TWI779373B - 具有調頻控制之壓縮機系統及其調頻控制方法 - Google Patents

Abstract

一種具有調頻控制之壓縮機系統，包括溫度傳感器、主控制器及多個壓縮機模組。溫度傳感器感測區域溫度，主控制器根據區域溫度提供第一頻率命令。主控制器設定多個壓縮機模組中的一者為主壓縮機模組，其餘的為至少一副壓縮機模組；主壓縮機模組根據第一頻率命令調整自我所屬的第一工作頻率，且根據第一頻率命令提供第二頻率命令給至少一副壓縮機模組，以控制至少一副壓縮機模組的第二工作頻率與第一工作頻率在第一平均誤差範圍。

Description

具有調頻控制之壓縮機系統及其調頻控制方法

本發明係有關一種具有調頻控制之壓縮機系統及其調頻控制方法，尤指一種具有主從控制的壓縮機系統及其調頻控制方法。

壓縮機(英語：Compressor)，是一種將流體壓縮並同時提升流體壓力的機械，其應用廣泛，常見的應用領域包括：暖通空調、冷凍循環、提供工業驅動動力、矽化工、石油化工、天然氣輸送等。其中，壓縮機常用的種類包括空氣壓縮機與冷媒壓縮機。

由於空氣壓縮機的負載比例與耗能比例係為固定比例，其為等比例線性關係的耗能曲線，因此多組空氣壓縮機的控制方式可以儘量的讓某些機組滿載運行，其餘的機組保持待機的輪替運行方式。但是，由於冷媒壓縮機在變頻運行時的耗能曲線並不是成等比例線性關係，在不同轉速時的節能率都不相同，因此若是仍然使用空氣壓縮機的控制方式，則無法達成最佳的節能狀態。

所以，如何設計出一種具有調頻控制之壓縮機系統及其調頻控制方法，以在不同的負載區段使用不一樣的變頻聯動控制方式以達到最佳的節能狀態，乃為本案創作人所欲行研究的課題。

為了解決上述問題，本發明係提供一種具有調頻控制之壓縮機系統，以克服習知技術的問題。因此，本發明壓縮機系統包括：溫度傳感器，感測區域溫度。主控制器，耦接溫度傳感器，且根據區域溫度提供第一頻率命令。及多個壓縮機模組，每個壓縮機模組包括：變頻器，耦接主控制器。及冷媒壓縮機，耦接變頻器。其中，主控制器設定多個壓縮機模組中的一者為主壓縮機模組，其餘的為至少一副壓縮機模組；主壓縮機模組的變頻器根據第一頻率命令調整自我所屬的變頻器的第一工作頻率，且根據第一頻率命令提供第二頻率命令給至少一副壓縮機模組的變頻器，以控制至少一副壓縮機模組的變頻器的第二工作頻率與第一工作頻率在第一平均誤差範圍。

為了解決上述問題，本發明係提供一種壓縮機系統之調頻控制方法，以克服習知技術的問題。因此，本發明調頻控制方法，包括下列步驟：(a)設定多個壓縮機模組中的一者為主壓縮機模組，其餘的為副壓縮機模組。(b)感測區域溫度，且根據區域溫度提供第一頻率命令至主壓縮機模組。(c)主壓縮機模組的變頻器根據第一頻率命令調整自我所屬的變頻器的第一工作頻率。(d)主壓縮機模組根據第一頻率命令提供第二頻率命令至至少一副壓縮機模組的變頻器。 及(e)至少一副壓縮機模組根據第二頻率命令調整自我所屬的變頻器的第二工作頻率，使第二工作頻率與第一工作頻率在第一平均誤差範圍。

本發明之主要目的及功效在於，本發明之主控制器僅須提供一組第一頻率命令至壓縮機模組中的一者，獲得第一頻率命令的壓縮機模組再以自我為基準，提供第二頻率命令控制其餘的壓縮機模組，藉此可以平均分配所有壓縮機模組的負載量，以取得壓縮機系統運行的最佳的節能狀態。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1、1’:壓縮機系統

40:溫度傳感器

10:主控制器

10A:延遲單元

12~14、12’~14’:壓縮機模組

20~22:變頻器

50~52:PID控制器

30~32:冷媒壓縮機

62:顯示單元

64:人機介面

S200:訊號線

S1~S3:訊號線

S100~S106:訊號線

St:溫度訊號

Se:啟動停止訊號

Cf1:第一頻率命令

Cf2:第二頻率命令

Cf3:第三頻率命令

Fw1:第一工作頻率

Fw2:第二工作頻率

fc:當前頻率

R:區域

Tr:區域溫度

(St100)~(St500):步驟

圖1為本發明具有調頻控制之壓縮機系統之電路方塊圖；圖2A為本發明壓縮機系統第一實施例之電路方塊圖；圖2B為本發明壓縮機系統第二實施例之電路方塊圖；圖3A為本發明壓縮機系統之調頻控制方法流程圖；圖3B為本發明壓縮機系統包括PID控制器之調頻控制方法流程圖；圖3C為本發明壓縮機系統之啟動模式方法流程圖；圖3D為本發明壓縮機系統之顯示方法流程圖；及圖3E為本發明壓縮機系統之壓縮機模組工作數量調整方法流程圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參閱圖1為本發明具有調頻控制之壓縮機系統之電路方塊圖。壓縮機系統1對一區域R的區域溫度Tr進行溫度調控，且壓縮機系統1包括溫度傳感器40、主控制器10及多個壓縮機模組12~14(以3個示意)。溫度傳感器40通過訊號線S200耦接主控制器10，且主控制器10通過訊號線S1~S3分別耦接壓縮機模組12~14，使主控制器10通過訊號線S1~S3與壓縮機模組12~14相互傳輸訊號。壓縮機模組12~14之間還包括彼此相互耦接的訊號線S100，以使壓縮機模組12~14通過訊號線S100相互傳輸訊號。溫度傳感器40根據區域R的區域溫度Tr產生溫度訊號St，且通過訊號線S200傳輸至主控制器10。主控制器10設定預定溫度，且接收代表區域溫度Tr的溫度訊號St，以將溫度訊號St與預定溫度進行比較與計算後，產生第一頻率命令Cf1。

本發明之特點在於，本發明之主控制器10僅須提供一組第一頻率命令Cf1至壓縮機模組12~14中的一者，獲得第一頻率命令Cf1的壓縮機模組12~14再以自我為基準，提供第二頻率命令Cf2控制其餘的壓縮機模組12~14，藉此可以平均分配所有壓縮機模組12~14的負載量，以取得壓縮機系統1運行的最佳的節能狀態。因此，主控制器10設定多個壓縮機模組12~14中的一者為主壓縮機模組，其餘的為副壓縮機模組，以將溫度訊號St與預定溫度進行比較與計算後，通過訊號線S1提供第一頻率命令Cf1至主壓縮機模組12。因此，在本實施例中，壓縮機模組12做為主機示意，其他的壓縮機模組13~14都跟隨主機工作頻率進行比例同步運行。值得一提，在實際狀況下，副壓縮機模組可以為 一個或一個以上，本發明係以2個副壓縮機模組示意。此外，主控制器10可以輪替的設定主壓縮機模組。意即依序設定壓縮機模組12~14作為主壓縮機模組，或者可以以壓縮機模組12~14作為主壓縮機模組的總時間等方式作為判斷。

主壓縮機模組12收到第一頻率命令Cf1後，調整自我所屬的變頻器的第一工作頻率Fw1，且經過計算後產生第二頻率命令Cf2，或者不經過計算而直接將第一頻率命令Cf1作為第二頻率命令Cf2。主壓縮機模組12將第二頻率命令Cf2通過訊號線S100傳輸至副壓縮機模組13~14，使副壓縮機模組13~14根據第二頻率命令Cf2調整我所屬的變頻器的第二工作頻率Fw2。藉此，可通過將主壓縮機模組12的第一工作頻率Fw1與副壓縮機模組13~14的第二工作頻率Fw2調整在第一平均誤差範圍，以平均分配所有壓縮機模組12~14的負載量，進而取得壓縮機系統1運行的最佳的節能狀態。其中，第一平均誤差範圍例如但不限於，可以為正負3%的誤差範圍。值得一提，於本發明之一實施例中，並不設限第一頻率命令Cf1與第二頻率命令Cf2的訊號格式，其可以為電壓、電流或是脈波等形式。

舉例而言，假設區域溫度Tr為12℃，主控制器10預設的預定溫度為6℃，且此時壓縮機模組12~14的工作頻率Fw1、Fw2分別為50Hz、30Hz、30Hz。主控制器10通過計算後，提供須將頻率調整為40Hz的第一頻率命令Cf1至主壓縮機模組12。此時，主壓縮機模組12將第一工作頻率Fw1由50kHz調整為40Hz或40Hz左右，且提供須將頻率調整為40kHz的第二頻率命令Cf2至副壓縮機模組13~14，副壓縮機模組13~14分別將第二工作頻率Fw2由30Hz調整為40Hz或40Hz左右(也就是38.8Hz~41.2Hz)。於實際應用上，經調整後的頻率數值在正負3%的誤差範圍內，即滿足第一平均誤差範圍。

除此之外，當副壓縮機模組13~14根據第二頻率命令Cf2調整我所屬的變頻器的第二工作頻率Fw2，並使主壓縮機模組12的第一工作頻率Fw1與副壓縮機模組13~14的第二工作頻率Fw2調整在第一平均誤差範圍後，主控制器10計數一等待時間後，再次接收由溫度傳感器40產生的溫度訊號St(即偵測當前的區域溫度Tr)，以監控區域溫度Tr的變化，藉此判斷是否需再次對主壓縮機模組12進行變頻控制，進而再次根據當前的區域溫度Tr提供第一頻率命令Cf1。其中，等待時間一般設置為1分鐘以上。於實際應用上，更可依實際的工況，將等待時間設置為1~3分鐘的範圍內，且根據實際需求，也可以設計為其他數值，並不以此為限制。

復參閱圖1，壓縮機系統1更包括顯示單元62與人機介面64，且顯示單元62與人機介面64耦接主控制器10。主控制器10通過訊號線S1~S3接收壓縮機模組12~14的資訊而得知壓縮機模組12~14目前運行的狀況，且將所獲得之資訊顯示在顯示單元62。使用者可通過人機介面64手動地控制壓縮機模組12~14，且也可自定義的設定壓縮機模組12~14的主從，以及調整預定溫度。其中，主控制器10可以接收每個壓縮機模組12~14的當前頻率，且根據每個壓縮機模組12~14的當前頻率計算壓縮機系統1的總負載量，且通過顯示單元62顯示壓縮機系統1當前的總負載量。

請參閱圖2A為本發明壓縮機系統第一實施例之電路方塊圖，復配合參閱圖1。每個壓縮機模組12~14分別對應地包括變頻器20~22與冷媒壓縮機30~32，且變頻器20~22通過訊號線S1~S3耦接主控制器10。變頻器20~22通過訊號線S100彼此相互耦接，且冷媒壓縮機30~32對應地耦接變頻器20~22。作為主壓縮機模組12的變頻器20通過訊號線S1接收第一頻率命令Cf1，以調 整自我的第一工作頻率Fw1，且依此第一工作頻率Fw1驅動冷媒壓縮機30。主壓縮機模組12的變頻器20根據第一頻率命令Cf1產生第二頻率命令Cf2，且通過訊號線S100傳輸第二頻率命令Cf2至副壓縮機模組13~14的變頻器21~22。變頻器21~22接收第二頻率命令Cf2，以調整自我的第二工作頻率Fw2，且依此第二工作頻率Fw2驅動冷媒壓縮機31~32。通過上述的調控方式，可以使得變頻器20~22的工作頻率Fw1、Fw2被調控在第一平均誤差範圍。其中，本實施例的冷媒壓縮機30~32不限壓縮形式，冷媒壓縮機30~32可為螺旋式壓縮機、離心式壓縮機、渦卷式壓縮機、往復式壓縮機或是旋轉式壓縮機等等，於實際應用時並不以此為限制。

具體而言，由於冷媒壓縮機30~31與習知的空氣壓縮機差異在於，空氣壓縮機的負載比例與耗能比例係為固定比例，當空氣壓縮機的負載為70%時，空氣壓縮機的耗能也為70%。但是，如下表1所示，在不計變頻器損耗的情況下，冷媒壓縮機30~31的負載比例與耗能比例並非如此。

舉例而言，若以壓縮機系統1包括兩組壓縮機模組12~13為例。在總負載比例為150%時，如果將75%負載平均分配到壓縮機模組12~13，總耗能為134%。如果壓縮機模組12運行於100%，壓縮機模組13運行於50%，則總耗能為140%。在負載比例為125%時，如果壓縮機模組12負載100%，耗能 為100%，壓縮機模組13負載25%，耗能為18%，則總耗能為118%。如果將125%負載平均分配到壓縮機模組12~13，則總耗能大約為108%。因此，可以看出，當壓縮機使用冷媒壓縮機30~32時，將負載量平均分配到每一組壓縮機模組12~14為最佳的控制方式，可以達到最佳的節能狀態。因此，本發明之主要係根據區域溫度Tr與預定溫度之差計算出總負載量，再由總負載量計算出每個壓縮機模組12~14所分配的負載量，以及其負載量所對應的工作頻率Fw1、Fw2。最後，再提供第一頻率命令Cf1通知主壓縮機模組12將所有壓縮機模組12~14的工作頻率Fw1、Fw2調整至大約一致，以獲得負載量平均分配的效果。此外，若不計算總負載量，也可以直接使用區域溫度Tr與預定溫度之差以計算出第一頻率命令Cf1。

請參閱圖2B為本發明壓縮機系統第二實施例之電路方塊圖，復配合參閱圖1。本實施例之壓縮機系統1’與圖2A之壓縮機系統1差異在於，壓縮機模組12’~14’更包括PID控制器50~52。PID控制器50~52通過通訊線S101~103對應地耦接各自的變頻器20~22，且通過通訊線S100彼此相互耦接。具體而言，主壓縮機模組12’的變頻器20根據第一頻率命令Cf1，且通過通訊線S100提供第二頻率命令Cf2至副壓縮機模組13’~14’的PID控制器51~52。副壓縮機模組13’的PID控制器51接收第二頻率命令Cf2，且通過通訊線S102接收自我所屬的變頻器的當前頻率fc。PID控制器51據第二頻率命令Cf2與當前頻率fc產生頻率誤差量，頻率誤差量即為第二頻率命令Cf2所代表的欲調整頻率大小與當前頻率fc的差值。副壓縮機模組13’的PID控制器51再根據頻率誤差量進行PID演算之後，提供第三頻率命令Cf3至自我所屬的變頻器21，以縮小第二頻率命令Cf2與當前頻率fc的差值(副壓縮機模組14’亦是如此，在 此不再加以贅述)。經過上述的回授控制，可以使副壓縮機模組13’~14’的變頻器21~22的第二工作頻率Fw2與主壓縮機模組12’的變頻器20的第一工作頻率Fw1在第二平均誤差範圍。

進一步而言，由於本實施例之壓縮機系統1’使用了PID的回授控制，因此可以更為精準的調整變頻器20~22的工作頻率Fw1、Fw2，使工作頻率Fw1、Fw2的差異在更小的範圍(例如但不限於1%以內的差異)。因此，第二平均誤差範圍小於第一平均誤差範圍。如此精準的頻率控制，可以使得壓縮機系統1’的節能效果更佳，且系統穩定度更高。復參閱圖2B，PID控制器50~52更通過訊號線S104~S106耦接主控制器10。第三頻率命令Cf3除了通過訊號線S104~S106對應的傳輸至變頻器21~22外，也通過訊號線S104~S106傳輸至主控制器10，使主控制器10可通過所獲得的資訊，得知PID控制器50~52頻率調整的狀況。值得一提，由於壓縮機模組12’作為主壓縮機模組，第一頻率命令Cf1即可調控壓縮機模組12’的當前頻率fc，因此可以不使用PID控制器50作為回授控制(但若系統有控制上的需求則不在此限)。

復參閱圖1，且配合參閱圖2A~2B。壓縮機系統1包括啟動模式，啟動模式係在壓縮機系統1開始進行頻率調整前，預定壓縮機模組12~14的狀態。具體而言，壓縮機系統1在啟動時，主控制器10需先設定完成主壓縮機模組12與副壓縮機模組13~14。在設定完成後，主控制器10由溫度傳感器40感知溫度等與負載相關的溫度訊號St，經過計算之後只下達第一頻率命令Cf1給主壓縮機模組12的變頻器20。其他變頻器21~22只從主控制器10接收代表啟動的啟動停止訊號Se。由於變頻器21~22的運行頻率都是經由主壓縮機模組12的變頻器20所提供的第二頻率命令Cf2做比對之後而調整(或是經由PID控制 器51~52進行回授調整)。因此其他變頻器21~22接收代表啟動的啟動停止訊號Se後，變頻器的21~22第二工作頻率Fw2為最小工作頻率。此最小工作頻率為變頻器21~22在無載待機狀態下的工作頻率。值得一提，在變頻器20~22收到代表停止的啟動停止訊號Se後，即屏蔽第二頻率命令Cf2的控制，無論第二頻率命令Cf2的命令為何，變頻器20~22仍保持在待機狀態。

舉例而言，假設有三台由變頻器20~22驅動的冷媒壓縮機30~32。當壓縮機系統1剛啟動時，由於熱交換器的冰水溫度較高，因此第一台變頻器20的第一工作頻率Fw1會運行於最高頻率。其他兩台變頻器21~22雖然已經啟動，但是由於主控制器10沒有下達第二頻率命令Cf2給這兩台變頻器21~22，因此這兩台變頻器21~22理論上會運行於最小工作頻率，冷媒壓縮機31~32保持在最低轉速。變頻器21~22收到第二頻率命令Cf2後，變頻器21~22調整第二工作頻率Fw2，使其與第一台變頻器20比例同步。因此在設定溫度一直沒有到達之前，三台變頻器理應都將會達到預先設定的相應最高頻率。壓縮機系統1的冰水溫度達到設定值之後，第一台變頻器20將接收到代表下降頻率的第一頻率命令Cf1而開始降低第一工作頻率Fw1並將降低後的第二頻率命令Cf2傳送給變頻器21~22，使其與第一台變頻器20比例同步。

復參閱圖1，且配合參閱圖2A~2B。本發明之壓縮機系統1更包括在總負載低於某一比例時，將其中一台冷媒壓縮機30~32待機，如果總負載高於某一比例，則可以增加運行的冷媒壓縮機30~32的控制方式。具體而言，主控制器10設定第一頻率閾值，第一頻率閾值對應總負載低於某一比例的數值。其中，第一頻率閾值小於等於變頻器最高頻率的65%。主控制器10判斷欲提供至主壓縮機模組12的第一頻率命令Cf1的值是否小於等於第一頻率閾值，當第一 頻率命令Cf1的值小於等於第一頻率閾值時，代表壓縮機系統1的總負載低於某一比例，無需過多的副壓縮機模組13~14運行。此時，主控制器10提供代表停止的啟動停止訊號Se控制副壓縮機模組13~14中的其中一壓縮機模組14的變頻器22變更為待機狀態，且變頻器22的第二工作頻率Fw2會由當前工作頻率下降至最小工作頻率(也可控制壓縮機模組13變更為待機狀態)。藉此，可以避免過多的副壓縮機模組13~14運行而降低壓縮機模組12~14的使用壽命。由於總製冷功率降低，第一頻率命令Cf1改變，使得變頻器20就可能會升高第一工作頻率Fw1並經由所提供的第二頻率命令Cf2，帶動第變頻器21將頻率等比例升高。

進一步而言，主控制器10更包括延遲單元10A，且延遲單元10A設定延遲條件。具體而言，為了避免第一頻率命令Cf1的值接近第一頻率閾值而使得主控制器10頻繁啟停壓縮機模組14，因此延遲單元10A提供延遲條件使被強制待機的變頻器22延遲啟動。其中，延遲條件可以為時間或頻率等因素。例如但不限於，延遲條件為時間因素，主控制器10提供具有延遲一段延遲時間的啟動停止訊號Se，以控制被強制待機的壓縮機模組14的變頻器22的第二工作頻率Fw2在一段延遲時間中，保持在最小工作頻率。在延遲時間後，變頻器22的第二工作頻率Fw2不再被限制為最小工作頻率，變頻器22方可根據第二頻率命令Cf2調整第二工作頻率Fw2。於實際應用上，延遲時間設置為1~3分鐘的範圍內，且根據實際需求，也可以設計為其他數值，並不以此為限制。

或者，延遲條件為頻率因素，主控制器10可以等變頻器20~21都升高至某一工作頻率(即第二頻率閾值)之後，再啟動被強制待機的壓縮機模組14的變頻器22，使變頻器22開始根據該第二頻率命令Cf2調整第二工作頻率Fw2。 即主控制器10判斷第一頻率命令Cf1的值是否大於等於第二頻率閾值，當第一頻率命令Cf1的值大於等於第二頻率閾值時，主控制器10再提供代表啟動的啟動停止訊號Se控制壓縮機模組14啟動，使壓縮機模組14的第二工作頻率Fw2脫離最小工作頻率，以根據該第二頻率命令Cf2調整第二工作頻率Fw2。其中，第二頻率閾值大於等於變頻器最高頻率的85%。在啟動被強制待機的變頻器22後，因為總製冷功率升高，因此變頻器20會開始降低頻率，從而帶動其他兩台變頻器21，22的第二工作頻率Fw2追隨變頻器20的第一工作頻率Fw1。其中，第二頻率閾值大於第一頻率閾值，以提供具有遲滯曲線的變頻器20~22啟動/停止控制方式。

請參閱圖3A為本發明壓縮機系統之調頻控制方法流程圖，復配合參閱圖1~2B。壓縮機系統之調頻控制方法主要係應用於使用冷媒壓縮機30~32的壓縮機系統1，且該方法包括，設定多個壓縮機模組中的一者為主壓縮機模組，其餘的為副壓縮機模組(St100)。主控制器10將壓縮機模組12設定為主壓縮機模組，且將壓縮機模組13~14設定為副壓縮機模組。然後，感測區域溫度，且根據區域溫度提供第一頻率命令至主壓縮機模組(St120)。主控制器10設定預定溫度，且接收代表區域溫度Tr的溫度訊號St，以將溫度訊號St與預定溫度進行比較與計算後，產生第一頻率命令Cf1。其中，壓縮機系統之調頻控制方法所應用的冷媒壓縮機30~32不限壓縮形式，冷媒壓縮機30~32可為螺旋式壓縮機、離心式壓縮機、渦卷式壓縮機、往復式壓縮機或是旋轉式壓縮機等等，於實際應用時並不以此為限制。

然後，主壓縮機模組的變頻器根據第一頻率命令調整自我所屬的變頻器的第一工作頻率(St140)。然後，主壓縮機模組根據第一頻率命令提供第二 頻率命令至副壓縮機模組的變頻器(St160)。主壓縮機模組12收到第一頻率命令Cf1後，調整自我所屬的變頻器20的第一工作頻率Fw1，且經過計算後產生第二頻率命令Cf2，或者不經過計算而直接將第一頻率命令Cf1作為二頻率命令Cf2，且主壓縮機模組12將第二頻率命令Cf2通過訊號線S100傳輸至副壓縮機模組13~14。

最後，副壓縮機模組根據第二頻率命令調整自我所屬的變頻器的第二工作頻率，使第二工作頻率與第一工作頻率在第一平均誤差範圍(St180)。副壓縮機模組13~14根據第二頻率命令Cf2調整我所屬的變頻器21~22的第二工作頻率Fw2，以使得第一工作頻率Fw1與第二工作頻率Fw2調整在第一平均誤差範圍，進而平均分配所有壓縮機模組12~14的負載量而取得壓縮機系統1運行的最佳的節能狀態。其中，第一平均誤差範圍例如但不限於，可以為正負3%的誤差範圍。值得一提，於本發明之一實施例中，並不設限第一頻率命令Cf1與第二頻率命令Cf2的訊號格式，其可以為電壓、電流或是脈波等形式。

除此之外，當副壓縮機模組13~14根據第二頻率命令Cf2調整我所屬的變頻器的第二工作頻率Fw2，並使主壓縮機模組12的第一工作頻率Fw1與副壓縮機模組13~14的第二工作頻率Fw2調整在第一平均誤差範圍時。於步驟St180之後，計數等待時間後，再次根據當前的區域溫度提供第一頻率命令(St190)。主控制器10計數一等待時間後，再次接收由溫度傳感器40產生的溫度訊號St(即偵測當前的區域溫度Tr)，以監控區域溫度Tr的變化，藉此判斷是否需再次對主壓縮機模組12進行變頻控制，進而再次根據當前的區域溫度Tr提供第一頻率命令Cf1。其中，等待時間一般設置為1分鐘以上。於實際應用上， 更可依實際的工況，將等待時間設置為1~3分鐘的範圍內，且根據實際需求，也可以設計為其他數值，並不以此為限制。

請參閱圖3B為本發明壓縮機系統包括PID控制器之調頻控制方法流程圖，復配合參閱圖1~3A。在壓縮機模組12~14包括PID控制器50~52控制器的狀況下，步驟(St180)更包括，副壓縮機模組根據自我所屬的變頻器的當前頻率與第二頻率命令產生頻率誤差量(St200)。副壓縮機模組13~14的PID控制器51~52接收第二頻率命令Cf2，且通過通訊線S102~S103接收自我所屬的變頻器的當前頻率fc。PID控制器51~52依據第二頻率命令Cf2與當前頻率fc產生頻率誤差量，頻率誤差量即為第二頻率命令Cf2所代表的欲調整頻率大小與當前頻率fc的差值。

然後，根據頻率誤差量提供第三頻率命令調整第二工作頻率，使第二工作頻率與第一工作頻率在第二平均誤差範圍(St220)。副壓縮機模組13~14的PID控制器51~52再根據頻率誤差量進行PID演算之後，提供第三頻率命令Cf3至自我所屬的變頻器21~22，以縮小第二頻率命令Cf2與當前頻率的差值。經過上述的回授控制，可以使副壓縮機模組13~14的第二工作頻率Fw2與主壓縮機模組12的工作頻率Fw1在第二平均誤差範圍(例如但不限於1%以內的差異)。其中，第二平均誤差範圍小於第一平均誤差範圍。

請參閱圖3C為本發明壓縮機系統之啟動模式方法流程圖，復配合參閱圖1~3B。在步驟(St100)設定完主壓縮機模組12與副壓縮機模組13~14後，提供該第一頻率命令控制第一工作頻率(St100A)，然後控制第二工作頻率為最小工作頻率(St100B)。主控制器10由溫度傳感器40感知溫度等與負載相關的溫度訊號St，經過計算之後只下達第一頻率命令Cf1給主壓縮機模組12的變頻 器20而調整第一工作頻率Fw1。其他變頻器21~22只從主控制器10接收啟動停止訊號Se。由於變頻器21~22的運行頻率都是經由主壓縮機模組12的變頻器20所提供的第二頻率命令Cf2做比對之後而調整(或是經由PID控制器51~52進行回授調整)。因此其他變頻器21~22接收代表啟動的啟動停止訊號Se後，變頻器21~22的第二工作頻率Fw2為最小工作頻率。此最小工作頻率為變頻器21~22在無載待機狀態下的工作頻率。

請參閱圖3D為本發明壓縮機系統之顯示方法流程圖，復配合參閱圖1~3C。在圖3A的步驟(St100)~(St180)中，主控制器10通過訊號線S1~S3、S104~S106接收壓縮機模組12~14的資訊，以隨時地監控壓縮機模組12~14，且得知壓縮機模組12~14目前運行的狀況。其顯示方法包括，接收每個壓縮機模組的當前頻率，且根據每個壓縮機模組的當前頻率計算壓縮機系統的總負載量(St300)。然後，顯示每個壓縮機模組的當前頻率與總負載量(St320)。

請參閱圖3E為本發明壓縮機系統之壓縮機模組工作數量調整方法流程圖，復配合參閱圖1~3D。在圖3E的步驟(St120)~(St180)中，壓縮機系統1根據負載狀況，隨時地調整壓縮機模組12~14的工作數量。壓縮機系統1在總負載低於某一比例時，將其中一台冷媒壓縮機30~32關機，如果總負載高於某一比例，則可以增加運行的冷媒壓縮機30~32。因此，工作數量調整方法包括，設定第一頻率閾值，且判斷第一頻率命令的值是否小於等於第一頻率閾值(St400)。然後，在第一頻率命令的值小於等於第一頻率閾值時，控制其中一個壓縮機模組的第二工作頻率為最小工作頻率(St420)。主控制器10判斷欲提供至主壓縮機模組12的第一頻率命令Cf1的值是否小於等於第一頻率閾值，當第一頻率命令Cf1的值小於等於第一頻率閾值時，代表壓縮機系統1的總負載低於某一比例，無需 過多的副壓縮機模組13~14運行。此時，主控制器10提供代表停止的啟動停止訊號Se控制副壓縮機模組13~14中的其中一壓縮機模組14的變頻器22變更為待機狀態，且變頻器22的第二工作頻率Fw2會由當前工作頻率下降至最小工作頻率(也可控制壓縮機模組13變更為待機狀態)。其中，第一頻率閾值小於等於變頻器最高頻率的65%

然後，設定延遲條件，且控制壓縮機模組的第二工作頻率在延遲條件保持在最小工作頻率(St440)。主控制器10更包括延遲單元10A，且延遲單元10A設定延遲條件。具體而言，為了避免第一頻率命令Cf1的值接近第一頻率閾值而使得主控制器10頻繁啟停壓縮機模組14，因此延遲單元10A提供延遲條件使被強制待機的變頻器22延遲啟動。其中，延遲條件可以為時間或頻率等因素。當延遲條件為時間因素時，壓縮機模組的第二工作頻率被控制在延遲時間保持在最小工作頻率(St460)。主控制器10提供具有延遲一段延遲時間的啟動停止訊號Se，以控制被強制待機的壓縮機模組14的變頻器22的第二工作頻率Fw2在一段延遲時間中，保持在最小工作頻率。在延遲時間後，變頻器22的第二工作頻率Fw2不再被限制為最小工作頻率，變頻器22方可根據第二頻率命令Cf2調整第二工作頻率Fw2。於實際應用上，延遲時間設置為1~3分鐘的範圍內，且根據實際需求，也可以設計為其他數值，並不以此為限制。

當延遲條件為頻率因素時，判斷第一頻率命令的值是否大於等於第二頻率閾值(St480)。主控制器10可以等變頻器20~21都升高至某一工作頻率(即第二頻率閾值)之後，再啟動被強制待機的壓縮機模組14的變頻器22，使變頻器22開始根據該第二頻率命令Cf2調整第二工作頻率Fw2。然後，當第一頻率命令的值大於等於第二頻率閾值時，控制壓縮機模組的第二工作頻率脫離最 小工作頻率(St500)。當第一頻率命令Cf1的值大於等於第二頻率閾值時，主控制器10再提供代表啟動的啟動停止訊號Se控制壓縮機模組14啟動，使壓縮機模組14的第二工作頻率Fw2脫離最小工作頻率，以根據該第二頻率命令Cf2調整第二工作頻率Fw2。其中，第二頻率閾值大於等於變頻器最高頻率的85%。於實際應用上，第二頻率閾值大於第一頻率閾值，以提供具有遲滯曲線的變頻器20~22啟動/停止控制方式。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

(St100)~(St180):步驟

Claims (19)

1. 一種具有調頻控制之壓縮機系統，包括：一溫度傳感器，感測一區域溫度；一主控制器，耦接該溫度傳感器，且根據該區域溫度提供一第一頻率命令；及多個壓縮機模組，每個該壓縮機模組包括：一變頻器，耦接該主控制器；及一冷媒壓縮機，耦接該變頻器；其中，該主控制器設定該些壓縮機模組中的一者為主壓縮機模組，其餘的為至少一副壓縮機模組；該主壓縮機模組的該變頻器根據該第一頻率命令調整自我所屬的該變頻器的一第一工作頻率，且根據該第一頻率命令提供一第二頻率命令至該至少一副壓縮機模組的該變頻器，以控制該至少一副壓縮機模組的該變頻器的一第二工作頻率與該第一工作頻率在一第一平均誤差範圍。
2. 如請求項1所述之壓縮機系統，其中每個壓縮機模組更包括：一PID控制器，耦接該變頻器；其中，該主壓縮機模組的該變頻器根據該第一頻率命令提供一第二頻率命令至該至少一副壓縮機模組的PID控制器，且該至少一副壓縮機模組的該PID控制器根據自我所屬的該變頻器的一當前頻率與該第二頻率命令產生一頻率誤差量，且根據該頻率誤差量提供一第三頻率命令至自我所屬的該變頻器，以控制該第二工作頻率與該第一工作頻率在一第二平均誤差範圍；該第二平均誤差範圍小於該第一平均誤差範圍。
3. 如請求項1所述之壓縮機系統，其中在該壓縮機系統的一啟動模式，該主控制器通過該第一頻率命令控制該第一工作頻率，且控制該第二工作頻率為一最小工作頻率。
4. 如請求項1所述之壓縮機系統，其中該主控制器設定一第一頻率閾值，該主控制器根據該第一頻率命令的值小於等於該第一頻率閾值而控制該至少一副壓縮機模組中的一壓縮機模組的該第二工作頻率為一最小工作頻率。
5. 如請求項4所述之壓縮機系統，其中該主控制器包括一延遲單元，且該延遲單元設定一延遲條件；該主控制器控制該壓縮機模組的該第二工作頻率在該延遲條件保持在該最小工作頻率。
6. 如請求項5所述之壓縮機系統，其中該延遲條件為一時間因素，該主控制器控制該壓縮機模組的該第二工作頻率在一延遲時間保持在該最小工作頻率。
7. 如請求項5所述之壓縮機系統，其中該延遲條件為一頻率因素，該主控制器設定一第二頻率閾值，且根據該第一頻率命令的值大於等於該第二頻率閾值而控制該壓縮機模組的該第二工作頻率脫離該最小工作頻率；該第二頻率閾值大於該第一頻率閾值。
8. 如請求項1所述之壓縮機系統，其中該主控制器接收每個壓縮機模組的一當前頻率，且根據每個該壓縮機模組的該當前頻率計算該壓縮機系統的一總負載量。
9. 如請求項8所述之壓縮機系統，其中更包括：一顯示單元，耦接該主控制器，且顯示每個該壓縮機模組的該當前頻率與該總負載量。
10. 如請求項1所述之壓縮機系統，其中該主控制器計數一等待時間後，再次根據當前的該區域溫度提供該第一頻率命令。
11. 一種壓縮機系統之調頻控制方法，包括下列步驟：(a)設定多個壓縮機模組中的一者為主壓縮機模組，其餘的為至少一副壓縮機模組；(b)感測一區域溫度，且根據該區域溫度提供一第一頻率命令至該主壓縮機模組；(c)該主壓縮機模組的變頻器根據該第一頻率命令調整自我所屬的該變頻器的一第一工作頻率；(d)該主壓縮機模組根據該第一頻率命令提供一第二頻率命令至該至少一副壓縮機模組的該變頻器；及(e)該至少一副壓縮機模組根據該第二頻率命令調整自我所屬的該變頻器的一第二工作頻率，使該第二工作頻率與該第一工作頻率在一第一平均誤差範圍。
12. 如請求項11所述之調頻控制方法，其中步驟(d)包括：該至少一副壓縮機模組根據自我所屬的該變頻器的一當前頻率與該第二頻率命令產生一頻率誤差量；及根據該頻率誤差量提供一第三頻率命令調整該第二工作頻率，使該第二工作頻率與該第一工作頻率在一第二平均誤差範圍；其中，該第二平均誤差範圍小於該第一平均誤差範圍。
13. 如請求項11所述之調頻控制方法，其中步驟(a)更包括：(f1)提供該第一頻率命令控制該第一工作頻率；及(f2)控制該第二工作頻率為一最小工作頻率。
14. 如請求項11所述之調頻控制方法，其中更包括：設定一第一頻率閾值，且判斷該第一頻率命令的值是否小於等於該第一頻率閾值；及在該第一頻率命令的值小於等於該第一頻率閾值時，控制該至少一副壓縮機模組中的一壓縮機模組的該第二工作頻率為一最小工作頻率。
15. 如請求項14所述之調頻控制方法，其中更包括：設定一延遲條件，且控制該壓縮機模組的該第二工作頻率在該延遲條件保持在該最小工作頻率。
16. 如請求項15所述之調頻控制方法，其中該延遲條件為一時間因素，該壓縮機模組的該第二工作頻率被控制在一延遲時間保持在該最小工作頻率。
17. 如請求項15所述之調頻控制方法，其中該延遲條件為一頻率因素，且更包括：設定一第二頻率閾值，且判斷該第一頻率命令的值是否大於等於該第二頻率閾值；及當該第一頻率命令的值大於等於該第二頻率閾值時，控制該壓縮機模組的該第二工作頻率脫離該最小工作頻率；其中，該第二頻率閾值大於該第一頻率閾值。
18. 如請求項11所述之調頻控制方法，其中更包括：接收每個壓縮機模組的一當前頻率，且根據每個壓縮機模組的當前頻率計算該壓縮機系統的一總負載量；及顯示每個壓縮機模組的當前頻率與該總負載量。
19. 如請求項11所述之調頻控制方法，其中於步驟(e)後更包括：(f)計數一等待時間後，再次根據當前的該區域溫度提供該第一頻率命令。

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