DE69428340T2

DE69428340T2 - Verfahren zum Synchronisieren von Kühleinheiten zur Kompressoroptimierung

Info

Publication number: DE69428340T2
Application number: DE69428340T
Authority: DE
Inventors: Mark E. Anglin; James P. Henderson; James H. Ott
Original assignee: Novar Electronics Corp
Current assignee: Novar Controls Corp
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: CA2124178C; US5460008A; DE69428340D1; EP0660213B1; EP0660213A2; CA2124178A1; ES2164689T3; EP0660213A3

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation von Kühlbehältnissen zur Kompressoroptimierung.

2. Beschreibung des Technikbereichs

Ein konventionelles Kühlsystem, wie zum Beispiel das in US-A-4 831 832 offenbarte, beinhaltet einen Kompressor zum Komprimieren eines Kühlgases und zum Entladen desselben in einen Kondensor. Der Kondensor verflüssigt das Kühlmittel, welches in einen Behälter fließt. Von dem Behälter fließt das flüssige Kühlmittel durch einen Wärmetauscher und durch ein thermostatisches Expansionsventil. Das Expansionsventil entspannt das flüssige Kühlmittel zu einem Gas, welches in und durch einen Verdampfer fließt. Beim Durchlauf durch den Verdampfer absorbiert das entspannte Kühlmittel die Wärme von einem Kühlbehältnis, unterstützt durch einen Umluftventilator, und kehrt dann zum Kompressor zurück.
Typischerweise beinhaltet das Kühlsystem eine Vielzahl von Kühlbehältnissen und Kompressoren. Die Kompressoren sind gewöhnlich miteinander verbunden um einen Kompressorsatz zu bilden und Sensoren zur Druckbestimmung werden zum Errichten und Erfassen eines Kompressorsaugdruckbereichs im Kühlsystem verwendet, um zu bestimmen, wenn obere (Einschalt-) und untere (Ausschalt-) grenzen des Kompressorsaugdruckbereichs überschritten wurden. Das Kühlsystem verwendet eine Logikschaltung, um die Kompressoren in Reihe oder in Stufen an- und auszuschalten oder zu betreiben, wenn die Grenzen überschritten werden, um den Kompressorsaugdruck in den Kompressorsaugdruckbereich zu bringen.
Ein Nachteil der zuvor beschriebenen Kühlsysteme ist, dass die Einschalt- und Ausschaltgrenzen nur eine grobe Steuerung des Kompressorsatzes innerhalb des Kompressorsaugdruckbereiches ermöglicht. Als Folge hiervon können die Kompressoren des Kompressorsatzes häufig geschaltet werden, wodurch sich ein kürzeres Leben der Kompressoren ergibt. Ein anderer Nachteil ist, dass das Schalten der Kompressoren dazu führen kann, dass der Kompressorsaugdruck zu schnell ansteigt oder abfällt, was zu erheblichem Kondensordurchlauf führt. Es besteht daher ein Bedarf, die Last jedes Kühlbehältnisses zu regeln, um den Kompressorsatz nur dann zu regulieren, wenn die Kühlbehältnisse die Regelung nicht aufrechterhalten können. Des Weiteren besteht ein Bedarf, die Schaltvorgänge rotierender Maschinen (zum Beispiel Kompressoren und Kondensorventilatoren) zu reduzieren, indem die Tätigkeit der nicht rotierenden Maschinen (zum Beispiel Behältnisexpansionsventile) erhöht wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Synchronisation von Kühlbehältnissen für die Kompressoroptimierung bereitzustellen.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die Schaltvorgänge der rotierenden Maschinen, wie Kompressoren und Kondensorventilatoren, in einem Kühlsystem zu reduzieren.
Es ist darüber hinaus ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung der Last jedes Kühlbehältnisses bereitzustellen, um einen Kompressorsatz nur dann zu regulieren, wenn die Kompressoren die Regelung nicht erreichen können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die Zeitspanne zwischen dem An- oder Ausschalten der nächsten Stufe eines Kompressorsatzes zu vergrößern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zur Regelung einer Vielzahl miteinander verbundener Kompressoren eines Kühlsystems, welches eine Vielzahl von Kühlbehältnissen aufweist, wobei das Verfahren in die Schritte:
Erfassen eines Saugdrucks des Kühlsystems;
Bestimmen, ob der erfasste Saugdruck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches liegt;
stufenweises AN- oder AUSschalten der Kompressoren, bis der Saugdruck innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt, falls der erfasste Saugdruck nicht innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt;
Vergleichen des erfassten Saugdrucks mit einem vorbestimmten Wert innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches, um zu bestimmen, ob das Kühlsystem mehr oder weniger Kapazität benötigt, und Erfassen einer Behältnistemperatur für jedes der Kühlbehältnisse, falls der erfasste Saugdruck innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt;
Bestimmen, ob die erfasste Behältnistemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches liegt;
selektives AUSschalten der Belastung an jedem der Kühlbehältnisse in Schritten, falls das Kühlsystem mehr Kapazität benötigt, und ANschalten, falls das Kühlsystem weniger Kapazität benötigt, wenn die Behältnistemperatur innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereiches liegt, solange der erfasste Saugdruck innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt; und
Beenden des Verfahrens, falls jede der erfassten Behältnistemperaturen innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereiches liegt,
umfasst.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Verfahren zur Synchronisation von Kühlbehältnissen zur Kompressoroptimierung in einem Kühlsystem bereitgestellt wird. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schaltvorgänge der rotierenden Maschinen, wie Kompressoren und Kondensorventilatoren reduziert wird indem die von den nicht rotierenden Maschinen, wie Kühlbehältnisexpansionsventilen, verrichtete Arbeit erhöht wird, wodurch die Regelung der Last, welche die Kompressoren bereitstellen, modifiziert wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Verfahren zum Regeln der Last jedes Behältnisses bereitgestellt wird, um den Kompressorsatz nur dann zu regulieren, wenn die Kompressoren die Regelung nicht aufrechterhalten können. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Zeitspanne zwischen dem An- und Ausschalten der nächsten Stufe des Kompressorsatzes vergrößert werden kann, indem der Regelunempfindlichkeitsbereich der Regelung innerhalb jeder Kühlbehältnislast nur dann zur Regulierung verwendet wird, wenn die Kompressoren die Regelung nicht aufrechterhalten können. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Synchronisationsverfahren ein Verhältnis jener Kühlbehältnisregelunempfindlichkeiten verwendet, um seine Eingangsvariablen zu definieren, so wie wenn es das Kühlen der Kühlbehältnisse vermeiden sollte oder das Kühlen der Kühlbehältnisse beschleunigen sollte, um die Wechsel auszugleichen, welche verursachen, dass die Kompressoren auf- oder abgeschaltet werden.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständig offenbart, wenn die Erfindung nach Lesen der folgenden Beschreibungen in Verwendung mit den Zeichnungen besser verstanden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Behältnisreglers der Fig. 1.
Fig. 3A bis 3E sind Flussdiagramme eines Verfahrens zur Regelung des Kühlbehältnissystems der Fig. 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)

Bezugnehmend zu Fig. 1 ist ein Kühlsystem 10 gezeigt. Das Kühlsystem 10 beinhaltet eine Vielzahl von Kühlbehältnissen (nicht dargestellt), deren Fassungsvermögen oder Last durch einen Satz von Kompressoren 12 geregelt wird, welche parallel geschaltet und miteinander verbunden sind, um einen gemeinsamen Kompressorsaugdruck und -temperatur zu erzeugen. Das Kühlsystem 10 beinhaltet weiterhin eine Vielzahl von Kondensorventilatoren 14 für Kondensoren (nicht dargestellt) des Kühlsystems. Das Kühlsystem 10 beinhaltet einen Kühlregler 16, einen mit dem Kühlregler 16 verbundenen Kommunikationsbus (RS- 485) 18, ein Kondensoreingangs/-ausgangs (E/A) Modul 20, welches den Kommunikationsbus 18 und die Kondensorventilatoren 14 verbindet, und einen Kompressorausgangsmodul 22, welches den Kommunikationsbus 18 und den Satz der Kompressoren 12 verbindet. Das Kühlsystem 10 beinhaltet weiterhin einen Drucksensor 24 und einen Temperatursensor 26, welche an den Kondensoren des Kühlsystems befestigt sind und mit dem Kondensor E/A Modul 20 verbunden sind zur Erfassung oder Messung des Druckes und entsprechend der Temperatur des Kühlmittels in den Kondensoren des Kühlsystems. Es ist anzumerken, dass der Kühlregler 16, der Kommunikationsbus 18, das Kondensor E/A Modul 20 und das Kompressorausgangsmodul 22 konventionell und bekannt sind.
Das Kühlsystem 10 beinhaltet des Weiteren ein Satzeingangsmodul 28, welches mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden ist, einen Temperatursensor 30 und einen Temperatursensor 32, welche an der Kompressorsaugleitung (nicht gezeigt) befestigt sind und mit dem Satzeingangsmodul 28 zum Erfassen oder Messen des Druckes und der entsprechenden Temperatur des Satzes der Kompressoren 12 verbunden sind. Das Kühlsystem 10 beinhaltet ein Satzausgangsmodul 34, welches mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden ist und eine Vielzahl von Schließventilen und Entfrosterwicklungen 36 für die Kühlbehältnisse, welche mit dem Satzausgangsmodul 34 verbunden sind. Das Kühlsystem 10 beinhaltet weiterhin eine Vielzahl von Behältnisreglern 38, welche mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden sind und eine Vielzahl von Expansionsventilen 40 für die Kühlbehältnisse, welche mit dem Behältnisregler 38 verbunden sind. Es sollte beachtet werden, dass jedes Kühlbehältnis einen Verdampfer, ein Schließventil, eine Entfrosterwicklung, ein Expansionsventil, etc. aufweist, wie in der Technik bekannt.
Bezugnehmend zu Fig. 2, beinhaltet jeder Behältnisregler 38 eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 42 und Speicher, wie elektronisch programmierbare Nur- Lese-Speicher (EPROM) 44, Kurzspeicher 46 und Hauptspeicher 48. Der Behältnisregler 38 beinhaltet weiterhin eine Energieversorgung 50, welche mit einer Energiequelle (nicht abgebildet) verbunden ist und eine Vielzahl von Ausgangsspannungen dem Behältnisregler 38 bereitstellt. Der Behältnisregler 38 beinhaltet weiterhin eine Flüssigkristallanzeige (LCD) 52 zur visuellen Anzeige eines Ausgangs des Behältnisreglers 38 an einen Bediener.
Jeder Behältnisregler 38 beinhaltet weiterhin eine Vielzahl von Sensoren zur Eingabe von Daten oder Informationen in den Behältnisregler 38. Insbesondere beinhaltet der Behältnisregler 38 Temperatursensoren 54 zur Erfassung der Temperatur des Kühlmittels im Verdampferwicklungseingang, Verdampferwicklungsausgang, der Entladeluft und der Rückluft jedes Kühlbehältnisses. Der Behältnisregler 38 beinhaltet weiterhin einen Luftflusssensor 56 zum Messen des Luftflusses der Entlade- und Rückluft jedes Kühlbehältnisses. Der Behältnisregler 38 beinhaltet weiterhin Tür- und Tropfsensoren 58 um zu erfassen ob die Behältnistür offen ist und ob Flüssigkeit vom Kühlbehältnis tropft. Der Behältnisregler 38 beinhaltet auch einen Analog-Digital (A/D) Wandler 60, welcher die Sensoren 54, 56, 58 und den Behältnisregler 38 verbindet. Der Behältnisregler 38 beinhaltet weiterhin Ausgangstreiber 62, welche mit der CPU 42 verbunden sind und Expansionsventile 40. Es ist anzumerken, dass jeder Behältnisregler 38 das Öffnen und Schließen eines Expansionsventils 40 regelt.
Der Behältnisregler 38 ist mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden und hat einen mit der CPU 42 verbundenen Überwachungs-Rückstell-Zeitschalter 64 zum Rückstellen der CPU 42. Es ist anzumerken, dass die Komponenten des Behältnisreglers 38 konventionell und bekannt sind. Bezugnehmend zu den Fig. 3A bis 3E ist ein Verfahren zur Synchronisation von Kühlbehältnissen zur Kompressoroptimierung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es ist anzumerken, dass die obere (Einschalt-) und die untere (Ausschalt-) grenzen des Kompressorsaugdrucks im Kühlregler 16 programmiert sind und dass die oberen und unteren Grenzen der Behältnistemperatur für jedes Kühlbehältnis im Behältnisregler 38 jedes Kühlbehältnisses programmiert ist.
Wie in den Fig. 3A bis 3C dargestellt, beginnt das Verfahren in der Blase 100 und schreitet zum Block 102 fort. Im Block 102 löscht das Verfahren alle Kapazitätsmerker an allen Kühlbehältnissen. Die Kapazitätsmerker werden verwendet, um anzuzeigen, dass ein bestimmtes Kühlbehältnis mehr oder weniger Kühlung oder Kapazität benötigt, um die Last auf dem Kühlbehältnis zu regulieren.
Das Verfahren schreitet von Block 102 zu Block 104 fort und löscht einen Synchronisationszeitschalter oder -merker (nicht abgebildet) des Kühlreglers 16 und einen letzten Behältnismerker. Diese Merker werden verwendet, um das Erfolgen der Synchronisation und die Anzahl der Kühlbehältnisse im Kühlsystem 10 anzuzeigen. Das Verfahren schreitet dann zum Block 106 fort und übermittelt die Information aus dem Kühlregler 16 über den Kommunikationsbus 18 zum Behältnisregler 38.
Vom Block 106 schreitet das Verfahren zur Raute 108 fort und bestimmt, ob ein Kompressor des Satzes der Kompressoren 12 gerade geschaltet hat (d. h. an- oder ausgeschaltet hat), beispielsweise, indem nach einem Merker gesucht wird. Ist dies der Fall, geht das Verfahren in Block 109 weiter und setzt den Synchronisationszeitschalter auf eine Zykluszeit wie beispielsweise zwei (2) Minuten. Das Verfahren schreitet dann zur vorgeschriebenen Raute 108. Wenn kein Kompressor gerade geschaltet hat, schreitet das Verfahren zum Block 110 fort und setzt eine vorbestimmte Variable X dem Kompressorsaugdruck, welcher durch den Drucksensor 30 gemessen wurde, gleich.
Nach Block 110 schreitet die Methode zur Raute 112 fort und bestimmt ob die vorbestimmte Variable X größer ist als ein vorbestimmter Synchronisationseinschaltdruck wie beispielsweise 275,8 kPa (40 PSI), welcher im Speicher des Kühlreglers 16 gespeichert ist. Wenn nicht, schreitet das Verfahren zur Raute 114 fort und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable weniger als ein vorbestimmter Synchronisationsausschaltdruck, wie beispielsweise 220,6 kPa (32 PSI), welcher im Speicher des Kühlreglers 16 gespeichert ist, beträgt. Wenn nicht, schreitet das Verfahren zur zuvor beschriebenen Raute 108 fort.
In der Raute 112 schreitet das Verfahren, wenn die vorbestimmte Variable X größer ist als der Synchronisationseinschaltdruck, zur Raute 116 fort und ermittelt, ob die Zeit auf dem Synchronisationszeitschalter gleich einem vorbestimmtem Wert, wie beispielsweise Null (0), ist, welcher im Speicher 16 gespeichert ist. Wenn nicht, schreitet das Verfahren zum Block 118 fort und stuft den Synchronisationszeitschalter zu dem vorbestimmten Wert herab. Das Verfahren schreitet zu der zuvor beschriebenen Raute 108 fort. Wenn die Zeit auf dem Synchronisationszeitschalter gleich dem vorbestimmten Wert ist, schreitet das Verfahren zur Raute 120 fort und ermittelt, ob ein Merker für mehr-Kapazität-benötigt gesetzt ist. Wenn nicht, schreitet das Verfahren zum Block 122 fort und setzt einen Merker für mehr-Kapazität benötigt und löscht einen Merker für weniger-Kapazität- benötigt des Kühlsystems 10. Das Verfahren schreitet dann zum Block 124 fort und übermittelt diese Informationen vom Kühlregler 16 über den Kommunikationsbus 18 zum Behältnisregler 38.
Nach Block 124 oder wenn der Merker für mehr-Kapazität benötigt in Raute 120 gesetzt ist schreitet das Verfahren nach Block 126 fort. In Block 126 ruft das Verfahren die Unterroutine für das nächste Behältnis auf, welche in Verbindung mit den Fig. 3B und 3C beschrieben wird, und behandelt das nächste Kühlbehältnis, welches gleich N ist. Es ist anzumerken, dass, wenn N gleich 0 ist, keine weiteren Kühlbehältnisse vorhanden sind. Von Block 126 schreitet das Verfahren dann zur Raute 128 fort und bestimmt ob N gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Null (0), ist (d. h. keine weiteren Behältnisse). Ist dies der Fall, schreitet das Verfahren zur zuvor beschriebenen Raute 108 fort. Ist dies nicht der Fall, schreitet das Verfahren zur Raute 130 und bestimmt, ob das Kühlbehältnis N in seinem Regelunempfindlichkeitsbereich ist. Es sollte berücksichtigt werden, dass jedes Kühlbehältnis einen vorprogrammierten Regelunempfindlichkeitsbereich aufweist, welcher eine Einschalttemperatur, so wie 3,33ºC (38ºF) und eine Ausschalttemperatur, so wie 1,11ºC (34ºF), darstellt.
Wenn das Kühlbehältnis N in seinem Regelunempfindlichkeitsbereich ist, schreitet das Verfahren zu Block 132 fort und setzt den Synchronisationszeitschalter auf die Maximalzeit. Wenn das Kühlbehältnis N nicht in seinem Regelunempfindlichkeitsbereich ist oder nach Block 132, schreitet das Verfahren zu Block 134 fort und setzt einen Merker für mehr-Kapazität benötigt für das Kühlbehältnis N. Das Verfahren schreitet dann zu Block 136 fort und setzt einen Merker, um den Behältnisregler 38 über das Kühlbehältnis N zu informieren. Das Verfahren schreitet dann zum zuvor beschriebenen Block 126 fort.
In der Raute 114, wenn die vorbestimmte Variable X weniger als der Synchronisationsausschaltdruck ist, schreitet das Verfahren zur Raute 138 fort und bestimmt, ob die Zeit auf dem Synchronisationszeitschalter gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Null (0), ist. Wenn nicht, schreitet das Verfahren zu Block 140 fort und zählt den Synchronisationszeitschalter zu dem vorbestimmten Wert herunter. Das Verfahren schreitet dann zur zuvor beschriebenen Raute 108 fort.
Wenn die Zeit auf dem Synchronisationszeitschalter gleich dem vorbestimmten Wert ist, schreitet das Verfahren zur Raute 142 fort und bestimmt, ob ein Merker für weniger-Kapazität benötigt gesetzt ist. Ist das nicht der Fall, schreitet das Verfahren zum Block 144 fort und setzt einen Merker für weniger-Kapazität benötigt für das Kühlsystem 10. Das Verfahren schreitet dann zum Block 145 fort und beginnt, diese Informationen vom Kühlregler 16 über den Kommunikationsbus 18 zum Behältnisregler 38 zu übermitteln.
Nach Block 145 oder wenn ein Merker für weniger-Kapazität benötigt in Raute 142 gesetzt ist, schreitet das Verfahren zum Block 146 fort. Im Block 146 ruft das Verfahren die Unterroutine für das nächste Behältnis auf, welche später beschrieben wird, und behandelt das nächste Kühlbehältnis, welches gleich N ist. Es sollte berücksichtigt werden, dass, wenn N gleich 0 ist, keine weiteren Kühlbehältnisse vorhanden sind. Von Block 146 schreitet das Verfahren dann zur Raute 148 fort und bestimmt, ob N gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Null (0), ist. Ist dies der Fall, schreitet das Verfahren zur zuvor beschriebenen Raute 108 fort. Ist dies nicht der Fall, schreitet das Verfahren zur Raute 150 fort und bestimmt, ob das Kühlbehältnis N in seinem Regelunempfindlichkeitsbereich ist. Ist dies der Fall, schreitet das Verfahren zum Block 152 fort und setzt den Synchronisationszeitschalter auf die Maximalzeit. Wenn das Kühlbehältnis N nicht in seinem Regelunempfindlichkeitsbereich ist oder nach Block 152 schreitet das Verfahren zu Block 154 fort und setzt einen Merker für mehr-Kapazität- benötigt für das Kühlbehältnis N. Das Verfahren schreitet dann zum Block 156 fort und setzt einen Merker, um den Behältnisregler 38 für das Kühlbhehältnis N zu informieren. Das Verfahren schreitet dann zum zuvor beschriebenen Block 146 fort.
Bezugnehmend zu Fig. 3D und 3E ist das Verfahren für die Unterroutine für das nächste Behältnis der Blöcke 126 und 146 gezeigt. Von den Blöcken 126 und 146 schreitet das Verfahren zur Raute 162 fort und bestimmt, ob der Merker für weniger-Kapazität benötigt gesetzt für das Kühlsystem 10 ist. Ist dies nicht der Fall, schreitet das Verfahren zur Raute 164 fort und bestimmt, ob der Merker für mehr-Kapazität benötigt für das Kühlsystem 10 gesetzt ist. Wenn der Merker für mehr-Kapazität benötigt nicht gesetzt ist, schreitet das Verfahren zum Block 166 fort und setzt N gleich einem vorbestimmten Wert so wie Null (0), was bedeutet, dass kein Kühlbehältnis verfügbar ist. Das Verfahren schreitet dann zur Blase 168 fort und springt zurück.
Wenn der Merker für weniger-Kapazität-benötigt in Raute 162 gesetzt ist oder wenn der Merker für mehr-Kapazität-benötigt in Raute 164 gesetzt ist, schreitet das Verfahren zum Block 170 fort und setzt eine vorbestimmte Variable Z gleich der maximalen Anzahl von Behältnissen und die vorbestimmte Variable N gleich dem letzten Behältnis. Das Verfahren schreitet dann zum Block 172 fort und setzt die vorbestimmte Variable Z gleich Z minus 1 und die vorbestimmte Variable N gleich N plus 1. Das Verfahren schreitet dann zur Raute 174 fort und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable Z gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Null (0), ist. Ist dies der Fall, schreitet das Verfahren zum zuvor beschriebenen Block 166 fort. Ist dies nicht der Fall, schreitet das Verfahren zur Raute 176 fort und bestimmt, ob die vorbestimmte Variable N größer als die maximale Anzahl der Behältnisse (vorbestimmte Variable Z) ist. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Verfahren zum Block 178 fort und setzt die vorbestimmte Variable N gleich einem vorbestimmten Wert, so wie Eins (1), um den ersten Behältnisregler anzuzeigen.
Wenn die vorbestimmte Variable N in Raute 176 nicht größer als die maximale Anzahl der Behältnisse ist, oder nach Block 178, schreitet das Verfahren zur Raute 180 fort und bestimmt, ob dem Behältnisregler 38 für das Kühlbehältnis N seine neue Kapazität mitgeteilt wurde (d. h. weniger oder mehr benötigt), zum Beispiel indem nach einem Merker geschaut wird. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Verfahren zum zuvor beschriebenen Block 172 fort. Ist dies nicht der Fall, schreitet das Verfahren zum Block 182 fort und setzt das letzte Kühlbehältnis gleich der vorbestimmten Variable N. Das Verfahren schreitet dann zu Block 184 fort und springt zurück zu den Blöcken 128 oder 148.
Ein Beispiel für den Betrieb des Verfahrens für das Kühlsystem 10 ist wie folgt:
Im Kühlsystem 10 kann ein Satz von vier Kompressoren 12 einen Ausschalt(Abschalt-)druck von 220,6 kPa (32 PSI) und einen Einschalt-(Zuschalt-)druck von 275, 8 kPa (40 PSI) des Kompressorsaugdrucks haben. Sechs individuelle Kühlbehältnisse (nicht abgebildet) des Kühlsystems 10 mögen Ein- und Ausschalttemperaturwerte wie folgt haben:
Während des normalen Betriebs schaltet das Verfahren einfach einen anderen Satzkompressor 12 über den Kühlregler 16 ein, wenn der Kompressorsaugdruck über den Einschaltdruck von 275,8 kPa (40 PSI) geht. Das Verfahren wartet oder verzögert über ein vorbestimmtes Zeitintervall und wenn der Kompressorsaugdruck immer noch über 275,8 kPa (40 PSI) liegt, schaltet das Verfahren einen anderen Satzkompressor 12 ein. Diese Stufung setzt sich fort, bis entweder alle Satzkompressoren 12 angeschaltet sind oder der Kompressorsaugdruck unter den Ausschaltdruck von 220,6 kPa (32 PSI) hält. In gleicher Weise schaltet das Verfahren, wenn der Kompressorsaugdruck die Ausschalttemperatur von 220, 6 kPa (32 PSI) unterschreitet und das vorbestimmte Zeitintervall abgelaufen ist einen anderen Satzkompressor 12 aus, bis alte Satzkompressoren 12 runtergestuft wurden oder ausgeschaltet wurden. Ohne Synchronisation in dem Verfahren würde der Behältnisregler 38 gleichzeitig nur bei der vorbestimmten Temperatur für jedes Behältnis an- und ausschalten. Der Behältnis-1-Regler 38 schaltet an, wenn die Temperatur des Kühlbehältnisses über seine Einschalttemperatur von 3,33ºC (38ºF) hinausgeht und bleibt an bis die Temperatur dieses Kühlbehältnisses die Ausschalttemperatur von 1,11ºC (34ºF) unterschreitet. Es sollte berücksichtigt werden, dass der Temperaturbereich zwischen 3,33ºC (38ºF) und 1,11ºC (34ºF) die Regelunempfindlichkeitsfläche oder der Regelunempfindlichkeitsbereich ist.
In dem zuvor beschriebenen Beispiel, mit Synchronisation, bestimmt das Verfahren, dass das Kühlsystem 10 mehr Kapazität benötigt, wenn der Kompressorsaugdruck einen vorbestimmten Wert, so wie 248,2 kPa (36 PSI), überschreitet; dies ist der 50 Prozent-(50%)-punkt des Regelunempfindlichkeitsbereiches von 55,2 kPa (8 PSI) (275,8-220,6 kPa) (40-32 PSI) für den Kompressorsaugdruck. Das Verfahren lässt den Kühlregler 16 die Information der Behältnisregler 38 absuchen, um einen Kühlbehältnisregler 38 zu finden, dessen Ausgang an ist (d. h. mehr Kühlung benötigt), der aber innerhalb seines Temperaturregelunempfindlichkeitsbereich ist. Das Verfahren veranlasst den Kühlregler 16, diesen Behältnisregler zu informieren, seine Last über sein Expansionsventil 40 abzuschalten, und erhöht auf diese Weise die verfügbare Kapazität für den Satz der Kompressoren 12. Wenn nach einem Sechstel der Stufungszeit des Satzes der Kompressoren 12 der Kompressorsaugdruck immer noch unter 248,2 kPa (36 PSI) liegt, informiert das Verfahren einen anderen Behältnisregler 38, welcher in seinem Temperatur-Regelunempfindlichkeitsbereich ist und dessen Ausgang angeschaltet ist, über seinen Behältnisregler 38, seine Last früher über sein Expansionsventil 40 zu beenden als bei seiner normalen Ausschalttemperatur. Das Verfahren durchläuft seine Kühlbehältnisse und informiert in dem Umlauf alle Behältnisregler 38 über den Bedarf an mehr Kapazität während des Verzögerns, nachdem nur eine Kühlbehältnislast früh beendet wurde. Dies schreitet fort, bis alle Kühlbehältnisse informiert wurden oder bis der Kompressorsaugdruck 248,2 kPa (36 PSI) unterschreitet. Wenn die Reduktion der Last der Kühlbehältnisse nicht ausreichend ist und der Kompressorsaugdruck 275,8 kPa (40 PSI) überschreitet, schaltet das Verfahren einen anderen Satzkompressor 12 über den Kühlregler 16 an. Wenn die Synchronisation erfolgreich ist und der Kompressorsaugdruck 248,2 kPa (36 PSI) unterschreitet, informiert das Verfahren alle Behältnisregler über den Kühlregler 16, dass keine weitere Kapazität benötigt ist und geht zur vollständigen Regelunempfindlichkeits-Druckregelung zurück (d. h. ohne Synchronisation). In gleicher Weise informiert das Verfahren, wenn der Kompressorsaugdruck 248,2 kPa (36 PSI) unterschreitet, die Behältnisregler 38 über den Bedarf für weniger Kapazität und schaltet die Behältnisregler 38 an, welche innerhalb ihres Regelunempfindlichkeitsbereichs sind, aber momentan nicht angeschaltet sind. Es ist zu beachten, dass das Verfahren den ersten Behältnisregler 38, welcher den Kapazitätssprung ausführte und den ersten Behältnisregler 38, welcher die Kapazitätsaufrechterhaltung ausführte, behält oder speichert, so dass es zu einer anderen Last wechseln kann, um den Synchronisationsvorgang mit unterschiedlichen Behältnisreglern 38 beim nächsten Bedarf in dieser Richtung zu beginnen.
Die Auswirkungen auf den Behältnisregler 38 wäre eine Verbesserung seines Regelunempfindlichkeitsbereiches, um auf die Kapazität des Kühlreglers 16 zu wirken. Wenn durch den Kühlregler 16 mitgeteilt wird, dass mehr Kapazität von dem Satz der Kompressoren 12 benötigt wird, würde der Behältnis-1-Regler 38 die Ausschalttemperatur nicht beachten und nur einen einzelnen Einschaltpunkt regeln. Wenn durch den Kühlregler 16 mitgeteilt wird, dass die Bedingung vorbei ist, würde der Behältnis-1-Regler 38 zurück zu seiner Voll-Hysterese- Regelunempfindlichkeitsregelung gehen. Wenn durch den Kühlregler 16 mitgeteilt wird, dass weniger Kapazität von dem Satz der Kompressoren 12 benötigt wird, würde der Behältnis-1-Regler 38 die Einschalttemperatur nicht beachten und einen einzigen Ausschaltpunkt regeln. Dies wird das An/Ausschalten der Expansionsventile 40 erhöhen, um das Schalten des Satzes der Kompressoren 35 zu reduzieren.
Viele Verbesserungen und Variationen der vorliegenden Erfindungen sind denkbar angesichts der zuvor beschriebenen Lehre. Daher kann die vorliegende Erfindung innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche in andererweise benutzt werden als spezifisch beschrieben.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer Anzahl von gemeinsam verrohrten Kompressoren für ein Kühlsystem, welches eine Anzahl von Kühlbehältnissen besetzt, wobei das besagte Verfahren die Schritte umfasst:

Erfassen eines Saugdrucks des Kühlsystems;

Bestimmen, ob der erfasste Saugdruck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches liegt;

stufenweises AN- oder AUSschalten der Kompressoren, bis der Saugdruck innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt, falls der erfasste Saugdruck nicht innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt;

Vergleichen des erfassten Saugdrucks mit einem vorbestimmten Wert innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches, um zu bestimmen, ob das Kühlsystem mehr oder weniger Kapazität benötigt, und Erfassen einer Behältnistemperatur für jedes der Kühlbehältnisse, falls der erfasste Saugdruck innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt;

Bestimmen, ob die erfasste Behältnistemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches liegt;

selektives AUSschalten der Belastung an jedem der Kühlbehältnisse in Schritten, falls das Kühlsystem mehr Kapazität benötigt, und ANschalten, falls das Kühlsystem weniger Kapazität benötigt, wenn die Behältnistemperatur innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereiches liegt, solange der erfasste Saugdruck innerhalb des vorbestimmten Druckbereiches liegt; und

Beenden des Verfahrens, falls jede der erfassten Behältnistemperaturen innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereiches liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die besagte Belastung an jedem der besagten Kühlbehältnisse selektiv unter Verwendung eines Expansionsventils gesteuert wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend den Schritt des Abtastens jedes Kühlbehältnisses, um ein Kühlbehältnis zu finden, dessen Leistung auf AN steht, aber dessen erfasste Temperatur sich innerhalb ihres vorbestimmten Temperaturbereiches befindet, und dann AUSschalten des aufgefundenen Kühlbehältnisses.

4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend die Wiederholung der besagten Schritte des Abtastens und Schaltens, falls der erfasste Saugdruck nicht beim vorbestimmten Druckwert liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend den Schritt des Rotierens durch die Kühlbehältnisse.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend das Speichern der Nummer des Kühlbehältnisses, welches AUSgeschaltet wird, und das AUSschalten eines Kühlbehältnisses, welches sich von der gespeicherten Nummer unterscheidet, beim Wiederholen des besagten Verfahrens.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend den Schritt des Abtastens jedes Kühlbehältnisses, um ein Kühlbehältnis zu finden, dessen Leistung AUSgeschaltet ist, aber dessen erfasste Temperatur innerhalb ihres vorbestimmten Temperaturbereiches liegt, und ANschalten des aufgefundenen Kühlbehältnisses.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in dem die besagte Belastung an jedem der Kühlbehältnisse selektiv unter Verwendung eines Expansionsventils gesteuert wird, und welches den Schritt des ANschaltens des Expansionsventils an dem Kühlbehältnis, welches aufgefunden wird, umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, umfassend den Schritt des Bestimmens, ob der erfasste Saugdruck bei dem vorbestimmten Druckwert liegt, und Wiederholen der besagten Schritte des Abtastens und Schaltens, falls der erfasste Druckwert nicht bei dem vorbestimmten Druckwert liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, umfassend den Schritt des Rotierens durch die Kühlbehältnisse und das Speichern der Nummer des Kühlbehältnisses, welches ANgeschaltet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, umfassend den Schritt des ANschaltens eines Kühlbehältnisses, welches sich von der gespeicherten Nummer unterscheidet, beim Wiederholen des besagten Verfahrens.