用于控制制冷系统的包括电机的压缩机的方法以及制冷系统的压缩机的制作方法
【专利说明】用于控制制冷系统的包括电机的压缩机的方法以及制冷系 统的压缩机
[0001 ] 本发明涉及一种控制制冷系统的包括电机的压缩机的方法，其中控制器控制制冷 剂经至少一个阀流过压缩机。本发明还涉及一种制冷系统的压缩机。
[0002] 对于传统制冷系统，除了压缩机之外，设想了一种用于检测制冷场所的当前制冷 需求的调节器。如果调节器检测到增加的制冷需求，则压缩机将在容量增加的意义上受到 调节器的控制。
[0003] -种控制制冷系统压缩机的容量的方法来自于DE 10 2004 048 940 A1，其中压 缩机包括一种用于间歇性地中断对抽吸区域的制冷剂供应的气动或液压伺服装置。该压缩 机还包括调节器，利用该调节器可为气动或液压伺服装置生成脉宽调制开关信号，以用于 控制对制冷剂供应的间歇性中断。用于控制气动或液压伺服装置的扫描/暂停比可按需改 变以适应制冷场所。
[0004] 影响制冷剂流量的阀也可如EP 982 497 Bl所揭示的那样由脉宽调制开关信号来 控制，其中该阀在一时间区间的一个阶段中是完全打开的，而在另一个阶段中是完全关闭 的。两个阶段的比值反映了该制冷场所的当前所需的制冷需求。通过设定打开阶段和关闭 阶段的比率，压缩机的容量可被设置在〇到100%之间。对于IOs的循环时间，一方面可能 非常快速地对制冷场所的制冷需求的变化作出反应，另一方面阀的开关频率被限制在合理 的范围内。虽然较短的循环时间会缩短对制冷场所处变化的条件的反应时间，但所使用的 阀的工作寿命也将会相应缩短。
[0005] 因此本发明的目的是以如下方式来改进用于控制制冷系统的包括电机的压缩机 的方法，或者制冷系统的压缩机：依然保证对制冷场所的制冷需求的变化的快速反应，且阀 从打开到关闭位置的开关过程的次数（反之亦然）明显减少。
[0006] 这个任务是根据本发明由权利要求1和权利要求8的特征来解决的。
[0007] 在根据本发明的用于控制制冷系统的包括电机的压缩机的方法中，经至少一个阀 来控制流过压缩机的制冷剂流量，其中该阀要么在打开的意义下要么在关闭的意义下受到 相同长度的连续时间区间的循环控制，从而该阀在一个时间区间期间要么完全关闭要么完 全打开，其中
[0008] a.为压缩机确定对应于制冷场所的当前制冷需求的百分比容量。
[0009] b.在数个时间区间上确定阀的打开时间百分比，所述数个时间区间包括当前时间 区间和当前时间区间之前的另外的时间区间。
[0010] c.当压缩机的制冷需求的百分比容量的比率大于过去检测到的阀的打开时间百 分比的比率时，针对下一时间区间打开阀，
[0011] d.当压缩机的制冷需求的百分比容量的比率小于过去确定的阀的打开时间百分 比的比率时，针对下一时间区间关闭阀。
[0012] 根据本发明的制冷系统的压缩机大体包括
[0013] -用于压缩制冷剂流的电机，
[0014] -用于影响流过所述压缩机的制冷剂的量的阀，
[0015] -用于控制阀的控制设备，其中该阀要么在打开的意义下要么在关闭的意义下以 相同长度的连续时间区间的循环受到控制，从而使得该阀在一个时间区间内要么完全关闭 要么完全打开，
[0016] -用于检测压缩机的对应于制冷场所的当前制冷需求的百分比容量的至少一个传 感器单元，
[0017] -用于检测在数个时间区间上阀的百分比打开时间的评估单元，所述数个时间区 间包括当前时间区间和另外的之前的时间区间，其中
[0018] -所述控制单元与所述评估单元连接并以如下方式被设计：当压缩机的对应于制 冷需求的百分比容量的比率大于过去确定的阀的打开时间百分比时，针对下一时间区间打 开阀，而当压缩机的对应于制冷需求的百分比容量的比率小于过去确定的阀的打开时间百 分比时，针对下一时间区间关闭阀。
[0019] 尽管在EP 0 982 497 Bl中在每个时间区间/循环期间阀打开一次和关闭一次， 但是根据本发明调节的阀在整个被调节的时间区间内保持在一个状态。阀因此不是通过脉 宽调制信号来被控制的，而是确定数个时间区间上的打开时间百分比并将其与当前所需的 压缩机的百分比容量作比较，所述数个时间区间包括当前时间区间和当前时间区间之前的 时间区间。这也能导致阀在若干连续的时间区间内保持关闭或打开。
[0020] 时间区间的长度将被选择成与EP 0982497B1的时间区间长度类似，较佳地位于2 至20s的范围内。如果在相当短的时间区间期间执行对制冷场所的制冷需求的测量，则可 以在下一时间区间期间尽早地对改变的制冷需求作出反应。然而，该方法的实现所需的阀 的开关频率明显被降低。一旦阀已被设计用于特定的开关频率，这些阀就可被用于根据本 发明的方法达相关的长度。
[0021] 本发明的进一步的设计形成了从属权项的主题。
[0022] 依据本发明的一个较佳设计，压缩机的对应于制冷场所的当前制冷需求的比例容 量可根据时间区间的循环来确定。压缩机的对应于制冷需求的比例容量的比率可进一步与 过去确定的阀的每个循环的百分比打开时间作比较。还已经发现使用至少两个且最多7个 (较佳地是3至5个）过去的时间区间来确定阀的百分比打开时间是有利的。较小的数字 将导致过度频繁的开关间隔，而包括大于7个时间区间将导致相应较慢的调整来适应于制 冷场所的改变的条件。
[0023] 可进一步设想时间区间的周期是可调节的。与较少临界要求的制冷场所相比，温 度必须保持在非常窄的范围内的制冷场所因此必须配备有更快速的反应能力，由此更短的 时间区间。
[0024] 在数个时间区间上阀的打开时间百分比可例如用下面列出的公式来确定：
[0025]
[0026] 其中：
[0027] F :阀的打开时间百分比，
[0028] In:当前时间区间，
[0029] m :要被考虑的过去的时间区间数
[0030] Vt:在一特定时间区间t期间阀的状态（100 =打开或者0 =关闭）
[0031] 本发明进一步的设计将在下文参考实施例示例的描述以及附图来更详细地描述。
[0032] 附图示出
[0033] 图1制冷系统的示意图，以及
[0034] 图2取决于制冷场所的制冷需求的阀位置的图示。
[0035] 图1中示意性例示出的制冷系统大体上包括压缩机1、液化器2、集流器3、膨胀阀 4和蒸发器5。蒸汽制冷剂被抽入压缩机1并压缩，压缩器例如被设计成往复式压缩机。在 下游液化器2中，制冷剂被冷凝并经集流器3到达膨胀阀4,在膨胀阀4处解压。在膨胀过 程中，制冷剂压力将下降，从而制冷剂将会冷却并且部分蒸发。在位于制冷场所6的区域中 的蒸发器5中，制冷剂将通过蒸发来吸收制冷场所的热量。接着压缩机1再一次抽入蒸发 的制冷剂，从而制冷剂回路完成。制冷剂流量借助于位于压缩机上或压缩机中的至少一个 阀7根据制冷场所6的制冷需求被控制。所例示的实施例示例的阀7位于压缩机1的抽入 侦牝即蒸发器5和压缩机1之间。阀7的打开将导致制冷剂流量增加，而关闭将导致制冷剂 流量减少。
[0036] 替代地，阀7也可位于压缩机1的旁路线8中（变型通过虚线来例示）。利用位于 旁路线8中的阀，当阀关闭时流过压缩机1的制冷剂将会增加，而当阀打开时流过的制冷剂 将会减少。
[0037] 传感器单元9位于制冷场所6的区域中，利用该传感器单元可针对制冷场所6的 相应当前制冷需求确定压缩机1的百分比容量S。还设想了与传感器单元9连接的评估单 元10,该评估单元将在数个时间区间I上确定阀7的打开时间百分比F，这些时间区间包括 当前时间区间I n以及另外的之前的时间区间。还设想了与评估单元连接的控制设备11，该 控制设备以如下方式被设计：如果压缩机1的对应于制冷需求的百分比容量S的比率大于 过去确定的阀的打开时间百分比F的比率，则针对下一时间区间I n+1打开阀7,而如果压缩 机1的对应于制冷需求的百分比容量S的比率小于过去确定的阀的打开时间百分比F的比 率，则针对下一时间区间I n+1关闭阀7。
[0038] 对于阀7的控制将参考具体示例以及附图2来更详细地阐述。竖直阴影条在此例 示出阀7的打开位置（V = 100)。处于阴影条之间的白色区域表示阀7的关闭位置（V = 0)。对于该实施例示例，一个时间区间I的长度是l〇s，形成五个时间