KR20050097512A - 냉동시스템에서의 단계별 용량 조절을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

냉동시스템(100)에서 불연속의 단계적인 출력 용량들을 발생시키기 위한 제어 장치가 제공된다. 냉동시스템(100)은 둘 또는 그 이상의 다중 용량 압축기들(102,104)을 갖는 다중 증발기 장치이다. 다중 용량 압축기들(102,104)은 둘 또는 그 이상의 출력 용량들을 제공할 수 있는 왕복형 압축기나 스콜형 압축기가 될 수 있다. 전체 장치 용량에 대한 다중 용량 압축기들(102,104)의 기여는 동등할 수 있거나, 아니면 동등하지 않을 수 있다. 즉, 하나의 압축기는 다른 압축기(들) 보다 큰 용량을 제공한다. 제어 장치는 구성(configuring)에 의해서, 또는 다중 용량 압축기들(102,104)의 작동 및 압축기들(102,104)에 의해서 제공된 출력 용량을 제어함에 의해서 냉동시스템(100)의 단계별 용량을 발생시킬 수 있다.

Description

냉동시스템에서의 단계별 용량 조절을 위한 장치 및 방법{System and method for stepped capacity modulation in a refrigeration system}

본 발명은 단계별 출력 용량(stepped output capacities)을 갖는 냉동시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 둘 또는 그 이상의 다중 용량(multi-capacity) 압축기들을 갖는 냉동시스템에 대하여 8개 또는 그 이상의 불연속 출력 용량을 제공할 수 있는 제어장치에 관한 것이다.

이중 용량 압축기들은 냉동시스템에 대한 각기 다른 수준의 출력 용량을 제공하도록 사용되어 왔다. 이러한 이중 용량 압축기의 결점중 하나는, 냉동시스템이 압축기의 용량들중 하나와는 다른 출력 용량을 필요로 하고 그에 따라 한편으로는 과도한 용량이 발생되고 다른 한편으로는 압축기의 선택된 구성에 따라 불충분한 용량이 발생된다는 것이다.

또한, 냉동시스템에 대한 각기 다른 수준의 출력 용량은 냉동시스템에 통합된 다중의 단일 용량 압축기들의 작동을 제어함으로써 얻을 수 있다. 그러한 시스템의 하나가 미합중국 특허 제 4,384,462 호(하기에서 '462 특허라 칭함)에 개시되어 있다. '462 특허는 동일하지 않은 용량의 다수의 압축기들 및 이 압축기들에 연결된 각기 다른 폐쇄부들(enclosures) 내에 위치하는 다수의 증발기들을 갖는 다중 압축기 냉동시스템에 관한 것이다. 압축기들은 단일 용량을 가지며, "온(on)" 상태 와 "오프(off)" 상태 사이에서 전환될 수 있다. "온(on)" 상태와 "오프(off)" 상태 사이에서의 압축기들의 전환은 모든 압축기들이 "오프(off)" 되는 제로상태(zero state)를 포함하여 냉동시스템에서 각기 다른 조합들을 통해 2^N의 각기 다른 수준 또는 작동 상태를 유발시킨다. 제어는 냉동시스템의 흡입압력의 증가 또는 감소에 반응하여 냉동시스템의 특별한 작동상태를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

또한, 냉동시스템에 대한 각기 다른 수준의 출력 용량은 냉동시스템에 통합된 다수의 이중 용량 압축기들의 동작을 순서화함으로써 얻어질 수 있다. 그러한 장치중 하나가 미합중국 특허 제 4,501,125 호(하기에서 '125 특허라 칭함)에 개시되어 있다. '125 특허는 온도 조화장치에 관한 것이다. 온도 조화장치는 냉동 회로에 연결된 2개의 2단 압축기들을 증발기에 통합시킬 수 있다. '125 특허는 2개의 2단 압축기들을 사용하는 경우에 4단계의 냉각의 유용성에 대해 논하고 있다. 이 장치는 검색 테이블(look-up table)에서의 소정의 기준치에 반응하여 냉각(또는 가열)의 단계들이나 상태들을 증가시키거나 감소시킨다.

그러므로, 냉동시스템에 의해서 요구되는 특별한 출력 용량을 만족시키기 위한 적절한 출력 용량을 제공하도록 둘 또는 그 이상의 다중 용량 압축기들을 갖는 냉동시스템에서 다중 출력 용량을 제공하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동시스템의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 제어장치에 의해서 발생된 2개의 이중 용량 압축기들의 대응하는 출력 용량 단계들 및 그에 상응하는 구성을 나타낸 표이다.

도 3은 몇몇 다른 압축기 구성들에 의해서 제공된 출력 용량들을 나타낸 표이다.

도 4는 본 발명에 따른 제어공정의 흐름도이다.

본 발명의 일 실시 예는 다수의 압축기들을 갖는 냉동시스템에 관한 것이다. 다수의 압축기들의 각각의 압축기는 다수의 불연속적인 출력 용량들을 제공하도록 구성된다. 냉동시스템은 다수의 압축기들과 유체 연결된 응축기, 및 상기 응축기와 유체 연결되고 다수의 압축기들과 유체 연결된 적어도 하나의 증발기를 포함한다. 다수의 압축기들의 각각의 압축기의 동작(작동개시 또는 작동정지)을 제어하고 다수의 압축기들의 각각의 압축기에 대하여 다수의 불연속적인 출력 용량들 중에서 소정의 불연속 출력 용량을 제어하기 위해서 제어장치가 사용된다. 제어장치는 압축기들의 작동 여부를 결정하며, 냉동시스템의 필요한 출력 용량에 반응하여 다수의 압축기들의 각각의 작동 압축기에 대한 불연속 출력 용량을 결정한다.

본 발명의 다른 실시 예는 적어도 하나의 증발기를 갖는 냉동시스템에서 다수의 다중 용량 압축기들의 작동을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 냉동시스템에 의해서 요구되는 출력 용량의 양을 결정하는 단계와 결정된 양의 출력 용량을 발생시키도록 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 결정하는 단계를 포함한다. 다중 용량 압축기들의 결정된 구성은 압축기 동작의 다수의 구성들 및 상기 다수의 다중 용량 압축기들에 대한 압축기 용량을 갖는 테이블로부터 얻어진다. 다수의 구성들의 각각의 구성은 냉동시스템의 출력 용량에 대응한다. 본 발명에 따른 방법은 냉동시스템에서 상기 결정된 양의 출력 용량을 발생시키도록 다수의 다중 용량 압축기들의 결정된 구성을 상기 다수의 다중 용량 압축기들에 적용시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 다수의 압축기들, 상기 다수의 압축기들과 유체 연결된 응축기, 상기 응축기 및 상기 다수의 압축기들에 유체 연결된 적어도 하나의 증발기, 및 냉동시스템의 필요한 출력 용량에 반응하여 상기 다수의 압축기들을 제어하기 위한 제어장치를 갖는 냉동시스템에 관한 것이다. 다수의 압축기들은 다수의 소정의 작동 구성들(operating configurations)을 갖는다. 이때, 상기 다수의 소정의 작동 구성들의 각각의 소정의 작동 구성은 냉동시스템에 대한 소정의 출력 용량을 유발시킨다. 제어장치는 상기 다수의 소정의 작동 구성들로부터 필요 출력 용량을 보다 효과적으로 만족시키는 소정의 작동 구성을 선택하도록 구성된다. 다수의 압축기들의 각각의 압축기는 다수의 불연속 출력 용량들을 가지며, 상기 다수의 압축기들에 대한 소정의 작동 구성은 상기 다수의 압축기들의 각각의 압축기에 대한 작동 상태 및 각각의 작동 압축기에 대한 불연속 출력 용량을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 냉동시스템에서 다수의 다중 용량 압축기들의 동작을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 다수의 다중 용량 압축기들, 응축기, 폐쇄된 냉동회로에 연결된 다수의 증발기들을 갖는 냉동시스템를 제공하는 단계, 그리고 냉동시스템에서 요구되는 일정량의 출력 용량을 결정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 결정된 양의 필요한 출력 용량을 만족시키도록 소정의 출력 용량을 갖는 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 결정하는 단계를 포함한다. 다수의 압축기들의 각각의 압축기는 다수의 불연속 출력 용량들을 가지며, 결정된 구성의 다수의 다중 용량 압축기들은 다수의 다중 용량 압축기들의 각각의 압축기의 작동상태 및 각각의 작동하는 다중 용량 압축기에 대한 불연속 출력 용량을 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 냉동시스템의 소정의 출력 용량을 발생시키도록 다수의 다중 용량 압축기들을 제어하기 위하여 다수의 다중 압축기들의 결정된 구성에 대응하는 제어 명령들을 발생시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 한가지 장점은 냉동시스템에 의해서 요구되는 출력 용량에 매우 부합하게 다양한 각기 다른 출력 용량들이 제공될 수 있고 이에 의해 사용되지 않는 과도한 용량의 발생이 회피된다는 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 장점들은 본 발명의 원리들을 설명하기 위한 예로서 첨부도면들을 참조한 하기의 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 통해서 명백하게 밝혀질 것이다.

동일한 참조부호들은 도면들 전체에 걸쳐서 동일하거나 유사한 부분들을 언급하는데 사용될 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 일반적인 장치가 예로서 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 가열, 통기 및 공기조화(HVAC) 또는 냉동시스템(100)은 제 1 압축기(102), 제 2 압축기(104), 응축기(106), 하나 또는 그 이상의 증발기들(108), 팽창장치(들)(110) 및 제어 패널(140)을 포함한다. 제어 패널(140)은 아날로그 디지털(A/D) 변환기, 마이크로프로세서, 비휘발성 메모리 및 인터페이스 보드(interface board)를 포함할 수 있다. 제어 패널(140)의 동작은 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 종래의 냉각 또는 HVAC 시스템(100)은 도 1에는 도시되지 않은 다른 많은 특징들을 포함한다. 이러한 특징들은 설명의 편의를 위해 도면을 단순화하도록 생략하였다.

냉동시스템(100)에서, 압축기들(102,104)은 냉각 증기를 압축하고 압축기의 냉각 증기를 단일 라인을 통해서 응축기(106)로 전달한다. 압축기들(102,104)의 출력들은 각각의 압축기(102) 및 (104)로부터 나온 압축된 냉각 증기가 응축기(106)로의 부수적인 운반을 위한 단일 라인에 결합되도록 서로 연결된다. 또한, 압축기들(102,104)중 단지 하나의 압축기 만이 작동하는 경우에, 다른 압축기(102,104)의 출력은 비작동 압축기(102,104)를 통해서 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위하여 밸브(도시되지 않음)에 의해 폐쇄되거나 밀봉된다. 바람직하게는, 압축기들(102,104)은 다중 용량 출력, 즉 둘 또는 그 이상의 불연속 출력 용량 수준을 갖는 왕복 또는 스크롤(scroll) 압축기들중 소정의 타입으로 이루어진다. 그러나, 본 발명은 둘 또는 그 이상의 불연속 출력 용량을 제공하도록 구성될 수 있는 일정 형태의 압축기와 함께 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 압축기들(102,104)중 각각의 압축기로부터 발생된 가압된 냉각 증기 출력은 분리하여 전달될 수 있고, 냉각 증기 출력이 응축기(106)에서 결합될 때까지 분리된 상태를 유지한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 압축기들(102,104)중 각각의 압축기로부터 발생된 가압된 냉각 증기 출력은 냉각 회로에서 분리된 상태로 전달될 수 있다. 즉, 하나의 압축기로부터 나오는 가압된 냉각 증기는 냉매가 장치를 통해서 순환함에 따라 다른 압축기로부터 나오는 가압된 냉각 증기와 혼합되지 않는다. 이러한 실시 예에 있어서, 각각의 회로에 대한 응축기와 증발기들은 분리된 냉각 회로를 유지하는 동안에 필요한 열 교환을 허용할 수 있는 적당한 배열을 가질 수 있다.

도 1에 있어서, 압축기들(102,104)로부터 나오는 냉각 증기는 응축기(106)에 있는 열교환기 코일을 통과하거나 그 주위로 유동하여 유체, 바람직하게는 공기나 물과 열교환을 하게 된다. 응축기(106) 내에서 냉각 증기는 유체와의 열교환 결과로서 냉각 액체로의 상변화를 겪게 된다. 응축기(106)로부터 나오는 응축된 액체 냉매는 팽창 장치(들)(110)을 통해서 유동하여 증발기들(108)로 들어간다. 팽창 장치(들)(110)은 팽창 밸브나 캐필러리 튜브와 같이 고압의 압력 액체를 저압의 액체로 전환시킬 수 있는 소정 타입의 수용 가능한 장치가 될 수 있다.

팽창 장치(들)(110)의 출력은 냉동시스템(100)의 특정한 구성에 따라 하나 또는 그 이상의 증발기들(108)로 제공된다. 하나 또는 그 이상의 증발기들(108)은 냉동시스템(100)의 특정 냉각 요구조건들 또는 출력 용량 요구조건들에 따라서 정지되거나 또는 비활성화될 것이다(하기에서 보다 상세하게 설명될 것임). 냉각 액체 및/또는 증기는 비활성 증발기들(108)의 각각의 입구와 출구에 있는 밸브들(도시되지 않음)에 의해서 비활성 증발기들(108)로 들어가는 것이 방지된다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 있어서, 팽창 장치(110)로부터 연장된 라인은 각각의 증발기(108)에 연결된 적당한 밸브들을 갖는 매니폴드(manifold)에 연결될 수 있다. 매니폴드는 적당한 증발기들(108)에 냉매를 제공하도록 구성되거나 작동될 수 있다. 마찬가지로, 증발기들(108)의 출력들은 적당한 밸브들을 갖는 매니폴드에 연결될 수 있다. 이때, 매니폴드는 단지 단일의 라인만을 사용하여 압축기들(102,104)로 냉각 증기를 제공하도록 구성되거나 작동될 수 있다. 증발기들(108)의 비활성화 및 밸브들의 폐쇄는 분리된 라인들 또는 매니폴드의 여부에 상관없이 중앙 제어장치에 의해서 제어되거나 또는 증발기들(108) 각각에서 개별적으로 제어될 수 있다.

압축기들(102,104)로부터 나오는 냉각 증기는 각각의 비활성 응축기(106)에 있는 열교환기 코일을 통하거나 그 주위로 유동하여 유체와 열교환 하게 된다. 바람직하게는 기의 온도를 낮추도록 공기와 열교환 하게 된다. 증발기들(108)에서 냉각 액체는 공기와의 열교환의 결과로서 냉각 증기로의 상변화를 겪게 된다. 증발기들(108)에 있는 증기 냉매는 흡입 연결부들을 통해서 증발기들(108)을 빠져나가고 사이클(cycle)을 완벽하게 하도록 공통 라인에 의해서 압축기들(102,104)로 복귀한다. 냉동시스템(100)에 있는 증발기들(108)의 수는 1부터 N까지 변할 수 있다. 이때, N은 압축기들(102,104)로부터 나오는 다중 출력들의 최대 수에 대응하는 수이다(이것에 대해서는 하기에서 상세하게 설명할 것임). 이러한 실시 예에 있어서, 다중 출력들의 수와 증발기들의 수가 동일하지 않으므로 증발기 출력은 압축기 출력에 부합하지 않는다. 예를 들면, 도 1에 도시된 압축기들(102,104)이 모두 2단 용량 압축기들이면, N은 바람직하게는 8이고(도 2 참조), 8개(또는 그 이상도 가능)의 증발기들(108)이 냉동시스템(100)에 수용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예들에 있어서, 압축기들(102,104)의 수는 증가될 수 있고 및/또는 각각의 압축기(102,104)에 의해서 제공되는 용량들의 수는 냉동시스템(100)에서 유용한 출력 용량의 단계들의 전체 수를 증가시키도록 증가될 수 있다(이것에 대해서는 하기에서 상세하게 설명할 것임). 출력 용량의 단계들의 수가 증가함에 따라서, 냉동시스템(100)에서 사용될 수 있는 증발기들(108)의 바람직한 수(N) 또한 증가될 수 있다. 그러므로, 하나의 출력 용량에 대하여 하나의 증발기의 바람직한 비율이 유지된다.

제어 패널(140)은 장치(100)의 성능을 나타내는 장치(100)로부터 발생된 입력 신호들을 수용하기 위한 A/D 컨버터를 구비한다. 제어 패널(140)은 장치(100)의 작동을 제어하도록 장치(100)의 부품들로 신호를 전달하기 위한 인터페이스 보드를 구비한다. 예를 들면, 제어 패널(140)은 일정수의 능동 증발기들을 제어하고 압축기들(102,104)의 동작을 제어하기 위한 신호들을 송출할 수 있다. 제어 패널(140)은 여기에서 설명하지 않은 많은 다른 특징 및 부품들을 포함한다. 이러한 특징 및 부품들은 설명의 편의를 위해서 제어 패널(140)을 단순화시킬 목적으로 생략하였다.

제어 패널(140)은, 장치(100)에 요구되는 특별한 출력 용량에 반응하여, 압축기들(102,104)에 대한 작동 구성을 결정하고 이행하며 장치(100)의 작동을 제어하기 위하여 제어 알고리즘을 사용하는 제어장치의 일부이다. 또한, 제어 장치는, 증발기들(108)과 결합하거나 이를 활성화시키도록 또는 증발기들(108)로부터 분리되거나 이를 비활성화시키도록 밸브들을 개방하거나 폐쇄하기 위하여 제어 알고리즘을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 제어 알고리즘은 제어 패널(140)의 비휘발성 메모리에 저장되는 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어가 될 수 있다. 이는 제어 패널(140)의 마이크로프로세서에 의해서 실행가능한 일련의 명령들을 포함할 수 있다. 제어 알고리즘은 컴퓨터 프로그램에 의해서 구체화되고 마이크로프로세서에 의해서 실행되는 것이 바람직한 반면, 제어 알고리즘은 해당 기술분야의 당업자에 의해서 디지털 및/또는 아날로그 하드웨어를 사용하여 이행되거나 실행되는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 만일 하드웨어가 제어 알고리즘을 실행하는데 사용된다면, 제어 패널(140)의 대응하는 구성은 필요한 부품들을 통합하고 더이상 필요하지 않은 부품들을 제거하도록 변화될 수 있다.

본 발명에 따른 제어장치는, 압축기들(102,104)을 특정시간 동안 동작하도록 제어하고 동작중에 압축기들(102,104)의 출력 용량을 제어함으로써, 냉동시스템(100)에 대한 출력 용량의 각기 다른 단계들을 발생시킨다. 압축기들의 동작 및 그 출력 용량들을 제어함으로써, 본 발명에 따른 제어장치는 냉동시스템(100)에 대한 출력 용량들의 각기 다른 단계들을 발생시킬 수 있다. 8개의 불연속 단계들을 얻기위하여 도 1로부터 얻은 압축기들(102,104)의 작동 구성이 도 2에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 압축기들(102,104)은, 압축기들(102,104)의 전체 출력 용량의 절반을 제공하는 제 1 단계, 및 압축기들(102,104)의 전체 출력 용량을 제공하는 제 2 단계를 갖는 이중 용량 압축기들이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 작동 모드들중 하나에 따라 압축기들(102,104)중 하나를 작동시킴으로써 4개의 불연속 단게들이 발생되거나 얻어질 수 있다. 압축기들(102,104)의 특별한 구성은 소정의 특정 단계들에 관련될 수 있고, 이러한 연관 관계가 설명의 편의를 위해 도 2 및 도 3에 나타나 있다. 그러나, 단계들은 장치의 용량을 증가시키기 위해서 순차적으로 정의되는 것이 바람직하다.

추가적인 압축기들이 냉동시스템(100)에 더해지는 경우, 본 발명에 따른 제어장치(및 도 2에 도시된 제어 흐름도)는 새로운 압축기(들)에 대한 추가적인 제어 구성을 제공하도록 확장된다. 예를 들면, 새로운 압축기의 추가는, 새로운 압축기의 제 1 단 출력 및 제 2 단 출력에 대한 새로운 단계들, 및 압축기들(102,104)중 하나 또는 둘 모두의 출력을 새로운 압축기의 출력과 결합시키는 새로운 단계들을 야기시킬 수 있다. 마찬가지로, 만일 압축기들(102,104)이 3 또는 그 이상의 불연속 출력 용량을 갖는 다중 용량 압축기로 대체되는 경우, 본 발명에 따른 제어장치(및 도 2에 도시된 제어 흐름도)는 새로운 압축기(들)에 대한 추가적인 제어 구성을 제공하도록 확장된다.

본 발명에 따른 제어장치의 작동을 더 설명하기 위해서, 도 2의 출력 용량 단계들이 몇몇 다른 압축기(102,104) 구성에 적용된다. 도 3은 4개의 다른 압축기 구성에 대한 8 단계의 각각의 출력 용량을 제공한다. 4개의 각기 다른 압축기 구성은, 하나의 압축기가 전체 장치 용량의 40%를 제공하고 다른 압축기는 전체 장치 용량의 60%를 제공하는 구성, 즉 2톤 용량 압축기와 3톤 용량 압축기; 하나의 압축기가 전체 장치 용량의 30%를 제공하고 다른 압축기는 전체 장치 용량의 70%를 제공하는 구성, 즉 1톤 용량 압축기 및 2와 1/3톤 용량 압축기; 하나의 압축기가 전체 장치 용량의 20%를 제공하고 다른 압축기는 전체 장치 용량의 80%를 제공하는 구성, 즉 1톤 용량 압축기와 4톤 용량 압축기; 그리고 각각의 압축기가 전체 장치 용량의 50%를 제공하는 구성, 즉 2톤 용량 압축기의 쌍을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각기 다른 용량의 압축기들(102,104)이 본 발명의 제어 장치와 함께 사용되는 경우, 8개의 각기 다른 출력 용량들이 8단계들 또는 구성에 의해서 발생된다. 그러나, 압축기들(102,104)이 동일한 출력 용량을 갖는 경우에는, 단지 4개의 각기 다른 출력 용량들이 8단계 또는 구성에 의해서 발생된다. 이것은 단계들의 몇몇이 동일한 출력 용량을 발생시키기 때문이다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 압축기들(102,104)이 최대 수의 출력 용량 단계들을 얻기 위하여 각기 다른 출력 용량들을 갖는다. 압축기들(102,104)의 특정한 전체 출력 용량들의 결정 및 선택은 냉동시스템(100)의 최대와 최소 요구조건들 그리고 사용자에 의해서 요구되는 특정 출력 용량 단계들을 기초로 한다.

도 4는 냉동시스템(100)에 대한 적당한 출력 용량을 결정하기 위한 방법을 설명한다. 공정은 냉동시스템(100)의 필요한 출력 용량이 결정되는 단계(402)에서 시작한다. 냉동시스템(100)의 필요한 출력 용량은 증발기(108)에 위치된 냉각 조건에 관련된다. 냉각 조건은 냉각될 유체의 온도, 활성 증발기들의 개수의 함수, 그리고 상기 두 가지 요소들 또는 다른 적당한 요소의 조합의 함수가 될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 냉동시스템(100)에 있어서, 냉각조건은 다른 3개의 증발기들(108)이 비활성화인 동안에 5개의 증발기들(108)이 활성화 상태인 것을 기초로 할 수 있다. 이것은 건축물에서 발견될 수 있는 상황에서 일어날 수 있다. 각각의 증발기(108)는 건축물의 특정 영역을 냉각시키도록 제공된다.

냉동시스템(100)에 대한 출력 용량이 단계(402)에서 결정되면, 제어 장치는 단계(404)에서 이러한 필요 출력 용량을 양호하게 만족시키거나 또는 보다 효과적으로 만족시키는 압축기들(102,104)의 구성을 결정한다. 제어 장치는 적당한 압축기 구성을 결정하기 위하여 도 2에 나타낸 정보와 같이 압축기 구성에 저장된 정보를 평가한다. 압축기 구성상의 정보는 제어 장치에 의한 신속하고 용이한 검색에 적당한 방식으로 저장될 수 있다. 정보는, 표, 데이터베이스 또는 다른 적당한 구성에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 제어 장치는 적당한 출력 용량을 발생시키도록 활성 증발기들(108)의 개수를 일정 구성을 갖는 대응 단계에 부하도록 수정시킬 수 있다. 5개의 활성 증발기들(108)을 갖는 상기 실시 예에서, 제어 장치는 활성 증발기들(108)의 개수와 부합하고 적당한 출력 용량을 발생시키는 압축기 구성을 갖는 단계 5를 선택할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 제어 장치는 특정한 구성들중 각각의 구성에 대하여 필요한 출력 용량을 필요한 출력 용량에 가장 어울리는 구성과 용량을 결정하도록 대응하는 용량에 비교할 수 있다. 예를 들면, 만일 필요한 출력 용량이 전체 용량의 50%에 대응하면, 제어 장치는 50%의 필요한 출력 용량을 제공하는 구성을 결정하도록 구성들의 각각에 대한 출력 용량을 비교한다.

끝으로, 단계(404)에서, 제어 장치는 결정된 압축기 구성을 취하고, 압축기들(102,104)에 대한 적당한 제어 신호를 발생시킨다. 압축기들(102,104)은 제어 장치에 의해서 발생된 제어 신호들에 반응하여 원하는 출력 용량을 제공하도록 바람직한 구성으로 작동된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 많은 변형이 본 발명의 필수적인 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 실행하기 위한 특정 상황이나 재료를 채택하도록 이루어질 것이다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위한 최선의 모드로서 설명하고 있는 본 발명의 특정한 실시 예로서 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 영역 내에 있는 모든 실시 예들을 포함하게 될 것이다.

Claims (16)

1. 냉동시스템으로서,

   다수의 소정의 작동 구성들(operating configurations)을 갖는 다수의 압축기들로, 상기 다수의 작동 구성들의 각각의 소정의 작동 구성은 상기 냉동시스템에 대한 소정의 출력 용량을 발생시키는, 다수의 압축기들;

   상기 다수의 압축기들과 유체 연결된 응축기;

   상기 응축기 및 상기 다수의 압축기들과 유체 연결된 적어도 하나의 증발기; 및

   상기 냉동시스템에 대한 필요한 출력 용량을 가장 효과적으로 만족시키는 소정의 작동 구성을 상기 다수의 소정의 작동 구성들로부터 선택하도록 구성되고, 상기 냉동시스템에 대한 필요한 출력 용량에 반응하여 상기 다수의 압축기들을 제어하기 위한 제어 장치;를 포함하며,

   상기 다수의 압축기들중 각각의 압축기는 다수의 불연속 출력 용량들을 가지며, 상기 다수의 압축기들에 대한 각각의 소정의 작동 구성은 상기 다수의 압축기들의 각각의 압축기에 대한 작동상태 및 상기 각각의 작동 압축기들에 대한 불연속 출력 용량을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 증발기는 다수의 증발기들을 포함하며, 상기 다수의 증발기들의 전체 개수는 상기 다수의 소정의 작동 구성들의 전체 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 다수의 소정의 작동 상태들을 저장하기 위한 메모리를 포함하며, 상기 다수의 소정의 작동 상태들은 증가하는 출력 용량에 따라 상기 메모리에서 순차적으로 확인되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 다수의 증발기들중 소정 개수의 증발기들은 상기 다수의 압축기들의 상기 소정 개수의 작동 구성에 반응하여 상기 제어 장치에 의해서 작동되고, 상기 소정 개수의 증발기들은 상기 다수의 압축기들의 상기 소정의 작동 구성에 대한 순차적인 식별자(sequence identifier)에 상응하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 압축기들의 각각의 압축기는 제 1 불연속 출력 용량과 제 2 불연속 출력 용량을 갖는 2단 용량 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 다수의 압축기들은 제 1 압축기와 제 2 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 다수의 소정의 작동 조건들은 8개의 작동 조건들을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 8개의 작동 조건들은 상기 냉동시스템의 출력 용량의 8개의 불연속 단계들을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
9. 청구항 6에 있어서, 상기 제 1 압축기와 상기 제 2 압축기는 왕복 압축기들인 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
10. 청구항 5에 있어서, 상기 제 2 불연속 출력 용량은 상기 제 1 불연속 출력 용량보다 크고, 상기 제 1 압축기에 대한 상기 제 2 불연속 출력 용량은 상기 제 2 압축기에 대한 상기 제 2 불연속 출력 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
11. 냉동시스템에서 다수의 다중 용량 압축기들의 작동을 제어하기 위한 방법으로서,

    다수의 다중 용량 압축기들, 응축기 및 폐쇄된 냉각 회로에 연결된 다수의 증발기들을 갖는 냉동시스템을 제공하는 단계;

    상기 냉동시스템에 의해서 요구되는 출력 용량의 양을 결정하는 단계;

    결정된 양의 필요한 출력 용량을 만족시키도록 소정의 출력 용량을 갖는 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 결정하는 단계로, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 각각의 다중 용량 압축기는 다수의 불연속 출력 용량들을 가지며, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 결정된 구성은 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 각각의 압축기에 대한 작동 상태 및 각각의 작동하는 다중 용량 압축기에 대한 불연속 출력 용량을 포함하는, 단계; 그리고

    상기 냉동시스템에 대한 상기 소정의 출력 용량을 발생시키도록 상기 다수의 다중 용량 압축기들을 제어하기 위하여 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 상기 결정된 구성에 대응하는 제어명령을 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 결정하는 단계는, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 다수의 구성들로부터 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 선택하는 단계를 포함하며, 이때 상기 다수의 구성들의 각각의 구성은 상기 냉동시스템의 소정의 출력 용량에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 상기 다수의 구성들을 표에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 선택하는 단계는 상기 표로부터 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 청구항 12에 있어서, 상기 다수의 증발기들은, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 상기 다수의 구성들로부터 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 각각의 구성에 대한 증발기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 선택하는 단계는, 상기 다수의 다중 용량 압축기들중 증발기들의 활성 개수에 대응하는 상기 다수의 다중 용량 압축기들의 구성을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.