KR100740051B1 - 전자 증발기 압력 조정기를 가진 냉동 시스템 제어를 위한장치 및 방법 - Google Patents

전자 증발기 압력 조정기를 가진 냉동 시스템 제어를 위한장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

냉동 시스템 제어를 위한 방법 및 장치가 제공된다. 냉동 시스템은 각각의 회로가 적어도 하나의 냉동 케이스를 갖춘 복수의 회로를 포함한다. 전자 증발기 압력 조정기는 각각의 회로와 커뮤니케이션 상태로 되어 있고 상응하는 회로의 온도를 제어하도록 작동 가능하다. 복수의 압축기는 압축기 랙의 일부를 형성하는 각각의 압축기도 구비하고 있다. 압력 센서는 압축기 랙의 흡입 압력을 측정하기 위해 사용된다. 센서는 각각의 회로와 커뮤니케이션 상태로 되어 있고 각각의 회로로부터 파라미터를 측정하도록 작동 가능하다. 제어기는 각각의 회로로부터 측정된 파라미터에 의거하여 흡입 압력과 각각의 전자 증발기 압력 조정기를 제어한다.
냉동 케이스, 전자 증발기 압력 조정기, 센서, 압축기 랙, 압축기, 제어기

Description

전자 증발기 압력 조정기를 가진 냉동 시스템 제어를 위한 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR REFRIGERATION SYSTEM CONTROL HAVING ELECTRONIC EVAPORATOR PRESSURE REGULATORS}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 티칭에 따라 냉동 시스템 제어를 위한 방법 및 장치를 채용하는 냉동 시스템의 블록 선도;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 티칭에 따라 디스플레이 모듈의 사용을 예시하는 배선도;
도 3은 전자 압력 조정기를 사용하는 회로 압력 제어를 예시하는 흐름도;
도 4는 전자 압력 조정기를 사용하는 회로 온도 제어를 예시하는 흐름도;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 티칭을 따라 랙 흡입 압력 설정점을 변동시키는데 적합한 흐름도;
도 6은 도 5의 방법 1 및 방법 2에서 활용되는 퍼지 로직을 예시하는 도면;
도 7은 도 5의 방법 3에서 활용되는 퍼지 로직을 예시하는 도면; 그리고
도 8은 제품 시뮬레이터 온도 프로브에 의거하여 케이스 온도제어 또는 변동하는 회로를 예시하는 흐름도.
본 발명은 전체적으로 냉동 시스템 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이고, 더 자세하게는 전자(electronic) 증발기 압력 조정기와 압축기 랙에서 변동하는 흡입 압력 설정점을 활용하는 냉각 시스템 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 냉각 시스템은 냉매 증기를 압축하는 압축기를 포함한다. 압축기로부터의 냉매 증기는 증기가 고압으로 액화되는 컨덴서 코일내로 인도된다. 고압 액체 냉매는 그 다음 전체적으로 저장소 탱크로 배송된다. 저장소 탱크로부터의 고압 액체 냉매는 팽창 밸브에 의해 저압의 2-상 냉매로 팽창된 이후에, 저장소 탱크로부터 증발기 코일로 유동한다. 저압의 2-상 냉매가 증발기 코일을 통과함에 따라, 냉매는 냉동 케이스로부터 열을 흡수하여, 폐쇄된 루프 냉동 처리가 자체 반복하는 압축기로 최종적으로 복귀하는 단일 상의 저압 증기로 끊여 증발시킨다.
어떤 냉동 시스템에 있어서는, 동일한 압력/온도에서 작동하는 물리적으로 수직으로된 일련의 케이스로된 다중 회로에 연결되는 다중 압축기를 포함한다. 예를 들면, 식료품 가계에서, 회로내에서 케이스의 한 세트는 얼려진 음식을 위해 사용될 수도 있고, 또 다른 세트는 고기를 위해 사용되는 한편, 다른 세트는 유가공품을 위해 사용된다. 따라서, 케이스의 그룹을 가진 각각의 회로는 다른 온도에서 작동한다. 온도의 차이는 전체적으로 기계 증발기 압력 조정기(EPR) 또는 각각의 회로와 일련으로 위치된 밸브를 사용함으로써 생길 수 있다. 각각의 기계식 증발기 압력 조정기는 주어진 회로내에 연결된 모든 케이스에 대한 압력을 조정한다. 증발기 압력 조정기가 회로를 제어하는 압력은, 밸브에서 기계식 파일럿 스크루 조정을 사용하는 시스템 시동시 한번 조정된다. 압력 조정점은 케이스 온도 요구 조건 및 케이스와 랙 흡입 압력 사이의 압력 강하에 의거하여 선택된다.
또한, 다중 압축기는 평행하게 다중 압축기를 구성하는 압축기 랙을 형성하기 위해, 흡입 및 배출 가스 헤더를 사용하여 함께 배관된다. 압축기 랙에 대한 흡입 압력은, 온·오프 제어되는 방식으로 각각의 압축기를 조절함으로써 제어된다. 랙에 대한 흡입 압력 설정점은, 가장 낮은 증발기 회로 요구 조건을 충족시킬 수가 있는 값으로 전체적으로 설정된다. 다시 말하면, 가장 낮은 온도에서 전체적으로 작동하는 회로는, 이러한 회로를 서포트하도록 고정되는 흡입 압력 설정점을 전체적으로 제어한다.
그러나, 이러한 방식으로 시스템을 구동하고 제어하는데 있어 여러 가지의 단점이 발생된다. 예를 들면, 어느 한 단점은 케이스 온도에 대한 요구조건이 1년 내내 전체적으로 변화한다는 것이다. 이러한 것은 각각의 증발기 압력 조정기의 파일럿 스크루 조정을 통하여 엘리베이터 압력 세팅의 원 위치를 실행하는 냉동 수리공을 필요로하고 이에 의해 압축기 랙에서 고정된 압력 설정점의 재 조정을 더 필요로한다. 이러한 타입의 제어 시스템의 또 하나의 단점은 겨울에서 여름 까지 케이스 하중이 변화한다는 것이다. 따라서, 겨울에는 보다 높은 흡입 압력 설정점을 필요로하는 보다 낮은 케이스 하중이 되어야 하고, 여름에는 보다 낮은 흡입 압력 설정점을 필요로하는 보다 높은 하중이 되어야 한다. 그러나, 실제로는, 이러한 조정은 냉동 수리공을 통하여 수동적인 조정을 또한 필요로 하기 때문에 좀처럼 행하기가 쉽지 않다.
그래서, 우리가 필요로 하는 것은 전자 증발기 압력 조정기와 상기 언급한 단점을 가지고 있지 않는 압축기의 랙에 대해 변동하는 흡입 압력 설정점을 활용하는 냉동 시스템 제어를 위한 방법 및 장치이다. 또한, 이러한 것은 각각의 회로에 대한 증발기 압력의 적절한 조정, 랙 흡입 압력의 적절한 조정을 제공하고, 멀리서 증발기 압력 요구 조건을 변화하게 할 수 있고, 작동을 통하여 각각의 회로에 대한 압력 세팅을 적절하게 변화하게 할 수 있어서 랙 흡입 압력은 가능한한 가장 높은 값에서 작동되고, 제품 시뮬레이터 프로브에 의거하여 회로 온도를 변동 가능하게하고, 케이스 온도 정보의 사용을 가능하게 하여 전체 회로에 대한 증발기 압력과 압축기 랙의 흡입 압력을 제어한다. 따라서, 본 발명의 목적은 전자 증발기 압력 조정기와 변동하는 흡입 압력 설정점을 사용하는 냉동 시스템 제어를 위한 이러한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 티칭에 따라, 전자 증발기 압력 조정기와 변동하는 흡입 압력 설정점을 활용하는 냉동 시스템 제어를 위한 이러한 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 목적을 이루기 위해서, 본 방법 및 장치는 기계식 증발기 압력 조정기 대신에 전자 스테퍼 조정기(ESR)를 채용한다. 본 방법 및 장치는 케이스 온도, 제품 온도 및 다른 온도를 수용하게 구성되어 있는, 각각의 케이스에서 온도 디스플레이 모듈도 활용할 수 있다. 이 디스플레이 모듈은, 전기 스테퍼 조정기 및 흡입 압력 설정점을 제어하는 마스터 제어기를 갖춘 커뮤니케이션 네트워크를 형성하도록 데이지-체인(daisy-chained)되어 있다. 커뮤니케이션 네트워크는 Echelon의 LonWorks 같은 RS-485 또는 다른 프로토콜 중 어느 하나가 활용될 수가 있다.
이에 관하여, 데이타가 로그되고 분석되는 마스터 제어기로 이 데이타가 전송되어 ESR 밸브 위치 및 흡입 압력 설정점에 대한 제어결정이 이루어진다. 마스터 제어기는 주어진 회로에서 모든 케이스에 대한 케이스 온도를 수용하고 평균/최소/최대 값(사용자 구성에 의거한)을 취하고 PI/PID/Fuzzy 로직 알고리즘을 적용하여 각각의 회로에 대한 ESR 밸브 위치를 결정한다. 변경적으로 마스터 제어기는 서브-쿨링 또는 상대 습도 정보를 수집하여 각각의 회로에 대한 ESR 밸브 위치를 제어한다. 또한 마스터 제어기는, 적절하게 변화되는 랙에 대한 흡입 압력 설정점을 제어하여 적어도 하나의 ESR 밸브가 항상 실질적으로 100% 개방을 유지하는 방식으로 설정점을 조정한다.
하나의 바람직한 실시예에 있어서, 냉동 시스템 제어를 위한 장치는 각각의 회로가 적어도 하나의 냉동 케이스를 갖춘 복수의 회로를 포함한다. 전자 증발기 압력 조정기는, 각각의 회로의 온도를 제어하도록 작동 가능한 각각의 전자 증발기 압력 조정기를 갖춘 각각의 회로와 커뮤니케이션 상태로 되어 있다. 센서는 각각의 회로와 커뮤니케이션 상태로 되어 있고, 각각의 회로로부터 파라미터를 측정하도록 작동 가능하다. 복수의 압축기는 압축기 랙의 일부를 형성하는 각각의 압축기를 또한 구비하고 있다. 제어기는 각각의 회로로부터 측정된 파라미터에 의거하여 압축기 랙의 흡입 압력 및 각각의 증발기 압력 조정기를 제어한다.
또 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 냉동 시스템 제어를 위한 방법이 설명된다. 이러한 방법은, 제 1 회로가 적어도 하나의 냉동 케이스를 포함하는 상태로, 제 1 회로로부터 제 1 파라미터를 측정하는 단계; 제 2 회로가 적어도 하나의 냉동 케이스를 포함하는 상태로, 제 2 회로로부터 제 2 파라미터를 측정하는 단계; 제 1 파라미터에 의거하여 제 1 회로와 결합된 제 1 전자 증발기 압력 조정기에 대한 제 1 밸브 위치를 결정하는 단계; 제 2 파라미터에 의거하여 제 2 회로와 결합된 제 2 전자 증발기 압력 조정기에 대한 제 2 밸브 위치를 결정하는 단계; 그리고 제 1 회로와 제 2 회로에서 온도를 제어하기 위해 제 1 증발기 압력 조정기 및 제 2 증발기 압력 조절기를 전자적으로 제어하는 단계를 포함한다.
또 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 냉동 시스템 제어를 위한 방법이 설명된다. 이러한 방법은, 적어도 하나의 냉동 케이스를 갖는 복수의 각각의 회로로부터 가장 낮은 온도 설정점을 갖는 리드 회로를 확인하는 단계; 확인된 리드 회로에 의거하여 적어도 하나의 압축기를 갖는 압축기 랙에 대한 흡입 압력 설정점을 이니셜라이즈 하는 단계; 리드 회로로부터 측정된 파라미터에 의거하여 흡입 압력 설정점에서 변화를 결정하는 단계; 흡입 압력 설정점의 변화의 의거하여 흡입 압력을 업데이트하는 단계를 포함한다.
또 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 냉동 시스템 제어를 위한 방법이 설명된다. 이러한 방법은 적어도 하나의 냉동 케이스를 갖는 회로에 대한 최대 허용 가능한 제품 온도를 설정하는 단계; 회로에 대한 제품 시뮬레이트된 온도를 결정하는 단계; 제품 시뮬레이트된 온도와 최대 허용 가능한 제품 온도 사이의 차이를 계산하는 단계; 이 계산된 차이에 의거하여 회로의 온도 설정점을 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 사용은 냉동 시스템 제어를 위한 방법 및 장치를 제공한다. 이 결과, 현재 사용하고 있는 냉동 제어 시스템과 연관되는 상기 단점은 실질적으로 감소되거나 제거된다.
본 발명의 다른 이점은 도면을 참조하고 이하, 명세서를 판독한 이후라면, 당업자에게 명백할 것이다.
(실시예)
이하, 바람직한 실시예에 대한 설명은 전기 증발기 압력 조정기를 활용하는 냉동 시스템 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이고, 변동적인 랙 흡입 압력 설정점은 단지 예시적일 뿐이지 본 발명의 적용 또는 사용에 한정하려는 것은 아니다. 더욱이, 본 발명은 하드웨어의 특정 타입에 대하여 이하, 상세히 설명되는 한편, 여기에 설명되는 실질적으로 동일한 제어를 제공하기 위해 구성되도록 작동 가능한 하드 웨어의 다른 타입을 채용할 수 있다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예의 티칭에 따라 냉동 시스템(10)의 상세한 블록 선도가 도시되어 있다. 냉동 시스템(10)은 압축기 랙(18)내에 모두 위치 결정된 방출 헤더(16) 및 공통의 흡기 메니폴드(14)와 함께 배관된 복수의 압축기(12)를 포함하고 있다. 압축기 랙(18)은 냉매 증기가 고압에서 액화되는 콘덴서(20)로 배송되는 냉매 증기를 압축한다. 이러한 고압 액체 냉매는 파이핑(24)을 지나서 복수의 냉동 케이스(22)에 배송된다. 각각의 냉동 케이스(22)는 동일한 온도 범위에서 작동하는 복수의 냉동 케이스(22)로 구성되어 있는 별개의 회로(26)에 배열되어 있다. 도 1은 회로(A), 회로(B), 회로(C), 회로(D)로 라벨 표시된 4 개의 회로(26)를 예시하고 있다. 각각의 회로(26)는 4 개의 냉동 케이스(22)로 구성되어 있다. 하지만, 당업자는 냉동 케이스(22)의 임의의 개수 뿐만아니라 회로(26)의 임의의 개수가 회로(26)내에 채용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 표시된 바와 같이, 각각의 회로(26)는 소정의 온도 범위내에서 통상적으로 작동될 것이다. 예를 들면, 회로(A)는 냉동 음식에 적합하고, 회로(B)는 유가공품에 적합하고, 회로(C)는 고기 등에 적합하다.
온도 요구조건이 각각의 회로(26)에서 다르기 때문에, 각각의 회로(26)는 바람직하게는 증발기 압력을 제어하여 냉동 케이스(22)에 있는 냉동 공간의 온도를 제어하는데 작용하는 밸브(28) 또는 전자 스테퍼 조정기(ESR)인 압력 조정기(28)를 포함한다. 각각의 냉동 케이스(22)는 냉매의 과열을 제어하기 위해 기계 또는 전자 밸브중 하나 일 수 있는 자체의 증발기 및 자체의 팽창 밸브도 포함한다. 이에 관하여, 냉매는 각각의 냉동 케이스(22)에서 증발기로의 파이핑(24)에 의해 배송된다. 냉매는 압력 하강이 일어나서 고압 액체 냉매를 액체와 증기 혼합물의 보다 낮은 압력으로 변화시키는 팽창 밸브를 통과한다. 냉동 케이스(22)로부터의 고온 공기가 증발기 코일을 가로질러 이동함에 따라, 저압 액체는 가스로 변한다. 이러한 저압 가스는 그 특정 회로(26)와 결합된 압력 조정기(28)로 배송된다. 압력 조정기(28)에서, 가스가 압축기 랙(18)으로 복귀함에 따라 압력은 떨어진다. 압축기 랙(18)에서, 저압 가스가 다시 고압으로 압축되고, 다시 고압 액체를 만들어내서 냉동 사이클을 시작하는 컨덴서(20)로 배송된다.
냉동 시스템(10)의 여러 가지 기능을 제어하기 위해, 주 냉동 제어기(30)가 사용되고 전체 압축기 랙(18)에 대한 흡입 압력 설정점 뿐만아니라 각각의 압력 조정기(ESR: 28)의 작동을 제어하도록 구성되거나 프로그램되어 있다. 냉동 제어기(30)는 바람직하게는 미국 조지아주 아틀란타의 CPC, Inc.에 의해 제공된 Einstein Area Controller 이거나 또는 여기에 설명된 바와 같이 프로그램될 수 있는 프로그램 가능한 제어기의 임의의 다른 형태이다. 냉동 제어기(30)는 입력/출력 모듈(32)을 경유하여 압축기 랙(18)에 있는 압축기(12)의 뱅크를 제어한다. 입력/출력 모듈(32)은 릴레이 스위치를 가지고 있어서 압축기(12)를 온하거나 오프하여 원하는 흡입 압력을 제공한다. 미국 조지아주 아틀란타의 CPC,Inc.에 의해 또한 제공되는 CC-100 케이스 제어기 같은 별개의 케이스 제어기는 각각의 냉동 케이스(22)에 있는 전기 팽창 밸브를 경유하여 커뮤니케이션 네트워크 또는 버스(34)를 지나서 각각의 냉동 케이스(22)에 대하여 냉매의 과열을 제어하는데 사용될 수 있다. 변경적으로, 별개의 케이스 제어기 대신에 기계적인 팽창 밸브가 사용될 수 있다. 별개의 케이스 제어기가 활용된다면, 주 냉동 제어기(30)는 또한 커뮤니케이션 버스(34)를 경유하여 각각의 별개의 케이스 제어기를 구성하도록 사용될 수 있다. 커뮤니케이션 버스(34)는 주 냉동 제어기(30) 및 별개의 케이스 제어기가 각각의 케이스로부터 정보를 수용할 수 있는 RS-485 커뮤니케이션 버스 또는 LonWorks Echelon 버스 중 어느 하나일 수 있다.
각각의 회로(26)에 있는 압력을 모니터 하기 위해, 압력 변환기(36)는 각각의 회로(26: 회로(A) 참조)에 제공될 수 있고, 냉동 케이스(22)의 뱅크의 출력부에 또는 압력 조정기(28) 바로 앞에 위치 결정될 수 있다. 각각의 압력 변환기(36)는 아날로그 신호를 측정하는 아날로그 입력 보드(38)에 아날로그 신호를 배송하고, 이러한 정보를 커뮤니케이션 버스(34)를 경유하여 주 냉동 제어기(30)에 배송한다. 아날로그 입력 보드(38)는 냉동 제어 상황에서 활용되는 종래의 아날로그 입력 보드일 수 있다. 압력 변환기(40)는 아날로그 입력 보드(38)로도 배송되는 압축기 랙(18)에 대한 흡입 압력을 측정하는데에도 활용될 수 있다. 압력 변환기(40)는 여기에 더 설명되는 바와 같이, 압축기 랙(18)에 대한 흡입 압력의 적절한 제어를 가능하게 한다. 각각의 압력 조정기(28)에 있는 개방을 변화하기 위해, 전기 스테퍼 조정기(ESR) 보드(42)는 8 개의 까지의 전기 스테퍼 조정기(28)를 구동 가능하도록 활용될 수 있다. ESR 보드(42)는 바람직하게는 미국 조지아주 아틀란타의 CPC, Inc.에 의해 제공된 ESR 8 보드인데, 이 보드는 주 냉동 제어기(30)으로부터의 제어에 의하여 스테퍼 밸브(28)를 구동 가능하게 하는 8개의 드라이버로 구성되어 있다.
압력 조정기(28)를 제어하는 압력 변환기(36)를 반대로 사용하는 경우에는, 케이스(22)내의 주위 온도는 각각의 압력 조정기(28)의 개방을 제어하는데에도 사용될 수 있다. 이에 관하여, 회로(B)는 각각의 개개의 냉동 케이스(22)와 결합하는 온도 센서(44)를 갖는다. 회로(B)에서 각각의 냉동 케이스(22)는 압력 조정기(28)를 제어하는데 사용되는 평균/최소/최대 온도를 취하도록 별개의 온도 센서(44)를 가질 수 있거나, 또는 회로(26)에 있는 모든 냉동 케이스가 실질적으로 동일 온도 범위에서 작동하기 때문에 단일 온도 센서(44)가 하나의 냉동 케이스(22)에서 활용될 수 있다. 이러한 온도 입력은 커뮤니케이션 버스(34)를 경유하여, 주 냉동 제어기(30)로 정보를 복귀하는 아날로그 입력 보드(38)에도 제공된다.
냉동 케이스(22)에 대한 온도를 결정하는 개개의 온도 센서(44)를 반대로 사용하는 경우에는, 회로(A)에 도시된 바와 같이 온도 디스플레이 모듈(46)이 선택적으로 사용된다. 온도 디스플레이 모듈(46)은 바람직하게는 미국 조지아 아틀란타의 CPC, Inc. 에 의해 또한 제공되는 TD3 Case Temperature Display 이다. 온도 디스플레이(46)의 연결은 도 2에 보다 상세하게 도시되어 있다. 이에 관하여, 디스플레이 모듈(46)은 각각의 냉동 케이스(22)에 장착될 것이다. 각각의 모듈(46)은 3개 까지의 온도 신호를 측정하도록 설계되어 있다. 이러한 신호는 배출 온도 센서(48)를 경유하는 케이스 배출 공기 온도, 제품 시뮬레이터 온도 프로브(50)를 경유하는 스뮬레이션된 제품 온도, 그리고 해동 종료 센서(52)를 경유하는 해동 종료 온도를 포함한다. 이들 센서는 복귀 공기 센서, 증발기 온도 또는 세척 스위치 센서 같은 다른 센서와도 교체될 수 있다. 디스플레이 모듈(46)은 임의의 온도 및/또는 케이스 상태(해동/냉동/알람)를 디스플레이하도록 구성될 수가 있는 LED 디스플레이(54)도 포함한다.
제품 시뮬레이터 온도 프로브(50)는 바람직하게는 미국 조지아 아틀란타의 CPC, Inc.에 의해 또한 제공된 Product Probe 이다. 제품 프로브(50)는 음식 제품과 유사한 열특성을 갖는 재료를 갖추거나 또는 4 퍼센트(4%) 소금물로 채워진 16 oz. 컨테이너이다. 온도 감지 요소는 전체 조립체의 중앙에 끼워 넣어져 있어 제품 프로브(50)가 닭고기, 고기 등과 같은 열적으로 동등한 실제의 음식에 작용한다. 디스플레이 모듈(46)은 배출 온도 센서(48)를 경유하는 케이스 배출 공기 온도, 제품 프로브 온도 센서(50)를 경유하여 제품 시뮬레이트되는 온도를 측정할 것이고 그 다음 커뮤니케이션 버스(34)를 경유하여 주 냉동 제어기(30)에 이러한 데이타를 전송한다. 이러한 정보는 여기에 설명되는 신규한 방법을 활용하는 순차적인 시스템 제어를 위해 로그되어 사용된다.
각각의 센서(48, 50, 52)에 대한 알람 한계는 해동 파라미터 뿐만아니라 주 냉동 제어기(30)에도 설정될 수 있다. 알람 및 해동 정보는 주 냉동 제어기(30)로부터 디스플레이 모듈(46)에 전송될 수가 있어서 LED 디스플레이(54)상의 상태를 디스플레이한다. 도 2는 디스플레이 모듈(46)로써 감지하는 온도에 대한 선택적인 구성도 도시한다. 이에 관하여, 디스플레이 모듈(46)은 미국 조지아주 아틀란타의 CPC, Inc.에 의해 제공된 CC-100 Case Controller 같은 개개의 케이스 제어기(56)에 선택적으로 연결된다. 케이스 제어기(56)는 디스플레이 모듈(46)로부터 온도 정보를 받아 냉동 케이스(22)의 증발기에서 전자 팽창 밸브을 제어하고 이에 의해 증발기 코일으로의 냉매의 유동 및 이에 따른 과열을 조정한다. 이러한 케이스 제이기(56)는 디스플레이 모듈(46) 및/또는 냉동 제어기(30)로 되 돌아온 이 정보를 보낼 뿐만아니라 알람 및 해동 작동도 제어할 수도 있다.
요약하면, 압축기 랙(18)에서 흡입 압력은 각각의 회로(26)에 대한 온도 요구 조건에 의존한다. 예를 들면, 회로(A)가 10 ℉에서 작동하고, 회로(B)가 15 ℉에서 작동하고, 회로(C)가 20 ℉에서 작동하고, 회로(D)가 25 ℉에서 작동한다고 가정하면, 압력 변환기(40)을 경유하여 감지된 압축기 랙(18)에서의 흡입 압력은, 모든 회로(26; 즉, 회로(A)) 또는 리드 회로(26)에 대한 가장 낮은 온도 요구조건에 의거한 흡입 압력 설정점을 요구한다. 따라서, 압축기 랙(18)에서의 흡입 압력은 회로(A)에 대한 작동 온도 10 ℉를 달성하도록 설정된다. 이러한 것은 회로(A)에서 실질적으로 100% 개방되도록 압력 조정기(28)를 요구한다. 그래서, 흡입 압력이 회로(A)에서 10 ℉를 달성하기 위해 설정되고 어떠한 압력 조정기 밸브(28)도 각각의 회로(26)를 위해 사용되지 않는 경우에는, 각각의 회로(26)는 동일 온도에서 작동할 것이다. 그러나, 각각의 회로(26)가 다른 온도에서 작동하기 때문에, 전자 스테퍼 조정기 또는 밸브(28)는 각각의 회로(26)가 그 특정 회로(26)에 상응하는 온도를 제어하기 위해 소정의 퍼센티지에서 폐쇄된다. 회로(B)에 대하여 온도를 15 ℉까지 올리기 위해, 회로(B)에 있는 스테퍼 조정기 밸브(28)가 미세하게 폐쇄되고, 회로(C)에 있는 밸브(28)가 더 폐쇄되고 회로(D)에 있는 밸브(28)가 보다 더 폐쇄되어 다양하게 요구된 온도를 제공한다.
각각의 전자 압력 조정기(ESR)가 3 방식 중 하나로 제어될 수 있다. 특히, 각각의 압력 조정기(28)는 압력 변환기(36)에서 판독한 압력에 의거하여, 온도 센서(44)를 통한 온도 판독에 의거하여, 또는 디스플레이 모듈(46)을 통하여 취해진 다중 온도 판독에 의거하여 제어될 수 있다.
도 3을 참조하면, 압력 제어 로직(60)이 전자 압력 조정기(ESR: 28)를 제어하는 것을 도시한다. 이에 관하여, 전자 압력 조정기(28)는 압력 변환기(36)에 의해 특정 회로(26)의 압력을 측정함으로써 제어된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회로(A)는 아날로그 입력 보드(38)에 연결되는 압력 변환기(36)를 포함한다. 아날로 그 입력 보드(38)는 증발기 압력을 측정하여 커뮤니케이션 네트워크(34)를 사용하는 냉동 제어기(30)에 이 데이타를 전송한다. 압력 제어 로직 또는 알고리즘(60)은 냉동 제어기(30)내로 프로그램된다.
압력 제어 로직(60)은 설정점 알고리즘(62)을 포함한다. 설정점 알고리즘(62)은 원하는 회로 압력 설정점 값(SP_ct)을 적절하게 변경하는데 사용하여 특정 회로(26)가 콘덴서(20) 후에 액체 서브-쿨링의 레벨에 의거하거나 또는 저장소내부의 상대 습도(RH)에 의거하여 분석된다. 서브-쿨링 값은 액체 냉매의 끊는 점 이상의 콘덴서(20)에서의 액체 냉매의 냉각 량이다. 예를 들면, 액체가 212 ℉에서 끊는 물이고 콘덴서에서의 온도가 55 ℉라고 가정하면, 212 ℉ 와 55 ℉ 사이의 차이는 서브-쿨링 값이 된다(즉, 끊는 점 및 액체 온도 사이의 차이가 서브-쿨링과 동일하게 됨). 사용시, 사용자는 특정 회로(26)내에 소정의 온도에 의거하여 소정의 회로 압력 설정점 값(SP_ct)과, 그리고 공지된 온도 순람 테이블 또는 차트로부터 사용되는 냉매 타입을 간단하게 선택할 것이다. 설정점 알고리즘(62)은, 콘덴서(20)후에 액체 서브-쿨링의 레벨에 의거하거나 또는 저장소내측의 상대 습도(RH)에 의거하여 이러한 설정점을 적절하게 변경시킬 것이다. 이에 관하여, 회로(26)에 대한 회로 압력 설정점(SP_ct)이 80% 상대 습도의 여름 조건과 10 ℉ 액체 냉매 서브-쿨링에 대하여 30psig로 선택된다면, 20% 상대 습도 또는 50 ℉ 서브-쿨링에 대하여 회로 압력 설정점(SP_ct)이 33 psig로 적절하게 변경될 것이다. 다른 상대 습도(RH%) 퍼센티지 또는 다른 액체 서브-쿨링에 대하여, 상기 값으로부터 그 값이 간단하게 보간되어 상응하는 회로 압력 설정점(SP_ct)을 결정한다. 이 결과 적절한 회로 압력 설정점(SP_ct)은 밸브 개방 컨트롤(64)로 전송된다.
밸브 개방 컨트롤(64)은 에러 검출기(66) 및 PI/PID/Fuzzy 로직 알고리즘(68)을 포함하고 있다. 에러 검출기(66)는 회로(26)의 출력부에 위치되어 있는 압력 변환기(36)에 의해 측정되는 회로 증발기 압력(P_ct)을 수용한다. 에러 검출기(26)는 설정점 알고리즘(62)으로부터 적절한 회로 압력 설정점(SP_ct)도 수용하여 회로 증발기 압력(P_ct)과 소정의 회로 압력 설정점(SP_ct) 사이의 차이나 에러 값(E_ct)을 결정한다. 이 에러 값(E_ct)은 PI/PID/Fuzzy 로직 알고리즘(68)에 적용된다. PI/PID/Fuzzy 로직 알고리즘(68)은, 에러 값을 수용하고 전자 증발기 압력 조정기(28)에 대한 밸브 개방(VO_ct) 백분율(%) 값을 결정할 수 있는 임의의 종래의 냉동 제어 알고리즘일 수도 있다. 겨울에는 보다 높은 압력 설정점(SP_ct)을 요구하는 보다 낮은 부하가 있는 반면, 여름에는 보다 낮은 회로 압력 설정점(SP_ct)을 요구하는 보다 높은 부하가 있다는 것을 유의해야 한다. 그 다음 밸브 개방(VO_ct)은 냉동 제어기(30)에 의해 사용되어 전자 증발기 압력 조정기(ESR: 28)를 제어하여, 특정 회로(26)가 ESR 보드(42) 및 커뮤니케이션 버스(34)를 통하여 분석된다.
도 4를 참조하면, 온도 제어 로직(70)은 압력 제어 로직(60)을 대신하여 사용될 수 있어서 전자 증발기 압력 조정기(ESR: 28)를 제어하여 특정 회로(26)가 분석된다. 이에 관하여, 각각의 전자 증발기 압력 조정기(28)는 특정 회로(26)에 관하여 케이스 온도를 측정함으로써 제어된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회로(B)는 아날로그 입력 보드(38)에 연결된 케이스 온도 센서(44)를 포함한다. 아날로그 입력 보드(38)는 케이스 온도를 측정하여 이 데이타를, 커뮤니케이션 네트워크(34)를 사용하는 냉동 제어기(30)에 전송한다. 온도 제어 로직 또는 알고리즘(70)은 냉동 제어기(30)내로 프로그램된다.
온도 제어 로직(70)은 특정 회로(26)에서의 각각의 케이스(22)로부터의 케이스 온도(T1,T2,T3,....Tn) 또는 회로(26)에서의 하나의 케이스(22)로부터의 단일 온도 중 하나를 받아들인다. 다중 온도가 모니터링된다면, 이들 온도(T1,T2,T3,....Tn)는 평균/최소/최대 온도 블록(72)에 의해 조작된다. 블록(72)은 각각의 케이스(22)로부터 수신된 각각의 온도(T1,T2,T3,....Tn)의 평균을 취하도록 구성될 수가 있다. 변경적으로, 평균/최소/최대 온도 블록(72)은 케이스(22)로부터 최소 및 최대 온도를 모니터링하도록 구성될 수도 있어서 어떤 다른 적합한 값 또는 활용될 평균 값을 선택한다. 냉동 제어 시스템(10)에서 활용되는 하드웨어 타입에 의거하여 사용 옵션의 선택이 전체적으로 결정될 것이다. 블록(72)으로부터, 온도(T_ct)는 에러 검출기(74)에 적용된다. 에러 검출기(74)는 소정의 회로 온도 설정점(SP_ct)과 비교하는데 이는 냉동 제어기(30)에서 사용자에 의해 실제 측정된 온도(T_ct)로 설정되어 에러 값(E_ct)을 제공한다. 다시, 이러한 에러 값(E_ct)은 종래의 냉동 제어 알고리즘인 PI/PID/Fuzzy 로직 알고리즘(76)에 적용되어 특정 밸브 개방(VO_ct) 백분율(%)을 결정하여 특정 전자 압력 조정기(ESR: 28)가 ESR 보드(42)를 통하여 제어된다.
온도 제어 노직(70)은 실시하기에 효율적인 반면, 고유의 기호 논리학적인 단점을 가지고 있다. 예를 들면, 각각의 케이스 온도 센서(44)는 각각의 디스플레이 케이스(22)로부터 아날로그 입력 보드(38)가 전체적으로 위치되는 모터실로 연결되어야 한다. 이러한 것은 많은 배선 및 설치 비용을 야기한다. 따라서, 이러한 구성의 대안은 도 1의 회로(A)로 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(46)을 활용하는 것이다. 이에 관하여, 각각의 케이스(22)내의 온도 센서는 온도 정보를, 커뮤니케이션 네트워크(34)에 데이지-체인된 디스플레이 모듈(46)로 건네준다. 이러한 방식으로, 배출 공기 온도 센서(48) 또는 제품 프로브(50)는 케이스 온도(T1,T2,T3,....Tn)를 결정하도록 사용될 수 있다. 그 다음, 이러한 정보는 아날로그 입력 보드(38)를 필요하지 않고 디스플레이 모듈(46)로부터 냉동 제어기(30)로 직접 전달될 수 있어, 실질적으로 와이어링 및 설치 비용을 감소시킨다.
랙 흡입 압력 설정점(P_SP)을 제어하는 적절한 흡입 압력 제어 로직(80)은 도 5에 도시되어 있다. 대조적으로, 종래의 랙을 위한 흡입 압력 설정점은 통상적으로 회로 압력 제어를 위해 사용된 모든 설정점중 최소로 고정되고 수동식으로 구성된다. 다시 말하면, 회로(A)가 0 ℉에서 작동하고, 회로(B)가 5 ℉에서 작동하고, 회로(C)가 10 ℉에서 작동하고, 회로(D)가 20 ℉에서 작동한다고 가정하면, 사용자는 압력/온도 테이블 및 가장 낮은 온도 회로(26 즉, 회로(A))에 의거하여 원하는 흡입 압력 설정점을 전체적으로 결정한다. 이러한 실례에 있어서, 0 ℉에서 작동하는 회로(A)에 대하여, 이러한 것은 R404A 냉매와 함께 30 psig의 흡입력을 전체적으로 요구할 수 있다. 따라서, 흡입 헤더(14)에서의 압력은 각각의 회로(A-D)를 서포트하기 위해 30psig 보다 약간 낮게 고정될 것이다. 그러나, 본 발명의 티칭에 따라, 흡입 압력 설정점(P_SP)은 자동으로 선택될 뿐만아니라 정규 제어시 적절하게 변경되거나 변동한다. 도 5는 본 발명의 티칭에 따라, 랙 흡입 압력 설정점을 제어하기 위한 적절한 흡입 압력 제어 로직(80)을 예시한다. 흡입 압력 설정점 제어 로직(80)은 압축기 랙(18)에서 여러 가지 압축기(12)를 온 및 오프하는 것을 통하여 흡입 압력을 적절하게 변경시키는 냉동 제어기(30)내로도 전체적으로 프로그램된다. 적절한 흡입 압력 제어 로직(80)의 제 1 목적은 적어도 하나의 전자 압력 조정기(ESR: 28)가 실질적으로 100% 개방되는 방식으로 흡입 압력 설정점을 변경시키는 것이다.
흡입 압력 설정점 제어 로직(80)은 시작 블록(82)에서 시작한다. 시작 블록(82)으로부터, 적절한 제어 로직(80)은 해동상태가 아닌 가장 낮은 온도 설정점 회로에 의거하여 리드 회로(26)를 확인하거나 위치시키는 로케이터 블록(84)으로 나아간다. 다시 말하면, 회로(A)가 -10 ℉에서 작동하고, 회로(B)가 0 ℉에서 작동하고, 회로(C)가 5 ℉에서 작동하고, 회로(D)가 10 ℉에서 작동한다면, 회로(A)는 블록(84)에서 리드 회로(26)으로서 확인 될 수 있다. 블록(84)으로부터, 제어 로직(80)은 결정 블록(86)으로 나아간다. 결정 블록(86)에서, 리드 회로(26)가 이전 리드 회로(26)로부터 변화되는 지의 여부가 결정된다. 이에 관하여, 제어 로직(80)의 초기 시동에 따라, 해동 상태가 아닌 블록(84)에서 선택된 리드 회로(26)는 새로운 리드 회로(26)가 될 것이고, 따라서 결정 블록(86)에서 이니셜리제이션 블록(88)으로 yes 분기를 따라간다.
이니셜리제이션 블록(88)에서, 리드 회로(26)에 대한 흡입 압력 설정점(P_SP)이 결정되는데 이는 리드 회로 설정점의 포화 압력이다. 예를 들면, 이니셜라이즈된 흡입 압력 설정점(P_SP)은 각각의 회로(A-D: SP_ct1, SP_ct2,...SP_ctN) 또는 리드 회로(26)로부터의 최소 설정점에 의거한다. 따라서, 전자 압력 조정기(28)는 도 3에 설명된 바와 같이, 압력에 의거하여 제어되는 경우, 공지된 원하는 회로 압력 설정점(SP_ct)은 이니셜라이즈된 흡입 압력 설정점(P_SP)에 대하여 리드 회로(즉, 회로(A))로부터 선택된다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 전자 압력 조정기(28)가 온도에 의거하여 제어되는 경우, 압력-온도 순람 테이블 또는 차트는 제어 로직(80)에 의해 사용되어 리드 회로(26)의 최소 회로 온도 설정점(SP_ct)을 이니셜라이즈된 흡입 압력 설정점(P_SP)으로 변환한다. 예를 들면, -10 °에서 작동하는 회로(A)에 대하여, 제어 로직(80)은 본 시스템에서 사용되는 냉매를 위해 압력-온도 순람 테이블 또는 차트에 의거한 이니셜라이즈된 흡입 압력 설정점(P_SP)을 결정할 수 있다. 흡입 압력 설정점(P_SP)이 리드 회로(A)로부터 취해지기 때문에, 이는 필수적으로 각각의 회로(A-D)의 모든 냉각제 포화 압력중 최소이다.
일단, 최소 흡입 압력 설정점(P_SP)이 이니셜리제이션 블록(88)에서 이니셜라이즈되면, 적절한 제어 또는 알고리즘(80)이 샘플링 블록(90)으로 나아간다. 샘플링 블록(90)에서, 적절한 제어 로직(80)은 에러 값(E_ct: 제어에 의거한 압력이 실행되는 경우(도 3의 경우), 실제 회로 압력과 이에 상응하는 회로 압력 설정점의 차이이고, 제어에 의거한 온도가 실행되는 경우(도 4의 경우), 실제 회로 온도와 이에 상응하는 회로 온도 설정점 사이의 차이임), 그리고 10분 동안 10초 마다 리드 회로에 있는 밸브 개방 백분율(VO_ct)을 샘플링한다. 리드 회로(A)가 해동 상태에 있을 때, 샘플링은 여기에 더 설명된, 다음의 리드 회로(즉, 다음의 보다 높은 온도 설정점 회로)에서 실행된다. 그 다음, 리드 회로(A)로부터의 데이타의 60 개의 샘플 세트는 계산 블록(92)의 소정 조건을 만족시키는 에러 값(E_ct) 및 밸브 개방 (VO_ct)의 퍼센티지를 계산하는데 사용된다.
계산 블록(92)에 있어서, 0이하(E0)인 에러 값(E_ct)의 퍼센티지; 0 보다는 크고 1이하(E1)인 에러 값(E_ct)의 백분율 그리고 90 백분율 보다 큰 밸브 개방(VO_ct)은 블록(92)에서 설명된 VO에 의해 나타나는 계산 블록(92)에서 결정된다. 예를 들어, 샘플 블록(90)은 다음과 같은 에러 데이타를 샘플링한다:
Figure 112001007059916-pat00001
여기에서 각각의 칼럼은 10초 마다 취해진 측정치를 나타내고, 6 개의 컬럼은 60개의 데이타 포인트의 토탈 데이타 세트를 나타낸다. 밑줄이 그어짐으로써 상기 확인된 0과 1사이에 있는 17개의 에러 값(E_ct)이 있고, E1은 17/60 x 100%= 28.3%이 된다. 또한, 각각의 괄호에 의해 상기 확인된 0미만의 27개의 에러 값(E_ct)이 있고, E0는 27/60 x 100% = 45%이 된다. 또한, 밸브 개방 퍼센티지는 밸브 개방(VO_ct) 측정치에 의거한 동일 방식으로 실질적으로 결정된다.
계산 블록(92)으로부터, 제어 로직(80)은 방법(1: 분기(94)), 방법(2: 분기(96)) 또는 방법(3: 분기(98))중 어느 하나로 나아가고, 각각의 이들 방법은 실질적으로 유사한 최종 제어 결과를 제공한다. 방법(1, 2)은 E0 및 E1 데이타 만을 활용하는 반면, 방법(3)은 E1 및 VO 데이타만을 활용한다. 방법(1, 3)은 전자 압력 조정기(28)로 활용될 수 있는 반면, 방법(2)은 기계 압력 조정기로 사용될 수 있다. 따라서 활용하는 방법 선택은 냉동 시스템(10)에서 활용되는 하드웨어의 형태에 의거하여 전체적으로 결정된다.
방법(1: 분기(94))으로부터, 제어 로직(80)은 냉동시 100% 개방으로 리드 회로(A)에 대한 전자 스테퍼 조정기 밸브(28)를 설정하는 설정 블록(100)으로 나아간다. 일단, 회로(A)에 대하여 전자 스테퍼 조정기 밸브(28)가 100% 개방으로 설정되면, 제어 로직(80)은 퍼지 로직 블록(102)으로 나아간다. 더 상세하게 설명된 퍼지 로직 블록(102)은 EO 및 E1에 대한 소속 함수를 활용하여 흡입 압력 설정점(dP)에서의 변화를 결정한다. 일단, 흡입 압력 설정점(dP)에서의 이러한 변화가 퍼지 로직 블록(102)에 의거하여 결정되면, 제어 로직(80)은 업데이트 블록(104)으로 나아간다. 업데이트 블록(104)에서, 새로운 흡입 압력 설정점(P_SP)은 압력 설정점(dP)의 변화에 의거하여 결정되는데, 여기에서 new P_SP= old P_SP+dP 이다.
업 데이트 블록(104)으로부터, 제어 로직(80)은 리드 회로(26)을 다시 확인하거나 위치시키는 로케이터 블록(84)으로 복귀한다. 이에 관하여, 현재 사용하는 리드 회로(A)가 해동상태로 된다면, 이 시스템의 나머지 회로(26: 회로(B)-회로(D))로부터의 다음 리드 회로는 로케이터 블록(84)에서 확인된다. 다시, 결정 블록(86)은, 이니셜리제이션 블록(88)이 선택된 새로운 리드 회로(26)에 의거하여 새로운 흡입 압력 설정점(P_SP)을 결정하도록 리드 회로(26)가 변경된다는 것을 확인할 것이다. 회로(A)가 해동상태가 아니고 각각의 회로(26)에 대한 온도가 조정되지 않는다면, 제어 로직은 결정 블록(86)으로부터의 샘플 블록(90)으로 나아가 데이타 샘플링를 계속한다. 이러한 방식으로, 리드 회로(A)가 해동 상태로 된다면, 다음 리딩 회로(26)는 랙 흡입 압력을 제어하고 그리고 이러한 리드 회로(26)가 초기 리드 온도 만큼 차갑지 않는 온도를 가지고 있기 때문에, 파워는 블록(84, 86, 88)에 의해 형성된 파워 보존 루프에 의거하여 보존된다.
방법(2: 분기(96))을 참조하면, 이러한 방법은 퍼지 로직 블록(102)에 실질적으로 유사한 E0 및 E1에 의거한 흡입 압력 설정점(dP)에서의 변화를 결정하는 퍼지 로직 회로(106)으로 나아간다. 블록(106)으로부터, 제어 로직(80)은 흡입 압력 설정점(dP)에서의 변화에 의거한 흡입 압력 설정점(P_SP)을 업 데이트하는 업데이트 블록(108)으로 나아간다. 업데이트 블록(108)으로부터, 제어 로직(80)은 로케이터 블록(84)으로 복귀한다.
방법(3: 분기(98))을 참조하면, 이러한 방법은 여기에 더 설명된 E1 및 VO에 의거한 흡입 압력 설정점(dP)에서의 변화를 결정하는 퍼지 로직 블록(110)을 활용한다. 퍼지 로직 블록(110)으로부터, 제어 로직(80)은 흡입 압력 설정점(P_SP= old P_SP + dP)을 다시 업 데이트하는 업데이트 블록(112)으로 나아간다. 업데이트 블록(112)으로부터, 제어 로직(80)은 로케이터 블록(84)으로 다시 복귀한다. 방법(1: 분기(94))은 리드 회로(A)를 블록(100)을 통하여 100% 개방시키는 한편, 방법 분기(2, 3)는 도 3 및 도 4에 도시된 제어부에 의거하여 결국에는 리드 회로(A)의 전자 스테퍼 조정기 밸브(28)가 실질적으로 100% 개방으로 인도한다는 것을 유의해야 한다.
도 6을 참조하면, 퍼지 로직 블록(102, 106)에 대한 방법(1: 분기(94)) 및 방법(2: 분기(96))에서 활용된 퍼지 로직은 더 상세히 설명된다. 이에 관하여, E0에 대한 소속함수는 그래프 6A에 도시되어 있는 한편, E1에 대한 소속함수는 그래프 6B에 도시되어 있다. 소속 함수(E0)는 E0_Lo 함수, EO_Avg 함수 및 EO_Hi 함수를 포함한다. 이와 마찬가지로, 그래프 6B에 도시된 바와 같이, E1에 대한 소속 함수는 E1_Lo 함수, E1_Avg 함수 및 E1_Hi 함수를 포함한다. 흡입 압력 설정점(dP)의 변경을 결정하기 위해, 샘플 계산이 E0=40% 및 E1=30%에 대하여 도 6에 제공된다.
E0=40%에 대한 퍼지화 단계인 단계 1에 있어서, 그래프 6A에 도시된 바와 같이, 우리는 0.25의 E0_Lo 및 0.75의 EO_Avg 양자를 가지고 있다. E1=30%에 대하여, 그래프 6B에 도시된 바와 같이, 우리는 E1_Lo=0.5 및 E1_Avg=0.5를 가지고 있다. 일단, 퍼지화 단계 1이 실행되면, 계산은 명제 테이블(6C)에 의거하여 최소/최대 단계인 단계 2로 나아간다. 이에 관하여, 퍼지화 스텝의 각각의 조합은 명제 테이블(6C)에 비추어 재 검토된다. 이들 조합은 E1_Lo를 갖춘 E0_Lo; E1_Avg을 갖춘 E0_Lo; E1_Lo를 갖춘 EO_Avg; 그리고 E1_Avg를 갖춘 EO_Avg를 포함한다. 명제 테이블(6C)을 참조하면, E0_Lo 및 E1_Lo는 음의 큰 변화인 NBC를 제공한다. E0_Lo 및 E1_Avg는 음의 작은 변화인 NSC를 제공한다. E0_Avg 및 E1_Lo는 PSC 즉, 양의 작은 변화를 제공한다. E0_Avg 및 E1_Avg는 PSC 즉, 양의 작은 변화를 제공한다. 최소화 단계에 있어서, 최소의 각각의 이들 조합이 단계(2)에 도시된 바와 같이 결정된다. 최대값도 결정되어 PSC=0.5; NSC=0.25, NBC=0.25를 제공한다.
단계(2)로부터, 샘플 계산은 디 퍼지화 단계인 단계(3)로 나아간다. 단계(3)에 있어서, 순 압력 설정점 변화는 다음 식을 사용함으로써 계산된다.
Figure 112001007059916-pat00002
변수에 대한 적절한 값을 삽입함으로써, 우리는 dP와 동등한 디 퍼지화 단계인 단계(3)에 도시된 바와 같이, -0.25의 순압력 설정점 변경을 얻는다. 이것은 상응하는 업데이트 블록(104 또는 108)에서의 흡입 압력 설정점에서 뺀값이다.
방법(3: 분기(98))에 상응하게, V0에 대한 소속 함수 및 E1에 대한 소속 함수는 도 7에 도시되어 있다. 다시, 단계(1 :퍼지화); 단계(2: 최소/최대) 및 단계(3: 디 퍼지화)로부터 동일한 3개의 계산은 그래프(7A)에 도시된 V0에 대한 소속 함수, 그래프(7B)에 도시된 E1에 대한 소속함수, 명제 테이블(7C)에 의거하여 순 압력 설정점 변경(dP)을 결정하도록 실행된다.
도 8을 참조하면, 변동하는 회로 온도 제어 로직(116)이 예시되어 있다. 변동하는 회로 온도 제어 로직(116)은 모니터링되는 특정 회로(26)에서 특정 제품에 대한 제품 온도를 시뮬레이트하는 도 2에 도시된 제품 프로브(50)로부터의 온도 측정치에 의거한다. 변동하는 회로 온도 제어 로직(116)은 시작 블록(118)에서 시작한다. 시작 블록(118)으로부터, 제어 로직은 차이 블록(120)으로 나아간다. 차이 블록(120)에 있어서, 최대 허용 가능한 제품 온도에서 지난 한 시간 동안 평균 제품 시뮬레이션 온도 또는 다른 적절한 시간의 기간을 빼서 차이(diff)를 결정한다. 이에 관하여, 제품 프로브(50)에서의 측정치는 예컨대 한 시간 같은 소정 시간 기간에 걸쳐 취해진 러닝 평균으로 10초 마다 취해지는 것이 바람직하다. 최대 허용 가능한 제품 온도는 특정 냉동 케이스(22)에 저장된 제품의 형태에 의해 전체적으로 제어된다. 예를 들면, 고기 제품에 대하여, 한계치인 41 ℉는 일반적으로 냉동 케이스(22)에 있는 고기를 유지하기 위한 최대 허용 가능한 온도이다. 그 이상의 버퍼를 제공하기 위해, 최대 허용 가능한 제품 온도는 최대( 즉, 고기에 대한 온도 36°) 이하인 5 ℉로 설정될 수 있다.
차이 블록(120)으로부터, 제어 로직(116)은 결정 블록(122), 결정 블록(124) 또는 결정 블록(126) 중 어느 하나로 나아간다. 결정 블록(122)에 있어서, 평균 제품 시뮬레이터 온도와 차이 블록(120)으로부터의 최대 허용 가능한 제품 온도차가 5℉ 이상이면, 5℉ 만큼의 특정 회로(26)에 대한 온도 설정점의 감소가 변경 블록(128)에서 실행된다. 여기에서, 제어 로직은 시작 블록(118)으로 복귀된다. 이러한 분기는 평균 제품 온도가 매우 뜨겁다는 것을 확인하고 따라서 냉각될 필요가 생긴다는 것을 확인한다. 결정 블록(124)에서, 차이가 -5 ℉ 이상 5 ℉ 미만인 경우, 이는 평균 제품 온도가 최대 허용 가능한 제품 온도에 충분히 근접하고 온도 설정점의 어떠한 변경도 블록(130)에서 실행되지 않는다는 것을 나타낸다. 결정 블록(126)에서 결정된 바와 같이, 차이가 -5 ℉미만인 경우, 5 ℉ 만큼의 온도 설정점에서의 증가는 블록(132)에서 실행된다.
시뮬레이트된 제품 온도에 의거한 특정 케이스 또는 전체 회로(26)를 위한 회로 온도를 변동시킴으로써, 냉동 케이스(22)는 보다 효율적인 방식으로 작동할 수 있는데, 왜냐하면 이 제어 기준이 원하는 온도의 보다 정확한 표시인 케이스 온도가 아닌 제품 온도에 의거하여 결정되기 때문이다. 5 ℉ 차이는 제어 로직(116)에서 확인되는 한편, 당업자라면 보다 높거나 보다 낮은 온도 차이가 훨신 더 좋은 튜닝을 제공하도록 활용될 수 있다는 것을 알 수 있고, 요구되는 모든 것은 회로 온도를 변동하는 높고 낮은 온도 차이 한계치인 것을 유의 해야한다. 또한 변동하는 흡입 압력 제어 로직(80)과 조합하여 변동하는 회로 온도 제어 로직(116)을 사용함으로써 보다 좋은 에너지 효율을 성취할 수가 있다는 것을 유의해야한다.
상기 설명은 본 발명의 예시적인 실시예만을 개시하고 설명했을 뿐이며, 당업자라면, 이러한 설명, 첨부되는 도면 및 청구항으로부터 본 발명의 기술 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 개조, 변경 및 개변할 수가 있을 것이다.
각각의 회로에 대한 증발기 압력의 적절한 조정, 랙 흡입 압력의 적절한 조정을 제공하고, 멀리서 증발기 압력 요구 조건을 변화하게 할 수 있고, 작동을 통하여 각각의 회로에 대한 압력 세팅의 적절하게 변화하게 할 수 있어서 랙 흡입 압력은 가능한한 가장 높은 값에서 작동되고, 제품 시뮬레이터 프로브에 의거하여 회로 온도를 변동 가능하게하고, 케이스 온도 정보의 사용을 가능하게 하여 전체 회로에 대한 증발기 압력과 압축기 랙의 흡입 압력을 제어할 수 있다.

Claims (41)

  1. 냉동 시스템 제어를 위한 장치에 있어서,
    적어도 하나의 냉동 케이스를 각각 갖는 복수의 회로;
    각각의 회로와 커뮤니케이션 상태에 있고, 상기 회로들중 하나의 온도를 제어하도록 각각 작동 가능한 전자 증발기 압력 조정기;
    각각의 회로와 커뮤니케이션 상태에 있고, 상기 회로로부터의 파라미터를 측정하도록 작동 가능한 센서;
    압축기 랙의 일부를 각각 형성하는 복수의 압축기; 그리고
    각각의 상기 회로로부터 상기 측정된 파라미터에 의거하여 상기 압축기 랙의 흡입 압력과 각각의 전자 증발기 압력 조정기를 제어하도록 작동가능한 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 가장 낮은 온도 설정점을 갖는 리드 회로에 의거하여 상기 흡입 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동 시스템 제어를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 증발기 압력 조정기들중 적어도 하나는 실질적으로 100% 개방되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 회로와 커뮤니케이션 상태인 각각의 상기 센서는 각각의 상기 회로로부터 냉매 압력을 측정하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어기는 각각의 상기 회로로부터의 상기 압력 측정치 그리고 빌딩내의 상대 습도(RH)와 각각의 회로로 배송되는 냉매의 서브-쿨링 값 중 적어도 하나에 의거하여 각각의 전자 증발기 압력 조정기를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 회로와 커뮤니케이션 상태인 각각의 상기 센서는 각각의 상기 회로에서 상기 적어도 하나의 냉동 케이스에서의 주위 냉매 온도를 측정하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 회로들 중 적어도 하나에 대한 회로 온도를 변동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어기는 제품 시뮬레이트된 온도에 의거하여 상기 회로 온도를 변동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 냉동 시스템 제어를 위한 방법에 있어서,
    제 1 회로가 적어도 하나의 냉동 케이스를 포함하는 상태로, 제 1 회로로부 터 제 1 파라미터를 측정하는 단계;
    제 2 회로가 적어도 하나의 냉동 케이스를 포함하는 상태로, 제 2 회로로부터 제 2 파라미터를 측정하는 단계;
    제 1 파라미터에 의거하여 제 1 회로와 결합된 제 1 전자 증발기 압력 조정기에 대한 제 1 밸브 위치를 결정하는 단계;
    제 2 파라미터에 의거하여 제 2 회로와 결합된 제 2 전자 증발기 압력 조정기에 대한 제 2 밸브 위치를 결정하는 단계; 그리고
    제 1 회로와 제 2 회로에서 온도를 제어하기 위해 제 1 증발기 압력 조정기 및 제 2 증발기 압력 조절기를 전자적으로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 시스템 제어를 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 제 1 회로 및 제 2 회로로부터 선택된 리드 회로에 의거하여 압축기 랙 흡입 압력을 전자적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 리드 회로는 제 1 회로와 제 2 회로에 대한 가장 낮은 온도 설정점에 의거하여 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 리드 회로와 결합된 증발기 압력 조정기는 실질적으로 100% 개방되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 리드 회로가 해동 상태에 있는 경우에 새로운 리드 회로를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 제 1 파라미터와 제 2 파라미터는 압력 측정치인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 1 및 제 2 증발기 압력 조정기는 빌딩내의 상대 습도 측정치와 제 1 및 제 2 회로로 배송되는 액체 냉매의 서브-쿨링 값 중 적어도 하나 그리고 압력 측정치에 의거하여 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 액체 냉매의 서브-쿨링 및 빌딩 내부의 상대습도 중 적어도 하나로부터 유도되는 회로 압력 설정점과 압력 측정치 사이의 에러 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 에러 값에 의거하여 제 1 및 제 2 증발기 압력 조정기에 대한 밸브 개방 백분율을 결정하는 단계와 제 1 및 제 2 증발기 압력 조정기의 밸브 위치를 전자적으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 9 항에 있어서, 제 1 파라미터 및 제 2 파라미터는 온도 측정치인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 온도 측정치의 평균 및 최소/최대치 중 적어도 하나는 제 1 및 제 2 증발기 압력 조정기를 전자적으로 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 온도 측정치의 평균 및 최소/최대치 중 적어도 하나와 회로 온도 설정점 사이의 에러 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 에러 값에 의거하여 제 1 및 제 2 증발기 압력 조정기에 대한 밸브 개방 백분율을 결정하는 단계와 제 1 및 제 2 증발기 압력 조정기의 밸브 위치를 전자적으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 9 항에 있어서, 시뮬레이트된 제품 온도 측정치에 의거하여 제 1 회로 및 제 2 회로 중 적어도 하나의 회로 온도를 변동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 냉동 시스템 제어를 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 냉동 케이스를 각각 갖는 복수의 회로로부터 가장 낮은 온도 설정점을 갖는 리드 회로를 확인하는 단계;
    확인된 리드 회로에 의거하여 적어도 하나의 압축기를 갖는 압축기 랙에 대한 흡입 압력 설정점을 이니셜라이즈 하는 단계;
    리드 회로로부터 측정된 파라미터에 의거하여 흡입 압력 설정점의 변화를 측정하는 단계; 그리고
    상기 리드 회로에 대한 제 1 전자 증발기 압력 조정기가 소정의 백분율 정도로 개방될 때까지, 흡입 압력 설정점의 변화에 의거하여 흡입 압력 설정점을 업데이트 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 시스템 제어를 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 리드 회로가 해동 상태인지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 복수의 회로로부터 다음으로 가장 낮은 온도 설정점에 의거하여, 리드 회로가 해동 상태에 있는 경우, 새로운 리드 회로를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 새로운 확인된 리드 회로에 의거하여 압축기 랙에 대한 새로운 흡입 압력 설정점을 이니셜라이즈 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 흡입 압력 설정점을 이니셜라이즈 하는 단계는 리드 회로 설정점의 포화 압력에 의거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 23 항에 있어서, 흡입 압력 설정점의 변화를 측정하는 단계는 흡입 압력 설정점의 변화를 측정하도록 퍼지 로직을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 23 항에 있어서, 100% 개방으로 리드 회로의 전자 조정기 밸브를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 23 항에 있어서, 제품 시뮬레이션 온도에 의거하여 적어도 하나의 복수의 회로 온도를 변동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 23 항에 있어서, 리드 회로로부터 측정된 파라미터에 의거하여 리드 회로와 결합된 전자 조정기 밸브를 전자적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 냉동 시스템 제어를 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 냉동 케이스를 갖는 회로에 대한 최대 허용 가능한 제품 온도를 설정하는 단계;
    회로에 대한 제품 시뮬레이트된 온도를 측정하는 단계;
    제품 시뮬레이트된 온도와 최대 허용 가능한 제품 온도 사이의 차이를 계산하는 단계;
    계산된 차이에 의거하여 회로의 온도 설정점을 조정하는 단계; 및
    적어도 하나의 압축기를 갖는 압축기 랙에 대한 흡입 압력 설정점을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 시스템 제어를 위한 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 계산된 차이가 제 1 한계치 보다 큰 경우에는 회로의 온도 설정점을 감소시키는 단계와 계산된 차이가 제 2 한계치 보다 낮은 경우에는 회로의 온도 설정점을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 계산된 차이가 제 1 한계치와 제 2 한계치 사이에 있는 경우에는 회로의 온도 설정점을 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 삭제
  36. 제 35 항에 있어서, 복수의 회로로부터 리드 회로를 결정하는 단계를 더 포함하고, 각각의 회로가 복수의 회로에 대한 가장 낮은 온도 설정점에 의거하여 적어도 하나의 냉동 케이스를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 리드 회로가 해동 상태에 있는지의 여부를 결정 하는 단 계와, 리드 회로가 해동 상태에 있는 경우에는 다음으로 가장 낮은 온도 설정점에 상응하는 새로운 리드 회로를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 32 항에 있어서, 회로와 결합된 증발기 압력 조정기를 전자적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 빌딩내의 상대 습도(RH)와, 회로로 배송되는 냉매의 서브-쿨링 값 중 적어도 하나에 의거하여 증발기 압력 조정기를 전자적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 38 항에 있어서, 제품 시뮬레이션 온도에 의거하여 증발기 압력 조정기를 전자적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 32 항에 있어서, 제품 시뮬레이션 온도는 소정 기간에 걸쳐 취해진 복수의 제품 시뮬레이션 온도에 의거하는 평균 제품 시뮬레이션 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
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