置には、機械的原理に基づいた制御装置が備えられているのに対して、高品質な空調設備または冷凍装置は、前述のタイプの電子制御装置（マイクロプロセッサがあらゆる制御手段または調整手段を制御する）を有していることが多い。所望の室内温度または冷却温度に加えて、状況に応じて、霜取り処置の終止およびトリガと同様にスイッチのオンオフまたはファン速度およびさらなる処置でさえも、マイクロプロセッサによって制御されうる。

空調設備および冷凍装置は、一般的にさらに冷却回路を有し、当該冷却回路においては、コンプレッサー、液化機、膨張弁および蒸発装置が、フロー方向に連続して配置されている。冷却回路の信頼性のある効率的な動作のために、蒸発装置に達する冷却剤が蒸発装置においてできる限り完全に蒸発される、ということが膨張弁の適切な制御によって保証されなければならない。この目的をできる限り実現するために、電子制御膨張弁が次第に使用されるようになってきている。当該電子制御膨張弁は、通常の熱膨張弁で得られる制御の精度に対して幾つかの利点を有している。

しかし、電子制御膨張弁は比較的高価であり、更に熱膨張弁とは異なって、冷却回路によってもたらされるセンサー信号のプロセシングに対するそれ自体の電子過熱制御を必要とする。電子制御膨張弁に対する付加的なコストエフォート（cost effort）に加えて、電子過熱制御および当該過熱制御に対して独立して必要とされるセンサーシステムに関するコストに対してなされるべき更なる努力が必要となる。

本発明の目的は、電子制御膨張弁の使用が、少ない労力および／または費用で可能となるように、最初に指定された種類の制御装置をさらに開発することからなる。

この目的は、本発明による請求項１の機能によって満たされ、特には、基本プロセッサとは分離したコプロセッサに対する接触点が最初に言及された筐体の内部に設けられ、コプロセッサの入力信号および／または出力信号は当該接触点と関連付けられており、少なくとも１つの接触点は冷却回路の温度センサおよび／または圧力センサによって利用可能とされたコプロセッサの入力信号に対して設けられ、１つの接触点は冷却回路に設けられた電子膨張弁の制御に対するコプロセッサの出力信号に対して設けられる、という点で満たされる。

例えば到達する温度によって空調設備または冷凍装置の実際の制御回路または調整回路が調節され得る電子制御膨張弁の利用度は、その制御回路または電子膨張弁（特には、そのステッピングモーター）を制御する調整回路から完全に分離されなければならないので、偏見が専門家の間で存在しているということが、本発明の構成の範囲内で認識されている。２つの指定された制御回路または調整回路は、実際に多少なりともそれらが協同することなく常に別々の筐体に収容されるけれども、この態様をもたらす筐体における節約だけではなく、２つの指定された制御または調整に関与する２つのプロセッサの動作における相互作用をもって、２つの指定された制御回路または調整回路は１つの筐体内に一緒に配置され得るということが、本発明によって認識された。

本発明の特有な利点は、電子膨張弁の調整または制御に関与するコプロセッサは、本発明による制御装置の販売時に制御装置に必ずしも存在している必要はないという点に見られ得る。コプロセッサの後付けは、本発明において設けられた接触点によって後でのみ可能である。従って、本発明による制御装置の使用において、空調設備または冷凍装置は、最初に熱膨張弁が付けられて売られ、次に電子制御膨張弁への交換が行われるべきである。このことは、本発明によって大きな労力を必要とすることなしに実行できる。その理由は、この目的に対して必要とされるセンサーシステムのみを後から取り付けることとなり且つコプロセッサは、この目的のために与えられた筐体におけるその位置に挿入されるからである。記載された後付けの可能性は、極めて重要な経済的利点を示す。その理由は、熱膨張弁は、将来的にその大部分が電子制御膨張弁で置換される、ということが予想されるからである。

本発明によって使用され得るコプロセッサは、過熱調整および電子膨張弁の制御に対する格納アルゴリズムを利用するような位置になければならない。このタイプのアルゴリズムは、コプロセッサとともに後付けされ得るメモリに格納されることができ、またはコプロセッサ自体に配されることもできる。当該アルゴリズムに対するメモリコンポーネントがコプロセッサから切り離して後付けされ得るならば、本発明による制御装置は、常に問題なく有効な指定されたアルゴリズムのアップデートが与えられ得る。

電子熱膨張弁の制御および過熱制御に加えて、本発明によって後付け可能であるコプロセッサは、これに対する適切なアルゴリズムを利用することで、吸気圧力および／または液化圧力の制御にも関与し得る。

本発明によるコプロセッサに対する接触点は、コプロセッサのその後の接触が大きな労力なしに可能になるように、例えばはんだステーションまたはスロットとして構成され得る。

本発明による制御装置は、それぞれの冷却回路に配される蒸発装置の位置で使用されることが好ましい。従って、本発明による制御装置を、例えば蒸発装置とともに冷凍庫の中に配置することが可能である。

基本プロセッサおよびコプロセッサは、共通の筐体の内部に配置される共通のメインボード上に設けられ得る。この場合には、使用される１つの電子ボードすなわちメインボードに対してのみで十分であり、当該メインボードの上には、基本プロセッサのみでなくコプロセッサに対する接触点も配される。しかし、コプロセッサに対して、基本プロセッサとは分離されたセパレートボードを設けることも可能である。

コプロセッサが、メインボードの接触点に直接接続された集積ハイブリッド回路として、またはチップとして構成されることは有利である。コプロセッサは、メインボードの接触点を経由して当該メインボードと連結され得る小さいボード上に配置されることもできる。次に、メモリコンポーネントも指定された小さいボード上に収容されることができ、コプレッサに対して必要とされるアルゴリズムはそれらの中に格納される。

基本プロセッサおよびコプロセッサの接触点は、基本プロセッサとコプロセッサとの間の情報伝達が可能となるように、データラインを経由して互いに接続されていることが好ましい。従って、このことは、例えばコプロセッサが、基本プロセッサを経由して特に基本プロセッサによってプリセットされることができる冷却剤のタイプ、過熱および吸気圧力限界のような冷却回路のパラメータで設定可能であることを可能にする。この態様において、冷却回路において行われる全工程は、最終的に基本プロセッサを経由して管理され、モニタされ且つ制御され得る。

情報も、コプロセッサから、基本プロセッサとコプロセッサとの間のデータラインを経由して基本プロセッサに伝達され得る。従って、基本プロセッサは、例えばコプロセッサに利用できるセンサーデータを経由して情報を与えられることができ、または電子膨張弁の開口角度は、基本プロセッサに報告され得る。

基本プロセッサおよびコプロセッサがそれらに付随した共通の入力媒体を有し、当該入力媒体を経由して基本プロセッサおよびコプロセッサを走るプログラムが支配されるということはさらなる利点である。従って、従来技術から知られている装置のように別の入力媒体がコプロセッサに対して設けられる必要がなくなるので、さらなる節約がもたらされる。

共通のデータインターフェースが、筐体の外側からアクセス可能であるコプロセッサおよび基本プロセッサに付随し、これを経由して基本プロセッサおよびコプロセッサを走るプログラムが支配されるときにさらなる節約可能性が現実化される。本発明によるこの変形において、基本プロセッサおよびコプロセッサに対するプログラムアップデートは、本発明による制御装置のハードウエア中への干渉なしに、一定のデータインターフェースを経由してともに読み込まれ得る。

本発明による解決法の現実化と関連したコストに関しては、共通のディスプレイ媒体が、これを経由して表示されることができる基本プロセッサおよびコプロセッサの出力信号をもって、基本プロセッサおよびコプロセッサに付随していることも最終的に利点である。このプレゼンテーションは、例えば視覚的または聴覚的に行われることができ、膨張弁の開口状態、温度設定、動作状態（ＯＮ／ＯＦＦ；通常動作または霜取り動作）またはアラーム状態に関連し得る。

本発明のさらなる好ましい実施例は、従属請求項において説明される。

本発明は、実施例および図面を参照して以下により詳細に説明される。

電磁弁１、電子膨張弁２および蒸発装置３は、図１に局部的にのみ示されている冷却回路の内部の冷却剤のフロー方向において連続して配置されている。蒸発装置３の冷却効果または空気調節効果が存在する通常の冷却回路の構成の範囲内で、冷却剤は最初に液体状で電磁弁１を通り、次に電子膨張弁２を通り、その後蒸発装置３において蒸発される。

図１に示された全ての構成部品は、例えば冷凍装置の内部に互いに空間的に接近して配置され得る。しかし、電磁弁１に関しては、例えば制御室のように冷凍装置から遠く離れた場所に設けることも可能である。

温度センサ４は、フロー方向において蒸着装置３の上流側に接続され、更に、温度センサ５は下流側に接続される。温度センサ４に対して二者択一的に設けられ得る圧力センサ６が、さらに温度センサ５に平行に配置される。センサ４、５および／または６は、本発明による制御装置７に温度信号および／または圧力信号を伝達する。制御装置７は、とりわけ示された配置の通常動作において、電子膨張弁２のそれぞれの開口度を制御する。電子膨張弁２は、蒸発装置３に供給された冷却剤の蒸発が蒸発装置３の内部でできる限り完全に行われるように通常の態様で調整される。

同様に制御装置７が取り付けられた電磁弁１は、例えば霜取り処置のために冷却回路を中断するために使用されることができ、および／またはそれぞれ所望の冷却温度に依存して冷却剤の側方浸透流（throughflow）を調節するために使用され得る。

室温センサ８がさらに設けられ、本発明による制御装置７に現在の室温を伝える。

最終的に、ファン９も蒸発装置３の近くに設けられ、制御装置７からの制御信号によって動作する。

制御装置７は、入力媒体１０およびディスプレイ１１に接続され、入力媒体１０およびディスプレイ１１を経由して制御ディスプレイ７に伝達されることができるコマンドが与えられる。ディスプレイ１１は、制御装置７によって利用される情報の表示用に設計されている。

図１に示された装置の動作において、制御装置７は、入力媒体１０を経由して入力されたコマンドと室温センサ８によって伝達された信号とに依存して電磁弁１およびファン９を制御し、それぞれ設計された動作モードが導入されるようになる。制御装置７は、センサー４、５および／または６によって伝達された信号に依存して電子膨張弁２の開口度をさらに制御する。

従って、制御装置７は、膨張弁２の制御に対してと同様に到達されるべき冷却温度の制御、所望のファン出力の制御、任意で除霜処置の制御に対して関与している。制御装置７は、前述のように基本プロセッサおよびコプロセッサで構成され得る。

図２は、図１に示された制御装置７の内部に設けられ得るようなメインボード１２を示している。メインボード１２は、基本プロセッサ１３に対するアルゴリズムおよびプログラムが格納されるメモリ１４にアクセスする基本プロセッサ１３を有している。

基本プロセッサ１３は、例えば図１に示された室温センサ８または入力媒体１０からの信号を少なくとも１つのポートＥ₁を経由して受け取る。基本プロセッサ１３は、少なくとも１つのポートＡ₁をさらに有する。当該ポートＡ₁を経由して、例えば図１に示された電磁弁１またはファン９の制御に対する信号が出力され得る。

コプロセッサ１６およびコプロセッサ１６に付随したメモリ１７が配置されている補助ボード１５は、基本ボード１２に半田付けされている。コプロセッサ１６に対するアルゴリズムまたはプログラムは、メモリ１７に格納される。

コプロセッサ１６によって発生された信号は、補助ボード１５の少なくとも１つのポートＡ₂を経由して伝達され得る。当該信号は、例えば図１に示された電子膨張弁２の制御に対する信号であり得る。

信号は、少なくとも１つのさらなるポートＥ₂を経由してメインボードおよびその上に配置されたコプロセッサ１６に供給され得る。当該信号は、例えば図１に示された室温センサ４、５および／または圧力センサ６からの信号であり得る。

さらに、信号は、基本プロセッサ１３およびコプロセッサ１６のポートＡ₁およびＡ₂を経由して図１に示されたディスプレイ１１に伝達され得る。その結果として、メインボード１２上に存在する構成部品は、図１に示された空調設備または冷凍装置の動作に必要な制御機能、調整機能および表示機能を管理する立場にある。

両方のプロセッサ１３、１６は、共通の電圧源Ｖを経由して供給され且つ共通のクロック信号によって作用され、本発明によって別々の電圧源およびクロック発生器が基本プロセッサ１３およびコプロセッサ１６に対して必要とされないようになる。

最終的に、基本プロセッサ１３とコプロセッサ１６との間に技術データ通信Ｄがあり、これを経由して、前述の目的のために基本プロセッサ１３とコプロセッサ１６との間でのデータ交換が行われる。コプロセッサ１６は、霜取り処置が行われているときに基本プロセッサ１３によって特に情報が与えられ、図１に示された膨張弁２をかかる霜取り処置の間に定常状態、特には開状態に動かすようになる。

本発明による互いに協同する構成部品の構成図である。 基本プロセッサおよびコプロセッサを有するメインボードの概略図である。

Claims (8)

1. 筐体の内部に配されているメインボード（１２）上に設けられて、入力値に基づいて空調設備または冷凍設備の温度、ファン（９）および／または霜取り処置の制御を行う基本プロセッサ（１３）を含む空調設備または冷凍装置の制御装置（７）であって、
   前記基本プロセッサ（１３）に対する第１の接触点が前記メインボード（１２）上に配され、前記基本プロセッサ（１３）の入力信号および／または出力信号は前記第１の接触点と関連付けられており、
   前記第１の接触点とは別個の第２の接触点が前記基本プロセッサ（１３）とは別個の後付け可能なコプロセッサ（１６）に対して前記メインボード上に設けられ、前記後付け可能なコプロセッサの入力信号および／または出力信号は前記第２の接触点と関連付けられており、前記第２の接触点の少なくとも１つは冷却回路の温度センサ（４）、（５）および／または圧力センサ（６）によって得られたコプロセッサ入力信号用であり、前記第２の接触点の少なくとも１つは前記冷却回路に設けられた電子膨張弁（２）の制御のためのコプロセッサ出力信号用であることを特徴とする制御装置。
2. 前記後付け可能なコプロセッサ（１６）は、前記メインボード（１２）の前記第２の接触点に直接接続される集積ハイブリッド回路またはチップとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記後付け可能なコプロセッサ（１６）は、前記メインボードの前記第２の接触点を経由して前記メインボードに結合し得る小さいボード（１５）に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）の接触点は、データラインを経由して互いに接続していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記後付け可能なコプロセッサ（１６）は前記基本プロセッサ（１３）を経由して設定自在であり、特に過熱、吸気圧力限界および冷却剤タイプのような冷却回路パラメータが前記基本プロセッサ（１３）によってプリセットされ得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 共通の入力媒体（１０）が、前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）に付随しており、前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）を走るプログラムは、当該入力媒体を経由して支配されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 共通のデータインターフェースが、前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）に付随しており、当該基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）は前記筐体の外側からアクセス自在であり、前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）を走るプログラムは、当該データインターフェースを経由して支配され得ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 共通のディスプレイ媒体（１１）が、前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）に付随しており、前記基本プロセッサ（１３）および前記後付け可能なコプロセッサ（１６）の出力信号は、当該ディスプレイ媒体を経由して表示され得ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置。

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