DE4008877A1 - Refrigerator with expansion value and evaporator - are connected in series circuit and with expansion value control unit for maintaining desired temp. in work space - Google Patents
Refrigerator with expansion value and evaporator - are connected in series circuit and with expansion value control unit for maintaining desired temp. in work spaceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage mit in Reihe geschaltetem Kompressor, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer und mit einer Steuereinrichtung, welche zwecks Aufrechterhaltung einer gewünschten Solltemperatur im Nutzraum der Kälteanlage das Expansionsventil sowie ein den Druck des Kältemittels im Kondensator festlegen des Stellglied ansteuert.The invention relates to a refrigeration system in series switched compressor, condenser, expansion valve and evaporator and with a control device which to maintain a desired target temperature the expansion valve in the usable space of the refrigeration system as well set the pressure of the refrigerant in the condenser controls the actuator.
Eine solche Kälteanlage ist aus EP-A-66 553 bekannt. Dabei wird der Kondensatordruck durch Verändern der Kondensatorgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Über hitzungstemperatur des Verdampfers und der Temperatur des Kühlmediums beim Kondensatorausgang gesteuert. Wei terhin ist es aus dieser Druckschrift bekannt, das Expan sionsventil von derselben Differenztemperatur über den Verdampfer, also der Überhitzungstemperatur, zu steuern. Such a refrigeration system is known from EP-A-66 553. The condenser pressure is changed by changing the Capacitor speed depending on the over heating temperature of the evaporator and the temperature of the cooling medium controlled at the condenser outlet. Wei The expan is also known from this publication sionsventil from the same differential temperature over the To control the evaporator, i.e. the superheating temperature.
Der Nachteil bei einer solchen Steuerung ist, daß der Öffnungsgrad eines solchen Expansionsventils nicht immer innerhalb eines Arbeitsgebietes, welches ein optimales Verhältnis zwischen Kondensatordruck und Verdampfer leistung gewährleistet, gehalten werden kann. Dadurch wird die Anlage mit einem größeren Kondensatordruck betrieben als notwendig wäre, wenn der ganze Arbeitsbe reich des Expansionsventils ausgenutzt werden könnte. Wenn der Kondensatordruck nicht in seinem optimalen Bereich gehalten wird, ist der Energieverbrauch des Kompressors und eventuell des Ventilators nicht optimal.The disadvantage of such a control is that the Degree of opening of such an expansion valve is not always within a work area, which is an optimal one Relationship between condenser pressure and evaporator performance guaranteed, can be maintained. Thereby the system will have a larger condenser pressure operated than would be necessary if the whole working area of the expansion valve could be exploited. If the condenser pressure is not at its optimum Area is held is the energy consumption of the Compressor and possibly the fan is not optimal.
Eine weitere Kälteanlage ist aus EP-A-1 52 608 bekannt. Hier wird der Luftvolumenstrom der Ventilatoren und damit der Kondensatordruck von der Luftansaugtemperatur und/oder der momentanen Kälteleistung der Kompressoren geregelt. Auch bei dieser Anlage wird der Kondensator nicht mit dem optimalen Druck betrieben, der der momen tanen Kälteleistung des Verdampfers angepaßt ist.Another refrigeration system is known from EP-A-1 52 608. Here the air volume flow of the fans and hence the condenser pressure from the air intake temperature and / or the current cooling capacity of the compressors regulated. In this system, too, the capacitor not operated at the optimal pressure that the moment tanen cooling capacity of the evaporator is adapted.
Treten bei den bekannten Kälteanlagen Undichtigkeiten auf, sollte sie möglichst rasch festgestellt werden, um die Kältemittelverluste möglichst gering zu halten. Dieses Problem gewinnt bei dem rasch wachsenden Umweltbe wußtsein zunehmend an Bedeutung, da die Kältemittelfül lungen zumeist einen hohen Anteil an Fluorchlorkohlenwas serstoffen (FCKW) aufweisen, die für die Zerstörung der Ozon-Schicht und für die Erzeugung des Treibhaus effektes mit verantwortlich gemacht werden. Die Kältemit telverluste werden durch den möglichst kleinen Konden satordruck nach dem Hauptpatent zwar bereits so gering wie möglich gehalten. Je geringer der Kondensatordruck ist, desto weniger Kältemittel kann bei einer gegebenen Leckgröße ausströmen. In einigen Fällen ist aber eine zusätzliche Fehleranzeige wünschenswert, wenn Verluste an Kältemittel auftreten. Eine Bedienungsperson kann dann die Anlage untersuchen und rasch Abhilfe schaffen.Leakage occurs in the well-known refrigeration systems should it be determined as quickly as possible, to keep the refrigerant losses as low as possible. This problem wins with the rapidly growing environment is becoming increasingly important because the refrigerant charge lungs mostly have a high proportion of chlorofluorocarbons have CFCs that are responsible for the destruction the ozone layer and for greenhouse production effective can be made responsible. The cold Tel losses are reduced by the smallest possible condensers satellite printing after the main patent is already so low kept as possible. The lower the condenser pressure is, the less refrigerant can be given at a given time Flowing out leak size. In some cases it is additional error display desirable when losses of refrigerant. An operator can then examine the system and quickly remedy the situation.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Un dichtigkeiten eine möglichst geringe Umweltbelastung durch unbemerkt entweichendes Kältemittel zuzulassen.It is the object of the present invention at Un tightness the lowest possible environmental impact by allowing refrigerant to escape unnoticed.
Diese Aufgabe wird bei einer Kälteanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung einen den Öffnungsgrad des Expansionsventils registrie renden Sensor sowie einen Grenzwertgeber zur Vorgabe eines vorbestimmten Öffnungsgrades für das Expansionsven til aufweist und bei steigendem Kühlbedarf zunächst den Kältemitteldurchfluß durch das Expansionsventil bis zu diesem vorbestimmten Öffnungsgrad und ab Erreichen dieses vorbestimmten Öffnungsgrades durch Veränderung einer Druck-Stellgröße den Druck des Kältemittels im Kondensator bis zu dessen maximal möglichen Wert erhöht, wobei eine Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die eine Fehlermeldung ausgibt, wenn über einen vorbestimmten Zeitraum das Expansionsventil im Bereich des maximalen Öffnungsgrades verbleibt und die Druck-Stellgröße ihren maximalen Wert annimmt.This task is the beginning of a refrigeration system mentioned type in that the control device register the degree of opening of the expansion valve sensor as well as a limit indicator for the specification a predetermined degree of opening for expansion ven til and initially with increasing cooling requirements the refrigerant flow through the expansion valve up to this predetermined degree of opening and from reaching this predetermined degree of opening by change a pressure manipulated variable the pressure of the refrigerant in the Capacitor increased to its maximum possible value, wherein a monitoring device is provided, the issues an error message if over a predetermined Period the expansion valve in the range of the maximum Degree of opening remains and the pressure manipulated variable takes maximum value.
Damit wird erreicht, daß einerseits der Kondensatordruck immer innerhalb eines vorbestimmten optimalen Arbeitsge bietes gehalten wird, d. h. der Kondensatordruck wird so niedrig wie möglich gehalten. Bei einem niedrigen Kondensatordruck kann aber bei Auftreten einer Undichtig keit im Druckteil auch nur entsprechend wenig Kältemittel entweichen. Um trotz des niedrigen Kondensatordrucks einen Kältemittelverlust möglichst rasch feststellen zu können, ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die die Reaktion des Öffnungsgrades des Expansionsventils auf Druck-Stellgrößenänderungen verfolgt. Solange die Kälteanlage in Ordnung ist, also keine Undichtigkeiten aufweist, läßt sich die Gesetzmäßigkeit, mit der der Öffnungsgrad auf die Druck-Stellgröße reagiert, vorher sehen. Solange die Öffnungsgrad-Reaktion den Vorhersagen, d. h. den Gesetzmäßigkeiten einer unversehrten Anlage, folgt, kann man mit großer Wahrscheinlichkeit annehmen, daß die Anlage in Ordnung ist. Stellen sich jedoch Abwei chungen ein, d. h. gehorcht die Kälteanlage nicht mehr den Vorschriften, die für eine unversehrte, also dichte, Anlage gilt, ist anzunehmen, daß ein Fehler vorliegt. Ein erhöhter Kondensatordruck muß nämlich bei sonst unveränderten Verhältnissen eine Verringerung des Öff nungsgrades des Expansionsventils bewirken. Wenn aber Kältemittel aus der Kälteanlage entwichen ist, stimmt das Druckverhalten des Kondensators nicht mehr mit dem zu erwartenden Druckverhalten überein. Die Kälteanlage gemäß der Erfindung sorgt also nicht nur dafür, daß bei gegebenen Bedingungen ein möglichst kleiner Kältemit telstrom durch ein Leck entweichen kann, sie zeigt das Vorhandensein eines Lecks auch zuverlässig an. Der vorbe stimmte Zeitraum kann beispielsweise 10 bis 60 Minuten, insbesondere 30 Minuten, betragen. Wenn die Druck-Stell größe ihren maximalen Wert annimmt, bedeutet dies, daß der Druck im Kondensator auf sein Maximum eingestellt werden soll. Dies muß nicht notwendigerweise bedeuten, daß die Amplitude der Druck-Stellgröße ihren Maximalwert annimmt.This ensures that, on the one hand, the condenser pressure always within a predetermined optimal working area is held, d. H. the condenser pressure will kept as low as possible. At a low However, condenser pressure can leak if a leak occurs only a little refrigerant in the pressure part escape. To despite the low condenser pressure detect a loss of refrigerant as soon as possible a monitoring device is provided, which is the response of the degree of opening of the expansion valve tracked for pressure manipulated variable changes. As long as the Refrigeration system is fine, so no leaks exhibits, the regularity with which the Degree of opening reacts to the pressure control variable, before see. As long as the opening degree response predicts d. H. the laws of an undamaged system, follows, you can very probably assume that the system is in order. However, turn away conditions, d. H. the refrigeration system no longer obeys the regulations that are in place for an intact, Annex applies, it can be assumed that there is an error. An increased condenser pressure must be otherwise unchanged conditions a reduction in the public effect of the expansion valve. If but Refrigerant escaped from the refrigeration system is correct the pressure behavior of the capacitor no longer with the expected pressure behavior. The refrigeration system according to the invention therefore not only ensures that the smallest possible coldness under given conditions telstrom can escape through a leak, it shows that Presence of a leak also reliably. The past certain period of time can, for example, 10 to 60 minutes, in particular 30 minutes. If the pressure position size takes its maximum value, it means that the pressure in the condenser is set to its maximum shall be. This need not necessarily mean that the amplitude of the pressure manipulated variable has its maximum value assumes.
Vorzugsweise vergleicht die Überwachungseinrichtung die Druck-Stellgröße mit dem jeweiligen Öffnungsgrad des Expansionsventils, und gibt eine Fehlermeldung aus, wenn nach einer vorbestimmten Zeit trotz einer Vergröße rung der Druck-Stellgröße auf ihren Maximalwert der Öffnungsgrad des Expansionsventils in den Bereich seines Maximalwerts gestiegen ist. Wenn z. B. nach einer Erhöhung des Kondensatordrucks das Expansionsventil statt zu drosseln geöffnet bleibt oder sich weiter öffnet oder sich nach einer Drosselung weiter öffnet, gibt dies ein schnelles Indiz auf einen Kältemittelverlust.The monitoring device preferably compares the manipulated variable with the respective degree of opening of the expansion valve, and issues an error message, if after a predetermined time despite an enlargement pressure control variable to its maximum value Degree of opening of the expansion valve in the area of its Maximum value has increased. If e.g. B. after an increase the expansion valve instead of the condenser pressure throttle remains open or opens further or this opens up after throttling a quick indication of a refrigerant loss.
Bevorzugt stellt die Steuereinrichtung den Kondensator druck durch Verändern der Drehzahl eines Ventilators ein. Hierbei kann z. B. die Einstellung der Ventilator drehzahl stufenweise erfolgen. Im Extremfall, wenn das Expansionsventil vollständig geöffnet ist und die Dreh zahl dann über längere Zeit sehr niedrig oder sogar "Null" ist (Ventilator ausgeschaltet), sollte bei maxima lem Kondensatordruck das Expansionsventil entsprechend drosseln. Ein Ausbleiben der Drosselung ist ein Indiz eines Druckabfalls und ein sicherer Beweis dafür, daß ein Kältemittelverlust vorliegt.The control device preferably provides the capacitor pressure by changing the speed of a fan a. Here, for. B. the setting of the fan speed in stages. In extreme cases, if that Expansion valve is fully open and the rotary then pay very low or even over a long period of time "Zero" is (fan switched off), should be at maxima the expansion valve according to the condenser pressure throttle. Failure to throttle is an indication of a pressure drop and a sure proof that there is a loss of refrigerant.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Drucksensor vorgesehen, mit dem der Ist-Wert des Konden satordruckes ermittelt wird, der über eine Vergleichsein richtung mit der Druck-Stellgröße und dem Öffnungsgrad des Expansionsventils verglichen wird, wobei die Über wachungseinrichtung eine Fehlermeldung ausgibt, wenn sich eine vorbestimmte Beziehung zwischen Ist-Größe und Druck-Stellgröße nicht einstellt. Damit wird er reicht, daß der Kondensatordruck immer innerhalb eines vorbestimmten optimalen Arbeitsgebiets gehalten wird, d. h. der Kondensatordruck wird so niedrig wie möglich gehalten. Um trotz des niedrigen Kondensatordrucks einen Kältemittelverlust möglich rasch feststellen zu können, ist eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, die eine bestimmte Soll-Bedingung mit einem Ist-Zustand ver gleicht. In a further preferred embodiment, a Pressure sensor provided with which the actual value of the condenser satordruckes is determined by a comparison direction with the manipulated variable and the degree of opening of the expansion valve is compared, the over monitoring device issues an error message if there is a predetermined relationship between actual size and pressure manipulated variable does not set. With that he will is sufficient that the condenser pressure is always within a predetermined optimal work area is maintained, d. H. the condenser pressure becomes as low as possible held. To one despite the low condenser pressure To be able to quickly determine refrigerant loss, a comparison device is provided, the one ver certain target condition with an actual state equal.
Mit Vorteil weist die Überwachungseinrichtung einen Zeitgeber auf, der die Überwachungseinrichtung so steuert, daß sie die Druck-Stellgröße mit der Ist-Größe erst einen vorbestimmten Zeitraum nach einer Änderung der Druck-Stellgröße vergleicht oder das Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung verzögert an die Ausgabeein richtung weitergibt. Damit werden überflüssige Fehlermel dungen vermieden, die sich während des Einstellens eines neuen Kondensatordrucks ergeben können. Wenn sich nämlich der Kondensatordruck aufgrund einer neuen Soll-Vorgabe ändert, geschieht das nicht sprungartig, sondern, in Abhängigkeit von den Regelparametern der Kälteanlage, nach einer zeitlichen Funktion. Nach einer gewissen Zeit sollte jedoch ein derartiger Einschwingvorgang auf den der Druck-Stellgröße entsprechenden Endwert abgeschlossen sein und die Kälteanlage einen stabilen Zustand erreicht haben. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Druck-Stellgröße immer noch nicht mit der Ist-Größe übereinstimmt oder mit ihr einen vorbestimmten Zusammen hang aufweist, kann auf einen Fehler geschlossen werden.The monitoring device advantageously has one Timer on the monitor so controls that it controls the pressure manipulated variable with the actual variable only a predetermined period after a change the pressure control variable or compares the output signal the monitor is delayed to output direction. This eliminates unnecessary errors avoidance of changes that occur during the setting of a may result in new condenser pressure. Because if the condenser pressure due to a new target specification changes, it does not happen suddenly, but in Dependence on the control parameters of the refrigeration system, after a temporal function. After a certain However, such a transient should take time to the final value corresponding to the pressure control variable be completed and the refrigeration system a stable Have reached state. If at this time the Pressure manipulated variable still not with the actual variable matches or with it a predetermined together hang, an error can be concluded.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:The invention is described below with reference to preferred Embodiments in connection with the drawing described. In it show:
Fig. 1 eine erste Kälteanlage und Fig. 1 shows a first refrigeration system and
Fig. 2 eine zweite Kälteanlage. Fig. 2 shows a second refrigeration system.
Fig. 1 zeigt eine Kälteanlage mit einem Kompressor 1, der ein Kühlmedium komprimiert und an einen Kondensator 2 liefert. Der Kondensator 2 ist wiederum mit einem Flüssigkeitsabscheider 3 verbunden, in dem das Kühlmedium gesammelt ist. Der Ausgang des Flüssigkeitsabscheiders 3 ist über ein Expansionsventil 4 mit dem Eingang eines Verdampfers 5 verbunden. Von dort wird das Kühlmedium wieder dem Kompressor 1 zugeführt. Das Expansionsventil 4 steuert die Menge des Kühlmediums, die im Verdampfer 5 verdampft wird. Eine Expansionsventilsteuerung 6 erfaßt die Temperatur an zwei Meßstellen 7, 8 in den Leitungen vor und hinter dem Verdampfer 5, verarbeitet sie und bildet aus der Temperaturdifferenz ein Steuersignal für einen Betätiger 20, der den Öffnungsgrad des Expan sionsventils 4 vergrößert oder verkleinert. Überlagert wird das von der Expansionsventilsteuerung 6 stammende Signal durch ein Signal von einem Raumtemperaturfühler oder Thermostaten 9, der das Expansionsventil 4 und den Kompressor 1 aus- oder einschaltet. Fig. 1 shows a refrigeration system with a compressor 1 that compresses a cooling medium and provides to a condenser 2. The condenser 2 is in turn connected to a liquid separator 3 , in which the cooling medium is collected. The outlet of the liquid separator 3 is connected to the inlet of an evaporator 5 via an expansion valve 4 . From there, the cooling medium is fed back to the compressor 1 . The expansion valve 4 controls the amount of cooling medium that is evaporated in the evaporator 5 . An expansion valve control 6 detects the temperature at two measuring points 7 , 8 in the lines upstream and downstream of the evaporator 5 , processes it and forms a control signal for an actuator 20 from the temperature difference, which increases or decreases the opening degree of the expansion valve 4 . The signal coming from the expansion valve control 6 is superimposed by a signal from a room temperature sensor or thermostat 9 , which switches the expansion valve 4 and the compressor 1 on or off.
Die Kälteanlage weist eine Kondensatordruck-Steuerungs einrichtung 10 auf, die über eine Druck-Stellgröße den Druck im Kondensator erhöht oder erniedrigt, wenn ein Bedarf oder eine Möglichkeit hierfür indiziert wird. Dazu weist in Fig. 1 die Kondensatordruck-Steuerungsein richtung 10 einen Ventilator 11 auf, der von einem Motor 12 angetrieben wird, der seinerseits wiederum von einer Ventilatorsteuerung 13 gesteuert wird. Wenn der Ventila tor 11 den Kondensator 2 mit einem großen Luftvolumen strom kühlt, also eine große Wärmemenge abführt, konden siert das Kühlmedium im Kondensator 2, und der Druck sinkt. Umgekehrt steigt der Druck im Kondensator 2, wenn der Luftvolumenstrom vom Ventilator 11 verringert wird. Wenn die Druck-Stellgröße ihr Maximum annimmt, wird die Drehzahl des Ventilators auf ihr Minimum, im Extremfall auf Null, herabgesetzt.The refrigeration system has a condenser pressure control device 10 , which increases or decreases the pressure in the condenser via a pressure manipulated variable if a need or a possibility for this is indicated. For this purpose, the condenser pressure control device 10 in FIG. 1 has a fan 11 which is driven by a motor 12 , which in turn is controlled by a fan control 13 . When the ventilator gate 11 cools the condenser 2 with a large volume of air, that is to say dissipates a large amount of heat, the cooling medium in the condenser 2 is condensed and the pressure drops. Conversely, the pressure in the condenser 2 increases when the air volume flow from the fan 11 is reduced. When the pressure control variable reaches its maximum, the fan speed is reduced to its minimum, in extreme cases to zero.
Bei der Kälteanlage nach Fig. 2 ist eine abgewandelte Kondensatordruck-Steuervorrichtung 10A vorgesehen. Hier bei ist am Ausgang des Kondensators 2 ein Ventil 14 angeordnet, das von einem Betätiger 15 geöffnet oder geschlossen wird, der seinerseits wiederum von einer Ventilsteuerung 16 gesteuert wird. Wenn das Ventil 14 schließt, wird die im Kondensator gebildete Flüssigkeit des Kühlmediums zurückgestaut, so daß eine geringere Fläche zur Verfügung steht, in der der Luftvolumenstrom vom Ventilator 11 Wärme aus dem gasförmig vorliegenden Kühlmedium herausziehen kann. Dadurch erfolgt eine Erhö hung des Kondensatordrucks. Die Versorgung des Verdamp fers 5 mit flüssigem und abgekühlten Kühlmedium wird durch den Flüssigkeitsabscheider 3 sichergestellt, der hier eine Pufferwirkung hat. Die üblicherweise vorhande nen Druckausgleichs- und Versorgungsleitungen zwischen dem Flüssigkeitsabscheider 3 und dem Ausgang des Kompres sors 1 bzw. dem Eingang des Kondensators 2 sind hier aus Übersichtsgründen nicht dargestellt.In the refrigeration system according to FIG. 2, a modified condenser pressure control device 10 A is provided. Here at the outlet of the capacitor 2 a valve 14 is arranged, which is opened or closed by an actuator 15 , which in turn is controlled by a valve control 16 . When the valve 14 closes, the liquid of the cooling medium formed in the condenser is backed up, so that a smaller area is available in which the air volume flow from the fan 11 can draw heat out of the gaseous cooling medium. This causes an increase in the condenser pressure. The supply of the evaporator 5 with liquid and cooled cooling medium is ensured by the liquid separator 3 , which has a buffer effect here. The usually existing NEN pressure compensation and supply lines between the liquid separator 3 and the output of the compressor 1 or the input of the condenser 2 are not shown here for reasons of clarity.
Die Ventilatorsteuerung 13 in Fig. 1 und die Ventilsteue rung 16 in Fig. 2 erhalten ein Eingangssignal vom Ausgang einer Steuerschaltung 17. Der Eingang 30 der Steuerschal tung 17 ist über ein Grenzwerterfassungsglied 19 und einen Schalter 24 mit einem Öffnungsgradmelder 21 verbun den, der den Öffnungsgrad des Expansionsventils 4 ermit telt. Der Öffnungsgradmelder kann dabei die Lage des Betätigers 20 abtasten. Bevorzugterweise wird jedoch ein pulsgesteuertes Expansionsventil 4 verwendet, wobei der Öffnungsgrad aus dem Verhältnis zwischen Puls und Pause ermittelt werden kann.The fan control 13 in FIG. 1 and the Ventilsteue tion 16 in FIG. 2 receive an input signal from the output of a control circuit 17th The input 30 of the control circuit 17 is connected via a limit value detection element 19 and a switch 24 to an opening degree detector 21 which detects the opening degree of the expansion valve 4 . The opening degree detector can sense the position of the actuator 20 . However, a pulse-controlled expansion valve 4 is preferably used, the degree of opening being able to be determined from the ratio between pulse and pause.
Das Grenzwerterfassungsglied erfaßt den gebildeten Grenz wert. Nach Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts gibt es ein Signal an ein Zeitverzögerungsglied 23, das nach einer vorbestimmten Zeit den Schalter 24 schließt und die Steuerschaltung 17 mit dem Öffnungsgrad, der den vorbestimmten Grenzwert überschritten hat, ver sorgt. Sollte in der Totzeit Δt1 des Zeitverzögerungs gliedes 23 der Grenzwert des Öffnungsgrades unterschrit ten werden, wird der Schalter 24 nicht geschlossen. Das Grenzwerterfassungsglied ist von außen durch ein Signal 22 verstellbar. Diese Verstellung kann von Hand erfolgen. Sie kann jedoch auch zeitabhängig bzw. perio disch erfolgen, so daß beispielsweise morgens um 6 Uhr der Grenzwert für den Tagbetrieb eingestellt wird, wäh rend abends um 22 Uhr der Grenzwert für den Nachbetrieb eingestellt wird.The limit value detection element records the limit value formed. After a predetermined limit value is exceeded, there is a signal to a time delay element 23 which closes the switch 24 after a predetermined time and provides the control circuit 17 with the degree of opening which has exceeded the predetermined limit value. If in the dead time Δt 1 of the time delay element 23 the limit of the degree of opening is undershot, the switch 24 is not closed. The limit value detection element is adjustable from the outside by a signal 22 . This adjustment can be done by hand. However, it can also take place as a function of time or periodically, so that, for example, the limit value for daytime operation is set at 6 a.m. in the morning and the limit value for post-operation is set in the evening at 10 p.m.
In gleicher Weise kann die Zeitverzögerung des Verzöge rungsglieds 23 einstellbar sein, wenn sich herausstellt, daß mit der gewählten Einstellung das System zum Schwin gen neigt.In the same way, the time delay of the delay member 23 can be adjustable if it turns out that with the selected setting the system tends to oscillate.
Das Öffnungsgrad-Signal, das dem Eingang 30 der Steuer schaltung 17 zugeführt wird, wird von einem P-Regler 18 verarbeitet, der einen Ausgang nach der folgenden Beziehung liefert:The degree of opening signal, which is supplied to the input 30 of the control circuit 17 , is processed by a P-controller 18 , which provides an output according to the following relationship:
Hierbei ist A der augenblickliche Ausgangswert, Amax der maximale Ausgangswert, K eine Konstante, O der augen blickliche Öffnungsgrad, V der vorbestimmte Öffnungsgrad und Omax der maximale Öffnungsgrad. D. h., wenn das Expan sionsventil 4 seinen maximalen Öffnungsgrad eingenommen hat, wird die Ventilatorleistung auf ihren Minimalwert gedrosselt. Der Druck im Kondensator erhöht sich dadurch auf seinen Maximalwert. Here, A is the instantaneous initial value, A max the maximum initial value, K a constant, O the instantaneous degree of opening, V the predetermined degree of opening and O max the maximum degree of opening. That is, when the expansion valve 4 has reached its maximum opening degree, the fan output is throttled to its minimum value. This increases the pressure in the condenser to its maximum value.
Der Ausgang der Steuerschaltung 17 ist mit einem Speicher 25 verbunden, der seinerseits ein Signal von Raumther mostaten 9 erhält. Wenn der Raumthermostat 9 den Kompres sor 1 oder das Expansionventil 4 ausschaltet, speichert der Speicher 25 den zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Ausgangswert der Steuerschaltung 17. Beim Wiedereinschal ten des Kompressors 1 bzw. des Expansionsventils 4 wird dieser Wert verwendet und über einen Schalter 26 den Steuerschaltungen 13 und 16 des Ventilators 11 bzw. des Kondensatorausgangsventils 14 zugeführt. Nach dem Wiedereinschalten wird der gespeicherte Wert nicht sofort durch den Ausgang der Steuerschaltung 17 ersetzt, sondern liegt noch über einen einstellbaren Zeitraum Δt2, der durch ein Zeitverzögerungsglied 27 erzeugt wird, an der Ventilatorsteuerung 13 und/oder der Ventilsteuerung 16 an. Dadurch ist es möglich abzuwarten, bis das System wieder einen eingeschwungenen Zustand erreicht hat.The output of the control circuit 17 is connected to a memory 25 , which in turn receives a signal from room thermostat 9 . When the room thermostat 9 switches off the compressor 1 or the expansion valve 4 , the memory 25 stores the output value of the control circuit 17 present at that time. When the compressor 1 and the expansion valve 4 are switched on again , this value is used and is supplied to the control circuits 13 and 16 of the fan 11 and the condenser outlet valve 14 via a switch 26 . After switching on again, the stored value is not immediately replaced by the output of the control circuit 17 , but is still present at the fan control 13 and / or the valve control 16 for an adjustable time period Δt 2 , which is generated by a time delay element 27 . This makes it possible to wait until the system has returned to a steady state.
Fig. 1 zeigt eine Kälteanlage mit einem Verdampfer 5 und einem diesem zugeordneten Expansionsventil 4. Es sind Anschlüsse 28 und 29 vorgesehen, an denen weitere Verdampfer und Expansionsventile parallel zu dem ersten Verdampfer 5 und dem ersten Expansionventil 4 zwischen Flüssigkeitsabscheider und Kompressor 1 angeordnet werden können. Fig. 1 shows a refrigeration system having an evaporator 5 and an associated therewith expansion valve 4. Connections 28 and 29 are provided, at which further evaporators and expansion valves can be arranged between the liquid separator and the compressor 1 in parallel to the first evaporator 5 and the first expansion valve 4 .
Ein Drucksensor 41 erfaßt den Kondensatordruck, d. h. den Druck, der am Ausgang des Kondensators 2 herrscht. Der Ausgang des Drucksensors 41 ist mit einem Eingang einer Überwachungseinrichtung 42 verbunden. Die Über wachungseinrichtung 42 weist einen Vergleicher 43 auf, der den Ausgang des Drucksensors 41 mit dem Eingang der Luftvolumensteuerung 13 bzw. der Ventilsteuerung 16 und den vom Öffnungsgradmelder 21 ermittelten Öff nungsgrad des Expansionsventils 4 vergleicht. Ferner weist die Überwachungseinrichtung 42 ein Zeitglied 44 auf, das die Aktivität des Vergleichers 43 steuert. Es bewirkt, daß der Vergleicher 43 den Ausgang des Druck sensors 41 mit dem Eingang der Luftvolumensteuerung 13 bzw. der Ventilsteuerung 16 erst eine vorbestimmte Zeit Δt3 nach einer Änderung des Eingangs der Luftvolu mensteuerung 13 bzw. der Ventilsteuerung 16 mit dem Ausgang des Drucksensors 41 und dem Öffnungsgrad des Expansionsventils 4 vergleicht.A pressure sensor 41 detects the condenser pressure, ie the pressure that prevails at the outlet of the condenser 2 . The output of the pressure sensor 41 is connected to an input of a monitoring device 42 . The monitoring device 42 has a comparator 43 which compares the output of the pressure sensor 41 with the input of the air volume control 13 or the valve control 16 and the degree of opening of the expansion valve 4 determined by the degree of opening detector 21 . Furthermore, the monitoring device 42 has a timer 44 that controls the activity of the comparator 43 . It causes the comparator 43 to output the pressure sensor 41 with the input of the air volume control 13 or the valve control 16 only a predetermined time Δt 3 after a change in the input of the air volume control 13 or the valve control 16 with the output of the pressure sensor 41 and the degree of opening of the expansion valve 4 .
Am Ausgang des Drucksensors 41 steht ein elektrisches Signal zur Verfügung, das ein Maß für den im Kondensator 2 herrschenden Ist-Druck ist, d. h. eine Ist-Größe. Am Eingang der Luftvolumensteuerung 13 bzw. der Ventilsteue rung 16 liegt eine Größe an, die ein Maß für den im Kondensator 2 einzustellenden Soll-Druck ist, also eine Soll-Größe, die Druck-Stellgröße. Bei einer intakten Kälteanlage, d. h. einer Kälteanlage ohne Leckstellen, durch die Kältemittel entweichen kann, folgt die durch den Drucksensor 41 ermittelte Ist-Größe nach einer vorge gebenen Gesetzmäßigkeit, in die auch der Öffnungsgrad des Expansionsventils 4 einfließt, der am Eingang der Luftvolumensteuerung 13 bzw. der Ventilsteuerung 16 anliegenden Soll-Größe. Aufgrund der Trägheit der Kälte anlage wird die Ist-Größe der Soll-Größe immer mit einer meßbaren Zeitverzögerung folgen. Wenn ein Vergleich zwischen Ist-Größe und Soll-Größe also erst dann statt findet, wenn nach einer Änderung der Soll-Größe eine Zeit Δt3 verstrichen ist, müssen bei einer intakten Kälteanlage Soll-Größe und Ist-Größe miteinander überein stimmen oder über einen vorgegebenen Faktor miteinander korrelieren. Ist dies nicht der Fall, d. h. ist beispiels weise die Ist-Größe die vorbestimmte Zeit Δt3 nach einer Änderung der Soll-Größe kleiner als die Soll-Größe, ist dies ein Hinweis auf einen Verlust an Kältemittel, der durch ein Leck in der Kälteanlage aufgetreten ist. Man kann natürlich auch unter in Kaufnahme eines höheren Aufwandes direkt überprüfen, ob die Ist-Größe der Soll- Größe nach der vorgegebenen Gesetzmäßigkeit folgt oder sich gar nicht oder zu langsam ändert. In jedem Fall ist eine Abweichung des Druckverhaltens im Kondensator 2 von dem erwartenden Verhalten ein Indiz für einen Kältemittelverlust.An electrical signal is available at the output of the pressure sensor 41 , which is a measure of the actual pressure prevailing in the condenser 2 , ie an actual variable. At the input of the air volume control 13 or the valve control 16 there is a variable which is a measure of the desired pressure to be set in the condenser 2 , that is to say a desired variable, the pressure manipulated variable. In an intact refrigeration system, i.e. a refrigeration system without leaks, through which refrigerant can escape, the actual size determined by the pressure sensor 41 follows a predetermined law, into which the degree of opening of the expansion valve 4 , which flows at the input of the air volume control 13 or the valve controller 16 applied target size. Due to the inertia of the refrigeration system, the actual size will always follow the target size with a measurable time delay. If a comparison between the actual size and the target size only takes place when a time Δt 3 has elapsed after a change in the target size, the target size and the actual size must be in agreement with one another in the case of an intact refrigeration system or over one correlate the given factor with each other. If this is not the case, that is, for example, the actual size the predetermined time .DELTA.t 3 after a change in the target size is smaller than the target size, this is an indication of a loss of refrigerant caused by a leak in the refrigeration system occured. Of course, you can also directly check whether the actual size follows the target size according to the prescribed law or does not change or changes too slowly. In any case, a deviation of the pressure behavior in the condenser 2 from the expected behavior is an indication of a refrigerant loss.
Stellt der Vergleicher 43 einen solchen Kältemittelver lust fest, aktiviert er eine Ausgabeeinrichtung 45, die eine Fehlermeldung ausgibt, beispielsweise in Form eines akustischen oder optischen Signals.If the comparator 43 detects such a loss of refrigerant, it activates an output device 45 which outputs an error message, for example in the form of an acoustic or optical signal.
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