具有先进节能特征的用于冷藏设备和装置的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 下面的发明描述了一种用于冷藏设备和装置（用于饮料和不容易腐烂的食物，W 下称作消费品）的控制系统，其中上面提到的控制系统，具有或者没有用于进入冷藏存储 隔间的口，实现先进的节能特征。
[000引现有技术的情况
[0003] 冷藏设备在世界范围内使用，因为它们提供了在商店、餐馆、购物中屯、等等（W下 称作出售商店）处，于最佳温度（W下称作交易温度或者设定值（SETPOINT))卖出消费品 的能力。
[0004] 众所周知，任何冷藏设备实现冷却/冷冻电路，其中至少使用压缩机、具有或者没 有风扇的蒸发器、冷凝器和隔离/冷藏存储隔间来维持消费品处于低于环境温度的温度 (称作运行SETPOINT)。该使消费品更具有吸引力并且提升了它们的消费量。通常，一些类 型的电子或机械控制设备被用于维持冷藏设备中的运行温度。
[0005] 把任何产品维持在低于周围环境温度的温度都需要大量的能量消耗，该导致了经 销商的运营成本的增加。出于该个原因，在最近几年，许多节能概念已经引入到冷藏设备中 (减少能耗和运营成本两者）。
[0006] 注意现有技术的情况
[0007] 现有解决方案中的一种是仅仅在出售商店的营业时间期间维持消费品处于运行 SETPOINT,并且在非营业时间使用高于SETPOINT的不同温度。
[0008] 现在，用于改变冷藏设备的工作温度的最有效的技术概括如下：
[0009] ?手动改变SETPOINT;该需要外部操作者的交互，该需要操作者在出售商店临关 闭期间之前将温度设定为高于SETPOINT。该种解决方案具有如下的缺点，即，不能一直执行 该种操作（改变SETPOINT)，并且如果SETPOINT被改变了，并且在同一出售商店开口之后的 第一时间内不能被改回，消费品的真实温度将（由于与任何商品相关的温度惯性）不处于 所需的SETPOINT。
[0010] ?通过使用时钟电子电路自动改变SETPOINT。该种解决方案需要附加的电子电路 并且它不能检测出售商店开口和关口时间的变化，或者由于夏令时的开始或者结束而引起 的时间改变。如果发生该些事件，冷藏设备的SETPOINT设置必须由外部操作者手动校正。
[0011] ?通过使用安装在冷藏设备上的外部"使用传感器"（例如口传感器、存在传感器、 振动传感器等等）自动改变SETPOINT。EP1540438B1公开了该种技术；它是非常有效的技 术，因为冷藏设备能根据冷藏设备自身的使用或者出售商店开口间隔的改变而自动改变商 品的SETPOINT温度。在相反的方面，该种解决方案需要在冷藏设备上安装附加的组件。例 如口传感器、存在传感器等等。该对冷藏设备的原材料和安装时间来说都引入了额外的成 本。
[0012] ?如在专利US2007/0225871A1中公开的前瞻性地管理一些可预测的冷藏设备的 热环境。该种方法使用一套预先定义的动作，其当特定预言事物发生时执行。该种解决方 案没有自适应能力并且需要实现对不同设备的不同预测。
[0013] 减少能耗的另一种技术是优化压缩机的开/关周期；它的目的是减少压缩机的开 启时间。
[0014] ?专利US2012/0059522A1公开了一种通过分析设备使用的实际模式和预测模式 并通过测量内部和外部温度来优化压缩机开/关周期的方法。该允许通过时间增加能效， 但是它需要使用外部的温度传感器，该导致增加所使用的控制系统的复杂性并且也引入额 外的成本。
[0015] ?专利EP2474799A2公开了一种不使用任何放入隔间自身中的温度探测器而控制 冷藏存储隔间温度的方法。通过测量和比较来自外部温度探测器和电源电压分析仪的一个 或两个信号来执行温度调节。也能使用来自口传感器的附加信号。该些信号允许产生冷藏 设备的运行模式，该种运行模式被用于修改压缩机的开/关周期。该种方法基于一达到所 需的温度就达到压缩机的平稳状态的假设。它需要结合来自不同来源的信号并且不能保证 精确的温度控制，也不可能显示冷藏存储隔间的真实温度。此外，必须进行特定的测试W估 计任何不同设备的最优运行模式，该意味着复杂性和最终成本的增加。
[0016]用于增加冷藏设备的效率并且能够节约能耗和节省成本的另一种技术是优化解 冻周期。需要解冻周期来融化蒸发器表面上存在的冰。事实上，蒸发器表面上的冰的存在 使冷却电路的热交换变差，增加总体能耗。用于优化解冻周期的现有技术概述如下：
[0017] ?关闭周期解冻；在该种情况中，作为冷却电路一部分的压缩机按照预设的时间表 停止并持续预定的时间间隔。
[0018] ?具有蒸发器温度控制的解冻；设置在蒸发器表面的温度探测器器被用于一旦测 量到温度达到并超过预设值，就停止解冻周期的运行。还使用安全定时器来保证在任何故 障的情况下，该个安全定时器的时间过去之后，运行的解冻周期都被停止。与前一种情况相 同，解冻周期遵循预设的时间表。
[0019] ?分析通过被设置在蒸发器表面上的蒸发器探测器所测量的蒸发器温度趋势：在 该种情况下，检测到冰正在融化的状态（通常被认为是潜在加热的状态），并且在融化状态 的最后用脉冲调制标准激活加热元件，W优化解冻周期的持续时间。专利EP328151B1公开 了该种方法。
[0020] 在上述提到的解决方案中，改变SETPOINT的方案和优化解冻周期的方案两者都 缺少用于节能的集成控制系统。该个控制系统应当仅仅使用在标准冷藏设备中已经存在的 资源，并且W任何可能的方式自动优化能量消耗。
[0021] 本发明解决了该些需求，结合了仅仅在出售商店的营业时间维持商品的低 SETPOINT温度的能力，并且不在冷藏设备中引入任何其操作通常所不需要的附加组件。此 夕F，本发明通过对在冷藏设备中存在的并造成能量消耗的各种资源进行集成管理和优化而 引入了一种新的节能概念。
[00过发明概述
[0023]本发明目的是要应用于任何冷藏设备，具有或者没有用于进入冷藏存储隔间的 n，并且使用已经存在的温度探测器（调节探测器和蒸发器探测器）W控制冷藏存储隔间 内部的温度，并且用于估计节能模式激活的时间周期，该里"节能模式"是指冷藏存储设备 处于温度高于经营温度的任何工作时段。用于进一步的信息，冷藏设备处于经营温度的任 何工作时段，在W下被定义为"常规模式"。
[0024] 附图的简要说明
[0025] 图1 ;示出了表示本发明控制系统对象的结构图。公开了输入、输出和它们与电子 控制器的交互。下面的表显示出对图1中出现的方块的说明。
[0026]
[0028] 图2 ;描述了关于本专利发明对象的功能模型所使用的方法的流程图。
[0029] 图3 ;描述了关于在冷藏设备运行期间所测量的任何温度变化的分类的流程图。
[0030] 图4 ;描述了关于在任何节能模式期间，解冻周期的管理的流程图。
[00引]详细说明
[0032] 本发明目的是应用到任何冷藏设备，其中冷藏存储隔间的温度调节由电子控制器 控制。在普通的文献中，设备的一部分，冷藏存储隔间的温度调节通常由温度控制系统管 理，并且通过监测由一个或多个温度探测器测量的一个或多个特性温度趋势而管理。该样 的温度控制系统能通过监督所有设及的部件（压缩机、蒸发器、冷凝器、风扇，见图1)而在 其控制下调节设备的温度。
[0033] 该样的温度控制系统的输入被定义为：
[0034] ?通过使用放置在设备的冷藏存储隔间中的"调节温度探测器"控制物品的温度； [00巧]?通过使用放置在蒸发器表面的"蒸发器探测器"控制蒸发器温度。该个输入被温 度控制系统用于保持蒸发器与进入冷藏存储隔间的空气之间的热交换的高效率。该个输入 的另一种用途（并且也由温度控制系统执行的）是避免冰堆积在蒸发器表面上。
[0036] ?通过使用放置在冷凝器表面上的冷凝器探测器控制冷凝器温度。该个输入被用 于保持冷凝器与设备周围的环境空气之间的热交换的高效率。
[0037] 此外，温度控制系统中可W包括一些其它功能、普通知识文献的一些部分；该些功 能可W是用于检查物品的最高温度和由于冷凝器或者压缩机延迟激活而达到的最高温度 的安全功能，或者本领域技术人员能够实现的其它功能。
[0038] 最近，一些关于能耗优化的功能已经被引入。它们中的一些设及到管理解冻周期。 描述解冻的优化方法的现有知识文献能概括如下：
[0039] ?被动方法；通过压缩机循环停止来执行解冻。
[0040] ?主动方法；通过使用热气，也被称为循环反转，或者使用电加热元件来执行解冻。
[0041] 在上面两种情况中，目标是融化存在于蒸发器表面上的冰。下面将介绍融化冰的 间接效果；取决于蒸发器的位置和存在的冰的数量，升高冷藏存储隔间的温度。出于该个原 因，第一要求是优化解冻周期的持续时间和时间表W限制冷藏存储隔间内部温度的上升。 有不同的方式获得该种结果：
[0042] ?使用专口的温度探测器、蒸发器探测器，W检查蒸发器表面上的温度并且一旦测 量的温度值超过预设值就中断解冻周期的运行。该种简单的解决方案没有对解冻周期的持 续时间和时间表进行优化，因为它没有考虑蒸发器表面上存在的冰的实际数量。
[004引?分析蒸发器温度曲线的趋势W检测冰融化状态，称作潜在加热状态，并且仅仅当 该个融化状态结束时才中断解冻周期的运行。该种在电子解冻（主动解冻方法）的情况下 能工作得很好的方法，并不能适应所有使用被动解冻方法（压缩机停止运转）的那些情况 中。
[0044]EP0328151B1公开了用于解冻周期的现有方法的情形。在该样的解决方案中，通过 使用主动驱动的电子加热器元件完成解冻周期，直到潜在加热状态结束，并且脉冲调制直 到达到结束解冻条件。W预设时间间隔分析蒸发器温度趋势W检测潜在加热状态的结束和 结束解冻条件。
[0045] 本发明介绍了一种创新方法，通过整合W下两者把蒸发器温度趋势分析也扩展到 使用被动解冻方法的设备上：
[0046] ?对比分析蒸发器温度趋势和通过压缩机和蒸发器风扇的精确驱动方法获