EP0410330B1 - Method and apparatus for operating a refrigeration system - Google Patents

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EP0410330B1
EP0410330B1 EP90113997A EP90113997A EP0410330B1 EP 0410330 B1 EP0410330 B1 EP 0410330B1 EP 90113997 A EP90113997 A EP 90113997A EP 90113997 A EP90113997 A EP 90113997A EP 0410330 B1 EP0410330 B1 EP 0410330B1
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EP
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cooling
central unit
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refrigeration
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Abstract

Method of operating a refrigeration system, in particular a combination refrigeration system with at least two parallel-connected compressors which are operated simultaneously together or alternately to cover the respective refrigeration requirement of at least one refrigeration point provided with sensors, a reference signal for the current refrigeration conditions at the refrigeration point (11) being transmitted from each refrigeration point (11) to a central unit (20) and the respective refrigeration requirement being determined from this, and the connected compressors (22) correspondingly being switched on or off by the central unit (20). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method.

Die Kühlleistung einer Kälteanlage wird bestimmt durch den Kältebedarf der angeschlossenen Kühlstellen, der im wesentlichen durch die Umgebungstemperatur und die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft am Ort der Kühlstellen beeinflußt wird. Hierdurch bedingt sind starke Schwankungen des Kältebedarfs im jahreszeitlichen Wechsel möglich.The cooling capacity of a refrigeration system is determined by the cooling requirement of the connected cooling points, which is essentially influenced by the ambient temperature and the atmospheric humidity of the ambient air at the location of the cooling points. As a result, strong fluctuations in the cooling requirement are possible in the course of the season.

Unabhängig von solchen Schwankungen muß eine Kälteanlage stets auf den maximalen Kältebedarf, d. h. bei hoher Umgebungstemperatur und hoher Luftfeuchtigketi der Umgebungsluft am Aufstellungsort der Kühlstellen auf maximale Kühlgutbeschickung und Kühlguttemperatur sowie auf das Kühlvolumen der Kühlstellen ausgelegt sein. Dabei haben die zuvor erwähnten Schwankungen des Kältebedarfs zur Folge, daß die zur Kälteversorgung vorgesehenen Verdichter mit unterschiedlicher Einschaltdauer betrieben werden, wobei bekannterweise sich eine hohe Einschalthäufigkeit nachteilig auf deren Lebensdauer auswirkt. Um diesem Problem abzuhelfen, ist aus der DE-PS 27 58 153 bekannt, mehrere Verdichter zur Kälteversorgung einer Kälteanlage zusammenzuschalten und bedarfsweise deren Betrieb so vorzusehen, daß ihre Einschaltung abhängig vom aktuellen Kältebedarf erfolgt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß die Einschaltung der Verdichter, sofern kein gemeinsamer Betrieb aufgrund hohen Kältebedarfs erfolgt, die einzelnen Verdichter nach einem vorgegebenen Zyklus eingeschaltet werden, so daß die Einschalthäufigkeit für alle Verdichter möglichst gleich ist.Irrespective of such fluctuations, a refrigeration system must always be designed for the maximum cooling requirement, ie at high ambient temperatures and high atmospheric humidity at the place of installation of the cooling points, for maximum loading of the cooling goods and temperature and for the cooling volume of the cooling points. The previously mentioned fluctuations in the cooling requirement have the consequence that the compressors provided for the cooling supply are operated with different duty cycles, with a known high frequency having a disadvantageous effect on their service life. In order to remedy this problem, it is known from DE-PS 27 58 153 to interconnect several compressors for cooling supply to a refrigeration system and, if necessary, to provide their operation in such a way that they are switched on depending on the current cooling requirement. It is particularly provided that the compressor is switched on, if there is no common operation due to high cooling demand, the individual compressors are switched on after a predetermined cycle, so that the switching on frequency is as equal as possible for all compressors.

Die Ermittlung des Kältebedarfs und der hiervon abhängige Betrieb der Verdichter der Kälteanlage erfolgt üblicherweise durch Auswertung des Saugdrucks im Kühlmittelkreislauf. Hierzu wird in einem Regelkreis der aktuelle Druck in der Saugleitung mit einem durch Berechnung ermittelten niedrigsten Wert verglichen, so daß bei maximalem Kühlbedarf die erforderliche größte Kälteleistung zur Versorgung der Kühlstellen bereitgestellt wird.The determination of the cooling requirement and the dependent operation of the compressors of the refrigeration system is usually carried out by evaluating the suction pressure in the coolant circuit. For this purpose, the current pressure in the suction line is compared in a control circuit with a lowest value determined by calculation, so that the maximum cooling capacity required to supply the cooling points is provided at maximum cooling requirements.

Die Kühlstellen werden hiervon unabhängig in einem eigenen Regelkreis, der den Zulauf an Kältemittel kontrolliert, auf die vorgegebenen Temperaturwerte geregelt.The cooling points are controlled independently of this in a separate control loop that controls the supply of refrigerant to the specified temperature values.

Aus der US-A-2 274 336 ist die Steuerung für eine Verbund-Kälteanlage bekannt, die über eine sogenannte Kelvin-Waage in Verbindung mit unterschiedlichen Widerständen sowie einem Stufenschalter arbeitet.From the US-A-2 274 336 the controller for a composite refrigeration system is known, which works via a so-called Kelvin balance in connection with different resistors and a tap changer.

Aus der US-A-4 487 028 ist es bekannt, zur Gebäudeklimatisierung ein Kaltwassersystem mit Sensoren in der Wasservorlauf- und Wasserrücklaufleitung sowie mit Thermoventilen einzusetzen, wobei die Außentemperatur als Führungsgröße dient.From US-A-4 487 028 it is known to use a cold water system with air conditioning and sensors in the water supply and water return line as well as with thermal valves, the outside temperature serving as a control variable.

In der FR-A-2 505 466 ist ein Regler für eine Klima- oder Kälteanlage offenbart mit Sensoren für jede Kühlstelle, deren Meßwerte proportional zu Meßwerten für Temperatur, Feuchte und Druck als Strom- oder Spannungssignal einem Mikroprozessor zur Aufbereitung zugeleitet werden. Der Mikroprozessor schaltet die mit unterschiedlicher Leistung ausgestatteten Verdichterstufen entsprechend dem Kältebedarf ein oder aus.FR-A-2 505 466 discloses a controller for an air conditioning or refrigeration system with sensors for each cooling point, the measured values of which are fed to a microprocessor for processing as a current or voltage signal in proportion to measured values for temperature, humidity and pressure. The microprocessor switches the compressor stages equipped with different outputs on or off according to the cooling requirement.

In der DE-C-842 351 ist eine Steuerung für eine Verbund-Kälteanlage offenbart, bei welcher in der Kühlmittelleitung angeordnete Magnetventile von Thermostaten der einzelnen Kühlstellen öffnen oder schließen.DE-C-842 351 discloses a controller for a composite refrigeration system, in which solenoid valves of thermostats of the individual cooling points arranged in the coolant line open or close.

Ferner sind einzelne Saugdruckschalter vorgesehen, welche mittels entsprechender Schutzansteuerung die Verdichterstufen einschalten.Furthermore, individual suction pressure switches are provided, which switch on the compressor stages by means of a corresponding protective control.

Die US-A-4 384 462 zeigt einen Systemregler für eine Verbund-Kälteanlage mit Kühlstellen, die mit Sensoren zur Temperaturerfassung bestückt sind, sowie mit mehreren Verdichtern, die die erforderliche Kälteleistung durch gemeinsamen Betrieb oder abwechselnden Betrieb bereitstellen. Dabei wird ein Referenzsignal von den Kühlstellen an eine Zentraleinheit übermittelt und dort zwecks Ermittlung des Kältebedarfs ausgewertet und so der Betrieb der Verdichter gesteuert.US-A-4 384 462 shows a system controller for a composite refrigeration system with cooling points which are equipped with sensors for temperature detection, as well as with several compressors which provide the required cooling capacity by joint operation or alternating operation. A reference signal is transmitted from the cooling points to a central unit, where it is evaluated for the purpose of determining the cooling requirement, and the operation of the compressors is thus controlled.

Hierbei ist vorgesehen, den Kältemittel-Saugdruck praktisch konstant zu halten und nur die Kühlstellentemperatur zugrundezulegen. Dies hat zur Folge, daß die Kälteübertragung an den Kühlstellen mit der größtmöglichen Temperaturdifferenz erfolgt, obwohl im Teillastbereich eine entsprechend kleinere Temperaturdifferenz ausreichend wäre. Eine solche Betriebsweise aber ist unwirtschaftlich und führt zu einer hohen Einschalthäufigkeit. Die hierdurch bedingten kurzen Betriebszeiten können zu Störungen beim Betrieb der Drosselventile, z. B. thermostatische Expansionsventile, an den Verdampfern führen, da infolgedessen unvollständige Kältemittelbeaufschlagung der Verdampfer und Übertragung von flüssigen Kühlmittel in die Saugleitung und damit in den Verdichter in stetem Wechsel möglich sind.It is envisaged that the refrigerant suction pressure will be kept practically constant and only the cooling point temperature will be taken as a basis. The result of this is that the cold transfer takes place at the cooling points with the greatest possible temperature difference, although a correspondingly smaller temperature difference would be sufficient in the part-load range. Such a mode of operation, however, is uneconomical and leads to a high frequency of switching on. The resulting short operating times can lead to malfunctions in the operation of the throttle valves, for. B. thermostatic expansion valves on the evaporators, as a result of incomplete refrigerant exposure to the evaporator and transfer of liquid coolant into the suction line and thus into the compressor are possible in a constant change.

Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Kälteanlage der eingangs genannten Art anzugeben, nach welchem ein möglichst gleichförmiger Betrieb der Kälteanlage möglich ist und im Hinblick auf den jeweiligen Kältebedarf eine möglichst gleichmäßige Auslastung der angeschlossenen Verdichter erfolgt. Außerdem soll eine nach dem Verfahren arbeitende Kälteanlage konzipiert werden.Starting from the above-mentioned prior art, the object of the invention is a method for operating a refrigeration system of the type mentioned at the outset, according to which the most uniform possible operation of the refrigeration system is possible and in view of the respective cooling requirement, the most possible uniform utilization of the connected compressors. In addition, a refrigeration system working according to the method is to be designed.

Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzsignal die Meßwerte von Temperaturfühlern sowie der jeweilige Kältemittel-Saugdruck verwendet werden, welche in der Zentraleinheit ausgewertet werden, daß als Sollwert für die maximale Kälteleistung das Saugdruck-Minimum vorgegeben wird und daß eine Sollwertverschiebung der Saugdruck-Regelung in Abhängigkeit der Abweichung der in der Zentraleinheit ausgewerteten Kühlstellentemperatur von ihrem jeweiligen Sollwert erfolgt.The solution to the problem is characterized in that the measured values of temperature sensors and the respective refrigerant suction pressure are used as the reference signal, which are evaluated in the central unit, that the minimum suction pressure is specified as the setpoint for the maximum cooling capacity and that a setpoint shift of the Suction pressure control takes place depending on the deviation of the cooling point temperature evaluated in the central unit from its respective setpoint.

Gemäß der Erfindung ist also danach vorgesehen, daß die ursprünglich zur örtlichen Temperaturregelung der Kühlstellen vorgesehenen Einrichtungen mit der Leistungsregelung des Verdichter-Verbundes verknüpft werden, dabei wird das Referenzsignal der Kühlstelle unter Zugrundelegung einer Sollvorgabe, die sowohl das maximale Kühlvolumen sowie den hieraus resultierenden maximalen Kältebedarf als auch den Aufstellungsort der Kühlstelle mit den vorherrschenden Umgebungsbedingungen berücksichtigt, in der Zentraleinheit ausgewertet, um so ein Maß für den tatsächlichen Kältebedarf zu erhalten und demgemäß einen oder mehrere Verdichter in Betrieb zu nehmen.According to the invention, it is therefore provided that the devices originally provided for the local temperature control of the cooling points are linked to the capacity control of the compressor network, the reference signal of the cooling point being based on a target specification that includes both the maximum cooling volume and the resulting maximum cooling requirement as well as the location of the cooling point with the prevailing ambient conditions, evaluated in the central unit in order to obtain a measure of the actual cooling requirement and accordingly to put one or more compressors into operation.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß der Zulauf an Kältemittel zu den angeschlossenen Kühlstellen von der Zentraleinheit geöffnet oder geschlossen wird.In an advantageous embodiment of the invention it can further be provided that the supply of refrigerant to the connected cooling points is opened or closed by the central unit.

Während also bei herkömmlichen Kälteanlagen die Betriebsweise der Verdichter zur Deckung des aktuellen Kältebedarfs üblicherweise mit festem Kältemittel-Saugdruck-Sollwert erfolgt, und lediglich bei z. B. Supermärkten, in denen Verbund-Kälteanlagen ebenfalls zum Einsatz kommen, eine verbesserte Ausführung mit gleitendem Saugdruck-Sollwert Verwendung findet, bei der als Führungsgröße für die Sollwertanpassung die separate Temperatur und/oder relative Luftfeuchte des Verkaufsraumes gewählt wird, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, auf derartigen apparativen Aufwand zu verzichten, indem die ebenfalls vorgesehene Sollwertverschiebung der Saugdruck-Regelung mittels der in der Zentraleinheit ausgewerteten Kühlstellentemperaturen erfolgt.So, in conventional refrigeration systems, the operation of the compressors to cover the current cooling requirement is usually carried out with a fixed refrigerant suction pressure setpoint, and only with z. B. supermarkets, in which composite refrigeration systems are also used, an improved version with sliding suction pressure setpoint is used, in which the separate temperature and / or relative humidity of the sales room is selected as a guide variable for the setpoint adjustment, is provided according to the invention to dispense with such expenditure on equipment, in that the setpoint value shift of the suction pressure control, which is also provided, is carried out by means of the cooling point temperatures evaluated in the central unit.

Auf diese Weise werden nicht nur die Temperatur und die relative Feuchte der Umgebungsluft sondern alle den Kältebedarf beeinflussenden Faktoren berücksichtigt. Hierdurch ist erstmals auch für Kühlräume die Möglichkeit der energetisch vorteilhaften Kühlung mit gleitendem Saugdruck-Sollwert geschaffen.In this way, not only the temperature and the relative humidity of the ambient air but also all factors influencing the cooling requirement are taken into account. For the first time, this also creates the possibility of energetically advantageous cooling with sliding suction pressure setpoint for cold rooms.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird erreicht, daß die Verdichter stets mit der höchstmöglichen und damit wirtschaftlichsten Verdampfungstemperatur betrieben werden können und gleichzeitig die vorgeschriebenen Kühlstellentemperaturen mit Sicherheit eingehalten werden. Hierdurch ist einerseits eine hohe Lebensdauer der Verdichter gewährleistet und damit andererseits ein hohes Maß an Verfügbarkeit, um die vorgeschriebenen Kühlstellen-Temperaturen einzuhalten.With the help of the procedure according to the invention it is achieved that the compressors can always be operated with the highest possible and therefore most economical evaporation temperature and at the same time the prescribed cooling point temperatures are maintained with certainty. On the one hand, this means a long service life the compressor guarantees and, on the other hand, a high degree of availability in order to maintain the prescribed cooling point temperatures.

Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens dient erfindungsgemäß eine Verbund-Kälteanlage mit wenigstens einer mit Temperatursensoren versehenen Kühlstelle, mit wenigstens zwei parallel geschalteten Verdichtern, die zur Deckung des Kältebedarfs in zyklisch abwechselndem oder gemeinsamem Betrieb die zur Deckung des Kältebedarfs erforderliche Kälteleistung bereitstellen, mit einer Zentraleinheit, die sowohl mit den Temperatursensoren jeder Kühlstelle als auch mit den angeschlossenen Verdichtern der Kälteanlage verbunden ist, wobei jeder Temperatursensor ein Referenzsignal an die Zentraleinheit gibt, welches die Zentraleinheit zur Ermittlung des Kältebedarfs auswertet und entsprechend dem ermittelten Kältebedarf den Betrieb der Verdichter steuert, sowie mit einem in der Kältemittel-Saugleitung angeordnetem Drucksensor, der ebenfalls ein Referenzsignal über den aktuellen Saugdruck zur Auswertung an die Zentraleinheit gibt, welches Referenzsignal gemeinsam mit den Referenzsignalen der Temperatursensoren zur Festlegung des Sollwertes für das Saugdruck-Minimum in Abhängigkeit der Abweichung der Kühlstellentemperaturen von ihrem jeweiligen Sollwert dient.To carry out the method described above, according to the invention, a composite refrigeration system with at least one cooling point provided with temperature sensors, with at least two compressors connected in parallel, which provide the cooling capacity required to cover the cooling requirement in cyclically alternating or joint operation, with a central unit , which is connected both to the temperature sensors of each cooling point and to the connected compressors of the refrigeration system, each temperature sensor giving a reference signal to the central unit, which evaluates the central unit to determine the cooling requirement and controls the operation of the compressors in accordance with the determined cooling requirement, as well as a pressure sensor arranged in the refrigerant suction line, which also gives a reference signal about the current suction pressure for evaluation to the central unit, which reference signal together with de n Reference signals from the temperature sensors are used to determine the setpoint for the minimum suction pressure as a function of the deviation of the cold store temperatures from their respective setpoint.

In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbund-Kälteanlage ist in der Zulaufleitung für das Kältemittel zu jeder Kühlstelle ein fernbetätigbares Absperrventil angeordnet, welches ferngesteuert den Kältemittelzulauf unterbricht oder freigibt.In an expedient development of the composite refrigeration system according to the invention, a remotely operable shut-off valve is arranged in the feed line for the refrigerant to each cooling point, said shut-off valve remotely interrupting or releasing the refrigerant feed.

Vorteilhafterweise können die Signalleitungen zwischen den Sensoren der Kühlstellen und der Zentraleinheit als Busleitungen zur Übertragung von Signalen und Steuerbefehlen ausgebildet sein.The signal lines between the sensors of the cooling points and the central unit can advantageously be designed as bus lines for the transmission of signals and control commands.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die fernbetätigbaren Absperrventile über die Signalleitung ansteuerbar sind.It can be provided that the remotely operated shut-off valves can be controlled via the signal line.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß den Verdampfern wenigstens einer Kühlstelle ein Lüftergebläse zugeordnet ist, das über eine Steuerleitung mit dem Kühlstellensensor verbunden ist.A preferred embodiment of the invention provides that the evaporators are assigned at least one cooling point to a fan blower which is connected to the cooling point sensor via a control line.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These and further advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.The invention, advantageous refinements and advantages of the invention are to be explained and described in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing.

Die einzige Figur zeigt ein
   Schaltschema einer Verbund-Kälteanlage, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.The only figure shows one
Circuit diagram of a composite refrigeration system, which works according to the inventive method.

Die einzige Figur zeigt eine Verbund-Kälteanlage 10, mit insgesamt drei Kühlstellen 11, die parallel geschaltet sind und die durch Verdampfer 11a schematisch dargestellt sind.The single figure shows a composite refrigeration system 10, with a total of three cooling points 11, which are connected in parallel and which are represented schematically by evaporators 11a.

Einer jeden Kühlstelle ist ein als Temperatur-Regelung ausgebildeter Sensor zugeordnet, der aus einem Thermostat 13 und wenigstens einem Temperaturfühler 18 gebildet ist. Jeder einer Kühlstelle 11 zugeordnete Thermostat 13 arbeitet mit dem wenigstens einen Temperaturfühler 18 zusammen und ist über eine Signalleitung 14 mit einer Zentraleinheit 20 verbunden. Über diese Signalleitung 14 wird die Zentraleinheit 20 von jedem der den zur Kälteanlage gehörenden Kühlstellen 11 zugeordneten Thermostaten 13 ein Referenzsignal übermittelt, welches Aufschluß über den momentanen Kältebedarf der Kühlstelle 11 und damit indirekt sowohl über die Temperatur der Kühlstelle 11 als auch über die Umgebungsbedingungen am Aufstellungsort der Kühlstelle 11 gibt.A sensor designed as a temperature control is assigned to each cooling point and is formed from a thermostat 13 and at least one temperature sensor 18. Each thermostat 13 assigned to a cooling point 11 cooperates with the at least one temperature sensor 18 and is connected to a central unit 20 via a signal line 14. Via this signal line 14, the central unit 20 is transmitted a reference signal from each of the thermostats 13 associated with the refrigeration system 11 belonging to the refrigeration system, which provides information about the instantaneous cooling requirement of the refrigeration system 11 and thus indirectly about both the temperature of the refrigeration system 11 and the ambient conditions at the installation site the cooling point 11 there.

Vorzugsweise ist die Signalleitung 14 als Datenbusleitung ausgebildet, so daß Signale unterschiedlicher Art übertragen werden können. Außerdem ist auch die Übertragung von Steuerbefehlen mit der Signalleitung 14 möglich.The signal line 14 is preferably designed as a data bus line, so that signals of different types can be transmitted. In addition, the transmission of control commands with the signal line 14 is also possible.

Jede Kühlstelle 11 wird über eine Zulaufleitung 19 mit der von einem aus Verdichtern 22 gebildeten Kälteaggregat mit der zur Deckung des jeweiligen Kältebedarfs erforderlichen Kältemittelmenge versorgt.Each cooling point 11 is supplied via an inlet line 19 with the refrigeration unit formed by a compressor 22 with the amount of refrigerant required to cover the respective refrigeration requirement.

In der Kältemittelleitung 19 ist vor jedem Verdampfer 11a jeweils ein fernbetätigbares Absperrventil 12 angeordnet, welches die Zufuhr an Kältemittel entsprechend dem Referenzsignal des dieser Kühlstelle 11 zugeordneten Thermostaten 13 unterbricht oder freigibt. Vorzugsweise sind die Absperrventile so ausgebildet, daß sie zwei Endstellungen, nämlich "offen" und "geschlossen", ohne Zwischenstellung einnehmen.A remote-controlled shut-off valve 12 is arranged in front of each evaporator 11a in the refrigerant line 19 and interrupts or releases the supply of refrigerant in accordance with the reference signal of the thermostat 13 assigned to this cooling point 11. The shut-off valves are preferably designed such that they assume two end positions, namely “open” and “closed”, without an intermediate position.

In Durchflußrichtung hinter dem Absperrventil 12 befindet sich in der Zulaufleitung 19 eine Drosselstelle 17, die vorzugsweise als thermostatisches Expansionsventil ausgebildet ist, um die völlige Verdampfung des Kältemittels in dem der Kühlstelle 11 zugeordneten, hier nicht näher gezeigten Verdampfer zu gewährleisten.In the flow direction behind the shut-off valve 12 there is a throttle point 17 in the feed line 19, which is preferably designed as a thermostatic expansion valve in order to ensure the complete evaporation of the refrigerant in the evaporator associated with the cooling point 11, not shown here in any more detail.

Ergänzend kann jeder Kühlstelle zusätzlich ein Gebläse 14 zugeordnet sein, welches dazu dient, die an der Kühlstelle 11 im Verdampfer 11a freigesetzte Kälteleistung gleichmäßig zu verteilen.In addition, each cooling point can also be assigned a blower 14, which serves to distribute the cooling power released at the cooling point 11 in the evaporator 11a evenly.

Das bereits erwähnte Kälteaggregat ist aus drei parallel geschalteten jeweils von einem Elektromotor 23 angetriebenen Verdichtern 22 gebildet, welche über einen Kondensator 25, in welchem das hochverdichtete Kältemittel verflüssigt wird unter Abgabe von Wärme, und einen nachgeschalteten Sammler 27, von welchem die Zulaufleitung 19 abgeht, mit den Verdampfern 11a verbunden ist.The above-mentioned refrigeration unit is formed from three compressors 22, each connected in parallel and driven by an electric motor 23, which has a condenser 25, in which the highly compressed refrigerant is liquefied, giving off heat, and a downstream collector 27, from which the feed line 19 branches. is connected to the evaporators 11a.

Der Rücklauf des Kältemittels zum Kälteaggregat erfolgt über eine Saugleitung 24, welche als Sammelleitung für die von den einzelnen Kühlstellen kommenden Einzelleitungen ausgebildet ist und bei Erreichen des Kälteaggregats wiederum in Einzelleitungen zu den einzelnen Verdichtern 22 geführt ist.The return of the refrigerant to the refrigeration unit takes place via a suction line 24, which is designed as a collecting line for the individual lines coming from the individual cooling points and, when the refrigeration unit is reached, is in turn guided in individual lines to the individual compressors 22.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei der Verflüssigung des Kältemittels im Kondensator 25 kann dieser, wie im Beispiel gezeigt, als luftgekühlter Kondensator ausgebildet sein, wobei mittels eines ein- oder mehrstufigen Gebläses die Wärmeabfuhr erhöht werden kann. Selbstverständlich kann statt dessen auch eine Wasserkühlung vorgesehen sein, die als regenerative Wärmequelle dient.To increase the efficiency in the liquefaction of the refrigerant in the condenser 25, this can, as shown in the example, be designed as an air-cooled condenser, and the heat dissipation can be increased by means of a single-stage or multi-stage fan. Of course, water cooling can also be provided instead, which serves as a regenerative heat source.

Die Zentraleinheit 20 ist wie bereits erwähnt über Signalleitungen 14 mit jedem Thermostaten 13 verbunden und erhält so die aktuellen Referenzwerte von den angeschlossenen Kühlstellen 11. Wie ebenfalls erwähnt, kann über diese Signalleitung 14 auch die Übertragung von Steuerbefehlen erfolgen, was für die Fernbetätigung der fernbetätigbaren Absperrventile 12 genutzt wird. Hierzu ist abgehend von der Signalleitung 14 jeweils eine Steuerleitung 15 vorgesehen, die die Verbindung zwischen der Zentraleinheit 20 und dem jeweiligen Antriebsmodul des zugeordneten Absperrventils 12 herstellt. In gleicher Weise ist auch das zusätzliche Gebläse 14, das zur gleichmäßigen Kälteverteilung an der Kühlstelle 11 dient, über eine Steuerleitung 16 mit dem zugeordneten Thermostat 13 verbunden, wobei die Steuerleitung 16 durchgeschaltet sein kann, so daß das Gebläse 14 direkt von der Zentraleinheit 20 angesteuert wird.The central unit 20 is, as already mentioned, connected to each thermostat 13 via signal lines 14 and thus receives the current reference values from the connected cooling points 11. As also mentioned, control signals can also be transmitted via this signal line 14, which is for the remote actuation of the remotely operated shut-off valves 12 is used. For this purpose, starting from the signal line 14, a control line 15 is provided, which establishes the connection between the central unit 20 and the respective drive module of the assigned shut-off valve 12. In the same The additional blower 14, which is used for uniform cooling distribution at the cooling point 11, is also connected via a control line 16 to the associated thermostat 13, the control line 16 being able to be switched through, so that the blower 14 is controlled directly by the central unit 20.

Andererseits besteht auch die Möglichkeit, daß der zugeordnete Thermostat 13 die Ansteuerung des zugeordneten Gebläses 14 sowie des Absperrventils 12 übernimmt.On the other hand, there is also the possibility that the associated thermostat 13 takes over the control of the associated blower 14 and the shut-off valve 12.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jeder Antriebsmotor 23 für die Verdichter 22 jeweils über eine separate Leitung 28 mit der Zentraleinheit 20 verbunden ist.It is further provided according to the invention that each drive motor 23 for the compressors 22 is connected to the central unit 20 via a separate line 28.

Außerdem ist ein Drucksensor 21 vorgesehen, der zur Erfassung des Saugdruckes des Kältemittels in der Rücklaufleitung 24 dient und als Meßwandler ausgebildet ebenfalls mit der Zentraleinheit 20 verbunden ist. Anhand des von dem Drucksensor 21 übermittelten Referenzwertes für den aktuellen Saugdruck erhält die Zentraleinheit die zusätzliche Information über die jeweilige Kältemitteltemperatur woraus sich im Vergleich mit der jeweiligen Kühlstellentemperatur die erforderliche Kühlleistung, d. h. der Kältebedarf, bestimmen läßt.In addition, a pressure sensor 21 is provided, which is used to detect the suction pressure of the refrigerant in the return line 24 and is designed as a measuring transducer and is also connected to the central unit 20. On the basis of the reference value for the current suction pressure transmitted by the pressure sensor 21, the central unit receives the additional information about the respective refrigerant temperature, which in comparison with the respective cooling point temperature determines the required cooling capacity, i. H. the need for cooling, can be determined.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Funktion der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung wird folgendes ausgeführt. Unter Zugrundelegung des im Beispiel dargestellten Schaltungsschema werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Sollwertabweichungen der Kühlstellensensoren 13 an die Zentraleinheit 20 weitergemeldet und dort zusammen mit dem Signal der Saugdrucküberwachung 21 zu einem Eingangssignal für den in der Zentraleinheit 20 integrierten, hier nicht näher gezeigten, Stufenschalter der Verdichtersteuerung verarbeitet.To carry out the method according to the invention using the function of the circuit arrangement described above, the following is carried out. On the basis of the circuit diagram shown in the example, the setpoint deviations of the cooling point sensors 13 are reported to the central unit 20 according to the inventive method and there, together with the signal of the suction pressure monitor 21, to form an input signal for the step switch of the compressor controller integrated in the central unit 20, not shown here processed.

Gemäß der Erfindung sind die nachfolgend beschriebenen Möglichkeiten vorgesehen.According to the invention, the options described below are provided.

Der Saugdruck wird als Sollwert-Minimum für die maximale Kälteleistung eingegeben. Die Saugdruck-Sollwerterhöhung über die Thermostaten 13 kann in einem vorgewählten Bereich, beispielsweise 0 - 10 K, erfolgen. Die Abweichung vom Temperatursollwert der Kühlstelle kann dabei zwischen 0 und 2 K betragen.The suction pressure is entered as the setpoint minimum for the maximum cooling capacity. The suction pressure setpoint increase via the thermostats 13 can take place in a preselected range, for example 0-10 K. The deviation from the temperature setpoint of the cooling point can be between 0 and 2 K.

Eine Sollwertverschiebung für den Saugdruck beträgt bei der maximalen Abweichung der Kühlstellentemperatur 0 K. Je weiter sich die Kühlstellentemperatur ihrem Sollwert nähert, desto größer kann die Saugdruck-Sollwerterhöhung sein. Bei 0 K Abweichung vom Kühlstellentemperatursollwert kommt die größte Sollwertanhebung für den Saugdruck von beispielsweise 10 K zum Tragen. Dabei ist vorgesehen, daß die Sollwertverschiebung für den Saugdruck schrittweise unter Einbeziehung eines hier nicht näher beschriebenen Zeitgliedes erfolgt.A setpoint shift for the suction pressure is 0 K at the maximum deviation of the cooling point temperature. The closer the cooling point temperature approaches its setpoint, the greater the increase in suction pressure setpoint. If there is a 0 K deviation from the cold store temperature setpoint, the largest setpoint increase for the suction pressure of 10 K, for example, comes into play. It is provided that the setpoint shift for the suction pressure takes place step by step, including a timing element not described here.

Durch diese erfindungsgemäße Erhöhung des Saugdruck-Sollwertes wird die Betriebszeit der Kühlstellen 11 erhöht, was sich vorteilhaft auf die Arbeitsweise der Drosselventile 17 auswirkt. Kurze Betriebszeiten, die zu einem unwirtschaftlichen Betrieb der Kälteanlage 10 infolge ungenügender Kältemittelfüllung der Verdampfer 11a der Kühlstellen 11 führen und die sich infolge ungenügender Sauggasüberhitzung leistungsmindernd auf die Verdichter 22 und nachteilig auf deren Lebensdauer auswirken, werden so verhindert.This increase in the suction pressure setpoint according to the invention increases the operating time of the cooling points 11, which has an advantageous effect on the operation of the throttle valves 17. This prevents short operating times, which lead to inefficient operation of the refrigeration system 10 as a result of insufficient refrigerant filling of the evaporators 11a of the cooling points 11 and which, due to insufficient suction gas overheating, reduce the performance of the compressors 22 and adversely affect their service life.

Gleichzeitig wird hiermit eine höhere Verdampfungstemperatur erreicht, bei der der Verdichter mit größerer Leistungszahl arbeitet, was gleichbedeutend ist, mit einer Erhöhung seiner Kälteleistung und einer Reduzierung seiner Leistungsaufnahme.At the same time, a higher evaporation temperature is achieved, at which the compressor works with a higher coefficient of performance, which is synonymous with an increase in its cooling capacity and a reduction in its power consumption.

Bestimmend für die Sollwertverschiebung des Saugdruckes des Kältemittels ist jeweils das Referenzsignal der Kühlstelle 11, die die größte Sollwertabweichung der Kühlstellentemperatur aufweist, da der Einhaltung des Kühlstellen-Sollwertes stets Vorrang einzuräumen ist.The reference signal of the cooling point 11, which exhibits the greatest deviation of the cooling point temperature from the setpoint value, is decisive for the setpoint shift of the suction pressure of the refrigerant, since compliance with the setpoint for the cooling point must always be given priority.

Kühlstellen 11 mit geringerer Sollwertabweichung werden in diesem Fall aufgrund des höheren Kälteangebotes gegenüber dem augenblicklichen Bedarf schneller an den Temperatursollwert herangeführt.In this case, cooling points 11 with a lower setpoint deviation are introduced more quickly to the temperature setpoint due to the higher cold supply compared to the current demand.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren so beschaffen, daß bei Unterschreiten des Temperatursollwertes an der Kühlstelle der Zulauf an Kältemittel zu dieser Kühlstelle 11 durch Betätigen des fernbetätigbaren Absperrventils 12 unterbrochen wird.Basically, the method according to the invention is such that when the temperature falls below the cooling point at the cooling point, the supply of refrigerant to this cooling point 11 is interrupted by actuating the remotely operable shut-off valve 12.

Die in der Zulaufleitung 19 installierten Absperrventile 12 besitzen zwei Endstellungen für "offen" und "geschlossen", d. h. ohne Zwischenstellung.The shut-off valves 12 installed in the feed line 19 have two end positions for "open" and "closed", i. H. without intermediate position.

Wird der nach oben verschobene Saugdruck-Sollwert unterschritten, so erfolgt zeitverzögert die Abschaltung eines Verdichters, hingegen bei Überschreitung des Saugdruck-Sollwertes das Zuschalten eines Verdichters 22. Bei entsprechend hohem Kältebedarf kann auch das gesamte Kälteaggregat, d. h. sämtliche parallel geschalteten Verdichter 22, eingeschaltet sein.If the suction pressure setpoint shifted upwards is undershot, the compressor is switched off with a time delay, but if the suction pressure setpoint is exceeded, a compressor 22 is switched on. If there is a correspondingly high demand for cooling, the entire refrigeration unit, ie all compressors 22 connected in parallel, can also be switched on .

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, daß vorgesehen ist, daß bei Betrieb mit abfallendem Saugdruck - gleichbedeutend mit sinkender Kühlstellentemperatur - eine Auswertung der Kühlstellentemperaturen jener Kühlstellen 11 erfolgt, die sich innerhalb ihrer Schalthysterese befinden, wobei entsprechend ihrem Abstand zum Temperatursollwert der Zulauf an Kältemittel freigegeben wird, bis die Kühlstellentemperatur-Sollwerte erreicht sind.In addition, it should be pointed out that it is provided that, when operating with a falling suction pressure - synonymous with falling cooling point temperature - an evaluation of the cooling point temperatures of those cooling points 11 that are within their switching hysteresis is carried out, the supply of refrigerant being released according to their distance from the temperature setpoint, until the cooling point temperature setpoints are reached.

Erst wenn kein Zuschalten von Kühlstellen mehr möglich ist, d. h. die Kühlstellentemperatur-Sollwerte erreicht sind und der Saugdruck-Sollwert unterschritten wird, erfolgt die Abschaltung des letzten im Betrieb befindlichen Verdichters 22.Only when it is no longer possible to switch on cooling points, i.e. H. the cooling point temperature setpoints have been reached and the suction pressure setpoint is not reached, the last compressor 22 in operation is switched off.

Die Wiedereinschaltung des Kälteaggregats erfolgt erst dann, wenn die Temperatur einer Kühlstelle den vorgegebenen Toleranzbereich überschritten hat. Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Kühlstellen unterschiedliche Prioritäten zuzuordnen, denen zufolge eine Vorrangschaltung resultiert. Hierbei kann unterschieden werden zwischen Kühlstellen mit großem Kältebedarf bzw. mit großer Temperaturgenauigkeit und in solche mit geringerem Kältebedarf oder größerer zulässiger Temperaturabweichung.The cooling unit is only switched on again when the temperature of a cooling point has exceeded the specified tolerance range. In this case, it may be expedient to assign different priorities to the cooling points, according to which a priority switching results. A distinction can be made between cooling points with high cooling requirements or with high temperature accuracy and those with lower cooling requirements or larger permissible temperature deviations.

Ergibt sich im Betrieb die Notwendigkeit der Zuschaltung eines weiteren Verdichters, so wird erfindungsgemäß zunächst geprüft, ob sich die Kühlstellentemperaturen bereits in Sollwertnähe befinden. Ist dies der Fall, so werden diese Kühlstellen sukzessive vorzeitig abgeschaltet.If, during operation, there is a need to connect a further compressor, it is first checked according to the invention whether the cooling point temperatures are already close to the setpoint. If this is the case, these cooling points are gradually switched off prematurely.

In entgegengesetzter Weise erfolgt eine Abfrage und Auswertung bei Rücklaufforderung der Verdichter, ebenso auch zur Einleitung der längerfristigen Abschaltung der Kühlstellen 11, z. B. um vereiste Verdampfer abzutauen.In the opposite manner, the compressor is queried and evaluated when the return is requested, and also to initiate the long-term shutdown of the cooling points 11, e.g. B. to defrost iced evaporators.

Durch diese Maßnahme erfolgt jeweils die volle Auslastung der einzelnen Verdichter und es kann auf eine extrem feinstufige Unterteilung der Verdichter, z. B. mittels Zylinderabschaltung, verzichtet werden. Ein schädlicher Kurzzeitbetrieb wird verhindert, und die Verdichter werden mit höchstmöglicher Verdampfungstemperatur äußert wirtschaftlich betrieben.This measure ensures that the individual compressors are fully utilized and that the compressors can be divided extremely finely, e.g. B. by means of cylinder deactivation. Harmful short-term operation is prevented and the compressors are operated extremely economically with the highest possible evaporation temperature.

Claims (8)

  1. Method of operating a refrigeration installation (10), in particular a compound refrigeration installation having at least two compressors connected in parallel, which are operated simultaneously together or alternately one after the other to cover the respective refrigeration requirement of at least one cooling point (11) provided with sensors (18), a reference signal for the current cooling conditions at the cooling point (11) being transmitted from each of the sensors (18) to a central unit (20), which accordingly switches on or off the connected compressors (22), characterised in that the measured values of temperature sensors (18) and the respective coolant suction pressure are used as reference signal and are evaluated in the central unit (20), in that the suction pressure minimum is predetermined as set value for the maximum refrigerating capacity and a set-value displacement of the suction-pressure control takes place as a function of the deviation of the cooling point temperatures from their respective set value.
  2. Method according to Claim 1, characterised in that the activation of shut-off valves in the feed line for the coolant supply of each cooling point takes place on the basis of the information obtained from the reference signal of the cooling point and from comparison with the coolant suction pressure.
  3. Method according to Claim 1 or 2, characterised in that the switching on or off of the connected compressors is performed by a step switch integrated in the central unit.
  4. Compound refrigeration installation having at least one cooling point (11) provided with temperature sensors (18), having at least two compressors (22) connected in parallel, which provide the refrigerating capacity required to cover the refrigeration requirement by operating alternately in cycles or together, having a central unit (20), which is connected both to the temperature sensors (18) of each cooling point (11) and to the connected compressors (22) of the refrigeration installation (10), each temperature sensor (18) emitting a reference signal to the central unit (20) which the central unit (20) evaluates for determining the refrigeration requirement and controls the operation of the compressors (22) according to the determined refrigeration requirement, as well as having a pressure sensor (21) arranged in the coolant suction line (24), which pressure sensor likewise emits to the central unit (20) a reference signal on the current suction pressure for evaluation, which reference signal semes together with the reference signals of the temperature sensors (18) for fixing the set value for the suction pressure minimum as a function of the deviation of the cooling point temperatures from their respective set value.
  5. Compound refrigeration installation according to Claim 4, characterised in that a remote-operable shut-off valve (12), which interrupts or releases the coolant feed under remote control, is arranged in the feed line (13) for the coolant to each cooling point (11).
  6. Compound refrigeration installation according to one of Claims 4 or 5, characterised in that the signal lines (14) between the sensors (13) of the cooling points (11) and the central unit (20) are designed as bus lines for the transmission of signals and control commands.
  7. Compound refrigeration installation according to Claim 5 or 6, characterised in that the remote-operable shut-off valves (12) can be activated via the signal line (14, 15).
  8. Compound refrigeration installation according to one of Claims 4 to 7, characterised in that the evaporators (11a) of at least one cooling point (11) are assigned a fan blower (14), which is connected via a control line (16) to the cooling point sensor (13).
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