SE525964C2 - Förfarande för styrning av kylmaskiner samt medel härför - Google Patents

Description

Den vanligaste reglerprincipen för en kylan- läggning är enligt följande: Kompressorerna kapacitetsregleras så att utgå- ende köldbärartemperatur alltid är -8°C oberoende inkommande köldbärare.

För att säkerställa ett minsta flöde över kyl- anläggningens förångare använder man sig av ett tvàkretssystem med ett fast flöde mellan förângaren och en utjämningstank. En pump P2 säkerställer detta flöde. Temperaturen i kyldiskarna styrs av termostater som öppnar respektive stänger ventilerna V1-V3 allt efter behovet i kyldisken.

För att kompensera för det ökade eller minskade flödesbehovet i systemet använder man sig av flerstegspumpar eller varvtalsstyrda pumpar P3. Man kan även använda en fast pump P2 och så kallade överflödesventiler som shuntar förbi flödet över kyldiskarna. Dessa ventiler konstanthåller då tryckfallet i anläggningen oavsett belastning i systemet.

Fig 1 visar ett vanligt temperaturförhållande i ett känt system under normal drift. Man kan snabbt konstatera det ogynnsamma i att låta kylmaskinen arbeta med en temperatur som är -8°C när det verkliga behovet endast är -6°C. Detta för- hållande råder under merparten av året.

Med införandet av energibesparande åtgärder monterar man ofta nattäckning och rullgardiner på kyldiskarna för att minska energiförlusterna. Man kan då i vissa fall nära nog halvera energibehovet i kyldiskarna. Som vi ser på figur 1A ändrar sig temperaturförhàllandena i systemet men man låter fortfarande kylmaskinerna arbeta med samma temperaturer som tidigare.

Orsaken till detta är att det inte finns något system på marknaden som tillåter att man enkelt kan ändra temperaturinställningen i kylmaskinen, och anpassa den till systemets behov. Detta driftsförhållande är vanligt nattetid och under de dagar butiken är stängd. Som vi ser arbetar kylma- skinen under cza 80% av den årliga driftstiden mycket ogynnsamt och följaktligen inte speciellt ekonomiskt.

Huvudändamålet med den föreliggande uppfinn- ingen är därför i första hand att med enkla åtgärder och medel lösa bl.a. sagda problem effektivt och säkert.

Sagda ändamål uppnås medelst ett förfarande enligt den föreliggande uppfinningen, som i huvudsak känneteck- nas därav, att man medelst information från i kylanläggningen ingående givare använder temperaturskillnaden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare som insignal till kylanlägg- ningens kapacitetsstyrning, varvid man låter pumpens varvtals- regulator påverka kapacitetsstyrningen, och därigenom anpassar utgående köldbärartemperatur till det verkliga behovet genom att ett flöde genom förângare ändras så att temperaturskill- naden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare kan varieras och därigenom skapar en kylanläggning som arbetar med en variabel dynamisk köldbärartemperatur.

Kända medel för kylstyrning möjliggör ej att åstadkomma önskad styrning så att temperaturen blir den rätta på ett effektivt och ekonomiskt sätt.

Ett ytterligare ändamål med den föreliggande uppfinningen är därför även att finna medel som löser bl.a. ovan sagda problem.

Sagda ytterligare ändamål uppnås medelst medel enligt den föreliggande uppfinningen, som i huvudsak känneteck- nas därav, att en kylanläggning med variabelt flöde är kopplat genom ett kylaggregat, att medel finnes för att avkänna data, såsom t.ex. temperaturskillnaden mellan inkommande och utgående köldbärare och/eller data från en pump i sagda kylanläggning och använda dessa data som insignal till ifrågavarande kyl- anläggnings kapacitetsstyrning, vilken styrs av pumpens CW 13 CH ~ o (j\ 43 »b varvtalsregulator, påverka värdet för köldbärarens utgående temperatur.

Uppfinningen beskrives i det följande såsom ett föredraget utföringsexempel, varvid hänvisas till de bifogade ritningarna på vilka, Fig 1 och Fig 1A visar kända lösningar för att lösa styrningen av kylsystem för livsmedelkyldiskar, och Fig 2 och 3 visar reglersystem enligt förelig- gande uppfinning vid s.k. normal drift och resp under s.k. nattdrift.

Enligt den föreliggande uppfinningen kopplas en ledning 1, som är anordnad för tillförsel av köldbärarmedel till en ifrågavarande pump 2 vilken är anordnad att pumpa köld- bärarmedel genom sagda ledning 1, genom dess föràngare 3. Ett dylikt system 4, som är anordnat att tillåta variabelt flöde, innefattar medel 5 för att avkänna temperaturskillnaden mellan inkommande och utgående köldbärare och för att använda detta erhållna värde som insignal till ifrågavarande kylmaskins kapacitetsstyrning. En pump 2 i sagda kylmaskin uppvisar en varvtalsregulator 8 som är anordnad att påverka värdet för köldbärarens utgående temperatur. Ett antal kyldiskar är i det visade exemplet betecknade med siffrorna 18-20 på ritningarna.

Sagda ledning 1 tillför köldbärarmedel till resp bortleder köldbärarmedel från sagda kyldiskar 18-20.

Ett förfarande för styrning av kylmaskiner och dess köldbärares temperatur med ett enligt ovan utfört system innefattar att man låter anpassa från ifrågavarande kylaggregat utgående köldbärartemperatur till det verkliga behovet av kyla, och att man därigenom låter skapa ett kylsystem 4 som arbetar med en dynamisk köldbärartemperatur. Således kopplas systemet 4 som ett enkretssystem med variabelt flöde genom förångaren 3.

Genom att därvid låta använda temperaturskill- naden mellan inkommande och utgående köldbärare som insignal till kylmaskinens kapacitetsstyrning och att låta pumpens 2 varvtalsregulator 8 påverka detta värde kan man på ett enkelt sätt åstadkomma önskad effekt.

När ventilerna i systemet börjar stänga minskar flödet i systemet, pumpen anpassar då sin kapacitet till ett lägre varvtal. Med ett lägre flöde genom förångaren ökar tempe- raturskillnaden mellan inkommande och utgående köldbärare.

Kapacitetsstyrningen i kylmaskinen minskar då kompressorns varvtal, för att upprätthålla temperaturskillnaden. Detta inne- bär att utgående temperatur kommer att höjas och föràngnings- temperaturen stiger. I takt med att systemtemperaturen stiger kommer ventilerna att börja öppna igen och pumpen att öka sin kapacitet till dess balans uppnås.

Kylmaskinen kan ej gå med full effekt förrän pumpen går med full kapacitet, detta kan bara uppnås genom att alla ventiler är öppna.

För att säkerställa kvaliteten på t.ex. mat- varorna i avsedda kyl- och frysdiskar kan man införa begräns- ningar på högsta och lägsta köldbärartemperatur.

Genom föreliggande systemlösning löser man många problem samt tillför en rad fördelar till systemet: D Enklare systemlösning ger en enklare och billigare installa- tion, t.ex. kan man minska kostnaderna för utrustning i affären på cza SEK 100.000.

Lägre energiförluster i rörsystem.

Kraftigt höjd COP.

Mycket hög energibesparande potential. ÜÜDÜ Kan appliceras på i stort sett samtliga nya och befintliga system.

D Högre kvalitet pà matvaror genom jämnare temperatur.

U Frysrisken för känsliga matvaror elimineras.

Själva kylkompressorn 9 är inkopplad på en ytterligare ledningskrets 10 och med siffrorna ll-13 betecknas ett antal reglerventiler i systemet 4 och som är inkopplade i den ledningskrets 1 som den sagda pumpen 2 verkar på och som förbinder kyldiskarna 18-20.

Med siffrorna 14, 15 betecknas två tryckgivare medan två temperaturgivare betecknas med siffrorna 16, 17, och vilka även ingår i sagda ledningskrets 1.

Således låter man använda temperaturskillnaden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare som in- signal till kylmaskinens kapacitetsstyrning och man låter därvid pumpens 2 varvtalsregulator påverka detta sagda värde.

Flödet i systemet är därvid anordnat att minska när ventilerna ll-13 i systemet 4 börjar att stänga, varigenom pumpen 2 anpassar sin kapacitet med ett lägre varvtal.

Genom att man minskar flödet genom förångaren 3 ökar man temperaturskillnaden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare.

Man kan låta minska kompressorns varvtal genom sagda kapacitetsstyrning i kylmaskinen, för att därigenom låta upprätthålla temperaturskillnaden mellan inkommande och ut- gående köldbärare och därigenom åstadkommer höjning av den ut- gående temperaturen och att således förångningstemperaturen ökar.

För att optimera förhållandet mellan förång- ningstemperaturen och köldbärartemperaturen kan man i vissa lägen använda en tryck- och temperaturgivare 50 i föràngar- kretsen 10 som bidrar med en signal till kapacitetsregleringen av systemet. En ytterligare krets 25 finnes som leder från en kondensor 27 till en kylmedelskylare 26 av t.ex. känt slag och att en pump 6 därvid är inkopplad i sagda krets 25. En varv- talsregulator 7 finnes därvid även anordnad att kunna påverka värdet för köldbäraren och sagda pump 6.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till det ovan beskrivna och på de bifogade ritningarna visade utförandet. Modifieringar är möjliga, särskilt när det gäller de olika delarnas beskaffenhet, eller genom användande av lik- värdig teknik, utan att man frångår skyddsomrâdet för uppfin- ningen, sàsom den definieras i patentkraven. Uppfinningen kan tillämpas på vilken kylapplikation som helst och således inte bara livsmedelskylar som ovan exemplifierats.

Claims (9)

LH FJ LH QQ \O gm ¿> L63 PlSE LG/ASL P a t e n t k r a v

1. Förfarande för styrning av kylanläggning (4) innefattande reglersystem, kylaggregat med kompressor (9), kondensor (27) och förångare (3) samt en köldbärarkrets i värmeväxling med sagda förångare (3) innefattande en pump (2) och kylare (18-20) med tillhörande ventiler (11-13), kännetecknat därav, att man medelst information från i kylanläggningen (4) ingående givare (16, 17; 14, 15; 50) använder temperaturskillnaden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare som insignal till kylanlâggningens kapacitetsstyrning, varvid man låter pumpens (2) varvtalsregulator (8) påverka kapacitetsstyrningen, och därigenom anpassar utgående köldbärartemperatur till det verkliga behovet genom att ett flöde genom föràngare (3) ändras så att temperaturskillnaden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare kan varieras och därigenom skapar en kylanläggning (4) som arbetar med en variabel dynamisk köldbärartemperatur.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att flödet i anläggningen (4) är anordnat att minska när ventiler (ll-13) i anläggningen (4) börjar att stänga, varige- nom pumpen (2) anpassar sin kapacitet med ett lägre varvtal.

3. Förfarande enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknat därav, att man minskar flödet genom anläggningens (4) förångare (3) så att temperaturskillnaden mellan inkommande köldbärare och utgående köldbärare ökar.

4. Förfarande enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknat därav, att man låter minska kompressorns (9) varvtal genom sagda kapacitetsstyrning, för att låta upprätt- hålla temperaturskillnaden mellan inkommande och utgående köldbärare.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat därav, att man därigenom åstadkommer höjning av den utgående tempe- raturen och att förångningstemperaturen ökar.

6. Förfarande enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknat därav, att ventilerna (ll-13) är anordnade att börja öppnas i takt med att anläggningstemperaturen ökar och att pumpen (2) därvid ökar sin kapacitet till dess att balans uppnås.

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknat därav, att pumpen (2) är anordnad att gå med full kapacitet när alla ventiler (ll-13) är öppna.

8. Förfarande enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknat därav, att man har begränsningar på högsta och lägsta köldbärartemperaturerna.

9. System att tillämpa för styrning av kylanläggning (4) innefattande reglersystem, kylaggregat med kompressor (9), kondensor (27) och förångare (3) samt en köldbärarkrets i värmeväxling med sagda förångare (3) innefattande en pump (2) och kyldiskar (18-20) med tillhörande ventiler (11-13) enligt nàgot av ovan angivna patentkrav, kännetecknat därav, att en kylanläggning (4) med variabelt flöde är kopplat genom ett kylaggregat, att medel (S) finnes för att avkänna data, såsom t.ex. temperaturskillnaden mellan inkommande och utgående köldbärare och/eller data från en pump (2) i sagda kylanläggning och använda dessa data som insignal till ifrågavarande kylanläggnings kapacitetsstyrning, vilken styrs av pumpens (2) varvtalsregulator (8), påverka värdet för köldbärarens utgående temperatur.