DE2334508B2

DE2334508B2 - Regeleinrichtung für eine Klimatisierungsanlage

Info

Publication number: DE2334508B2
Application number: DE2334508A
Authority: DE
Inventors: Frank E. York Pa. Wills (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1979-03-29
Also published as: FR2192280A1; FR2192280B1; DE2334508A1; JPS5631493B2; AU5623473A; GB1414417A; US3768545A; IT992618B; JPS4952342A; CA1003531A; AU473506B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Klimatisierungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Regeleinrichtung ist in der DE-OS 26 979 beschrieben. Bei ihr wird das Temperatursignal des der Zuluft ausgesetzten ersten Temperaturfühlers stets verwendet 1st die Temperatur der Zuluft oberhalb einer ersten vorgegebenen Temperatur, so wird der erste Temperaturfühler auch zum Regeln der Kälteleistung verwendet Fällt die Temperatur der Zuluft unter die erste vorgegebene Temperatur, so wird die Kontrolle der Regelung auf den zweiten Temperaturfühler übertragen. Das Ausgangssignal des ersten Temperaturfühlers wird aber weiterhin überwacht, und ίο überschreitet die von ihm ermittelte Temperatur der Zuluft eine zweite vorgegebene Temperatur, so überträgt der erste Temperaturfühler die Kontrolle über die Regelung wieder an sich. Damit ist zwar sichergestellt daß die Temperatur der Zuluft sich rasch auf einen Gleichgewichtswert einstellt; es ist jedoch nicht sichergestellt daß die Temperatur im Kühlraum, d. h. die Temperatur des Kühlgutes rasch den gewünschten Wert annimmt

Demgegenüber soll durch die Erfindung eine Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß die Temperatur des Kühlgutes rasch auf den gewünschten Wert gebracht wird, wobei zugleich Schäden durch übermäßige Abkühlung verhindert werden sollen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Regeleinrichtung gemäß Anspruch 1.

Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung erfolgt die Umschaltung zwischen den beiden Temperaturfühlern in Abhängigkeit von der am Temperaturwähler eingestellten Solltemperatur. Liegt diese unter der durch das Referenzsignal vorgegebenen Umschalttemperatur, so erfolgt die Regelung gemäß der Temperatur der Zuluft. Für übliches Kühlgut wird die Umschalttemperatur bei 0°C gewählt, da bei Unterschreiten dieser Temperatur Frostschäden an vielen Frischwaren, ζ. Β Salaten, auftreten.

Durch diese Art der Umschaltung zwischen den Temperaturfühlern ist einerseits sichergestellt, daß bei gewünschten Kühlraum- und Kühlguttemperaturen, die über der Umschalttemperatur liegen, eine sehr rasche Abkühlung erfolgt, wobei die Temperatur der Zuluft unter der eingestellten Solltemperatur für das Kühlgut liegen kann. Andererseits erfolgt bei Solltemperaturen, die unterhalb der Umschalttemperatur liegen, die Regelung der Kälteleistung nach der Zulufttemperatur, so daß auch beim Anfahren der Klimatisierungsanlage sichergestellt ist, daß das Kühlgut nicht unzulässig unterkühlt wird.

In der DE-OS 19 51 807 ist ferner eine Regeleinrichtung zu Regelung der Leistung eines Kältemittelverdichters beschrieben, welche zwei Temperaturfühler aufweist, die in der Einlaßleitung bzw. der Auslaßleitung eines mit dem Kältemittel beaufschlagten Wärmetauschers angeordnet sind. Die beiden Temperaturfühler sind ständig mit jeweils einem zugeordneten Differenzverstärker verbunden, welcher über einen jeweils zugeordneten Temperaturwähler ein Solltemperatursignal erhält Über nachgeschaltete Signalformer können beide Differenzverstärker völlig gleichberechtigt über ein ODER-Glied auf die Steuerklemme der Steuerschaltung des Kältemittelverdichters arbeiten. Bei dieser bekannten Regeleinrichtung erfolgt somit die Einstellung der Kälteleistung sowohl in Abhängigkeit von der Temperatur der Zuluft als auch in Abhängigkeit von der Temperatur der Abluft.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird an einein Ausführungsbeispie!

und an Hand der Figuren näher erläutert. Es stellen dar

F i g. 1 ein Blockschaltbild, das allgemein den Aufbau einer Regeleinrichtung für eine Klimatisierungsanlage zeigt; und

F i g. 2 ein detaillierteres Schaltbild, der Regeleinrichtung nach F ig. 1.

F i g. 1 zeigt einen ersten Temperaturfühler 11, der ein erstes die Lufttemperatur am Einlaß eines zu klima usierenden Raumes anzeigendes Temperatursignal liefert. Ein zweite Temperaturfühler 10 liefert ein zweites Temperatursignal, das die Temperatur der aus dem Raum zurückgeführten Luft anzeigt Beide Temperatursignale erscheinen auf einer Leitung 12 nicht gleichzeitig, weil eine Auswahlschaltung 13 einen Stromkreis für nur einen der Temperaturfühler schließt, so daß nur ein Temperatursignal an der Leitung 12 zu jedem beliebigen Zeitpunkt liegt Ein Temperaturwähler 14, der z. B. ein einfaches Potentiometer sein kann, gibt ein Temperaturvorgabesignal über eine Leiiung 15 und über eine Leitung 16 an die Auswahlschaltung 13 ab. Die Auswahlschaltung empfängt auch ein einer Umschalttemperatur zugeordnetes Referenzsignal über eine Leitung 17. Wenn der Wert des Temperaturvorgabesignals kleiner als der des Referenzsignals ist, wird über eine Leitung 20 ein Stromkreis für den ersten Temperaturfühler 11 geschlossen. Überschreitet der Wert des Temperaturvorgabesignals den des Referenzsignals, dann wird über eine Leitung 18 für den zweiten Temperaturfühler 10 ein Stromkreis geschlossen. Das Referenzsignal ist z. B. so eingestellt, daß es e^;ner Temperatur von 0°C entspricht. Falls dann der Temperaturwähler auf über 0⁰C eingestellt ist, schließt die Auswahlschaltung 13 über die Leitung 18 einen Stromkreis für den zweiten Temperaturfühler 10, womit dieser in den Regelkreis geschaltet ist. Falls aber der Temperaturwähler unter die dem Referenzsignal entsprechende Temperatur eingestellt ist, wird ein Stromkreis für den ersten Temperaturfühler 11 über die Leitung 20 geschlossen, wobei dann dieser Temperaturfühler aktiv ist.

Eine Soll- und Ist-Temperatur vergleichender Differenzverstärker 21 erhält sowohl das Temperaturvorgabesignal (über die Leitung 15 und eine Leitung 22) als auch das Temperatursignal (über die Leitung 12), wobei immer einer der Temperaturfühler 10,11 arbeitet Der Differenzverstärker 21 liefert am Ausgang über eine Leitung 23 ein Signal zur Steuerung der Kälteleistung das von der Differenz zwischen dem Temperaturvorgabesignal auf der Leitung 22 und dem Temperatursignal auf der Leitung 12 abhängt Dieses Steuersignal läuft über eine Leitung 24 zur nichtgezeigten Steuerschaltung eines Kältemittelkompressors und über eine Leitung 25 sowie Widerstände 26 und 27 und eine Leitung ?8 zu einer nicht gezeigten Steuerschaltung einer Heizeinrichtung der Klimatisierungsanlage.

Der eine Eingang einer durch einen Differenzverstärker 30 gebildeten Sperrschaltung empfängt ein zweites Referenzsignal über eine Leitung 31. Der Wert des zweiten Referenzsignals ist gewöhnlich von dem des ersten Referenzsignals auf der Leitung 17 verschieden. Der Differenzverstärker 30 vergleicht den Wert des zweiten Referenzsignals mit dem über die Leitung 15 anliegenden Temperaturvorgabesignal um ein Sperrsignal an einer Leitung 32 zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Amplitude des Referenzsignals auf der Leitung 31 so gewählt werden, daß sie einer Temperatur von —6° entspricht. Wenn der Temperaturwähler 14 dazu auf unter —6° eingestellt ist, wird auf der Leitung 32 ein Ausgangssignal erzeugt, das über eine Diode 33 auf den Leiter 28 gelangt und das Steuersignal auf der Leitung 25 blockiert

Auf der linken Seite der Einzelheiten der Auswahls schattung 13 zeigenden F i g. 2 Ist ein Spannungsteiler 35 gezeigt, der mit dem einen Ende mit einer Spannungsversorgungsleitung 36 und mit dem anderen Ende mit Erde verbunden ist Der Spannungsteiler besteht aus in Serie geschalteten Widerständen 37 bis 43, um

ίο verschiedene Spannungswerte von Referenzsignalen festzulegen, die unterschiedliche Temperaturwerte bedeuten, mit welchen die tatsächlichen Temperatursignale und das Temperaturvorgabesignal verglichen werden. Leitungen 44 bis einschließlich 50 sind jeweils

is mit den verschiedenen Abgriffsstellen des Spannungsteilers 35 verbunden. Ein zweiter Spannungsteiler 51 mit in Serie geschalteten Widerständen 52, 53 und 54 liegt zwischen den Leitungen 47 und 50. Die Leitung 17 hängt an der gemeinsamen Verbindung der Widerstände 53 und 54 und ist über einen Widerstand 55 mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 56 verbunden, der als Spannungsvergleicher in der Auswahlschaltung 13 vorgesehen ist. Der Temperaturwähler 14 ist ein Potentiometer, das mit seinen Enden mit den Leitungen 47 und 50 verbunden ist. Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 56 empfängt das Temperaturvorgabesignal von dem Schleifer des Potentiometers 14 über den Leiter 15, einem Widerstand 57 und den Leiter 16. Der Anschluß 4 des Differenzverstärkers ist geerdet und sein Anschluß 8 ist mit der Spannungsversorgungsleitung 36 oder mit B + verbunden. Dies (B + an Anschluß 8 und Erde an Anschluß 4) gilt auch für die anderen Differenzverstärker 21 und 30 in Fig.2. All diese durch Operationsverstärker gebildeten Differenz verstärker haben eine Schmitt-Trigger-Schaltung. Ob wohl in Wirklichkeit verschiedene Leiter für jede Stufe benutzt werden, sind all diese Leiter, die Anschluß 8 mit B + verbinden, mit demselben Bezugszeichen 36 versehen.

Die Auswahlschaltung 13 weist drei NPN-Transistoren 58, 60 und 61 auf. Der Ausgang des Differenzverstärkers 56 ist einerseits über einen Widerstand 62 mit seinem Eingang 3 gekoppelt und andererseits mit einer Leitung 63 verbunden. Die Basis des Transistors 58 liegt zwischen Widerständen 64 und 65, die, in Serie geschaltet, zwischen der Leitung 63 und Erde liegen. Der Emitter des Transistors 58 ist geerdet und sein Kollektor liegt zwischen einem Widerstand 66 und der Anode einer Diode 67. Das andere Ende des Widerstandes 66 ist mit der Spannungsversorgungsleitung 36 verbunden, und die Kathode der Diode 67 ist mit der Basis des Transistors 61 verbunden. Die Basis des Transistors 60 ist über eine Diode 68 und einen Widerstand 70 mit der Leitung 63 verbunden. Die Emitter der Transistoren 60, 61 liegen beide an der Leitung 50, und die Kollektoren dieser zwei Transistoren sind diesbezüglich über die Leitungen 18,20 mit den Temperaturfühlern 10, 11 verbunden. Das Symbol T dieser Temperaturfühler soll bedeuten, daß in dieser bevorzugten Ausführung Thermistoren Verwendung finden. Mit dem zweiten Anschluß liegt jeder Thermisto^r an der Leitung 12. Ein Widerstand 71 zwischen den Leitungen 12 und 47 verbindet die Thermistoren 10,11 mit der Spannung zuführenden Leitung 47.

In der Auswahlschaltung 13 soll weiterhin zur Erläuterung der Wert des ersten Referenzsignals auf der Leitung 17 einer Temperatur von O⁰C entsprechen.

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ler 14 auf unter 0°C eingestellt ist. Unter diesen Umständen arbeitet die Regeleinrichtung mit dem Ausgangssignal des Temperaturfühlers 11, der am Lufteinlaß des zu klimatisierenden Raumes liegt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 56 klein, und der Transistor 60 wird nicht zum Schließen eines Stromkreises für den Thermistor 10 durchgeschaltet. Jedoch fließt von der Spannungsversorgungsleitung 36 über den Widerstand 66 und die Diode 67 ein Strom zur Basis des Transistors 61, der diesen Transistor durchschaltet, womit ein Stromkreis für den Thermistor 11 geschlossen wird. Daher läuft unter diesen Umständen das Temperatursignal vom Thermistor 11 über die Leitung 12 und einen Widerstans 72 zum Eingang 6 des Differenzverstärkers 21.

Ist der Temperaturwähler 14 auf über O⁰C eingestellt, dann bewirkt das Temperaturvorgabesignal auf Leitung 15 über den Widerstand 57 und der Leitung 16, daß der Differenzverstärker 56 durchschaltet und sein Ausgang hochgeht Dadurch wird nun seinerseits der Transistor 60 über die Leitung 63, den Widerstand 70 und der Diode 68 durchgeschaltet, um einen Stromkreis für den Thermistor 10, der der Abluft ausgesetzt ist, über die Leitung 18 zu schließen. Zur selben Zeit, wenn das Signal auf der Leitung 63 hochgeht, wird über den Spannungsabfall am Spannungsteiler 64, 65 der Transistor 58 angesteuert, der dann durchschaltet Wenn der Transistor 58 leitet, wird die Anode der Diode 67 auf Erde gelegt, wodurch der Transistor 61 gesperrt wird.

Durch die oben beschriebene Ansteuerung der Transistoren 60 und 61 wird erreicht, daß der Steuerungswechsel von einem Temperaturfühler zum anderen bei jeder gewünschten Umschalttemperatur vonstatten geht, indem der Wert des ersten Referenzsignals auf der Leitung 17 geändert wird.
Der Differenzverstärker 21 empfängt das Temperaturvorgabesignal am Eingang 5 über die Leitung 15, einem Widerstand 73 und der Leitung 22. Er empfängt auch über die Leitung 12 und einen Widerstand 72 das Temperatursignal von dem jeweils aktiven Thermistor, Der Ausgang 7 des Differenzverstärkers 21 ist über einen Widerstand 74 an einen Netzwerksknoten 75 angeschlossen, ebenso die Leitung 24. Weiter liegt Punkt 75 über eine Zenerdiode 76 an Erde. Der Eingang 6 des Differenzverstärkers 21 ist über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 77 und einem Widerstand

! 5 78 ebenfalls mit dem Nctzwcrksknoten 75 verbunden.

Die im unteren Teil der Fig.2 gezeigte, der Heizeinrichtung zugeordnete Sperrschaltung weist wie schon angegeben den Differenzverstärker 30 auf. Sein Eingang 6 ist über einen Widerstand 80 mit der Leitung 31 verbunden, über die das zweite Referenzsignal empfangen wird. Der zweite Eingang 5 ist über einen Widerstand 81 mit der Leitung 15 verbunden, über die das Temperaturvorgabesignal empfangen wird. Ein Kondensator 82 liegt zwischen den zwei Eingängen und ein Widerstand 83 koppelt den Eingang 5 mit dem Ausgang 7, der mit der Leitung 32 verbunden ist. Ein auf der Leitung 32 erzeugtes Sperrsignal, das die Heizeinrichtung außer Betrieb setzt, wird also erhalten, wenn die durch das Temperaturvorgabesignal auf Leitung 15 bestimmte Temperatur unterhalb der Temperatur liegt, die dem zweiten Referenzsignal auf der Leitung 31 entspricht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für eine Klimatisierungsanlage mit einem ersten die Temperatur der dem zu kühlenden Raum zugeführten Luft messenden Temperaturfühler, mit einem zweiten die Temperatur der aus dem zu kühlenden Raum abgeführten Luft messenden Temperaturfühler, mit einem Temperaturwähler zur Einstellung einer Solltemperatur und mit einer Auswahlschaltung, durch die jeweils einer der Temperaturfühler in den Regelkreis geschaltet und der andere von dem Regelkreis getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (13) einerseits vom Temperaturwähler (14) ein der Solltemperatur entsprechendes Temperaturvorgabesignal erhält und andererseits ein einer Umschalttemperatur zugeordnetes Referenzsignal erhält; daß die Auswahlschaltung (13) den ersten Temperaturfühler (11) in den Regelkreis schaltet, wenn das Temperaturvorgabesignal kleiner ist als das Referenzsignal und den zweiten Temperaturfühler (10) in den Regelkreis schaltet, wenn das Temperaturvorgabesignal größer als das Referenzsignal ist; und daß der Regelkreis einen Differenzverstärker (21) aufweist, der mit dem von dem jeweils in den Regelkreis geschalteten Temperaturfühler erzeugten Temperatursignal und mit dem Temperaturvorgabesignal beaufschlagt ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperaturfühler Thermistoren sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (13) die Thermistoren (10, 11) dadurch in den Regelkreis schaltet oder vom Regelkreis trennt, daß sie die Stromkreise für die Thermistoren (10, 11) schließt oder öffnet.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (13) einen mit dem Temperaturvorgabesignal und dem Referenzsignal beaufschlagten Differenzverstärker (56) aufweist, dessen Ausgangssignal einen ersten Schalttransistor (60) durchsteuert oder sperrt und einen zweiten Schalttransistor (61) sperrt oder durchsteuert, wobei über jeden der Schalttransistoren (60,61) eine Klemme eines der Thermistoren (10, 11) mit Erde verbindbar ist, während die anderen Klemmen der Thermistoren fest mit der Versorgungsspannungsquelle verbunden sind.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, wobei beide Schalttransistoren vom selben Typ sind, gekennzeichnet durch einen einem der beiden Schalttransistoren vorgeschalteten Inverter (58).

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Heizsperrschaltung (30), auf deren Eingangsklemmen das Temperaturvorgabesignal und ein zweites Referenzsignal gegeben werden und die den Betrieb der Heizeinheit der Klimatisierungsanlage unterbindet, wenn das Temperaturvorgabesignal kleiner ist als das zweite Referenzsignal.