RU2787414C2 - Method for control of cooling installation connected to electrical casing - Google Patents
Method for control of cooling installation connected to electrical casing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787414C2 RU2787414C2 RU2019117887A RU2019117887A RU2787414C2 RU 2787414 C2 RU2787414 C2 RU 2787414C2 RU 2019117887 A RU2019117887 A RU 2019117887A RU 2019117887 A RU2019117887 A RU 2019117887A RU 2787414 C2 RU2787414 C2 RU 2787414C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- operating mode
- evaporator
- pth
- cooling
- cooling circuit
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 11
- 102100008445 CBX1 Human genes 0.000 description 8
- 101700055931 CBX1 Proteins 0.000 description 8
- 101710012502 ME1 Proteins 0.000 description 8
- 101710012503 ME6 Proteins 0.000 description 8
- 101710043601 MOD1 Proteins 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- OMFHQUCUWSMFOJ-FMONCPFKSA-N COMP protocol Chemical compound ClCCN(CCCl)P1(=O)NCCCO1.O=C1C=C[C@]2(C)[C@H]3C(=O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1.C=1N=C2N=C(N)N=C(N)C2=NC=1CN(C)C1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1.C([C@H](C[C@]1(C(=O)OC)C=2C(=C3C([C@]45[C@H]([C@@]([C@H](OC(C)=O)[C@]6(CC)C=CCN([C@H]56)CC4)(O)C(=O)OC)N3C=O)=CC=2)OC)C[C@@](C2)(O)CC)N2CCC2=C1NC1=CC=CC=C21 OMFHQUCUWSMFOJ-FMONCPFKSA-N 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 2
- 102000012677 DET1 Human genes 0.000 description 1
- 101700003635 DET1 Proteins 0.000 description 1
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 description 1
- 101700059771 vent1 Proteins 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к способу управления установкой охлаждения, используемой для охлаждения внутреннего объема электрического кожуха, такого как, например, электрический шкаф. Изобретение также относится к установке охлаждения, в которой реализуется упомянутый способ.The present invention relates to a method for controlling a cooling plant used for cooling the interior of an electrical enclosure, such as an electrical cabinet, for example. The invention also relates to a cooling plant in which said method is implemented.
Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Prior Art
В известном способе, со ссылкой на фиг. 1, электрический шкаф 1 содержит электрические устройства 3, некоторые из которых высвобождают тепло в ходе работы. Электрический шкаф 1 в силу этого может содержать охлаждающую установку 2 для охлаждения своего внутреннего объема и высвобождения тепла наружу. Охлаждающая установка 2, в частности, может интегрировать кондиционер для охлаждения воздуха внутри шкафа и выпуска горячего воздуха наружу.In the known method, with reference to FIG. 1, an
В известном способе, со ссылкой на фиг. 2, кондиционер представляет собой термодинамическую машину для получения холода. Она, по существу, образована двумя теплообменниками (испарителем EV и конденсатором COND), соединенными с компрессором COMP, все из которых работают в закрытом и герметизированном контуре, в котором циркулирует хладагент FF, который попеременно становится жидким или газообразным.In the known method, with reference to FIG. 2, the air conditioner is a thermodynamic machine to produce cold. It is essentially formed by two heat exchangers (EV evaporator and COND condenser) connected to a COMP compressor, all of which operate in a closed and pressurized circuit in which FF refrigerant circulates, which alternately becomes liquid or gaseous.
Воздух, присутствующий в электрическом шкафе 1, вовлекается и охлаждается в испарителе EV в контакте с хладагентом FF, который становится газообразным, до перераспределения во внутренний объем шкафа 1. Хладагент FF продолжает свой путь в виде пара до тех пор, пока он не достигает компрессора COMP, который сжимает хладагент посредством нагрева (с высоким давлением), а затем отправляет его в конденсатор COND. Этот конденсатор извлекает калории, получающиеся в результате нагрева, и выпускает их за пределы электрического шкафа. Одновременно, текучая среда, которая возвращена в жидкую форму (с низким давлением), перенаправляется к испарителю EV, проходя через редуктор DET давления. Это чередование фаз повторяется как цикл, пока не будет достигнута желаемая температура. Теплообменники могут ускоряться посредством вентиляционного устройства и могут электронно управляться. В качестве упрощения, программируемый логический контроллер (ПЛК) 20 установки принимает заданное значение температуры T°cons и выполняет контур управления температурой на основе температуры T°amb, измеряемой в электрическом шкафе 1.The air present in the
Компоненты такой охлаждающей установки, в частности, компрессора, имеют размеры с учетом максимальной рассеиваемой тепловой мощности (выражается в Вт), которую могут вырабатывать присутствующие в электрическом шкафе электрические устройства 3. Тем не менее, должно быть очевидным, что эта максимальная тепловая мощность достигается не всегда либо, в ином случае, не достигается непрерывно. Компрессор COMP охлаждающей установки в таком случае очень часто имеет лишние размеры относительно фактических требований по охлаждению внутреннего объема электрического шкафа, и избыточная мощность, которую он вырабатывает, в таком случае окончательно теряется.The components of such a refrigeration plant, in particular the compressor, are sized to take into account the maximum dissipated thermal power (expressed in W) that the electrical devices 3 present in the electrical cabinet can produce. However, it should be clear that this maximum thermal power is not reached. always or, otherwise, not continuously achieved. The COMP compressor of the refrigeration unit is then very often oversized in relation to the actual cooling requirements of the interior of the electrical cabinet, and the excess power it generates is then completely wasted.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить решение, которое обеспечивает возможность исключения превышения размеров охлаждающей установки и исключает потери энергии, когда рассеиваемая тепловая мощность не является максимальной.The object of the invention is to provide a solution which makes it possible to avoid oversizing the cooling plant and eliminate energy losses when the dissipated heat power is not at its maximum.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Эта задача решается способом управления установкой для охлаждения внутреннего объема электрического кожуха, содержащей:This problem is solved by the method of controlling the installation for cooling the internal volume of the electric casing, containing:
- первичный контур охлаждения, который содержит конденсатор, по меньшей мере один компрессор и первый испаритель;- a primary refrigeration circuit which contains a condenser, at least one compressor and a first evaporator;
- вторичный контур охлаждения, который содержит теплоизолированную камеру, второй испаритель, размещенный в упомянутой теплоизолированной камере, впуск воздуха и выпуск воздуха с управляемым открытием/закрытием через упомянутую камеру и вентилятор, размещенный с возможностью создавать циркуляцию воздуха между упомянутым впуском воздуха и упомянутым выпуском воздуха;- a secondary cooling circuit that contains a thermally insulated chamber, a second evaporator placed in said thermally insulated chamber, an air inlet and an air outlet with controlled opening/closing through said chamber, and a fan arranged to circulate air between said air inlet and said air outlet;
- ПЛК, выполненный с возможностью выбирать режим работы установки охлаждения из по меньшей мере одного первого рабочего режима, в котором первичный контур охлаждения является активным для охлаждения воздуха, присутствующего во внутреннем объеме, а вторичный контур охлаждения заряжает второй испаритель мощностью охлаждения, и второго рабочего режима, в котором первичный контур охлаждения и вторичный контур охлаждения одновременно являются активными для того, чтобы охлаждать воздух, присутствующий в упомянутом внутреннем объеме;- PLC configured to select the mode of operation of the refrigeration plant from at least one first operating mode, in which the primary refrigeration circuit is active to cool the air present in the interior space and the secondary refrigeration circuit charges the second evaporator with cooling power, and a second operating mode in which the primary cooling circuit and the secondary cooling circuit are active at the same time in order to cool the air present in said internal volume;
отличающимся тем, что он содержит:characterized in that it contains:
- этап выбора упомянутого рабочего режима с учетом:- the stage of choosing the said operating mode, taking into account:
- рассеиваемой тепловой мощности во внутреннем объеме электрического кожуха;- dissipated thermal power in the internal volume of the electrical casing;
- тепловой мощности охлаждения первого испарителя;- thermal power of cooling of the first evaporator;
- причем упомянутый первый рабочий режим выбирается упомянутым ПЛК, когда рассеиваемая тепловая мощность в электрическом шкафе меньше или равна тепловой мощности, которую способен рассеять первый испаритель;wherein said first operating mode is selected by said PLC when the thermal power dissipated in the electrical cabinet is less than or equal to the thermal power that the first evaporator is capable of dissipating;
- упомянутый второй рабочий режим выбирается упомянутым ПЛК, когда рассеиваемая тепловая мощность в электрическом шкафе строго больше тепловой мощности, которую способен рассеять первый испаритель;said second operating mode is selected by said PLC when the thermal power dissipated in the electrical cabinet is strictly greater than the thermal power that the first evaporator is capable of dissipating;
- этап, на котором упомянутый ПЛК управляет средством переключения, выполненным с возможностью переключать установку охлаждения между первым рабочим режимом и вторым рабочим режимом.- a step in which said PLC controls the switching means configured to switch the refrigeration unit between the first operating mode and the second operating mode.
Согласно одному признаку, в первом рабочем режиме, этап управления средством переключения содержит:According to one feature, in the first operating mode, the switching means control step comprises:
- соединение вторичного контура охлаждения с первичным контуром охлаждения и поддержание упомянутой теплоизолированной камеры закрытой.- connecting the secondary cooling circuit to the primary cooling circuit and keeping said thermally insulated chamber closed.
Согласно другому признаку, во втором рабочем режиме, этап управления средством переключения содержит:According to another feature, in the second operating mode, the switching means control step comprises:
- отсоединение вторичного контура охлаждения от первичного контура охлаждения, открытие впуска воздуха и выпуска воздуха и включение вентилятора, чтобы заставить воздух циркулировать через теплоизолированную камеру.- disconnecting the secondary cooling circuit from the primary cooling circuit, opening the air inlet and outlet and turning on the fan to force air to circulate through the thermally insulated chamber.
Согласно другому признаку, рассеиваемая тепловая мощность определяется на основе разности между заданным значением температуры и значением температуры во внутреннем объеме электрического кожуха.According to another feature, the dissipated heat power is determined based on the difference between the set temperature value and the temperature value in the interior volume of the electric casing.
Согласно другому признаку, тепловая мощность, которую способен рассеять первый испаритель, определяется при определении размеров установки, а затем конфигурируется в ПЛК.According to another feature, the heat output that the first evaporator is able to dissipate is determined when sizing the plant and then configured in the PLC.
Изобретение также относится к установке для охлаждения внутреннего объема электрического кожуха, содержащей:The invention also relates to a device for cooling the internal volume of an electric casing, comprising:
- первичный контур охлаждения, который содержит конденсатор, по меньшей мере один компрессор и первый испаритель;- a primary refrigeration circuit which contains a condenser, at least one compressor and a first evaporator;
- вторичный контур охлаждения, который содержит теплоизолированную камеру, второй испаритель, размещенный в упомянутой теплоизолированной камере, впуск воздуха и выпуск воздуха с управляемым открытием/закрытием через упомянутую камеру и вентилятор, размещенный с возможностью создавать циркуляцию воздуха между упомянутым впуском воздуха и упомянутым выпуском воздуха;- a secondary cooling circuit that contains a thermally insulated chamber, a second evaporator placed in said thermally insulated chamber, an air inlet and an air outlet with controlled opening/closing through said chamber, and a fan arranged to circulate air between said air inlet and said air outlet;
- ПЛК, выполненный с возможностью выбирать режим работы установки охлаждения из по меньшей мере одного первого рабочего режима, в котором первичный контур охлаждения является активным для охлаждения воздуха, присутствующего во внутреннем объеме, а вторичный контур охлаждения заряжает второй испаритель мощностью охлаждения, и второго рабочего режима, в котором первичный контур охлаждения и вторичный контур охлаждения одновременно являются активными для того, чтобы охлаждать воздух, присутствующий в упомянутом внутреннем объеме;- PLC configured to select the mode of operation of the refrigeration plant from at least one first operating mode, in which the primary refrigeration circuit is active to cool the air present in the interior space and the secondary refrigeration circuit charges the second evaporator with cooling power, and a second operating mode in which the primary cooling circuit and the secondary cooling circuit are active at the same time in order to cool the air present in said internal volume;
отличающейся тем, что:characterized in that:
- ПЛК выполнен с возможностью выполнять роль модуля для выбора упомянутого рабочего режима с учетом:- The PLC is configured to act as a module for selecting said operating mode, taking into account:
- рассеиваемой тепловой мощности во внутреннем объеме электрического кожуха;- dissipated thermal power in the internal volume of the electrical casing;
- тепловой мощности охлаждения, которую способен рассеять первый испаритель;- the thermal power of cooling, which is able to dissipate the first evaporator;
- причем упомянутый первый рабочий режим выбирается упомянутым ПЛК, когда рассеиваемая тепловая мощность в электрическом шкафе меньше или равна тепловой мощности, которую способен рассеять первый испаритель;wherein said first operating mode is selected by said PLC when the thermal power dissipated in the electrical cabinet is less than or equal to the thermal power that the first evaporator is capable of dissipating;
- причем упомянутый второй рабочий режим выбирается упомянутым ПЛК, когда рассеиваемая тепловая мощность в электрическом шкафе строго больше тепловой мощности, которую способен рассеять первый испаритель;wherein said second operating mode is selected by said PLC when the thermal power dissipated in the electrical cabinet is strictly greater than the thermal power that the first evaporator is capable of dissipating;
- установка охлаждения содержит средство переключения, выполненное с возможностью переключать установку охлаждения между первым рабочим режимом и вторым рабочим режимом;- the cooling installation contains a switching means configured to switch the cooling installation between the first operating mode and the second operating mode;
- ПЛК выполнен с возможностью выполнять роль модуля для управления упомянутым средством переключения с учетом выбранного рабочего режима.- The PLC is configured to act as a module for controlling said switching means, taking into account the selected operating mode.
Согласно одному признаку, средство переключения содержит трехходовой клапан, способный принимать по меньшей мере два состояния: первое состояние, в котором вторичный контур охлаждения соединен с первичным контуром охлаждения в первом рабочем режиме, и второе состояние, в котором вторичный контур охлаждения отсоединен от первичного контура охлаждения во втором рабочем режиме.According to one feature, the switching means comprises a three-way valve capable of taking on at least two states: a first state in which the secondary refrigeration circuit is connected to the primary refrigeration circuit in the first operating mode, and a second state in which the secondary refrigeration circuit is disconnected from the primary refrigeration circuit. in the second operating mode.
Согласно другому признаку, первый испаритель относится к гибридному типу с двумя независимыми контурами охлаждения, причем первый контур охлаждения принадлежит первичному контуру охлаждения, а второй контур охлаждения соединяется со вторичным контуром охлаждения посредством насоса, включенного в упомянутое средство переключения.According to another feature, the first evaporator is of a hybrid type with two independent cooling circuits, wherein the first cooling circuit belongs to the primary cooling circuit, and the second cooling circuit is connected to the secondary cooling circuit by means of a pump included in said switching means.
Согласно другому признаку, рассеиваемая тепловая мощность определяется на основе разности между заданным значением температуры и значением температуры во внутреннем объеме электрического кожуха.According to another feature, the dissipated heat power is determined based on the difference between the set temperature value and the temperature value in the interior volume of the electric casing.
Согласно другому признаку, размер с точки зрения тепловой мощности, рассеиваемой из второго испарителя, превышает размер компрессора.According to another feature, the size in terms of thermal power dissipated from the second evaporator is larger than the size of the compressor.
Согласно другому признаку, тепловая мощность, которую способен рассеять первый испаритель, определяется во время определения размеров, а затем конфигурируется в ПЛК.In another feature, the heat output that the first evaporator is able to dissipate is determined during sizing and then configured in the PLC.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Дополнительные признаки и преимущества станут очевидными из подробного описания, приведенного ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые перечисляются ниже и на которых:Additional features and advantages will become apparent from the detailed description below with reference to the accompanying drawings, which are listed below and in which:
Фиг. 1 схематично показывает электрический шкаф, с которым соединена установка охлаждения;Fig. 1 schematically shows an electrical cabinet to which a cooling unit is connected;
Фиг. 2 схематично показывает установку охлаждения, к примеру, установку охлаждения, которая известна из уровня техники;Fig. 2 schematically shows a refrigeration plant, for example a refrigeration plant, which is known in the art;
Фиг. 3A и 3B схематично показывают два различных варианта осуществления установки охлаждения по изобретению;Fig. 3A and 3B schematically show two different embodiments of a refrigeration plant according to the invention;
Фиг. 4 показывает схему, иллюстрирующую алгоритм, реализованный с возможностью управлять установкой охлаждения по изобретению;Fig. 4 shows a diagram illustrating an algorithm implemented with the ability to control a refrigeration plant according to the invention;
Фиг. 5A и 5B показывают работу установки охлаждения по изобретению, соответственно, когда активен первый рабочий режим является и когда активен второй рабочий режим.Fig. 5A and 5B show the operation of the refrigeration plant according to the invention, respectively, when the first operating mode is active and when the second operating mode is active.
Ссылочные номера, используемые на прилагаемых чертежах, остаются идентичными независимо от чертежа, если только компоненты сохраняют идентичную функцию.Reference numbers used in the accompanying drawings remain identical regardless of the drawing, provided the components retain identical function.
Подробное описание по меньшей мере одного варианта осуществленияDetailed description of at least one embodiment
Изобретение применимо к установке 2 для улучшенного охлаждения электрического кожуха, например, электрического шкафа 1.The invention is applicable to an installation 2 for improved cooling of an electrical enclosure, such as an
Согласно конкретному аспекту изобретения, установка 2 содержит первичный контур C1 охлаждения и вторичный контур C2 охлаждения, соединенный с первичным контуром охлаждения.According to a specific aspect of the invention, plant 2 comprises a primary refrigeration circuit C1 and a secondary refrigeration circuit C2 connected to the primary refrigeration circuit.
Установка 2 охлаждения также содержит ПЛК 20, выполненный с возможностью управлять первичным контуром C1 охлаждения и вторичным контуром C2 охлаждения. Этот ПЛК 20 традиционно содержит модуль обработки, модули ввода и модули вывода. Он также может содержать модуль связи для отправки данных в центральный блок.The refrigeration plant 2 also includes a
Первичный контур C1 охлаждения, в частности, содержит следующие компоненты:The primary cooling circuit C1 contains in particular the following components:
- воздушный конденсатор COND1, обеспечивающий возможность перехода хладагента FF1 из газообразного состояния в жидкое состояние. Воздушный конденсатор COND1 может быть трубчатого и ребристого или микроканального типа, например;- air condenser COND1, which allows the transition of the refrigerant FF1 from a gaseous state to a liquid state. Air condenser COND1 can be tubular and finned or microchannel type, for example;
- редуктор DET1 давления для снижения давления хладагента FF1;- pressure reducer DET1 to reduce the pressure of the FF1 refrigerant;
- первый испаритель EV1 для перехода хладагента FF из состояния газ + жидкость в газообразное состояние. Испаритель EV1 предназначен для прохождения через него охлаждаемого воздуха;- the first evaporator EV1 for the transition of the refrigerant FF from the gas + liquid state to the gaseous state. The evaporator EV1 is designed for the passage of cooled air through it;
- один или более компрессоров COMP1, предназначенных для того, чтобы всасывать исходящий из испарителя EV1 хладагент FF1 в газообразном состоянии с тем, чтобы отправлять его к воздушному конденсатору COND1;- one or more compressors COMP1, designed to suck in the refrigerant FF1 coming from the evaporator EV1 in the gaseous state in order to send it to the air condenser COND1;
- множество вентиляторов VENT10, позволяющих воздуху VENT1 проходить соответственно через воздушный конденсатор COND1 и через первый испаритель EV1;- a plurality of fans VENT10 allowing air VENT1 to pass through the air condenser COND1 and through the first evaporator EV1 respectively;
- необязательно, один или более циркуляционных насосов;- optionally, one or more circulation pumps;
- соединительные трубы между различными элементами контура.- connecting pipes between different elements of the circuit.
Вторичный контур C2 охлаждения содержит только:The secondary cooling circuit C2 contains only:
- второй испаритель EV2;- second evaporator EV2;
- теплоизолированную камеру 5, в которой размещен второй испаритель EV2 и которая содержит по меньшей мере один впуск IN воздуха и один выпуск OUT воздуха с управляемым открытием/закрытием и которая соединена с модулями вывода ПЛК 20;- a thermally insulated
- по меньшей мере один вентилятор VENT2, соединенный с модулем вывода ПЛК 20, обеспечивающий возможность охлаждаемому воздуху циркулировать между впуском воздуха и выпуском воздуха, когда они открываются;at least one VENT2 fan connected to the
- по меньшей мере одну впускную трубу и одну выпускную трубу для циркуляции хладагента FF2 во вторичном контуре C2 охлаждения, соединенные с вводом и выводом второго испарителя и обеспечивающие возможность соединения вторичного контура охлаждения с первичным контуром C1 охлаждения.- at least one inlet pipe and one outlet pipe for circulation of the refrigerant FF2 in the secondary refrigeration circuit C2, connected to the inlet and outlet of the second evaporator and allowing the secondary refrigeration circuit to be connected to the primary refrigeration circuit C1.
Установка 2 охлаждения также может содержать набор датчиков температуры, соединенных с модулями ввода ПЛК, в частности:Cooling plant 2 may also comprise a set of temperature sensors connected to PLC input modules, in particular:
- датчик температуры для измерения температуры среды T°amb внутри электрического шкафа 1.- temperature sensor for measuring the medium temperature T°amb inside the
Согласно различным конкретным аспектам изобретения, можно придерживаться следующих принципов:According to various specific aspects of the invention, the following principles may be followed:
- полное определение размеров установки реализуется с учетом максимальной тепловой мощности, которую способны рассеивать электрические устройства 3, присутствующие в электрическом шкафе 1, и с учетом их рабочего цикла;- a complete sizing of the installation is carried out taking into account the maximum thermal power that the electrical devices 3 present in the
- определение размеров с точки зрения тепловой мощности, рассеиваемой из второго испарителя EV2, превышает определение размеров компрессора COMP1. Другими словами, тепловая мощность, которую может рассеивать второй испаритель EV2, превышает ту тепловую мощность, на которую рассчитан компрессор COMP1, что обеспечивает возможность использования в установке компрессора, который имеет недостаточные размеры относительно всей установки;- the sizing in terms of thermal power dissipated from the second evaporator EV2 exceeds the sizing of the compressor COMP1. In other words, the heat output that can be dissipated by the second evaporator EV2 exceeds that of the compressor COMP1, which allows the installation to use a compressor that is undersized relative to the entire installation;
- определение размеров компрессора COMP1 (по тепловой мощности и, в силу этого, по электрической мощности) зависит от длительности полного цикла заряда второго испарителя EV2. Фактически, важно обеспечивать то, что второй испаритель EV2 может достаточно заряжаться максимально быстро, в частности, в течение медленного рабочего цикла (т.е. когда T°amb<T°cons), который является как можно более коротким (с точки зрения длительности). В этой второй ситуации первый испаритель EV1 не является активным, и вся мощность компрессора COMP1 выделяется на заряд второго испарителя EV2;- the sizing of the COMP1 compressor (in terms of thermal output and therefore electrical output) depends on the duration of the complete charge cycle of the second evaporator EV2. In fact, it is important to ensure that the second EV2 can be sufficiently charged as quickly as possible, in particular during a slow duty cycle (i.e. when T°amb<T°cons) which is as short as possible (in terms of duration ). In this second situation, the first evaporator EV1 is not active and the entire capacity of the compressor COMP1 is dedicated to charging the second evaporator EV2;
- второй испаритель EV2 должен выбираться с постоянной времени, учитывающей наиболее экстремальные температурные условия для работы установки. После корректного определения размеров, второй испаритель должен иметь возможность предоставлять пиковую нагрузку (т.е. высокую потребность в рассеянии) в любой момент. Эта постоянная времени Sk выражается с использованием следующего соотношения:- the second evaporator EV2 must be selected with a time constant that takes into account the most extreme temperature conditions for the operation of the plant. Once properly sized, the second evaporator must be able to provide peak load (ie high dissipation demand) at any given time. This time constant Sk is expressed using the following relationship:
Sk_EV2=(T°amb_max-T°EV2)/(Pth_EV2+Pth_EV1),Sk_EV2=(T°amb_max-T°EV2)/(Pth_EV2+Pth_EV1),
в которомwherein
- Sk_EV2 соответствует постоянной времени второго испарителя;- Sk_EV2 corresponds to the time constant of the second evaporator;
- T°amb_max соответствует максимальной температуре среды, воздействию которой может подвергаться внутренний объем электрического шкафа;- T°amb_max corresponds to the maximum ambient temperature to which the internal volume of the electrical cabinet can be exposed;
- T°EV2 соответствует температуре второго испарителя EV2.- T°EV2 corresponds to the temperature of the second evaporator EV2.
На основе входных данных, которые принимаются, и посредством выполнения программы для управления установкой охлаждения, ПЛК 20 определяет рассеиваемую тепловую мощность Pth_D в электрическом шкафе.Based on the input data that is received, and by executing the program for controlling the cooling unit, the
Кроме того, ПЛК преимущественно знает следующие данные:In addition, the PLC predominantly knows the following data:
- максимальную тепловую мощность Pth_EV1, которую способен рассеять первый испаритель EV1, причем эти данные могут вводиться в качестве параметра;- the maximum heat output Pth_EV1 that the first evaporator EV1 is able to dissipate, which data can be entered as a parameter;
- максимальную тепловую мощность Pth_EV2, которую способен рассеять второй испаритель EV2, причем эти данные могут вводиться в качестве параметра.- the maximum heat output Pth_EV2 that the second evaporator EV2 is capable of dissipating, which data can be entered as a parameter.
Следует отметить, что ПЛК 20 также может реализовывать известные алгоритмы управления, к примеру, алгоритмы, раскрытые в заявке на патент EP 2759786 A1. Эти алгоритмы обеспечивают возможность определения всех тепловых и электрических данных установки охлаждения на основе измерений и данных о рабочем состоянии различных компонентов установки.It should be noted that the
ПЛК 20 выполнен с возможностью исполнять рабочий режим из следующих двух различных рабочих режимов:The
- первый рабочий режим MOD1 выполняется ПЛК, когда рассеиваемая тепловая мощность Pth_D в электрическом шкафе 1 меньше или равна тепловой мощности Pth_EV1, которую способен рассеять первый испаритель EV1;- the first operating mode MOD1 is executed by the PLC when the dissipated heat power Pth_D in the
- второй рабочий режим MOD2 исполняется ПЛК, когда рассеиваемая тепловая мощность Pth_D в электрическом шкафе 1 строго больше тепловой мощности Pth_EV1, которую способен рассеять первый испаритель EV1.- the second operating mode MOD2 is executed by the PLC when the dissipated heat power Pth_D in the
В первом рабочем режиме MOD1, поскольку первичный контур C1 охлаждения выполнен с такими размерами, чтобы он работал вплоть до максимальной мощности, избыточная мощность, вырабатываемая в ходе работы (т.е. избыточная мощность компрессора COMP1, которая не используется первым испарителем EV1), используется для того, чтобы заряжать холодом второй испаритель EV2. Поэтому вторичный контур C2 охлаждения соединяется с первичным контуром C1 охлаждения, чтобы использовать доступную в первичном контуре C1 охлаждения энергию для того, чтобы заряжать его испаритель EV2.In the first operating mode MOD1, since the primary refrigeration circuit C1 is sized to operate up to the maximum power, the excess power generated during operation (i.e., the excess power of the compressor COMP1 which is not used by the first evaporator EV1) is used in order to cold charge the second EV2 coil. Therefore, the secondary refrigeration circuit C2 is connected to the primary refrigeration circuit C1 to use the energy available in the primary refrigeration circuit C1 to charge its evaporator EV2.
Во втором рабочем режиме MOD2 первый испаритель EV1 является недостаточным для рассеивания тепловой мощности Pth_d, вырабатываемой присутствующими в электрическом шкафе 1 устройствами 3. Поэтому вторичный контур C2 охлаждения активируется с тем, чтобы рассеивать добавочную тепловую мощность, которую не может рассеивать первый испаритель EV1. В этом рабочем режиме второй испаритель не требует мощности компрессора. Первый испаритель EV1 преимущественно используется на максимуме своих возможностей.In the second operating mode MOD2, the first evaporator EV1 is not sufficient to dissipate the thermal power Pth_d generated by the devices 3 present in the
Установка 2 охлаждения в силу этого содержит средства переключения, которые управляются посредством ПЛК 20 и соединены с модулями вывода. Эти средства переключения выполнены с возможностью обеспечивать то, что установка переключается между первым рабочим режимом MOD1 и вторым рабочим режимом MOD2. Эти средства переключения управляются посредством ПЛК 20, когда он выбирает первый рабочий режим или второй рабочий режим.The refrigeration plant 2 therefore comprises switching means which are controlled by the
В первом рабочем режиме MOD1 средство переключения обеспечивает соединение вторичного контура C2 охлаждения с первичным контуром C1 охлаждения. Первичный контур C1 охлаждения является активным для охлаждения воздуха, присутствующего в электрическом шкафе, а вторичный контур C2 охлаждения в таком случае находится в режиме заряда. Тогда впуском IN воздуха и выпуском OUT воздуха камеры 5, которая содержит второй испаритель EV2, управляют на закрытие, и вентилятор VENT2 является неактивным, чтобы накапливать энергию охлаждения во втором испарителе EV2.In the first operating mode MOD1, the switching means ensures that the secondary refrigeration circuit C2 is connected to the primary refrigeration circuit C1. The primary cooling circuit C1 is active for cooling the air present in the electrical cabinet, and the secondary cooling circuit C2 is then in charge mode. Then, the air inlet IN and air outlet OUT of the
Во втором рабочем режиме MOD2 средство переключения обеспечивает отсоединение вторичного контура C2 охлаждения от первичного контура C1 охлаждения. Впуском IN воздуха и выпуском OUT воздуха камеры 5, которая содержит второй испаритель EV2, управляют на открытие, а вентилятор VENT2 включают (активируют), чтобы создавать циркуляцию охлаждаемого воздуха в контакте со вторым испарителем EV2. Таким образом, оба контура C1, C2 охлаждения являются активными.In the second operating mode MOD2, the switching means ensures that the secondary refrigeration circuit C2 is disconnected from the primary refrigeration circuit C1. The air inlet IN and the air outlet OUT of the
Со ссылкой на фиг. 3A, в первом варианте осуществления, средство переключения может содержать трехходовой клапан 6, который может принимать по меньшей мере следующие два состояния:With reference to FIG. 3A, in the first embodiment, the switching means may comprise a three-way valve 6 which may assume at least the following two states:
- в первом состоянии он обеспечивает соединение вторичного контура C2 охлаждения с первичным контуром C1 охлаждения, и тогда второй испаритель EV2 соединен последовательно с первым испарителем EV1; это состояние активируется в первом рабочем режиме MOD1 установки;- in the first state, it connects the secondary refrigeration circuit C2 to the primary refrigeration circuit C1, and then the second evaporator EV2 is connected in series with the first evaporator EV1; this state is activated in the first operating mode MOD1 of the plant;
- во втором состоянии он обеспечивает отсоединение вторичного контура C2 охлаждения от первичного контура C1 охлаждения; это состояние активируется во втором рабочем режиме MOD2 установки.- in the second state, it ensures that the secondary cooling circuit C2 is disconnected from the primary cooling circuit C1; this state is activated in the second operating mode MOD2 of the plant.
Со ссылкой на фиг. 3B, во втором варианте осуществления, средство переключения содержит насос P2. Первый испаритель EV1 первичного контура охлаждения в таком случае относится к гибридному типу, т.е. он содержит первый контур охлаждения, интегрированный в первичный контур охлаждения, и второй контур охлаждения, независимый от этого первого контура охлаждения и соединенный со вторичным контуром охлаждения, а в силу этого и со вторым испарителем EV2. Насос P2 размещен на вторичном контуре C2 охлаждения. В первом рабочем режиме MOD1 насос P2 является активным, за счет этого обеспечивая циркуляцию хладагента FF2 из первого испарителя EV1 во второй испаритель и в силу этого накапливание энергии охлаждения во втором испарителе EV2, когда рассеиваемая тепловая мощность в электрическом шкафе меньше тепловой мощности, которую способен рассеять первый испаритель EV1. Насос деактивируется во втором рабочем режиме MOD2 для того, чтобы отсоединить вторичный контур C2 охлаждения от первичного контура C1 охлаждения и в силу этого использовать вторичный контур охлаждения для того, чтобы дополнять первичный контур охлаждения относительно охлаждения воздуха, присутствующего в электрическом шкафе 1.With reference to FIG. 3B, in the second embodiment, the switching means comprises a pump P2. The first evaporator EV1 of the primary cooling circuit is then of the hybrid type, i. e. it comprises a first refrigeration circuit integrated in the primary refrigeration circuit and a second refrigeration circuit independent of this first refrigeration circuit and connected to the secondary refrigeration circuit and therefore also to the second evaporator EV2. Pump P2 is placed on the secondary cooling circuit C2. In the first operating mode MOD1, the pump P2 is active, thereby circulating the refrigerant FF2 from the first evaporator EV1 to the second evaporator and therefore storing cooling energy in the second evaporator EV2 when the dissipated heat power in the electrical cabinet is less than the heat power that can be dissipated first evaporator EV1. The pump is deactivated in the second operating mode MOD2 in order to disconnect the secondary cooling circuit C2 from the primary cooling circuit C1 and therefore use the secondary cooling circuit in order to supplement the primary cooling circuit with respect to the cooling of the air present in the
Со ссылкой на фиг. 4, алгоритм, исполняемый ПЛК для определения применяемого рабочего режима, заключается в следующем:With reference to FIG. 4, the algorithm executed by the PLC to determine the applicable operating mode is as follows:
E1: ПЛК принимает заданное значение температуры T°cons, которое должно поддерживаться во внутреннем объеме электрического шкафа, и измеренное значение температуры T°amb, измеряемой в электрическом шкафе. ПЛК сравнивает заданное значение со значением температуры во внутреннем объеме электрического шкафа, чтобы определить рассеиваемую тепловую мощность Pth_D в электрическом шкафе;E1: The PLC receives the temperature setpoint T°cons to be maintained in the interior of the electrical cabinet and the measured temperature T°amb measured in the electrical cabinet. The PLC compares the set value with the temperature value in the interior of the electrical cabinet to determine the heat dissipation Pth_D in the electrical cabinet;
E2: исходя из определенной рассеиваемой тепловой мощности Pth_D, ПЛК 20 сравнивает ее с максимальной тепловой мощностью Pth_EV1, которую способен рассеять первый испаритель EV1. Эта тепловая мощность Pth_EV1 определяется при определении размеров системы, она вводится в качестве параметра;E2: Based on the detected thermal power dissipation Pth_D, the
E3: если рассеиваемая тепловая мощность Pth_D меньше или равна тепловой мощности Pth_EV1, которую способен рассеять первый испаритель EV1, то ПЛК выбирает первый рабочий режим MOD1. Воздух в силу этого охлаждается первым испарителем EV1, а второй испаритель EV2 заряжается оставшейся избыточной энергией;E3: if the dissipated heat power Pth_D is less than or equal to the heat power Pth_EV1 that the first evaporator EV1 can dissipate, then the PLC selects the first operation mode MOD1. The air is thereby cooled by the first evaporator EV1 and the second evaporator EV2 is charged with the remaining excess energy;
E4: если рассеиваемая тепловая мощность Pth_D превышает тепловую мощность Pth_EV1, которую способен рассеять первый испаритель EV1, то ПЛК выбирает второй рабочий режим MOD2. Воздух в силу этого охлаждается первым испарителем EV1 и вторым испарителем EV2 одновременно. Камера 5 второго испарителя открыта, и вентилятор VENT2 включен с тем, чтобы обеспечивать циркуляцию воздуха;E4: If the dissipated heat power Pth_D exceeds the heat power Pth_EV1 that the first evaporator EV1 can dissipate, then the PLC selects the second operating mode MOD2. The air is therefore cooled by the first evaporator EV1 and the second evaporator EV2 at the same time. The
E5: второй рабочий режим MOD2 может оставаться активным при условии, что рассеиваемая тепловая мощность Pth_D не опускается ниже порогового значения S1 в течение заданной длительности Tx (например, 5 минут).E5: The second operating mode MOD2 may remain active provided that the thermal power dissipation Pth_D does not fall below the threshold value S1 for a given duration Tx (
Когда выбирается второй рабочий режим, алгоритм также может содержать этап проверки того, что второй испаритель EV2 имеет достаточную охлаждающую способность с тем, чтобы покрывать ее нехватку у первого испарителя EV1. В таком случае он включает в себя сравнение тепловой мощности Pth_EV2, которую способен рассеять второй испаритель EV2, с разностью между рассеиваемой тепловой мощностью Pth_D и тепловой мощностью Pth_EV11, которую способен рассеять первый испаритель. Если способность второго испарителя EV2 является недостаточной, установка может быть переведена в состояние по умолчанию, и ПЛК 20 может потребоваться отправить команду на остановку электрических устройств.When the second operating mode is selected, the algorithm may also comprise the step of checking that the second evaporator EV2 has sufficient cooling capacity to cover the shortage of the first evaporator EV1. In such a case, it includes comparing the heat power Pth_EV2 that the second evaporator EV2 is able to dissipate with the difference between the heat power dissipation Pth_D and the heat power Pth_EV11 that the first evaporator is able to dissipate. If the capacity of the second evaporator EV2 is not sufficient, the unit may be placed in a default state and the
Фиг. 5A и 5B показывают на основе первого варианта осуществления, описанного выше, принцип работы установки в первом рабочем режиме MOD1 и во втором рабочем режиме MOD2 соответственно.Fig. 5A and 5B show, based on the first embodiment described above, the operating principle of the plant in the first operating mode MOD1 and in the second operating mode MOD2, respectively.
На фиг. 5A электрические устройства 3, присутствующие в электрическом шкафе 1, вырабатывают рассеиваемую тепловую мощность Pth_D, которая равна 200 Вт. Первичный контур охлаждения способен рассеивать 1000 Вт тепловой мощности. Первый испаритель EV1 в силу этого должен рассеивать 200 Вт тепловой мощности Pth_EV1, тогда как оставшиеся 800 Вт используются для того, чтобы заряжать второй испаритель. На фиг. 5A клапаном 6 управляют на соединение вторичного контура охлаждения с первичным контуром охлаждения. Тогда второй испаритель EV2 соединятся последовательно с первым испарителем EV1. Хладагент в таком случае циркулирует через первый испаритель EV1, а затем через второй испаритель.In FIG. 5A, the electrical devices 3 present in the
На фиг. 5B электрические устройства 3, присутствующие в электрическом шкафе, вырабатывают рассеиваемую тепловую мощность Pth_D, которая равна 3000 Вт. Первичный контур охлаждения способен рассеивать 1000 Вт тепловой мощности. Первый испаритель EV1 в силу этого должен рассеивать 1000 Вт тепловой мощности Pth_EV1. Активируют вторичный контур C2 охлаждения, чтобы рассеивать оставшиеся 2000 Вт. Второй испаритель EV2 в силу этого должен рассеивать 2000 Вт тепловой мощности Pth_EV2. На фиг. 5B клапаном 6 управляют на отсоединение вторичного контура охлаждения от первичного контура охлаждения. Тогда второй испаритель EV2 отсоединяется от первого испарителя EV1. Впуск IN воздуха и выпуск OUT воздуха открываются. Вентилятор VENT2 активируется, чтобы обеспечивать возможность воздуху циркулировать через второй испаритель EV2.In FIG. 5B, the electrical devices 3 present in the electrical cabinet generate a heat dissipation power Pth_D which is 3000 W. The primary cooling circuit is capable of dissipating 1000 W of thermal power. The first evaporator EV1 must therefore dissipate 1000 W of thermal power Pth_EV1. The secondary cooling circuit C2 is activated to dissipate the remaining 2000 watts. The second evaporator EV2 must therefore dissipate 2000 W of thermal power Pth_EV2. In FIG. 5B, valve 6 is controlled to disconnect the secondary refrigeration circuit from the primary refrigeration circuit. The second evaporator EV2 is then disconnected from the first evaporator EV1. Air inlet IN and air outlet OUT open. The VENT2 fan is activated to allow air to circulate through the second EV2.
Из вышеуказанного понятно, что решение по изобретению имеет множество преимуществ, таких как:From the above, it is clear that the solution according to the invention has many advantages, such as:
- оно обеспечивает ограничение потерь энергии, когда установка находится в первом рабочем режиме, при использовании избыточной энергии для того, чтобы заряжать второй испаритель EV2;- it provides for limiting energy losses when the unit is in the first operating mode, when using excess energy in order to charge the second EV2 evaporator;
- оно позволяет справляться с пиковыми нагрузками с помощью вторичного контура охлаждения;- it allows you to cope with peak loads with the help of a secondary cooling circuit;
- оно преодолевает все рабочие неисправности или поломки в первичном контуре охлаждения. Фактически, по-прежнему можно независимо активировать вторичный контур охлаждения для того, чтобы охлаждать воздух, присутствующий в электрическом шкафе, в то время как первичный контур охлаждения является неактивным (по различным причинам: преднамеренным или непреднамеренным);- it overcomes all operational faults or breakdowns in the primary refrigeration circuit. In fact, it is still possible to independently activate the secondary cooling circuit in order to cool the air present in the electrical cabinet while the primary cooling circuit is inactive (for various reasons: intentional or unintentional);
- оно является простым в реализации. Фактически, все, что требуется - это соединение вторичного контура охлаждения с первичным контуром охлаждения и введение приспособленного для того средства переключения.- it is simple to implement. In fact, all that is required is the connection of the secondary refrigeration circuit to the primary refrigeration circuit and the introduction of switching means adapted therefor.
Claims (34)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1855327A FR3082671B1 (en) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | METHOD FOR CONTROLLING A COOLING SYSTEM ASSOCIATED WITH AN ELECTRICAL CABINET |
FR1855327 | 2018-06-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019117887A RU2019117887A (en) | 2020-12-10 |
RU2787414C2 true RU2787414C2 (en) | 2023-01-09 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130263611A1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-10 | International Business Machines Corporation | Cooling system control and servicing based on time-based variation of an operational variable |
RU138416U1 (en) * | 2013-09-11 | 2014-03-10 | Абб Текнолоджи Аг | COOLING CIRCUIT WITH A COMPACT HEAT EXCHANGER |
US20140214365A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Schneider Electric Industries Sas | Method for the diagnostic analysis of a heating, ventilation and air-conditioning system (hvac) |
US20150000318A1 (en) * | 2011-12-20 | 2015-01-01 | Dometic S.A.R.L. | Cooling device and method for controlling a cooling device |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150000318A1 (en) * | 2011-12-20 | 2015-01-01 | Dometic S.A.R.L. | Cooling device and method for controlling a cooling device |
US20130263611A1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-10 | International Business Machines Corporation | Cooling system control and servicing based on time-based variation of an operational variable |
US20140214365A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Schneider Electric Industries Sas | Method for the diagnostic analysis of a heating, ventilation and air-conditioning system (hvac) |
RU138416U1 (en) * | 2013-09-11 | 2014-03-10 | Абб Текнолоджи Аг | COOLING CIRCUIT WITH A COMPACT HEAT EXCHANGER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3798538B1 (en) | Cooling system and control method therefor | |
US11014427B2 (en) | Systems and methods for capacity modulation through eutectic plates | |
US10532632B2 (en) | Startup control systems and methods for high ambient conditions | |
JP3126363B2 (en) | Apparatus for controlling dual evaporator dual fan refrigerator with independent temperature controller | |
US9897365B2 (en) | Refrigerator, thermosyphon, and solenoid valve and method for controlling the same | |
CN104089347A (en) | Low-temperature air-cooled water chiller unit and control method thereof | |
CN105953369B (en) | A kind of control method for frequency conversion air conditioner and device | |
CN103827605A (en) | Loading and unloading of compressors in a cooling system | |
JP2000199669A (en) | Method for operating compressor in ordinary state | |
CN106796061A (en) | Two grades of boosting type refrigeration EGRs | |
CN109579356B (en) | Temperature control multi-online heat pump system with heat recovery function and control method | |
JP2020134277A (en) | Environment test device and environment test method | |
EP3273191B1 (en) | Refrigerator and method for controlling constant temperature thereof | |
US20180340713A1 (en) | Power saver apparatus for refrigeration | |
RU2787414C2 (en) | Method for control of cooling installation connected to electrical casing | |
EP3362745B1 (en) | Hybrid vapor compression/thermoelectric heat transport system | |
CN108613329B (en) | Variable frequency air conditioner and control method thereof | |
CN113272599B (en) | Fan rotating speed control method for thermal heat pump system | |
EP3786544B1 (en) | Refrigeration cycle device | |
RU2019117887A (en) | METHOD FOR CONTROL OF COOLING UNIT CONNECTED WITH ELECTRIC SHELL | |
EP3693686B1 (en) | Air conditioner system including refrigerant cycle circuit for oil flow blocking | |
KR102436005B1 (en) | Hybrid step temperature control system | |
CN117516010A (en) | Refrigerating equipment, control method and device thereof and computer-readable storage medium | |
JP6637874B2 (en) | Temperature control device | |
KR100364530B1 (en) | Refrigerator |