针对电器外壳冷却设备的调节方法技术

技术编号:16785224 阅读:27 留言:0更新日期:2017-12-13 03:09
本发明专利技术涉及针对电器外壳冷却设备的调节方法,该电器外壳冷却设备具有制冷机和热管布置,该方法包括以下步骤:测量当前的内部电器外壳温度并且确定内部电器外壳温度的目标温度,其中,内部电器外壳温度和目标温度形成调节器的用于驱动电器外壳冷却设备的输入信号,并且其中,调节器输出用于确定制冷机的受操纵变量的控制信号;确定作为与当前的所需冷却功率成比例的测定变量的调节器信号;在所需冷却功率将由制冷机提供的情况下或者在所需冷却功率将由热管布置提供的情况下,测量环境电器外壳温度并且确定制冷机和热管布置的相应能效;选择两个制冷剂回路中能以更高能效提供所需冷却功率的一个制冷剂回路并且激活该制冷剂回路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对电器外壳冷却设备的调节方法
本专利技术涉及一种针对电器外壳冷却设备的调节方法。
技术介绍
该电器外壳冷却设备包括具有制冷机的第一制冷剂回路以及具有热管布置的单独的第二制冷剂回路,其中,环境空气被引导通过电器外壳冷却设备的外部回路用于散热,并且来自将被冷却的电器外壳内部的将被冷却的空气被引导通过电器外壳冷却设备的内部回路。例如,从DE102012108110A1已经获知具有这种电器外壳冷却设备的电器外壳布置。为了使这种电器外壳冷却设备高能效地运行,必须在任意运行点都选择这两个制冷剂回路中能够更高效地提供所需冷却功率的制冷剂回路。一方面,这要求知道所需冷却功率,即保持内部电器外壳温度处于目标温度需要的冷却功率。另一方面,必须在相应的运行点确定在提供当前的所需冷却功率时相应的制冷剂回路所具有的效率或者代表性能效值。在从现有技术获知的电器外壳冷却设备中,例如,在仅基于制冷机的原理的电器外壳冷却设备中,在所需冷却功率和制冷机的能效未知的情况下,通常不考虑实际需要的冷却功率而以预定速度来运行制冷机,例如,以压缩机的最大转速来运行制冷剂,其中,在压缩机的最大转速处期望制冷机具有其元件寿命期间的最大平均效率。另外,以压缩机的最大转速来运行压缩机确保了所需冷却功率的突然上升可以被补偿。相反,以高压缩机功率输出来运行制冷机要求制冷机必须以循环运行的方式运行,其中,内部电器外壳温度在目标温度周围的上限温度和下限温度之间发生迟滞。这具有能量方面的劣势,尤其是与制冷机提供基本精确地匹配所需冷却功率的冷却功率的理想情况相比。
技术实现思路
本专利技术的问题是提供一种针对电器外壳冷却设备的调节方法,该电器外壳冷却设备具有制冷机和热管布置,其在任意运行点都允许基于能效方面的考虑在第一和第二制冷剂回路之间做出最佳选择。根据本专利技术,该问题由具有权利要求1的特征的方法解决。但是,从属权利要求涉及本专利技术的有利实施例。根据本专利技术的方法包括以下步骤:连续或者周期性地测量当前的内部电器外壳温度Ti并且确定内部电器外壳温度Ti的目标温度,其中,当前的内部电器外壳温度Ti和目标温度形成针对调节器的用于驱动电器外壳冷却设备的输入信号,并且其中,调节器根据输入信号输出用于确定制冷机的受控变量的控制信号;确定作为与相应的当前冷却功率P成比例的测定变量的调节器信号,其中,所需冷却功率是保持内部电器外壳温度Ti恒定在目标温度需要的冷却功率;在所需冷却功率将由第一制冷剂回路提供的情况下或者在所需冷却功率将由热管布置提供的情况下,连续或者周期性地测量当前的内部电器外壳温度Tu并且使用第一和第二制冷剂回路的冷却设备特性来确定第一和第二制冷剂回路在所测量出的温度Ti、Tu以及目标温度处的相应的能效或者代表变量;以及选择两个制冷剂回路中能够更佳能效地提供所需冷却功率的一个制冷剂回路并使所选择的制冷剂回路运行。因此,本专利技术基于以下构思:环境电器外壳温度被确定为附加的测定变量,并且使用成对的内部电器外壳温度和环境电器外壳温度来针对已知的估计冷却功率需求在两个制冷剂回路之间做出最佳选择。估计所需冷却功率基于以下理论基础:调节器输出用于确定制冷机的受控变量的控制信号,以根据目标温度和内部电器外壳温度运行电器外壳冷却设备,其中,信号与所需冷却功率成比例。例如,当调节器为用于控制制冷机的调节器(例如,PID控制器)时,所述调节器包括用于在内部或者外部回路中传输空气的制冷机的风扇的转速的至少一个受操纵变量。调节器的控制信号将进一步包括预设压缩机转速的受操纵变量。假设压缩机转速和风扇转速与所需冷却功率成比例,则所需冷却功率可以从调节器的控制信号推导出来。不需要执行确定所需冷却功率的数量上的精确值的专利技术。而是,估计所需冷却功率就足够了。如果估计出的所需冷却功率以及内部电器外壳温度和环境电器外壳温度之间的温度差是已知的,则可以估计两个制冷剂回路中的哪个制冷剂回路能够以更高效能提供所确定的所需冷却功率。在本专利技术的一个实施例中,利用设备特性,针对特定的期望冷却功率和能效,分配第一和第二制冷剂回路的受操纵变量,尤其是风扇转速和压缩机转速,并且其中,使用所述设备特性来激活回路,使得所选择的制冷剂回路提供基本与所需冷却功率相对应的冷却功率。在本专利技术的另一实施例中,调节器是用于制冷机的PID控制器,该PID控制器的控制信号为目标温度和内部电器外壳温度Ti的函数,该调节器至少输出用于将空气传输通过冷却设备的内部或外部回路的至少一个风扇转速和压缩机转速的一个受操纵变量。可以假设受操纵变量与所需冷却功率成比例,并且使用转换函数将受操纵变量转换为所需冷却功率的近似值,其中,该转换函数可以仅为乘数或者换算因子。在本专利技术的又一实施例中,该方法还包括:在所测量出的温度Ti、Tu并且使用设备特性来估计第一和/或第二制冷剂回路的最大和/或最小冷却功率。设备特性可以被存储在数据库中,并且可以设置在与期望能效有关的给定内部电器外壳温度和给定环境电器外壳温度处提供的冷却功率。估计第一和/或第二制冷剂回路的最大和/或最小冷却功率可以在以下边界条件下执行:另一个制冷剂回路不能以更佳能效提供相应的最大和/或最小冷却功率。另外,估计出的所需冷却功率还可以被用来优化包括制冷机的制冷剂回路的循环运行。为此,提供了本专利技术的实施例,其中,针对制冷机的循环运行,该方法还包括:利用目标温度周围的上限温度和下限温度来确定冷却滞后,使得制冷机的关断时间对应于压缩机在连续活动阶段之间的至少一个最小关断时间,其中,在制冷机的关断时间期间,内部电器外壳温度Ti从下限温度变热到上限温度,其中,可以基于来估计所述关断时间,其中,C是已经接收到将要冷却的空气的电器外壳的预定的、估计的、或者试验得出的热容量,ΔT是上限和下限之间的温度差,P是估计出的所需冷却功率。根据本专利技术的另一方面,基于调节器控制信号估计出的所需冷却功率不一定被用于电器外壳冷却设备的能效运行。而是,被确定为与相应的当前所需冷却功率成比例的测定变量的调节器控制信号可以在显示器上输出,或者被用于数据中心空气调节或者电器外壳中的更高级的功能。附图说明下面参考附图说明本专利技术的进一步细节。其中:图1示出了根据现有技术的控制回路的示意图;图2示出了根据本专利技术的第一实施例的控制回路的示意图;以及图3示出了根据本专利技术的另一实施例的控制回路的示意图。具体实施方式在图1中所示的根据现有技术的控制回路中,内部电器外壳温度的目标值被提供作为调节器的输入信号。调节器可以是例如,PID控制器。PID控制器根据用于对电器外壳进行空气调节的冷却技术,例如,基于表征制冷剂回路的特征的设备特性来确定受操纵变量,其中,受操纵变量被以驱动信号的形式传递给调节设备。调节设备可以是例如,制冷机或者热管布置。如果调节设备是制冷机,则受操纵变量可以是例如压缩机转速或者至少一个风扇的至少一个风扇转速。压缩机和风扇的转速是可调节的。调节器基于可用的设备特性来确定受操纵变量,从而在给定的目标温度值和测量出的内部电器外壳温度Ti处对调节设备进行预设,使得目标值和内部电器外壳温度之间的差值减小。如果调节设备是制冷机,调节器还可以被配置为以循环模式运行,其中,内部电器外壳温度在目标温度周围的上限和下限之间产生迟滞。在现有技术的调节方法中,一般不考本文档来自技高网...
针对电器外壳冷却设备的调节方法

【技术保护点】
一种针对电器外壳冷却设备的调节方法,该电器外壳冷却设备包括具有制冷机的第一制冷剂回路和具有热管布置的单独的第二制冷剂回路,其中,电器外壳的环境空气被引导通过所述电器外壳冷却设备的外部回路用于散热,并且来自电器外壳内部的将被冷却的空气被引导通过所述电器外壳冷却设备的内部回路,该方法包括以下步骤:连续或者周期性地测量当前的内部电器外壳温度(Ti)并且确定内部电器外壳温度(Ti)的目标温度,其中,所述当前的内部电器外壳温度(Ti)和所述目标温度形成针对调节器的用于驱动所述电器外壳冷却设备的输入信号,并且其中,所述调节器根据所述输入信号输出用于确定所述制冷机的受控变量的控制信号;确定作为与当前的所需冷却功率(P)成比例的测定变量的调节器信号,其中,所述所需冷却功率是保持所述内部电器外壳温度(Ti)恒定在所述目标温度需要的冷却功率;在所述所需冷却功率将由所述制冷机提供的情况下或者在所述所需冷却功率将由所述热管布置提供的情况下,连续或者周期性地测量当前的内部电器外壳温度(Tu)并且使用所述第一和第二制冷剂回路的冷却设备特性来确定所述第一和第二制冷剂回路在所测量出的温度(Ti,Tu)和所述目标温度处的相应的能效或代表变量;以及选择所述两个制冷剂回路中能够更能量高效地提供所述所需冷却功率的一个制冷剂回路并且使该制冷剂回路运行。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 DE 102015104843.41.一种针对电器外壳冷却设备的调节方法,该电器外壳冷却设备包括具有制冷机的第一制冷剂回路和具有热管布置的单独的第二制冷剂回路,其中,电器外壳的环境空气被引导通过所述电器外壳冷却设备的外部回路用于散热,并且来自电器外壳内部的将被冷却的空气被引导通过所述电器外壳冷却设备的内部回路,该方法包括以下步骤:连续或者周期性地测量当前的内部电器外壳温度(Ti)并且确定内部电器外壳温度(Ti)的目标温度,其中,所述当前的内部电器外壳温度(Ti)和所述目标温度形成针对调节器的用于驱动所述电器外壳冷却设备的输入信号,并且其中,所述调节器根据所述输入信号输出用于确定所述制冷机的受控变量的控制信号;确定作为与当前的所需冷却功率(P)成比例的测定变量的调节器信号,其中,所述所需冷却功率是保持所述内部电器外壳温度(Ti)恒定在所述目标温度需要的冷却功率;在所述所需冷却功率将由所述制冷机提供的情况下或者在所述所需冷却功率将由所述热管布置提供的情况下,连续或者周期性地测量当前的内部电器外壳温度(Tu)并且使用所述第一和第二制冷剂回路的冷却设备特性来确定所述第一和第二制冷剂回路在所测量出的温度(Ti,Tu)和所述目标温度处的相应的能效或代表变量;以及选择所述两个制冷剂回路中能够更能量高效地提供所述所需冷却功率的一个制冷剂回路并且使该制冷剂回路运行。2.根据权利要求1所述的方法,其中,利用设备特性针对特定的期望冷却功率和能效分配所述第一和第二制冷剂回路的受操纵变量,并且其中,使用所述设备特性激活回路,使得所选择的制冷剂回路提供基本与所述所需冷却功率相当的冷却功率。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述调节器是针对制冷机的PID控制器,该PID控制器的控制信号是所述目标温度和所述内部电器外壳温度(Ti)的函数,该PID控制器至少输出针对用于将空气传输通过冷却设备的内部或外部回路的至少一个风扇转速和压缩机转速的一个受操纵变量。4.根据权利要求3所述的方法,其中,假定所述受操纵变量与所述所需冷却功率成比例并且使用转换函数将所述受操纵变量转换为所述所需冷却功率的近似值,所述转换函数还能仅是乘数或者换算因子。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法,还包括:在所测量的温度(Ti,Tu)处并且使用所述设备特性来估计所述第一和/或第二制...

【专利技术属性】
技术研发人员:丹尼尔·罗森塔尔
申请(专利权)人:利塔尔两合公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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