专利名称：冷却装置及控制方法
冷却装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种冷却装置，其包括在重运行负载下有效地发挥 作用的压缩机。
在冷却装置中，冷却系统内的压缩机的选择，要考虑根据气候 区域的极限运行条件，因此压缩机的容量可大于所需要的容量，因 为必须考虑可能的最大运行负载。压缩机的容量大于所需要的容量 可导致数量增加的启动-停止与增加的循环损失。为了克服这种情况， 压缩机的选择根据实际的工作条件而做出，该实际的工作条件跨越 了压缩机预期寿命的更大部分，并且压缩机的速度，即压缩机马达
的转动速度(rpm)在某些情况下发生改变，此时冷却装置应当在极限 条件下工作。已经利用可变速度的压缩机马达在冷却装置中设计出 多种控制算法，以确定压缩机应当在何时以正常速度发挥作用，以 及在何时以更高速度发挥作用。当冷却装置运行于重运行条件下， 比如高的周围温度或频繁的打开与关闭其门的时候，压缩机速度在 电子插件(electronic card)的帮助下被加速。在这种情况下，压缩机借 助电子插件而不是网络电源而进行馈电(feed)。有时可能会具有过热 或失速(stall),由于不能够在重运行条件下对热动力负载进行响应的 缘故，从而在通过电子插件而馈电的压缩机内引起无法预料的失速。 当压缩机在失速之后开始运行时，由于算法要求的缘故，断开情况 连续地重复，并且压缩机频繁的断开导致效率降低。
在美国专利US6231306中，气体涡轮发动机包括工具，其用于 感应压缩机的失速，对接收自传感器的信号进行评估，并且将所感 应到的信号与预定的表示正常压缩机的阈值进行比较，并且用于提 供指示即将发生失速情况的处理过的信号。 在美国专利US6532433中，在用于监视并控制压缩机的方法中， 至少一个压缩机运行参数被监^L，以便获得时序数据，并且该时序 数据借助卡尔曼过滤器而过滤。作为该监视方法的结果，压缩机在 重负载下的失速先兆在压缩机失速之间被检测到。
在英国专利GB2292847中，在利用压缩机的单相感应马达中， 电流检测器检测马达在高负载下的失速，并且继电器将电源从电容 器切断。
在英国专利GB1109346中，在制冷压缩机内，启动装置发挥作 用以便在马达启动之后维持辅助绕组的激发，从而克服很长时间内 的压缩机的极端的启动扭矩，/人而确保压缩机的运行扭矩(running torque)将下降到比马达的正常失速扭矩(stalling torque)低的数值。
本发明的目的是实现冷却装置与控制方法，压缩机的无法预料 的连续失速在此得以避免。
冷却装置与控制方法用于获得本发明的目的，马达电子插件使 压缩机马达能够在高负载与高速度下，在启动与停止阶段内，并且 在恒温器的指令下运行。
当压缩机继续在连续的停止与启动阶段内运行时，该压缩机在 每次启动时由网络馈电 一段时间，并且压缩机马达以恒定的速度发 挥作用。因此，控制马达速度的电子电路被提供了保护，防止在启 动时获得的高电流。
在压缩机运行的时候，由于恒温器产生停止指令之前的过热的 缘故，对马达温度检测的热保护器可切断馈给电流，以便停止压缩 机。
因为热保护器关闭了电流，如果电子插件检测到压缩机已经停 止，那么可得出结论这是由重负载条件而引起的无法预料的失速 的情况。
当压缩机准备再次启动运^f亍时，在启动之前消耗一段预定的等
待时段，从而使失速不重复，并且由于压缩机的抽吸部分与压缩部 分之间在该时段内的压力不平衡的减小，压缩机能够在该停止阶段 之后更容易地启动。
当压缩机在等待一定时段之后而开始运行时，它通过网络电源 而进行馈电，从而产生具有恒定速度的运行时段，该运行时段长于 当它随着恒温器的信号而开始运行时的时段。
当压缩机在无法预料的失速阶段之后而运行时，热保护器是否 打开应当立即被检测到，因此利用对热保护器的温度进行检测的单 独的热传感器，对将热保护器数据传送到电子插件是有益的。
用于获得本发明目的的冷却装置与控制方法展示于附图中，其
中，
图1为冷却装置的示意图。
图2为控制方法的流程图。
图3为冷却装置压缩机运行的速度-时间图形及温度-时间图形。 展示于图中的元件标示如下
1. 冷却装置
2. 压缩机
3. 热保护器
4. 恒温器
5. 电子插件
6. 热保护器热传感器
冷却装置1包括用于执行制冷循环的可变速度的压缩机2;对压 缩机2的温度进，检测的热保护器3，该热保护器3在数值高于预设 温度的时候打开，并且关闭电流I,以便停止压缩机2的运行，并且 该热保护器3在数值低于预设温度的时候关闭，以便提供压缩机2 的重启动；恒温器4，其对压缩机2产生接通与断开指令；以及电子
插件5,其提供算法的执行，该算法控制压缩机2的运行速度及启动 -停止的持续时间。
当压缩机在连续的启动-停止阶段(T-on,T-off)内执行其常规运行 时，该启动-停止阶段在从T-off阶段到T-on阶段的每个通路内由恒 温器4的接通与断开指令所触发，由于在压缩机2的每次启动时将 产生高电流I,马达所需要的电流I直接地在预定的时段Tl内从网 络电源获得，以保护电子插件5，并且在此时段T1内，压缩机2以 恒定的速度Vo运行。当时段T1结束时，压缩机2通过经由电子插 件5的馈电而以可变速度开始运行，该可变速度不同于恒定速度Vo, 比如更高的速度VI,从而提供所需要的冷却(图3)。
当压缩机2运行时，电流I通过热保护器3，并到达压缩才几2的 马达。热保护器3放置在压缩机2壳体上的电连接箱内，并且根据 周围温度的改变而打开或关闭。热保护器3在温度高于预设值的时 候打开，从而关闭从网络电源到压缩机2马达的电流I ，并且当温 度低于预设值时关闭，从而允许电流I从网络电源到达压缩机2的马 达。当压缩机2的马达过热时，热保护器3关闭电流I，从而停止压 缩机2并且保护电子插件5。
在热保护器3关闭电流I,从而在没有接收到来自恒温器4的断 开指令而停止压缩机2的情况下，电流I没有在预设的暂停时段T2 内供应到压缩机2上，从而使制冷系统内的压力可^皮平tf，并且没 有考虑可能由恒温器4在该时段内产生的接通指令。当时段T2结束 时，压缩机2以独立地从恒温器4处供应的电流I而启动。在启动 之后，压缩机2以恒定的速度Vo运行一个时段T3,该时段T3长于 时段Tl,在时段Tl中，压缩机2以恒定的速度Vo运行，并且借助 来自网络电源的电流I而进行馈电，网络电源在每个第一次启动时应 用，此后，电流I通过电子插件5而被供应，并且它以速度V1运行。 当压缩机2以Vo或VI的速度运行时，如果从恒温器4接收到断开 指令的话，那么该指令—支执行，从而开始T-off阶段。
冷却装置1的用于避免压缩机2的重复且无法预料的失速的控
制方法由下列步骤组成
一压缩机2在恒温器4的4秦通指令下开始运行100 一压缩机2在启动时与在时段T1内以恒定的速度Vo运行101 —当时段T1完成后，电流I通过电子插件5而被供应，并且压
缩机2以速度VI运行102
一无论热保护器3是否已关闭电流I，热保护器3都被控制103 一如果热保护器3尚未关闭电流I，那么进入到不管恒温器4是
否已经产生断开指令，恒温器4都被控制的步骤106
一如果热保护器3已经关闭电流I，那么在没有将电流I供应至
压缩机2的情况下，暂停一个时段T2 104
一压缩机2以恒定的速度Vo运行一个时段T3,该时段T3长于
电流I由网络电源供应的时l史Tl 105
—不管恒温器4是否已经产生断开指令，恒温器4都被控制106 一如果恒温器4尚未产生断开指令，那么返回压缩机2以速度
VI运行的步骤102
—如果恒温器4已经产生断开指令，那么压缩机2开始暂停时
,爻T-off 107。
在本发明的一个实施例中，冷却装置1包括热保护器热传感器6， 其检测热保护器3的温度。热^床护器热传感器6检测热保护器3的 温度是否低于预设值，热保护器3在该预设值处关闭，并且热保护 器3因此而允许电流I的流动。当热保护器3通过关闭电流I而停止 压缩机'2时，如果温度在暂停时段T2结束时回落到正常数值，那么 热保护器3关闭，从而允许电流I流动，并且电子插件5在热保护器 3随着从热保护器热传感器6接收到的数据而关闭之后，即刻或稍后 而使压缩才几2运4亍。
随着冷却装置1利用电子插件5而控制执行的方法，失速的重 复在压缩机2的无法预料的失速之后的试启动内得以避免，并且无
法预料的失速之后的试启动能够成功。
在本发明的实施例中，在不需要对压缩机2的多种参数进行测 量与评估的情况下，通过#1行简单的控制方法而<吏压缩冲几2的无法 预料的失速得以避免，并且实现了有效的性能，从而在处于高强度 工作负载下，比如高的周围温度或对冷却装置1的门频繁地打开或 关闭的冷却装置l内获得所需要的冷却值。
权利要求
1.一种冷却装置(1)，包括提供制冷循环性能的可变速度的压缩机(2)；对所述压缩机(2)的温度进行检测的热保护器(3)；在启动阶段与停止阶段内为所述压缩机(2)产生接通与断开指令的恒温器(4)，其特征在于，具有电子插件(5)，所述电子插件(5)在没有考虑可能由所述恒温器(4)产生的接通指令的情况下，在预设的时段(T2)内不供应电流(I)至所述压缩机(2)，当所述热保护器(3)关闭电流(I)的时候，在所述压缩机(2)运行时在没有接收到来自所述恒温器(4)的断开指令的情况下，停止所述压缩机(2)，并且所述电子插件(5)在所述时段(T2)结束的时候，以由独立地从所述恒温器(4)处供应的电流(I)启动所述压缩机(2)，并且在启动之后，以恒定的速度(Vo)使所述压缩机(2)运行一个时段(T3)，所述时段(T3)长于为每次启动而预设的时段(T1)。
2. 如权利要求1所述的冷却装置(l),其特征在于，借助对所述 热保护器(3)的温度进行检测的热保护器热传感器(6)，所述电子插件(5) 能在所述热保护器(3)关闭之后而即刻或稍后启动所述压缩机(2)。
3. 用于如权利要求1或2所述的冷却装置(l)的控制方法，包括 下列步骤所述压缩机(2)在所述恒温器(4)的接通指令下开始运行 (100);所述压缩机(2)在启动时与在所述时段(T1)内以恒定的速度(Vo) 运行(101);当所述时段(T1)结束后，电流(I)通过所述电子插件(5)而 被供应，并且所述压缩机(2)以速度(V1)运行(102);不管所述热保护 器(3)是否已关闭所述电流0D,所述热保护器(3)都被控制(103;);如果 所述热保护器(3)尚未关闭电流(I),那么进入到不管恒温器(4)是否已 经产生所述断开指令，所述恒温器(4)都被控制的步骤(106);如果所 述热保护器(3)已经所述关闭电流(I)，那么在没有将电流(I)供应至所 述压缩机(2)的情况下，暂停一个时段(T2)(104);所述压缩机(2)以恒 定的速度(Vo)运行一个时段(T3),所述时段(T3)长于电流(I)由所述网 络电源供应的时段(T1)(105);不管恒温器(4)是否已经产生所述断开 指令，所述恒温器(4)都被控制(106);如果所述恒温器(4)尚未产生所 述断开指令，那么返回到所述压缩机(2)以速度(V1)运行的步骤(102); 如果所述恒温器(4)已经产生所述断开指令，那么所述压缩机(2)开始 暂停阶段(T-off)(107)。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述热保护器(3) 在步骤(104)中关闭电流(I)之后的停止时段(T2)与要求用于平衡冷却系 统内的压力的时段一样长。
全文摘要
本发明涉及一种冷却装置(1)及其控制方法，其利用由控制卡(5)执行的控制方法而避免了执行制冷循环的可变速度压缩机(2)的马达的无法预料的失速，该失速是由过热或不能够对热动力负载进行响应而引起的，该热动力负载由重工作负载，比如高的周围温度或频繁地打开或关闭门而引起。
文档编号F25B49/02GK101184965SQ200680018803
公开日2008年5月21日 申请日期2006年5月26日 优先权日2005年5月30日
发明者A·索萨尔, K·厄雷内伊 申请人:阿塞里克股份有限公司