用于控制制冷系统的除霜操作的方法
【专利摘要】本发明涉及一种通过在初始除霜时间段建立除霜时间段来控制制冷系统的方法。制冷系统的一个或更多个压缩机被监测以建立是否一个或更多个压缩机正在运行，且表征一个或更多个压缩机运行的参数被监测。该监测建立表征除霜时间段或非除霜时间段是否被激活的至少一个参数极限值。本发明还涉及一种用于在电力中断之后控制制冷系统的方法。本发明还涉及应用根据本发明的方法中的一者或两者的控制单元以及一种具有一个或更多个控制单元的制冷系统，所述控制单元用于根据所述方法中的一者或两者来控制制冷系统。
【专利说明】用于控制制冷系统的除霜操作的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制制冷系统的除霜操作的方法。制冷系统的除霜对于避免在制冷系统的蒸发器侧上积聚冰是必须的。因此，在制冷系统的整个操作期间，从制冷系统的启动开始以及在后续的操作期间，通过制冷系统的控制机制来实现有规律的除霜。
【背景技术】
[0002]在正常操作模式期间有规律地控制制冷系统的除霜。然而，在制冷系统的第一次启动期间和制冷系统的重新启动期间，除霜由于在正常操作模式期间被控制，可能导致失效的冷却操作或丧失由制冷系统冷却的物品或部位的冷却操作。因此，在第一次启动期间以及在电力丧失之后的重新启动期间，必须使用特殊的操作模式来获得冷却和获得正确的冷却。经常地，特定的操作模式被手动地控制，或者特定的操作模式必须由人来仔细地监测以完全确保后续的冷却和确保后续的正确的冷却。
【发明内容】
[0003]可见，本发明的一个目的是提供一种确保制冷系统的除霜操作在所有操作条件下(例如在启动期间以及在中间的停机期间)是经过优化的。
[0004]本发明的目的可以通过第一方法来实现，所述第一方法包括步骤:
[0005]建立除霜时间段，当制冷系统的压缩机运行时，监测表征压缩机运行的参数，
[0006]所述监测步骤建立至少一个参数极限值，所述参数极限值表示除霜时间段或非除霜时间段是否被激活，和
[0007]如果所监测的参数高于参数极限值，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，
[0008]如果所监测的参数低于参数极限值，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
[0009]监测表示一个或更多个压缩机运行的参数和根据该参数的极限值来控制除霜操作或非除霜操作能够使控制方法区分制冷系统的启动和一个或更多个压缩机的正常操作，即在启动之后和在后续的冷却和除霜期间的操作，所述后续的冷却和除霜用于维持由制冷系统所冷却的物品或部位的特定的温度。启动可以在制冷系统被安装在消费者处之前的工厂测试期间进行。启动可以是在制冷系统已经安装好且电力接通以后紧接着进行。启动也可能在制冷系统电力丧失之后所必须进行，即重启。在这些情况中，一个或更多个压缩机可以运行比在正常冷却操作期间更长的时间段，但是除霜应当直到由制冷系统所冷却的物品或部位达到特定的温度才被激活。
[0010]根据本发明的一个可能的方面，当监测是否所监测的参数大于参数极限时的参数极限值与当监测是否所监测的参数小于参数极限时的参数极限值相同，以使得在前者的参数和后者的参数之间不存在数值上的间隙或差别。
[0011]参数极限值可以是仅仅一个极限值，用于上极限值和下极限值两者。监测仅仅检测所监测的参数是否大于或小于所述一个极限值。相应地，在参数的上极限值和参数的下极限值之间不存在间隔。
[0012]根据本发明的另一可能的方面，当监测是否所监测的参数大于参数极限值时的参数极限值大于当监测是否所监测的参数小于参数极限值时的参数极限值，以使得在前者的参数值和后者的参数值之间存在数值上的间隙或差别。
[0013]参数极限值可以是两个不同的极限值，分别用于上极限值和下极限值。监测过程检测是否所监测的参数大于上极限值或是否该参数小于下极限值。在参数上极限值和参数下极限值之间存在一定的数值间隔。
[0014]根据监测压缩机运行的第一方面，表征压缩机运行的所述至少一个参数值是压缩机循环数，且如果压缩机循环的数量大于压缩机循环的上极限数量，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，而如果压缩机循环的数量小于压缩机循环的下极限数量，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
[0015]可能地，压缩机循环的上极限在2个循环和100个循环之间，可能在2个循环和50个循环之间，可能是20个循环。在经验上，在正常操作期间，压缩机循环的数量可以例如是100个压缩机循环或更少。相应地，压缩机循环的数量超过100表示压缩机在启动之后立即运行。
[0016]根据监测压缩机运行的第二方面，表征压缩机运行的所述至少一个参数值是压缩机温度，且如果压缩机温度大于温度极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，而如果压缩机循环的数量小于温度极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
[0017]可能地，压缩机温度可以是表征压缩机在启动之后立即运行的参数。如果温度增加至大于上极限值，则可以表示压缩机已经运行了一定的延长的时间段，例如在启动之后立即运行。
[0018]根据监测压缩机运行的第三方面，表征压缩机运行的所述至少一个参数值是施加于压缩机的电力，如果所施加于压缩机的电力大于电力极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，而如果所施加于压缩机的电力小于电力极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
[0019]可能地，所施加于压缩机的电力可以是表征压缩机在启动之后立即运行的参数。如果电力增加至大于上极限值，则其可以表示，压缩机已经运行了一定的延长的时间段，例如在启动之后立即运行。
[0020]本发明的目的可以替代地或附加地由第二方法来实现，所述第二方法包括步骤:
[0021]建立安全除霜时间段，当除霜时间段被激活时，则确定除霜时间段是否是安全除霜时间段，
[0022]所述确定步骤由至少一个制冷系统部件的温度来建立，所述温度表征安全除霜是否被建立，
[0023]所述确定步骤在制冷系统的电力被首先施加或在可能的电力丧失之后被重新施加之后被建立，
[0024]在电力被首先施加或在可能的电力丧失之后被重新施加之后监测制冷系统部件的温度，
[0025]在所述至少一个制冷系统部件的温度大于上极限的情况下，将除霜操作模式重置成在电力丧失之前所正在使用的除霜操作模式，以及
[0026]在所述至少一个制冷系统部件的温度小于上极限的情况下，将除霜操作模式重置成当制冷系统最初被安装、调整或以任何其他方式被最初建立时所正在使用的除霜操作模式。
[0027]在电力被首先施加或在可能的电力丧失之后被重新施加之后监测制冷系统部件的温度以及建立所谓的安全除霜时间段导致除霜操作根据电力的可能的首先施加或重新施加而正确的被施加。在这种情况下，安全除霜……
[0028]根据第二方法的一个方面，所述温度在以下部件中的至少一个上被监测:在制冷系统的蒸发器中和在制冷系统的柜中。监测至少所述两个部件是确保由制冷系统进行的物品或部位的冷却在电力的第一次施加或重新施加之后的冷却期间以优化方式进行的一种方式。制冷系统的所述两个部件可以是表征所冷却的物品或部位的温度的最佳部件。
[0029]根据第二方法的另一方面，该温度在制冷系统蒸发器和在制冷系统的柜中都被监测，且如果制冷系统的蒸发器中的温度大于上极限且制冷系统的柜的温度小于上极限，则确定除霜时间段是非安全除霜时间段。尽管制冷系统的柜的温度小于上极限或可能小于上极限，但是制冷系统的蒸发器的温度确定是否除霜时间段是安全除霜时间段或非安全除霜时间段以及如果制冷系统的蒸发器的温度大于上极限则确定除霜时间段是非安全除霜时间段，确保了对在制冷系统中的物品或由制冷系统所冷却的部位的冷却。 【专利附图】
【附图说明】
[0030]下文将参照附图对本发明进行描述，其中:
[0031]图1是示出在所谓的初始除霜期间的制冷系统的控制的图表；
[0032]图2是示出在电力中断之后的制冷系统的一种操作模式的图表；
[0033]图3是示出在电力中断之后的制冷系统的另一种操作模式的图表；
[0034]图4是示出在一定的持续时间的电力丧失之后以及在一天的特定时刻制冷系统的控制模式的示例的图表。
[0035]所述附图示出在沿着X轴的时间和沿着y轴的温度之间的可能的关系。沿着X轴存在不同的间隔，每个间隔表示制冷系统的一定的操作模式。
【具体实施方式】
[0036]图1示出在所谓的初始除霜时间段期间的控制模式的图表。初始除霜的间隔用于工厂测试，以测试除霜电路是否按照所期望的那样工作。初始除霜可以被编程为以下控制模式中的一种:在一数量的压缩机循环(初始除霜持续时间在例如I个循环和99个循环之间，可能在I个循环和998个循环之间的数量)或未用作控制模式的压缩机循环的数量(初始除霜的持续时间是在0个循环)或一直使用的压缩机循环的数量(例如100个循环，可能999个循环的初始除霜的持续时间)之后期满。
[0037]除霜计数器在电力丧失之后被恢复，以使得在正常操作中不需要初始的除霜，在电力品质差的情况下，其可以导致太经常的除霜。在初始的除霜之后，下一除霜间隔将是最小除霜间隔或压低(pull-down)除霜间隔。
[0038]图2是在电力中断(由带有阴影线的矩形标示)的一种控制模式的图表，该电力中断导致中间的电力丧失。在电力中断之后，制冷系统的蒸发器或柜温度被测量并与除霜重置温度比较。如果柜或蒸发器的温度高于除霜重置温度，则可以假定蒸发器没有冰且不需要除霜。因此，除霜计数器被重置，在最小的除霜间隔之后发生下一除霜，或者如果控制进入压低模式则在压低除霜间隔之后发生下一除霜。中止温度是制冷系统中止(即到达初始设定的制冷温度)时的温度。除霜结束温度是除霜结束(即可以假定在蒸发器上形成的所有冰已经融化)时的温度。
[0039]图3是在电力中断(由带有阴影线的矩形标示)之后的另一种控制模式的图表，该电力中断导致中间的电力丧失。在电力中断之后，制冷系统的蒸发器或柜温度被测量并与除霜重置温度比较。如果测量的温度低于除霜重置温度，则存在在蒸发器上形成有冰的风险，且除霜计数器将被恢复且下一除霜将在电力中断之前和之后的累计时间之后发生。中止温度是制冷系统中止(即到达初始设定的制冷温度)时的温度。除霜结束温度是除霜结束(即可以假定在蒸发器上形成的所有冰已经融化)时的温度。
[0040]如图2所示的操作模式和如图3所示的操作模式分别可以被实现为用于每种控制模式的控制单元。替代地和优选地，如图2所示的操作模式和如图3所示的操作模式分别地可以实现成公用于两种控制模式的控制单元。所述一个或更多个的控制单元可以设置为制冷系统的一部分，由此，制冷系统可以根据如图2和图3所示的控制模式中的一者或两者来控制。
[0041]图4是与如图2和图3所示的整体描述相关的具体示例。第一间隔具有大约7小时的持续时间，从时刻0小时延伸至时刻7小时。第一间隔是制冷系统的正常操作模式，具有后续的主动冷却和非主动冷却。主动冷却是其中压缩机正在运行，由一直降低至某个温度下极限的温度所示出的情形。当温度下极限达到时，操作模式切换至非主动冷却。非主动冷却是其中压缩机不在运行，由增加至某个温度上极限的温度所示出的情形。当在正常操作模式期间到达特定的温度上极限时，操作模式切换至主动冷却直至某个温度下极限到达为止等等，即正常操作模式的后续的主动和非主动冷却。
[0042]在正常操作模式期间的温度上极限和温度下极限不是作为本发明的范围的一部分的温度上极限和温度下极限。相应地，从时刻0小时至时刻7小时所示出的操作模式不在根据本发明的方法的范围内。
[0043]第二间隔具有大约2小时的持续时间，从时刻7小时延伸至时刻9小时。第二间隔是除霜时间段，其中制冷系统的控制使得温度被允许增加和经过第一间隔的温度上极限。第二间隔是非主动冷却的间隔。在第二间隔期间，已经形成在制冷系统的蒸发器上的冰正在融化。当温度已经增加至某个增加的温度极限时，压缩机被启动以激活主动冷却。
[0044]第三间隔在第二间隔之后，即在除霜时间段之后。第三间隔是其中执行主动冷却的间隔，且第三间隔具有大约I小时的持续时间，从时刻9小时至时刻10小时。
[0045]第二间隔和第三间隔也是正常操作模式的间隔。相应地，从时刻7小时至时刻10小时示出的操作模式不在根据本发明的方法的范围内。
[0046]第四间隔，在第三间隔之后，类似于第一间隔。然而，第四间隔被电力丧失所打断，所述电力丧失发生在大约时刻13小时处。
[0047]第五间隔，在第四间隔之后，是电力丧失持续的间隔。制冷系统没有电力来运行压缩机，因此温度在第五间隔期间持续地增加。在所示的图表中，第五间隔具有大约4小时的持续时间，从时刻14小时至时刻17小时。在时刻17小时，电力被重新施加且压缩机可以重新运行以提供冷却。
[0048]第六间隔，在第五间隔之后，是其中压缩机在电力已经重新施加之后而重新运行的间隔。冷却被执行至类似于如在第一间隔中设定的温度下极限的温度下极限。第五间隔具有大约3.5小时的持续时间，从时刻17小时至时刻20.5小时。当压缩机已经运行了大约3小时时，温度已经降低至类似于在第一间隔中设定的温度下极限的温度下极限。
[0049]第七间隔，在第六间隔之后，是其中正常操作模式被重新建立的间隔，所述第七间隔类似于第一间隔。第七间隔在24小时处结束，即在一整天之后结束，且第七间隔导致第一间隔的开始。
[0050]如上所述，第七间隔是正常操作模式的间隔。相应地，所示出的从时刻20.5小时至时刻24小时的操作模式不在根据本发明的方法的范围内。
[0051]温度上极限X。，根据本发明的方法而设定，在第五间隔和第七间隔之间被设定，即所述温度上极限X。被在其中电力丧失持续的间隔和其中电力被重新施加至制冷系统的间隔之间设定。
[0052]如果温度在第五间隔期间增加至仅仅低于温度上极限X。的温度，则除霜操作模式如在第一间隔期间所应用的控制针对于正常操作模式的未来间隔被节省。节省除霜定时器是可能的，因为该温度增加在第五间隔期间仅仅低于温度上极限V。
[0053]因此，虽然压缩机可以在第六间隔期间运行相比于压缩机在第一间隔中的主动冷却期间运行的时间段被延长的时间段，但是如在第一间隔期间所应用的除霜定时器可以用在第五间隔和第六间隔之后的间隔中。所述被延长时间段用于降低温度至类似于第一间隔的温度下极限的温度下极限。
[0054]如果温度在第五间隔期间增加到高于温度上极限X。的温度，则在第一间隔期间所应用的除霜操作模式的控制不能用于正常操作模式的未来的间隔。因此，除霜定时器必须被重新设定成定时器条件，类似于制冷系统的第一次启动，因为温度在第五间隔期间高于温度上极限X。。
[0055]如上所述，如在第一间隔期间所应用的除霜定时器不能被用于第五间隔和第六间隔之后的间隔，因为压缩机将运行一时间段，类似于制冷系统的第一次启动。为了将温度降低至类似于第一间隔的温度下极限的温度下极限，在第一间隔中可应用的除霜定时器必须由制冷系统的控制所支配，允许压缩机相比于压缩机在第一间隔中的主动冷却期间运行的时间段运行长得多的被延长的时间段。甚至更长的被延长的时间段是比压缩机像在第一间隔中的主动冷却期间运行的时间段更类似于压缩机如在制冷系统的第一次启动期间的运行的时间段。制冷系统的第一次启动将通常从高于温度上极限X。的温度起发生。
【权利要求】
1.一种用于控制制冷系统的方法，所述方法包括步骤: 建立除霜时间段，且当制冷系统的一个或更多个压缩机运行时，监测表征所述一个或更多个压缩机运行的参数， 所述监测步骤建立至少一个参数极限值，所述参数极限值表征除霜时间段或非除霜时间段是否将被激活，以及 如果所监测的参数大于参数极限值，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活， 如果所监测的参数小于参数极限值，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在监测是否所监测的参数大于参数极限时的参数极限值与在监测是否所监测的参数小于参数极限时的参数极限值相同，使得在前者的参数和后者的参数之间不存在数值上的差别。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在监测是否所监测的参数大于参数极限时的参数极限值大于在监测是否所监测的参数小于参数极限时的参数极限值，使得在前者的参数值和后者的参数值之间存在数值上的差别。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中表征压缩机运行的至少一个参数值是压缩机循环数，且 如果压缩机循环数大于数量极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，以及 如果压缩机循环数小于数量极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
5.根据权利要求4所述的方法，其中压缩机循环的上极限在2个循环和100个循环之间，可以在2个循环和50个循环之间，可以是20个循环。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中表征压缩机运行的至少一个参数值是压缩机的温度，且 如果压缩机的温度大于温度极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，以及 如果压缩机循环数小于温度极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中表征压缩机运行的至少一个参数值是施加于压缩机的电力，且 如果施加于压缩机的电力大于电力极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后不被激活，以及 如果施加于压缩机的电力小于电力极限，则确定除霜时间段在压缩机运行之后被激活。
8.一种用于控制制冷系统的方法，所述方法包括步骤: 建立安全除霜时间段，当除霜时间段被激活时，则确定除霜时间段是否是安全除霜时间段， 所述确定步骤由至少一个制冷系统部件的温度来建立，所述温度表征除霜控制模式的重置是否被建立， 所述确定步骤在制冷系统的电力被首先施加或在可能的电力丧失之后被重新施加之后被建立， 在电力被首先施加或在可能的电力丧失之后被重新施加之后监测制冷系统部件的温度， 在所述至少一个制冷系统部件的温度大于上极限的情况下，将除霜操作模式重置成在电力丧失之前所正在使用的除霜操作模式，以及 在所述至少一个制冷系统部件的温度小于上极限的情况下，将除霜操作模式重置成当制冷系统最初被安装、调整或以任何其他方式被最初建立的制冷系统时所正在使用的除霜操作模式。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述至少一个制冷系统部件的温度大于上极限且将除霜操作模式重置成在电力丧失之前所正使用的除霜操作模式之后的情况下，将制冷系统的后续的除霜在已经经过最小的除霜间隔之后激活，或者如果制冷系统已经进入压低模式，则将制冷系统的后续的除霜在已经经过压低的除霜间隔之后激活。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述至少一个制冷系统部件的温度小于上极限且将除霜操作模式重置成当制冷系统被最初安装、调整或以任何其他方式被最初建立时所正在使用的除霜操作模式之后的情况下，将制冷系统的后续的除霜在电力丧失之前和之后积累的时间段之后激活。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中所述温度在以下部件中的至少一个上被监测:在制冷系统的蒸发器中和在制冷系统的柜中。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中，温度在制冷系统蒸发器和在制冷系统的柜两者中被监测，且如果制冷系统的蒸发器中的温度大于上极限且制冷系统的柜的温度小于上极 限，则确定除霜时间段是非安全除霜时间段。
13.一种用于控制制冷系统的控制单元，所述控制单元能够根据权利要求1-7中任一项所述的方法控制制冷系统。
14.一种用于控制制冷系统的控制单元，所述控制单元能够根据权利要求8-12中任一项所述的方法控制制冷系统。
15.一种制冷系统，包括至少一个控制单元，所述至少一个控制单元是根据权利要求13或14所述的控制单元。
【文档编号】F25B47/02GK103703328SQ201280035192
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】吉罗·C·兰根伯格, 汉斯·埃里克·福格 申请人:丹佛斯公司