WO2013120604A2 - Zentrifuge mit kompressorkühleinrichtung und verfahren zur steuerung einer kompressorkühleinrichtung einer zentrifuge - Google Patents

Zentrifuge mit kompressorkühleinrichtung und verfahren zur steuerung einer kompressorkühleinrichtung einer zentrifuge Download PDF

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    • F25B2700/21175—Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the outlet of the evaporator

Definitions

  • the present invention relates to a centrifuge according to the preamble of claim 1 and a method for controlling and regulating the compressor cooling device of a centrifuge according to the preamble of claim 5.
  • a compressor cooling device with pipes and heat exchangers is often provided, by means of which a special refrigerant (in contrast to "coolants", as used for example for the cooling water circuit of cars, a refrigerant passes through during the passage through the refrigeration cycle phase changes, namely usually of liquid After gaseous, and with such a refrigerant is also a temperature of a chilled goods, which has a temperature below the ambient temperature, possible) via pipes (form the refrigeration cycle), for example, spirally against the centrifuge, ie the side walls and the bottom of the boiler in which the boiler is passed to carry off heat, by means of such a compressor cooling device Also, a cooling of the sample to a temperature below the temperature of the ambient air possible.
  • a special refrigerant in contrast to "coolants", as used for example for the cooling water circuit of cars, a refrigerant passes through during the passage through the refrigeration cycle phase changes, namely usually of liquid After gaseous, and with such a refrigerant is also a temperature of a chilled goods
  • Such compressor cooling devices 1 have an evaporator 3, which is generally guided around the centrifuge vessel 5 in a tubular manner, a compressor 7, a condenser 9 and an expansion element 11 (see FIG. 1).
  • the expansion element 1 1 is on the largest possible load case, so the maximum speed of the centrifuge rotor (not shown), designed, it is already known that the expander (pressure compensation element between high and low pressure side of the refrigeration cycle at standstill of the compressor) as a capillary tube or thermostatic injector 1 1 is formed.
  • this thermostatic injection valve (TEV) 11 is used to independently increase or restrict the refrigerant inflow in the refrigeration circuit 15 as a function of the determined temperature at the evaporator inlet VE.
  • this thermostatic injection valve (TEV) 11 is used to independently increase or restrict the refrigerant inflow in the refrigeration circuit 15 as a function of the determined temperature at the evaporator inlet VE.
  • an overheating of the refrigerant at the evaporator outlet VA is required, so that an overpressure is formed, which is passed directly to a spring 17 of the thermostatic injector 1 1 to actuate this.
  • the sensor 13 of the TEV 1 1 is fixed, in which a refrigerant is contained. Due to the temperature at the evaporator outlet VA, the refrigerant has a corresponding pressure, which then affects the TEV 1 1 and the counterforce of the spring and thus the TEV 1 1 opens or closes.
  • the evaporator output can not be fully utilized, with only about 95% of the evaporator surface being usable. Due to the required overheating, there is a temperature difference of approximately 7 K between the evaporator inlet VE and the evaporator outlet VA.
  • a further disadvantage is that shocks occur when the compressor 7 starts or stops. These vibrations influence the operating behavior of the centrifuge, increase the backmixing rate in the rotor after standstill of the centrifuge and have effects on adjacently placed laboratory equipment and the like.
  • the object of the present invention is to remedy or mitigate these disadvantages.
  • the centrifuge should be constructed with the compressor cooling device simple and inexpensive, have a high control quality and cause less vibration.
  • the centrifuge according to the invention in particular laboratory centrifuge, has a centrifuge vessel and a compressor cooling device with a refrigeration cycle, an evaporator, a compressor and a condenser and is characterized in that at least one controllable throttle device for controlling the refrigerant flow is provided in the refrigeration cycle, preferably as electronic injection valve is formed.
  • the controllable throttle device also acts as a pressure compensation element between the high and low pressure side of the refrigeration cycle at standstill of the compressor.
  • a controllable, ie externally controllable throttle device in the context of the present invention is understood to mean a throttle device in which a direct external control possibility exists to regulate the refrigerant flow, that is to say an actuator that can be influenced outside of the refrigeration circuit.
  • the control option according to the invention is electrically, but also hydraulic and / or pneumatic control options or the like. Possible.
  • Thermostatic injection valves are therefore not controllable throttle devices in the context of the present invention, since in them no direct external influence can be made, but react passively these elements to a temperature-related increase in pressure against a spring.
  • the compressor cooling device of the centrifuge has a controllable throttle device in the refrigeration cycle
  • the compressor cooling device can be controlled directly for many load cases without having to regulate the compressor itself.
  • the compressor cooling device is much less source of vibration and also has a longer life.
  • it is no longer necessary to allow overheating of the refrigerant which is why the full evaporator length can be exploited.
  • the heat transfer surface of the evaporator is increased, whereby a higher cooling capacity is achieved and overall the efficiency of the cooling device is improved.
  • This makes it possible to achieve lower cooling temperatures in the centrifuge vessel and / or to set the desired lower cooling temperatures even for higher centrifuge capacities.
  • the desired temperature in the centrifuge vessel can be reached faster.
  • Deviations from a desired setpoint can be achieved.
  • At least one means for detecting the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle and / or for detecting the temperature in the centrifuge vessel is provided.
  • means for detecting the temperature in the centrifuge vessel means for detecting the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle upstream of the evaporator, preferably at the evaporator inlet, and a means for Detecting the temperature after the evaporator are provided.
  • the arrangement location for the latter agent is preferably the evaporator outlet, because otherwise the temperature may possibly only be measured inaccurately due to overheating at a point further in the direction of the compressor and thus no optimal utilization of the evaporator would be ensured. This allows a much more precise control.
  • means for recording the temperature are all means which determine a physical parameter by means of which the temperature can be determined, for example pressure or temperature sensors, whereby temperature sensors are more cost-effective and are therefore preferred.
  • the compressor for controlling its delivery rate is controllable, preferably power controlled, in particular designed frequency controllable, which in particular for the start of the compressor cooling device with a relation to the mains frequency increased frequency, the settling time is significantly shortened until reaching the desired temperature.
  • a bypass can be provided in the refrigeration cycle for bridging the condenser, which is designed in particular controllable.
  • a controllable throttle device for this regulation can also be used.
  • Controllable throttle devices according to the present invention can be designed both as continuously variable throttle valves and as discretely adjustable throttle valves.
  • the possible actuators are designed as a continuously adjustable throttle device, compressor with continuously adjustable flow rate, continuously adjustable bypass valve, the coverage of the entire load spectrum can be ensured very efficient and fast response without performance leaps.
  • control means which are designed in particular as programmable electronics (eg microcontrollers), which use at least one of the detected temperatures as an input variable and control and regulate at least one of the elements controllable throttle device, controllable bypass and controllable compressor, because then particularly effective Control and regulation routines can be used.
  • programmable electronics eg microcontrollers
  • Independent protection is claimed for the inventive method for controlling and / or regulating the compressor cooling device of a centrifuge with a centrifuge vessel, wherein the compressor cooling device comprises a refrigeration cycle, an evaporator, a compressor and a condenser and is characterized in that a controllable throttle device for controlling the flow of refrigerant is used in the refrigeration cycle of the compressor cooling device.
  • the centrifuge according to the invention is used.
  • a setpoint temperature of the centrifuge tank of the centrifuge is specified and the actual temperature of the centrifuge tank of the centrifuge is determined.
  • the tendency of the actual temperature for a predetermined tendency period is preferably determined in order to be able to react faster to temperature changes and to minimize fluctuations around the desired value.
  • the tendency period is preferably at least 2 s, preferably at least 5 s, in particular at least 10 s.
  • this can also be appropriate deviations, which are derived from the size and performance of the overall system centrifuge.
  • a tolerance range is set around the predetermined desired temperature, which is at most +/- 5 K, preferably at most +/- 3 K and in particular +/- 1.5 K. Then, the control can be significantly improved if the actual temperature is controlled by the controllable throttle device only if it is within the specified tolerance range. "Within” the tolerance range here means that the temperatures of the edges of the tolerance range are also detected, and the control is improved if the actual temperature is only controlled via the compressor when the actual temperature is higher. Temperature is not within the tolerance range.
  • a controllable compressor is used for the control outside the tolerance range (coarse regulation).
  • the compressor is controlled by the actual temperature measured in the centrifuge tank in such a way that the actual temperature returns to the tolerance range.
  • the combination of coarse and fine control (see below), the efficiency of the compressor is used particularly advantageously and at the same time a switching off and on again of the compressor in the low load range, especially at high Kesselin nentemperaturen, largely prevented because the compressor is used essentially only for the regulation of the actual temperature up to the tolerance range.
  • the controllable throttle device is particularly preferably adjusted to an empirically determined refrigerant flow, and the actual temperature is lowered to the predetermined tolerance range by means of the compressor.
  • a position of the controllable throttle device determined to be optimal for the respective centrifuge should be used for maximum cooling and, if appropriate, adjusted later to a position corresponding to the optimum evaporator filling.
  • the compressor is adjusted only over such a period until the actual temperature for an empirically determined period, advantageously a multiple, preferably 40 times, most preferably 26 times and especially 12 times the trend period, for example for at least 2 min , is within the tolerance range, according to which it is then provided in particular that the compressor power is kept constant, and as long as the actual temperature is within the tolerance range and is controlled to the target temperature via the controllable throttle device.
  • the power of the compressor and / or the flow of refrigerant can be controlled by the controllable throttle device accordingly.
  • a Vorabschaltwert be provided above the target temperature or the tolerance range. This takes into account the effect that, in such a control process, the actual temperature value currently very rapidly strives for the desired temperature value from the positive temperature range.
  • the Vorabschaltwert is introduced, that is, before the actual target temperature value, preferably located in the middle of the tolerance range, is reached by the actual temperature value, for example, the compressor already down or shut down or the controllable throttle device is pressed in the direction of closing. It is therefore a counter-regulation against the inertia of the system.
  • the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle is determined firstly before the evaporator, preferably at the evaporator inlet, and secondly after the evaporator, preferably at the evaporator outlet, and the controllable throttle device is controlled so that the difference in the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle before the evaporator and the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle after the evaporator between 0 K and 5 K, preferably between 0 K and 3 K, in particular between 0 K and 1 K.
  • the temperature of the refrigerant is determined in the refrigeration cycle before the evaporator and falls below a predetermined temperature, at least by one of the following measures, this predetermined temperature is at least achieved again: i) lowering the flow rate of the compressor, ii) switching on and Controlling a bypass bypassing the condenser in the refrigeration cycle; and iii) controlling the variable throttle device to increase the refrigerant flow in the refrigeration cycle of the compressor cooler.
  • the predetermined temperature is dependent on the refrigerant used and the geometric relationships between the evaporator inlet and the compressor inlet and is for example -18 ° C. This effectively prevents the compressor from entering the vacuum area and causing oil return to fail. Therefore, in variant iii) when a temperature falls below a predetermined temperature, the throttle device must be opened again.
  • FIG. 1 shows the block diagram of a compressor cooling device according to the prior art
  • FIG. 2 shows the centrifuge according to the invention in a top view
  • FIG 3 shows the block diagram of the compressor cooling device of the centrifuge according to the invention
  • FIG. 4 shows the block diagram of the control according to the method according to the invention
  • FIG. 5 shows the comparison of the maximum cooling power of two centrifuges with compressor cooling device according to the prior art with TEV and the compressor cooling device with EEV used according to the invention.
  • the centrifuge 20 according to the invention is shown purely schematically in a perspective plan view.
  • the centrifuge is designed as a laboratory centrifuge 20 and has a housing 21 with a cover (not shown) for the compressor cooling device 25 with the compressor 27, a lid 23 for the centrifuge vessel 37 and rotor 28 and a bottom plate 29.
  • the inventive compressor cooling device 30 has a frequency-controllable compressor 3 1, a condenser 33, an evaporator 35, which is arranged for indirect cooling around a centrifuge vessel 37, and a relaxation element 39.
  • TEV 1 has a thermostatic injection valve (TEV), which has a pressure input 17, which communicates with a sensor 13 at the output VA of the evaporator 3.
  • TEV thermostatic injection valve
  • a pressure input 17 which communicates with a sensor 13 at the output VA of the evaporator 3.
  • an overpressure which acts against the pressure of a spring of the TEV 1 1 and this opens.
  • the TEV 1 1 is therefore only element of a passive control, since there is no external controllability, for example via an electronics, and it is not possible due to the overheating to fully exploit the evaporator.
  • the compressor cooling device 30 shown in FIG. 3 has a controllable throttle device 39 in the form of an electronic injection valve (EEV) 39 instead of the TEV.
  • the refrigeration circuit 41 has a bypass 43 for bridging the condenser 33. This bypass 43 is also provided with an electronic injection valve 45.
  • continuously adjustable actuators 39, 45 may alternatively be provided discrete actuators.
  • three means 47, 49, 51 for detecting the temperature T V E before the evaporator 35, for detecting the temperature T VA at the output VA of the evaporator 35 and for detecting the temperature T in the centrifuge vessel 37 are provided.
  • a control means 60 which takes into account the setpoint temperature T K set by the operator for the centrifuge vessel.
  • the temperature T V E at the input VE and the temperature T V A at the output VA are detected at the evaporator 35 and fed to the control means 60.
  • the actual temperature T is removed from the boiler 37 and fed to the control means 60.
  • td the average temperature of 10 s, both longer and shorter periods are possible.
  • the tendency of the temperature development of the actual temperature T is determined.
  • a tolerance range of +/- 1.5 K set for the target temperature T K for the centrifuge vessel 37.
  • the control means 60 controls the EEV 39, the compressor 31 and possibly the bypass 45.
  • the EEV 39 is set to an empirically determined refrigerant flow and the actual temperature T is lowered to the predetermined tolerance range by controlling the rotational speed of the compressor 31.
  • the speed of the compressor 31 is either kept maximum or, if a certain cooling time is desired to the target temperature T K , be kept at a corresponding value.
  • a pre-shift time may be used to account for the inertia of the compressor cooler 30, and / or the speed of the compressor 31 may be lowered by an empirically determined function during coarse control.
  • an optimal position of the controllable throttle device 39 for the respective centrifuge 20 should be used for maximum cooling and, if appropriate, adjusted later to a position corresponding to the optimum evaporator filling.
  • the coarse control by means of compressor speed is carried out until the actual temperature T in the boiler 37 lingers in the tolerance range for a defined period of time (eg 1 min).
  • a defined period of time eg 1 min.
  • the power of the compressor 31 is reduced by reducing the frequency, and that until the actual temperature T reaches or exceeds the target temperature T K again.
  • the frequency of the compressor 31 is raised again. This iterative process is continued until the actual temperature T for a period of, for example, at least 1 min, ie 6 tendency periods td within the tolerance range of the target temperature T K moves.
  • the compressor speed is then kept constant, as long as the actual temperature is within the tolerance range and the desired temperature is controlled by the controllable throttle device 39.
  • controllable throttle device 39 is set to a middle position and the speed of the compressor 31 is adjusted accordingly to optimally utilize the control capacity of the throttle device 39 during the fine control can. It is essential, however, that during the fine control, ie the time in which the actual temperature T is within the tolerance range, no change in the power of the compressor 31 takes place.
  • the cooling capacity is controlled only via the EEV 39 alone.
  • the present invention is not limited to that the coarse control (control via the compressor alone) and the fine control (control by the throttle device alone) are performed separately from each other. It can also be provided that an overlap takes place, that is, a simultaneous control of compressor and throttle device.
  • a fixed lower limit T V Emin the temperature T VE at the input VE of the evaporator 35 is monitored and falls below this temperature T V Emin the EEV 39 is further opened until the determined temperature T VE is again greater than the predetermined temperature T V Emin- This prevents the compressor 31 is in the vacuum range.
  • the difference between the temperatures T VA - T VE is constantly monitored. This should be in the range between 0 K and 1 K, on the one hand to keep the utilization of the evaporator 35 maximum, and on the other hand to prevent liquid refrigerant from entering the compressor 31, If this difference T VA - T VE is exceeded , the EEV 39 is further closed or / and the compressor frequency is reduced.
  • the evaporator can be utilized to the maximum.
  • the cooling capacity of the evaporator can be increased and thus in the case of the centrifuge 20 according to the invention about 5% more heat compared to previously known compressor cooling devices are removed, whereby the power of the rotor of the centrifuge can be raised accordingly. In extreme cases, therefore, a 5% higher heat generation by the rotor is allowed and this can thus be operated in a higher speed range, whereby the centrifuging power is increased.
  • the samples can thus be kept substantially more accurately at a specific temperature, which is of great advantage, in particular, in the case of sensitive samples or problematic temperature influences.
  • Compressor starts less, minimizing the number of load peaks in the grid and consumption
  • Compressor can be operated at the optimum operating point, more often at low speed, which reduces working noise
  • Low pressure side reduces the starting currents of the compressor. It is possible to selectively open the EEV when the compressor is at a standstill in order to and low-pressure side to accelerate and thus to achieve a higher control quality in the low load range

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit Kompressorkühleinrichtung (30) und Verfahren zur Steuerung einer Kompressorkühleinrichtung (30) einer Zentrifuge. Die erfindungsgemäße Zentrifuge weist im Kältekreislauf (41) der Kompressorkühleinrichtung (30) eine steuerbare Drosselvorrichtung (39) auf.

Description

Zentrifuge mit Kompressorkühleinrichtung und Verfahren zur Steuerung einer
Kompressorkühleinrichtung einer Zentrifuge
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kompressorkühleinrichtung einer Zentrifuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 5.
Bei der Zentrifugation, insbesondere in sehr schnell drehenden Laborzentrifugen, entsteht während der Drehung des Zentrifugenrotors im Zentrifugenkessel Wärme durch Luftreibung und Einleitung elektrischer Verlustleistung. Da der Zentrifugenkessel zum Verhindern eines Austrittes von Zentrifugiergut mit einem Deckel verschlossen ist, kann dieser Wärmeeintrag nicht ohne weiteres abgeführt werden und führt zu einer Erhöhung der Temperatur des Zentrifugiergutes.
Diese Temperaturerhöhung ist jedoch unerwünscht, da sie zu einer Zerstörung bzw. Un- brauchbarkeit der zentrifugierten Proben führen kann. Üblicherweise müssen die Proben auf einer definierten Temperatur gehalten werden, beispielsweise je nach Anwendung auf Temperaturen von 4 °C, 22 °C oder 37 °C. Daher wurden schon in der Vergangenheit Vorkehrungen zur Vermeidung einer Erhöhung der Temperatur des Zentrifugiergutes getroffen, wobei häufig eine mittelbare Kühlung eingesetzt wird. Bei dieser mittelbaren Kühlung ist der Rotor zumeist im Zentrifugenkessel unter dem Zentrifugendeckel eingeschlossen und es ist kein Kühlkanal oder dergleichen vorgesehen. Die Luft zirkuliert daher nur innerhalb des Zentrifugenkessels. Eine Kühlung wird nun durch ein zweites Medium erreicht, das an der Außenseite des Kessels vorbeigeführt oder in der Kesselwand geführt wird. Hierzu wird häufig eine Kompressorkühleinrichtung mit Rohren und Wärmetauschern vorgesehen, mittels derer ein spezielles Kältemittel (Im Gegensatz zu„Kühlmitteln", wie sie beispielsweise für den Kühlwasserkreislauf von PKW eingesetzt werden, durchläuft ein Kältemittel während des Durchgangs durch den Kältekreislauf Phasenänderungen, nämlich üblicherweise von flüssig nach gasförmig, und mit einem solchen Kältemittel ist auch eine Temperierung eines Kühlgutes, welches eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur hat, möglich) über Rohrleitungen (bilden den Kältekreislauf), die beispielsweise spiralförmig an dem Zentrifugenkessel, d. h. den Seitenwänden und den Boden des Kessels, anliegen, an dem Kessel vorbeigeführt wird, um Wärme abzutransportieren. Mittels einer solchen Kompressorkühleinrichtung ist auch eine Abkühlung des Probengutes auf eine Temperatur unter die Temperatur der Umgebungsluft möglich.
Solche Kompressorkühleinrichtungen 1 weisen einen Verdampfer 3 auf, der zumeist rohrför- mig um den Zentrifugenkessel 5 herumgeführt wird, einen Verdichter 7, einen Verflüssiger 9 und ein Entspannungselement 1 1 (vgl. Fig. 1). Das Entspannungselement 1 1 ist dabei auf den größtmöglichen Lastfall, also die Maximaldrehzahl des Zentrifugenrotors (nicht gezeigt), ausgelegt, wobei schon bekannt ist, dass der Entspanner (Druckausgleichselement zwischen Hoch- und Niederdruckseite des Kältekreislaufs bei Stillstand des Verdichters) als Kapillarrohr oder thermostatisches Einspritzventil 1 1 ausgebildet ist.
Im Zusammenhang mit einer druckgesteuerten Temperaturerfassung 13 nach dem Verdampfer 3 wird dieses thermostatische Einspritzventil (TEV) 1 1 dazu verwendet, in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur selbständig am Verdampfereingang VE den Kältemittelzufluss im Kältekreislauf 15 zu steigern oder zu drosseln. Hierzu ist eine Überhitzung des Kältemittels am Verdampferausgang VA erforderlich, so dass ein Überdruck entsteht, der direkt auf eine Feder 17 des thermostatischen Einspritzventils 1 1 geleitet wird, um dieses zu betätigen. Genauer gesagt besteht am Verdampferausgang VA eine gewisse Temperatur. Am Verdampferausgang VA ist der Fühler 13 des TEV 1 1 befestigt, in welchem ein Kältemittel enthalten ist. Aufgrund der Temperatur am Verdampferausgang VA hat das Kältemittel einen entsprechenden Druck, welcher sich dann auf das TEV 1 1 und die Gegenkraft der Feder auswirkt und somit das TEV 1 1 öffnet oder schließt.
Über ein weiteres Regelglied, welches ein beispielsweise frequenzgeregelter Verdichter 7 ist, können andere Lastfälle teilweise, aber meist nur ungenau geregelt werden.
Dadurch, dass zur Funktion des thermostatischen Einspritzventils 1 1 eine Überhitzung des Kältemittels erforderlich ist, kann die Verdampferleistung nicht vollständig ausgenutzt werden, wobei nur ca. 95 % der Verdampferfläche genutzt werden können. Aufgrund der erforderlichen Überhitzung liegt zwischen Verdampfereingang VE und Verdampferausgang VA eine Temperaturdifferenz von ca. 7 K vor.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil solcher bekannten Kompressorkühlreinrichtungen 1 bei Zentrifugen besteht darin, dass die Verdichter 7 nur relativ ungenau und in gewissen Grenzen in ihrer Leistung gesteuert werden können, so dass bei verschiedenen Teillastfällen und Geringlastfällen der Verdichter 7 ggf. ganz ausgeschaltet werden muss. Dies ist allerdings nicht immer möglich, weil Verdichter 7 üblicherweise eine Mindestlaufzeit besitzen, um den internen Ölkreislauf sicher zu stellen. Im Gegenzug besteht wegen der stärkeren Erwärmung des Antriebsmotors des Verdichters 7 im Anlauf und dem notwendigen Druckausgleich/Druckdifferenzminderung zwischen Hoch- und Niederdruckseite auch eine gewisse Mindestruhezeit für solche Verdichter 7, weshalb die Regelungsmöglichkeiten über den Verdichter 7 insbesondere im unteren Leistungsbereich stark begrenzt sind.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Start oder Halt des Verdichters 7 einer Kom- pressorkühlreinrichtung 1 Erschütterungen entstehen. Diese Erschütterungen beeinflussen das Betriebsverhalten der Zentrifuge, erhöhen die Rückmischrate im Rotor nach Stillstand der Zentrifuge und haben Auswirkungen auf benachbart aufgestellte Laborgeräte und dergleichen.
Schließlich wird durch häufiges Aus- und Einschalten des Verdichters 7 dessen Lebensdauer verkürzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese genannten Nachteile zu beheben bzw. abzumildern. Insbesondere soll die Zentrifuge mit der Kompressorkühleinrichtung einfach und kostengünstig aufgebaut sein, eine hohe Regelgüte aufweisen und weniger Erschütterungen hervorrufen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Zentrifuge nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Zentrifuge, insbesondere Laborzentrifuge, weist einen Zentrifugenkessel und eine Kompressorkühleinrichtung mit einem Kältekreislauf, einen Verdampfer, einen Verdichter und einen Verflüssiger auf und zeichnet sich dadurch aus, dass im Kältekreislauf zumindest eine-steuerbare Drosselvorrichtung zur Regelung des Kältemittelflusses vorgesehen ist, die bevorzugt als elektronisches Einspritzventil ausgebildet ist. Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die steuerbare Drosselvorrichtung auch als Druckausgleichselement zwischen Hoch- und Niederdruckseite des Kältekreislaufs bei Stillstand des Verdichters wirkt. Unter einer steuerbaren, d.h. extern ansteuerbaren Drosselvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Drosselvorrichtung verstanden, bei der eine direkte externe An- steuerungsmöglichkeit besteht, um den Kältemittelfluss zu regeln, also ein von außerhalb des Kältekreislaufs beeinflussbares Stellglied. Zwar erfolgt beispielsweise auch mit einem TEV 1 1 eine Regelung, allerdings wird dieses nicht von außerhalb des Kältekreislaufs 15 gesteuert, sondern durch einen Sensor 13, der direkt auf das TEV 1 1 einwirkt und dieses regelt. Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Ansteuerungsmöglichkeit auf elektrischem Wege, allerdings sind auch hydraulische und/oder pneumatische Ansteuerungsmöglichkeiten oder dgl. möglich. Thermostatische Einspritzventile sind daher keine steuerbaren Drosselvorrichtungen im Sinne der vorliegenden Erfindung, da bei ihnen keine unmittelbare externe Beeinflussung vorgenommen werden kann, sondern diese Elemente passiv auf eine Temperatur bedingte Druckerhöhung gegenüber einer Feder reagieren.
Dadurch, dass die Kompressorkühleinrichtung der Zentrifuge eine steuerbare Drosselvorrichtung im Kältekreislauf aufweist, lässt sich die Kompressorkühleinrichtung für viele Lastfälle direkt regeln ohne den Verdichter selbst regeln zu müssen. Damit ist die Kompressorkühleinrichtung wesentlich weniger Quelle von Erschütterungen und weist auch eine höhere Lebensdauer auf. Zusätzlich ist es nicht mehr erforderlich, eine Überhitzung des Kältemittels zu ermöglichen, weshalb die volle Verdampferlänge ausgenutzt werden kann. Dadurch wird die Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers vergrößert, wodurch eine höhere Kühlleistung erreicht wird und insgesamt der Wirkungsgrad der Kühleinrichtung verbessert wird. Damit lassen sich tiefere Kühltemperaturen im Zentrifugenkessel erreichen und/oder die gewünschten niedrigeren Kühltemperaturen auch für höhere Zentrifugenleistungen einstellen. Außerdem kann die gewünschte Temperatur im Zentrifugenkessel schneller erreicht werden. Andererseits lässt sich auch bei einer vorgegebenen Kühlleistung des Verdampfers ein Verdichter mit geringerer Leistung verwenden, was den benötigten Bauraum verringert, oder es lässt sich ein frequenzsteuerbarer Verdichter bei geringerer Frequenz, also geringerer Leistung betreiben, wodurch insgesamt der Energiebedarf für die selbe Kühlleistung gesenkt werden kann. Außerdem wird die Genauigkeit der Regelung erhöht, weshalb geringere
Abweichungen von einem gewünschten Sollwert erzielbar sind.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Mittel zur Erfassung der Temperatur des Kältemittels im Kältekreislauf und/oder zur Erfassung der Temperatur im Zentrifugenkessel vorgesehen. Diesbezüglich ist es bevorzugt, dass ein Mittel zur Erfassung der Temperatur im Zentrifugenkessel, eine Mittel zur Erfassung der Temperatur des Kältemittels im Kältekreislauf vor dem Verdampfer, bevorzugt am Verdampfereingang, und ein Mittel zur Erfassung der Temperatur nach dem Verdampfer vorgesehen sind. Bevorzugt handelt es sich bei dem Anordnungsort für letzteres Mittel um den Verdampferausgang, weil ansonsten möglicherweise aufgrund von Überhitzung an einer weiter in Richtung Verdichter liegenden Stelle die Temperatur nur ungenau gemessen werden kann und somit keine optimale Ausnutzung des Verdampfers gewährleistet wäre. Dadurch lässt sich eine wesentlich genauere Regelung ermöglichen.
„Mittel zur Erfassung der Temperatur" sind dabei alle Mittel, die einen physikalischen Parameter bestimmen, über den sich die Temperatur ermitteln lässt. Beispielsweise handelt es sich um Druck- oder Temperatursensoren, wobei Temperatursensoren kostengünstiger sind und daher bevorzugt eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist der Verdichter zur Regelung seiner Fördermenge steuerbar, bevorzugt leistungssteuerbar, insbesondere frequenzsteuerbar ausgebildet, wodurch insbesondere für das Anfahren der Kompressorkühleinrichtung mit einer gegenüber der Netzfrequenz erhöhten Frequenz die Einschwingzeit bis zum Erreichen der gewünschten Temperatur wesentlich verkürzt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann im Kältekreislauf zur Überbrückung des Verflüssigers ein Bypass vorgesehen sein, der insbesondere regelbar ausgebildet ist. Für diese Regelung kann ebenfalls eine steuerbare Drosselvorrichtung eingesetzt werden.
Steuerbare Drosselvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können sowohl als kontinuierlich verstellbare Drosselventile als auch als diskret verstellbare Drosselventile ausgebildet sein.
Insbesondere wenn die möglichen Stellglieder als kontinuierlich verstellbare Drosselvorrichtung, Verdichter mit kontinuierlich verstellbarem Förderstrom, kontinuierlich verstellbares Bypassventil ausgebildet sind, kann die Abdeckung des gesamten Lastspektrums ohne Leistungssprünge sehr effizient und schnell ansprechend gewährleistet werden.
Besonders bevorzugt sind Regelungsmittel, die insbesondere als programmierbare Elektronik (z.B. Mikrocontroller) ausgebildet sind, vorgesehen, die zumindest eine der erfassten Temperaturen als Eingangsgröße verwenden und die zumindest eines der Elemente steuerbare Drosselvorrichtung, steuerbarer Bypass und steuerbarer Verdichter ansteuern und regeln, weil dann besonders effektive Steuerungs- und Regelungsroutinen verwendet werden können. Unabhängiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Kompressorkühleinrichtung einer Zentrifuge mit einem Zentrifugenkessel, wobei die Kompressorkühleinrichtung einen Kältekreislauf, einen Verdampfer, einen Verdichter und einen Verflüssiger aufweist und sich dadurch auszeichnet, dass eine steuerbare Drosselvorrichtung zur Regelung des Kältemittelflusses im Kältekreislauf der Kompressorkühleinrichtung verwendet wird. Vorzugsweise kommt dabei die erfindungsgemäße Zentrifuge zum Einsatz.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird eine Soll-Temperatur des Zentrifugenkessels der Zentrifuge vorgegeben und es wird die Ist-Temperatur des Zentrifugenkessels der Zentrifuge ermittelt. In diesem Zusammenhang wird bevorzugt die Tendenz der Ist-Temperatur für einen vorbestimmten Tendenzzeitraum bestimmt, um auf Temperaturveränderungen schneller reagieren zu können und Schwankungen um den Sollwert zu minimieren Vorzugsweise beträgt der Tendenzzeitraum mindestens 2 s, bevorzugt mindestens 5 s insbesondere mindestens 10 s. Andererseits können hiervon auch zweckmäßige Abweichungen erfolgen, die sich aus Größe und Leistung des Gesamtsystems Zentrifuge ableiten.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird um die vorgegebene Soll-Temperatur ein Toleranzbereich festgelegt, der höchstens +/- 5 K, bevorzugt höchstens +/- 3 K und insbesondere +/- 1,5 K beträgt. Dann kann die Regelung wesentlich verbessert werden, wenn die Ist- Temperatur nur dann mittels der steuerbaren Drosselvorrichtung geregelt wird, wenn sie sich innerhalb des festgelegten Toleranzbereiches befindet. Diese Regelung ist besonders feinfühlig.„Innerhalb" des Toleranzbereichs bedeutet hier, dass auch die Temperaturen der Ränder des Toleranzbereichs erfasst sind. Außerdem wird die Regelung dann verbessert, wenn die Ist-Temperatur nur dann über den Verdichter geregelt wird, wenn sich die Ist-Temperatur nicht innerhalb des Toleranzbereichs befindet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass für die Regelung außerhalb des Toleranzbereiches (Grob- reglung) ein steuerbarer Verdichter verwendet wird. Der Verdichter wird dazu bei Verlassen des Toleranzbereiches durch die im Zentrifugenkessel gemessene Ist-Temperatur so geregelt, dass sich die Ist-Temperatur wieder in den Toleranzbereich einfindet.
Mit diesem Verfahren, der Kombination von Grob- und Feinreglung (s.u.), wird die Leistungsfähigkeit des Verdichters besonders vorteilhaft ausgenutzt und gleichzeitig ein Aus- und Wiederanschalten des Verdichters im Geringlastbereich, speziell auch bei hohen Kesselin- nentemperaturen, weitgehend verhindert, weil der Verdichter im Wesentlichen nur für die Einregelung der Ist-Temperatur bis in den Toleranzbereich verwendet wird.
Besonders bevorzugt wird beim Start der Kompressorkühleinrichtung die steuerbare Drosselvorrichtung auf einen empirisch ermittelten Kältemittelfluss eingestellt und die Ist- Temperatur wird bis zum vorgegeben Toleranzbereich mittels des Verdichters abgesenkt. Bevorzugt sollte zumindest am Anfang des Kühlprozesses eine für die jeweilige Zentrifuge als optimal ermittelte Stellung der steuerbaren Drosselvorrichtung zur maximalen Kühlung verwendet und ggf. später auf eine der optimalen Verdampferfüllung entsprechende Position nachgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist es besonders wünschenswert, dass der Verdichter nur über einen solchen Zeitraum eingeregelt wird, bis die Ist-Temperatur sich für einen empirisch ermittelten Zeitraum, vorteilhaft einen mehrfachen, bevorzugt 40fachen, höchstbevorzugt 26fachen und insbesondere 12fachen Tendenzzeitraum, beispielsweise für mindestens 2 min, innerhalb des Toleranzbereiches befindet, wonach dann insbesondere vorgesehen ist, dass die Verdichterleistung konstant gehalten wird, und zwar so lange, wie sich die Ist-Temperatur im Toleranzbereich befindet und auf die Soll-Temperatur über die steuerbare Drosselvorrichtung geregelt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Anfahren der Kühlkompressoreinrichtung in einem ersten Schritt ausschließlich eine Grobregelung über den Verdichter und anschließend eine Feinregelung über die steuerbare Drosselvorrichtung bei konstanter Verdichterleistung erfolgt.
Falls bestimmte Vorgaben bezüglich der Abkühlzeit, also der Zeit, in der auf die Soll- Temperatur abgekühlt wird, bestehen, können auch die Leistung des Verdichters und/oder der Kältemittelfluss durch die steuerbare Drosselvorrichtung entsprechend geregelt werden. Allerdings ist es abweichend auch möglich, schon während der Grobregelung die Feinregelung einzuleiten, also zeitgleich über den steuerbaren Verdichter und über die steuerbare Drosselvorrichtung zu regeln.
Außerdem kann ein Vorabschaltwert oberhalb der Soll-Temperatur oder des Toleranzbereichs vorgesehen sein. Damit wird dem Effekt Rechnung getragen, dass in einem solchen Regel- prozess der Ist-Temperaturwert aktuell den Soll-Temperaturwert aus dem positiven Temperaturbereich sehr rasant anstrebt. Um eine Überschreitung des schmalen Toleranzbereichs in Richtung negative Temperaturen möglichst zu vermeiden, wird der Vorabschaltwert eingeführt, das heißt bevor der eigentliche Soll-Temperaturwert, bevorzugt in der Mitte des Toleranzbereichs gelegen, durch den Ist-Temperaturwert erreicht ist, wird zum Beispiel der Verdichter schon heruntergeregelt oder abgeschaltet oder die steuerbare Drosselvorrichtung wird in Richtung Schließen betätigt. Es handelt sich hier also um ein Gegenregeln gegen die Trägheit des Systems.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur des Kältemittels im Kältekreislauf zum einen vor dem Verdampfer, bevorzugt am Verdampfereingang, und zum anderen nach dem Verdampfer, bevorzugt am Verdampferausgang, ermittelt wird und die steuerbare Drosselvorrichtung so geregelt wird, dass die Differenz der Temperatur des Kältemittels im Kältekreislauf vor dem Verdampfer und der Temperatur des Kältemittels im Kältekreislauf nach dem Verdampfer zwischen 0 K und 5 K, bevorzugt zwischen 0 K und 3 K, insbesondere zwischen 0 K und 1 K beträgt. (Die angegebenen Bereichsgrenzen sind dabei zugelassene Werte.) Hierdurch wird der Verdampfer besonders effektiv ausgenutzt, da der bei den Lösungen nach dem Stand der Technik erforderliche Temperaturunterschied von ca. 7 K zur Sicherstellung der Überhitzung nicht mehr erforderlich ist. Gleichzeitig wird eine Durchströmung des Verdampfers mit flüssigem Kältemittel und damit ein möglicher Flüssigkeitsschlag vermieden. Wenn auf eine Differenz größer 0 K geregelt wird, dann wird sichergestellt, dass das Kältemittel vollständig verdampft ist, da die positive Differenz dadurch zustande kommt, dass eine geringe Überhitzung stattfindet.
Weiterhin ist es besonders bevorzugt, wenn die Temperatur des Kältemittels im Kältekreislauf vor dem Verdampfer ermittelt wird und bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur zumindest durch eine der folgenden Maßnahmen diese vorbestimmte Temperatur zumindest wieder erreicht wird: i) Absenken der Fördermenge des Verdichters, ii) Zuschalten und Regeln eines Bypasses, mit dem der Verflüssiger im Kältekreislauf umgangen wird und iii) Steuerung der regelbaren Drosselvorrichtung zur Erhöhung des Kältemittelflusses im Kältekreislauf der Kompressorkühleinrichtung. Die vorbestimmte Temperatur ist abhängig vom benutzten Kältemittel und den geometrischen Verhältnissen zwischen Verdampfereingang und Verdichtereingang und beträgt beispielsweise -18°C. Dadurch wird wirksam verhindert, dass der Verdichter in den Vakuumbereich gerät und die Ölrückführung ausfällt. Deshalb muss bei Variante iii) bei Unterschreitung einer vorbestimmten Temperatur die Drosselvorrichtung wieder geöffnet werden.
Alternativ oder zusätzlich können folgende Merkmale zur weiteren Reduzierung von Erschütterungen der Zentrifuge eingesetzt werden:
Verwendung eines Verdichters mit waagerecht liegender Hauptwelle, der bevorzugt einen niedrigen Schwerpunkt aufweist und/oder eine große Stellfläche beansprucht Verwendung eines rotierenden Verdichters, der bevorzugt nicht die von Hubkolbenverdichter her bekannte Mindestdrehzahl benötigt und/oder mittels eines Frequenzumrichters nach Möglichkeit bis zum Stillstand heruntergeregelt werden kann. Zusätzlich entsteht der Vorteil des Entfalls oszillierender Massen
Verwendung einer elastischen Abstützung des insbesondere stehend eingebauten Verdichters gegenüber dem Chassis der Zentrifuge, wobei die Abstützung bevorzugt oberhalb des Schwerpunktes des Verdichters angeordnet wird.
Für die Ausgestaltung einer Zentrifuge mit diesen den Verdichter betreffenden Merkmalen wird unabhängig von der Ausgestaltung der Kompressorkühleinrichtung selbständiger Schutz beansprucht.
Sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung lassen sich - sofern nicht anders angegeben - frei miteinander kombinieren.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung und weitere Vorteile werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 das Blockschema einer Kompressorkühleinrichtung nach dem Stand der Technik, Fig. 2 die erfindungsgemäße Zentrifuge in einer Draufsicht,
Fig. 3 das Blockschema der Kompressorkühleinrichtung der erfindungsgemäßen Zentrifuge,
Fig. 4 das Blockschema der Regelung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und Fig. 5 den Vergleich der maximalen Kühlleistung zweier Zentrifugen mit Kompressorkühleinrichtung nach Stand der Technik mit TEV und der erfindungsgemäß verwendeten Kompressorkühleinrichtung mit EEV.
In Fig. 2 ist rein schematisch in einer perspektivischen Draufsicht die erfindungsgemäße Zentrifuge 20 dargestellt. Die Zentrifuge ist als eine Laborzentrifuge 20 ausgebildet und weist ein Gehäuse 21 mit einer Abdeckung (nicht gezeigt) für die Kompressorkühleinrichtung 25 mit dem Kompressor 27, einem Deckel 23 für den Zentrifugenkessel 37 und Rotor 28 und eine Bodenplatte 29 auf.
Aus den Fig. 1 und 3 werden die Unterschiede der erfindungsgemäßen Kompressorkühleinrichtung 30 im Vergleich zu einer Kompressorkühleinrichtung 1 nach dem Stand der Technik deutlich. Auch die erfindungsgemäße Kompressorkühleinrichtung 30 weist einen frequenzsteuerbaren Verdichter 3 1 , einen Verflüssiger 33, einen Verdampfer 35, der zur mittelbaren Kühlung um einen Zentrifugenkessel 37 angeordnet ist, und ein Entspannungselement 39 auf.
Die in Fig. 1 dargestellte bisher bekannte Kompressorkühleinrichtung 1 weist als Entspanner 1 1 ein thermostatisches Einspritzventil (TEV) auf, das einen Druckeingang 17 besitzt, der mit einem Sensor 13 am Ausgang VA des Verdampfers 3 in Verbindung steht. Bei Erreichen einer Überhitzung entsteht im Sensor 13 am Verdampferausgang VA ein Überdruck, der gegen den Druck einer Feder des TEV 1 1 wirkt und diesen dadurch öffnet. Das TEV 1 1 ist daher nur Element einer passiven Regelung, da keine externe Ansteuerbarkeit, beispielsweise über eine Elektronik vorliegt, und es ist aufgrund der herzustellenden Überhitzung nicht möglich, den Verdampfer vollständig auszunutzen.
Im Gegensatz dazu weist die in Fig. 3 gezeigte Kompressorkühleinrichtung 30 anstelle des TEV eine steuerbare Drosselvorrichtung 39 in Form eines elektronischen Einspritzventils (EEV) 39 auf. Weiterhin besitzt der Kältekreislauf 41 einen Bypass 43 zur Überbrückung des Verflüssigers 33. Dieser Bypass 43 ist ebenfalls mit einem elektronischen Einspritzventil 45 versehen. Anstelle kontinuierlich verstellbaren Stellglieder 39, 45 können alternativ auch diskrete Stellglieder vorgesehen sein.
Weiterhin sind drei Mittel 47, 49, 51 zur Erfassung der Temperatur TVE vor dem Verdampfer 35, zur Erfassung der Temperatur TVA am Ausgang VA des Verdampfers 35 und zur Erfassung der Temperatur T im Zentrifugenkessel 37 vorgesehen.
In Fig. 4 ist rein schematisch die Regelung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt.
Es ist zu erkennen, dass ein Regelungsmittel 60 eingesetzt wird, das die durch einen Bedie- ner festgelegte Soll-Temperatur TK für den Zentrifugenkessel berücksichtigt. Am Verdampfer 35 werden am Eingang VE die Temperatur TVE und am Ausgang VA die Temperatur TVA er- fasst und dem Regelungsmittel 60 zugeführt. Außerdem wird am Kessel 37 die Ist- Temperatur T abgenommen und dem Regelungsmittel 60 zugeführt. Über einen für die erfindungsgemäß aufgebaute Zentrifuge 20 empirisch ermittelten Tendenzzeitraum td von 10 s, wobei sowohl längere als auch kürzere Zeiträume möglich sind, wird die Tendenz der Temperaturentwicklung der Ist-Temperatur T bestimmt. Außerdem ist für die Soll-Temperatur TK für den Zentrifugenkessel 37 ein Toleranzbereich von +/- 1,5 K festgelegt. Das Regelmittel 60 steuert das EEV 39, den Verdichter 31 und ggf. den Bypass 45.
Die Steuerung und Regelung der Kompressorkühleinrichtung 30 erfolgt nun in der folgenden Art und Weise.
Bei Start der Kühlvorrichtung 30 der Zentrifuge 20 ist das EEV 39 auf einen empirisch ermittelten Kältemittelfluss eingestellt und die Ist-Temperatur T wird bis zum vorgegeben Toleranzbereich mittels Steuerung der Drehzahl des Verdichters 31 abgesenkt. Die Drehzahl des Verdichters 31 wird dabei entweder maximal gehalten oder, falls eine bestimmte Abkühlzeit auf die Soll-Temperatur TK angestrebt ist, auf einem entsprechenden Wert gehalten werden. Zusätzlich kann eine Vorabschaltzeit zur Berücksichtigung der Trägheit der Kompressorkühleinrichtung 30 verwendet werden und/oder die Drehzahl des Verdichters 31 wird mittels einer empirisch bestimmten Funktion während der Grobregelung abgesenkt.
Bevorzugt sollte zumindest am Anfang des Kühlprozesses eine für die jeweilige Zentrifuge 20 als optimal ermittelte Stellung der steuerbaren Drosselvorrichtung 39 zur maximalen Kühlung verwendet und ggf. später auf eine der optimalen Verdampferfüllung entsprechende Position nachgeführt werden.
Die Grobregelung mittels Verdichterdrehzahl wird so lange ausgeführt, bis die Ist- Temperatur T im Kessel 37 für einen festgelegten Zeitraum (z.B. 1 min) im Toleranzbereich verweilt. Wenn also die Ist-Temperatur T die Soll-Temperatur TK unterschreitet, wird die Leistung des Verdichters 31 durch Reduzierung der Frequenz herabgesetzt, und zwar so lange, bis die Ist-Temperatur T die Soll-Temperatur TK wieder erreicht oder überschreitet. Im Fall des Überschreitens der Soll-Temperatur TK wird die Frequenz des Verdichters 31 wieder angehoben. Dieser iterative Prozess wird so lange fortgesetzt, bis sich die Ist-Temperatur T für eine Zeitspanne von beispielsweise mindestens 1 min, d.h. 6 Tendenzzeiträume td innerhalb des Toleranzbereiches der Soll-Temperatur TK bewegt.
Danach wird dann die Verdichterdrehzahl konstant gehalten, und zwar so lange, wie sich die Ist-Temperatur im Toleranzbereich befindet und die Soll-Temperatur über die steuerbare Drosselvorrichtung 39 geregelt wird.
Dadurch wird sichergestellt, dass beim Anfahren der Kühlkompressoreinrichtung 20 in einem ersten Schritt ausschließlich die Grobregelung über den Verdichter 31 und anschließend eine Feinregelung über die steuerbare Drosselvorrichtung 39 bei konstanter Verdichterdrehzahl erfolgt.
Es kann vorgesehen sein, dass im Laufe der Grobregelung oder zwischen Grob- und Feinregelung die steuerbare Drosselvorrichtung 39 auf eine Mittelstellung eingestellt wird und die Drehzahl des Verdichters 31 entsprechend angepasst wird, um das Regelungsvermögen der Drosselvorrichtung 39 während der Feinregelung optimal ausnutzen zu können. Wesentlich ist aber, dass während der Feinregelung, also der Zeit, in der sich die Ist-Temperatur T sich innerhalb des Toleranzbereichs befindet, keine Veränderung der Leistung des Verdichters 31 erfolgt.
Bei der nachfolgenden Feinregelung wird die Kühlleistung nur noch über das EEV 39 allein geregelt. Dabei erfolgt eine Regelung nach der Tendenz, d. h. wenn die Tendenz der Ist- Temperatur T im Tendenzzeitraum td sinkt, wird das EEV 39 heruntergeregelt, also der Käl- temittelfluss verringert. Für den Fall, dass die Tendenz steigt, wird das elektronische Einspritzventil 39 heraufgeregelt, so dass mehr Kältemittel dem Verdampfer 35 zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht darauf beschränkt, dass die Grobregelung (Regelung über den Verdichter allein) und die Feinregelung (Regelung über die Drosselvorrichtung allein) voneinander getrennt durchgeführt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Überschneidung stattfindet, also eine gleichzeitige Regelung von Verdichter und Drosselvorrichtung.
Außerdem wird noch eine festgelegte untere Grenze TVEmin der Temperatur TVE am Eingang VE des Verdampfers 35 überwacht und bei Unterschreiten dieser Temperatur TVEmin wird das EEV 39 weiter geöffnet bis die ermittelte Temperatur TVE wieder größer ist als die dafür vorgegebene Temperatur TVEmin- Dadurch wird verhindert, dass der Verdichter 31 in den Vakuumbereich gerät.
Zusätzlich wird die Differenz der Temperaturen TVA - TVE ständig überwacht. Diese sollte sich im Bereich zwischen 0 K und 1 K bewegen, um einerseits die Auslastung des Verdampfers 35 maximal zu halten, und um andererseits zu verhindern, dass flüssiges Kältemittel in den Verdichter 31 gelangt, Falls diese Differenz TVA - TVE unterschritten wird, wird das EEV 39 weiter geschlossen oder/und die Verdichterfrequenz verringert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Verdampfer maximal ausgenutzt werden. Damit kann die Kühlleistung des Verdampfers erhöht und somit im Fall der erfindungsgemäßen Zentrifuge 20 ca. 5 % mehr Wärme gegenüber bisher bekannten Kompressorkühleinrichtungen abgeführt werden, wodurch die Leistung des Rotors der Zentrifuge entsprechend angehoben werden kann. Im Extremfall ist also eine um 5% höhere Wärmeerzeugung durch den Rotor zulässig und dieser kann damit in einem höheren Drehzahlbereich betrieben werden, wodurch die Zentrifugierleistung erhöht wird.
In Fig. 5 ist die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Zentrifuge 20 im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich zu erkennen, wobei zur Vereinfachung vorgesehen war, dass die Kompressorfrequenz über die gesamte Laufzeit konstant (maximal) gehalten wurde und mit der Drosselvorrichtung geregelt wurde. Aus der graphischen Darstellung der Verläufe der Ist-Temperatur T wird sehr deutlich, dass die Regelung der Temperatur der- Kesselluft gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich stetiger erfolgt und eine tiefere Endtemperatur gefahren werden kann.
Neben den beschriebenen Vorteilen bezüglich der Kühlleistung können somit die Proben wesentlich genauer auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, was insbesondere bei empfindlichen Proben bzw. problematischen Temperatureinflüssen von großem Vorteil ist.
Insgesamt lässt sich somit festhalten, dass die vorliegende Erfindung folgende Vorteile besitzt:
effizientere Ausnutzung des Rotorraumes/Verdampfers der Zentrifuge
energieeffizientere Funktion der Zentrifuge
Möglichkeit der Verwendung eines Verdichters mit geringerer Leistung bzw. der Verdichter kann zur Erzielung einer vorgegebenen Kühlleistung mit geringerer Frequenz angetrieben werden, woraus eine geringere Stromaufnahme und damit Energieeinsparung folgen
Verdichter startet weniger, wodurch die Anzahl der Lastspitzen im Stromnetz und der Verbrauch minimiert werden
Verdichter kann im optimalen Arbeitspunkt, öfter bei niedriger Drehzahl, betrieben werden, wodurch sich Arbeitsgeräusche vermindern
die Möglichkeit eines gesteuerten Druckausgleichs zwischen Hoch- und
Niederdruckseite verringert die Startströme des Verdichters. Es kann im Stillstand des Verdichters gezielt das EEV geöffnet werden, um den Druckausgleich zwischen Hoch- und Niederdruckseite zu beschleunigen und damit im Geringlastbereich eine höhere Regelgüte zu erreichen
genauere Regelung der Temperatur im Rotorraum und somit der Probentemperatur.

Claims

Patentansprüche
1. Zentrifuge, insbesondere Laborzentrifuge (20), mit einem Zentrifugenkessel (37) und einer Kompressorkühleinrichtung (30), die einen Kältekreislauf (41 ), einen Verdampfer (35), einen Verflüssiger (33) und einen Verdichter (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältekreislauf (41 ) zumindest eine, insbesondere als Entspannungselement wirkende, steuerbare Drosselvorrichtung (39) zur Regelung des Kältemittelflusses vorgesehen ist, die bevorzugt als elektronisches Einspritzventil ausgebildet ist.
2. Zentrifuge (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel (47, 49) zur Erfassung der Temperatur (TVE, TVA) des Kältemittels im Kältekreislauf (41) und/oder zur Erfassung der Temperatur (TK) im Zentrifugenkessel (37) vorgesehen ist, wobei bevorzugt ein Mittel (47) zur Erfassung der Temperatur (TVE) des Kältemittels im Kältekreislauf (41) vor dem Verdampfer (35) und ein Mittel (49) zur Erfassung der Temperatur (TVA) nach dem Verdampfer (35) vorgesehen sind.
3. Zentrifuge (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (31) hinsichtlich seine Fördermenge steuerbar, bevorzugt leistungssteuerbar, insbesondere frequenzsteuerbar ausgebildet ist und/oder dass im Kältekreislauf (41) zur Überbrückung des Verflüssigers (33) ein Bypass (43) vorgesehen ist, der insbesondere über eine steuerbare Drosselvorrichtung regelbar (45) ausgebildet ist.
4. Zentrifuge (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Regelungsmittel (60) vorgesehen sind, die zumindest eine der erfassten Temperaturen (TVE ,TVA, TK) als eine Eingangsgröße verwenden und die zumindest eines der Elemente steuerbare Drosselvorrichtung (39), steuerbarer Bypass (43) und steuerbarer Verdichter (41) ansteuert und regelt.
5. Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kompressorkühleinrichtung (30) einer Zentrifuge (20) mit einem Zentrifugenkessel (37), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kompressorkühleinrichtung (30) einen Kältekreislauf (41), einen Verdampfer (35), einen Verflüssiger (33) und einen Verdichter (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine steuerbare Drosselvorrichtung (39) zur Regelung des Kältemittelflusses im Kältekreislauf (41) der Kompressorkühleinrichtung (30) verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Temperatur (TK) des Zentrifugenkessels (37) der Zentrifuge (20) vorgegeben wird und die Ist-Temperatur (T) des Zentrifugenkessels (37) der Zentrifuge (20) ermittelt wird, wobei bevorzugt die Tendenz dieser Ist-Temperatur (T) für einen vorbestimmten Tendenzzeitraum (td) bestimmt wird, wobei der Tendenzzeitraum (td) mindestens 2 s, bevorzugt mindestens 5 s, insbesondere mindestens 10 s beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Toleranzbereich um die Soll-Temperatur (TK) festgelegt wird, der höchstens +/- 5K, bevorzugt höchstens +/- 3K, insbesondere +/- 1 ,5K beträgt, und die Ist-Temperatur (T), wenn sie sich innerhalb des Toleranzbereichs befindet, mittels der steuerbaren Drosselvorrichtung (39) geregelt wird, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass ein steuerbarer Verdichter (3 1 ) verwendet wird und der Verdichter (3 1 ) bei einem Über- oder Unterschreiten des Toleranzbereichs durch die Ist- Temperatur (T) so geregelt wird, dass sich die Ist-Temperatur (T) wieder in dem Toleranzbereich befindet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Start der Kühlkompressoreinrichtung (30) die steuerbare Drosselvorrichtung (39) auf einen vorbestimmten Kältemittelfluss eingestellt wird und die Ist-Temperatur (T) bis zum Toleranzbereich mittels des Verdichters (31 ) abgesenkt wird, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Verdichter (3 1) über einen solchen Zeitraum eingeregelt wird, bis die Ist-Temperatur (T) sich für einen empirisch ermittelten Zeitraum, bevorzugt den 60fachen, höchstbevorzugt 24fachen, insbesondere 12fachen Tendenzzeitraum (td) innerhalb des Toleranzbereichs befindet, wonach dann insbesondere vorgesehen ist, dass die Verdichterleistung konstant gehalten wird, solange sich die Ist-Temperatur (T) im Toleranzbereich befindet und die Ist- Temperatur (T) über die steuerbare Drosselvorrichtung (39) geregelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (TVE, TVA) des Kältemittels im Kältekreislauf (41 ) a) vor dem Verdampfer (35) und b) nach dem Verdampfer (35) ermittelt wird und die steuerbare Drosselvorrichtung (39) so geregelt wird, dass die Differenz der Temperatur (TVE) des Kältemittels im Kältekreislauf (41 ) vor dem Verdampfer (35) und der Temperatur (TVA) des Kältemittels im Kältekreislauf (41 ) nach dem Verdampfer (35) zwischen OK und 5K, bevorzugt zwischen OK und 3K, insbesondere zwischen OK und 1K beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (TVE) des Kältemittels im Kältekreislauf (41 ) vor dem Verdampfer (35) ermittelt wird und bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur (TVEmin) zumindest durch eine der folgenden Maßnahmen diese Temperatur zumindest wieder erreicht wird: i) Absenken der Fördermenge des Verdichters (3 1 ), ii) Zuschalten und Regeln eines Bypasses (43), mit dem der Verflüssiger (33) im Kältekreislauf (41 ) umgangen wird, und iii) Regeln der steuerbaren Drosselvorrichtung (39) zur Erhöhung des Kältemittelflusses im Kältekreislauf (41 ) der Kompressorkühleinrichtung (30).
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vor- abschaltwert oberhalb der Soll-Temperatur (TK) oder des Toleranzbereichs vorgesehen wird und bei Erreichen dieses Wertes durch die Ist-Temperatur (T) der Verdichter (31 ) heruntergeregelt oder abgeschaltet oder die steuerbare Drosselvorrichtung (39) in Richtung Schließen betätigt wird.
12. Zentrifuge (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (20) eine zur Grob- und Feinregulierung ausgebildete Regelung aufweist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Regelung in einem ersten Schritt zur Grobregulierung den Verdichter (3 1 ) und ggf. die steuerbare Drosselvorrichtung (39), bevorzugt nur den Verdichter (31 ) steuert und in einem zweiten Schritt zur Feinregulierung eine Regelung über die steuerbare Drosselvorrichtung (39) ohne Regelung des Verdichters (3 1 ) erfolgt.
13. Zentrifuge (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung so ausgebildet ist, dass eine Soll-Temperatur (TK) des Zentrifugenkessels (37) der Zentrifuge vorgebbar ist und die Ist-Temperatur (T) des Zentrifugenkessels (37) der Zentrifuge ermittelbar ist, wobei ein Toleranzbereich um die Soll-Temperatur (TK) festlegbar ist, der höchstens +/- 5K beträgt, wobei beim Start der Kühlkompressoreinrichtung (30) die Ist-Temperatur (T) bis zum Toleranzbereich mittels des Verdichters absenkbar ist, wonach dann die Verdichterleistung konstant haltbar ist, solange sich die die Ist-Temperatur (T) im Toleranzbereich befindet, und dabei die Ist-Temperatur (T) über die steuerbare Drosselvorrichtung (39) regelbar ist.
14. Zentrifuge (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung ausgelegt ist, die Tendenz der Ist-Temperatur (T) zu berücksichtigen, wobei vorzugsweise ein Tendenzzeitraum (td) von mindestens 2 s, bevorzugt von mindestens 5 s und insbesondere von mindestens 10 s einstellbar ist.
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EP13705913.5A EP2814617B1 (de) 2012-02-13 2013-02-13 Laborzentrifuge mit kompressorkühleinrichtung und verfahren zur steuerung einer kompressorkühleinrichtung einer laborzentrifuge
JP2014555980A JP6329910B2 (ja) 2012-02-13 2013-02-13 圧縮機冷却装置を有する遠心機、および遠心機の圧縮機冷却装置を制御する方法
US14/458,361 US10449556B2 (en) 2012-02-13 2014-08-13 Centrifuge having a compressor cooling device, and method for controlling a compressor cooling device of a centrifuge

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107294B4 (de) 2014-05-23 2017-02-09 Andreas Hettich Gmbh & Co. Kg Zentrifuge
DE102014110467A1 (de) * 2014-07-24 2016-01-28 Andreas Hettich Gmbh & Co. Kg Zentrifuge
EP3015791A1 (de) * 2014-10-29 2016-05-04 Eppendorf Ag Zentrifuge mit einem Kompressorkühlkreislauf und Verfahren zum Betrieb einer Zentrifuge mit einem Kompressorkühlkreislauf
US10415891B2 (en) * 2016-02-22 2019-09-17 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Heat exchanger and heat storage system
CN107752587A (zh) * 2016-08-16 2018-03-06 开利公司 制冷展示柜、制冷系统及恒温控制方法
EP3479903B1 (de) 2017-11-06 2020-09-16 Sigma Laborzentrifugen GmbH Zentrifuge
DE102017130785A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-27 Eppendorf Ag Temperierte Zentrifuge
CN108981969B (zh) * 2018-06-07 2023-07-25 浙江大学 真空环境下土工离心机空气摩擦产热量测试装置及方法
DE102018114450A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Eppendorf Ag Temperierte Zentrifuge mit Crashschutz
CN110565317B (zh) * 2019-08-27 2022-03-15 亳州樰骏纺织有限公司 一种化纤面料熨烫装置
CN111832189B (zh) * 2020-07-24 2021-09-14 重庆通用工业(集团)有限责任公司 一种离心式蒸汽压缩机选型方法
EP4299188A1 (de) 2022-06-30 2024-01-03 Sigma Laborzentrifugen GmbH Zentrifuge, verfahren zum betrieb einer zentrifuge und computerlesbares medium
CN115338046A (zh) * 2022-07-21 2022-11-15 青岛海尔生物医疗科技有限公司 用于离心机的控制方法及离心机

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3343516C2 (de) * 1983-12-01 1985-10-31 Berthold Hermle Kg, 7209 Gosheim Kühlzentrifuge mit auswechselbaren Rotoren
KR900001896B1 (ko) * 1984-05-23 1990-03-26 미쓰비시전기주식회사 히트펌프식 냉난방장치
JPS6136671A (ja) * 1984-07-26 1986-02-21 三洋電機株式会社 冷媒流量制御装置
DE3601817A1 (de) * 1986-01-22 1987-07-23 Egelhof Fa Otto Regelvorrichtung fuer den kaeltemittelzustrom zum verdampfer von kaelteanlagen oder waermepumpen sowie im kaeltemittelstrom angeordnete expansionsventile
DE3720085A1 (de) * 1987-06-16 1988-12-29 Berthold Hermle Gmbh & Co Masc Verfahren und anordnung zur temperaturregelung insbesondere bei kuehlzentrifugen
DE3818584A1 (de) * 1988-06-01 1989-12-14 Hermle Kg Berthold Kuehlvorrichtung fuer eine zentrifuge
US4899549A (en) * 1989-01-31 1990-02-13 Thermo King Corporation Transport refrigeration system with improved temperature and humidity control
JPH04366365A (ja) * 1991-06-12 1992-12-18 Daikin Ind Ltd 冷凍装置の運転制御装置
US5218836A (en) * 1992-06-11 1993-06-15 Eaton Corporation Measuring evaporator load in an automotive air conditioning system for compressor clutch control using evaporator inlet temperature
JP3540075B2 (ja) * 1995-12-11 2004-07-07 松下電器産業株式会社 空気調和機
DE19932721C1 (de) * 1999-07-16 2001-01-18 Eppendorf Geraetebau Netheler Laborzentrifuge mit Kühlaggregat
JP4543569B2 (ja) * 2001-03-14 2010-09-15 富士電機リテイルシステムズ株式会社 自動販売機制御装置
JP2003083621A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 海上レフユニット
US7143593B2 (en) * 2003-03-24 2006-12-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerant cycle apparatus
JP2005048988A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍装置
US6910341B2 (en) * 2003-09-26 2005-06-28 Thermo King Corporation Temperature control apparatus and method of operating the same
ES2322152T3 (es) * 2004-01-28 2009-06-17 Bms-Energietechnik Ag Evaporacion altamente eficiente en instalaciones de refrigeracion con el procedimiento necesario para la obtencion de condiciones estables con diferencias de temperatura minimas y/o deseadas de los medios que deben ser refrigerados con respecto a la temperatura de evaporacion.
JP4786960B2 (ja) * 2005-08-02 2011-10-05 関東精機株式会社 工作機械の温度制御方法および装置
JP2007232331A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 空調制御方法及び空調制御装置
JP2008032336A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 二段膨張冷凍装置
JP5100416B2 (ja) * 2008-01-25 2012-12-19 三菱電機株式会社 再熱除湿装置および空気調和装置
JP2010008022A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Tomy Ltd 冷凍回路及び遠心分離機
JP5674236B2 (ja) * 2010-06-10 2015-02-25 日立工機株式会社 遠心分離機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

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Publication number Publication date
EP2814617B1 (de) 2020-01-22
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US20150080202A1 (en) 2015-03-19
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JP2015513447A (ja) 2015-05-14

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