致冷机组的监控制造技术

本发明专利技术揭示了能监控各分立致冷机组的某些参数的系统和方法，该致冷机组各具分立的专用控制器。监控是通过使各限量对压缩量的影响完成的，而压缩量可以被各分立的专用控制单元所要求，当与所有有效致冷机组的集中致冷量有关的某些参数超过或低于可接受值时，这些限量便被有选择的改变。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对一个系统中几个独立致冷机组的同步控制，该系统正通过共用的供液和回液管道处理已冷却的致冷剂;本专利技术尤其涉及对若干不同致冷机组的控制，其中每个致冷机组都有其自己相应的专用控制单元。一个共用冷却剂环路上的多台致冷器几乎同时接受到相同的输入冷却剂温度。致冷器一般亦要求其排出冷却剂维持在同一温度。这便使得各台致冷机组在同一时刻启动或停止其压缩机。这样就导致了为了获得冷却了的冷却剂，原先认为必须消耗几倍的电能和过量的压缩机循环，现在不必要了。在这方面，拥有其特定压缩机级和控制单元的每台独立的致冷机组，试图使达到所需冷却所必需数量的压缩机级工作，而不管在其它方面将发生什么问题。这样通常将产生过度的反应。为此需要一个控制系统，它允许单独的受控制的单元能提供正常的控制功能，而能同时监视和控制这些单独的致冷机组，以便将排出的冷却剂温度维持在一个预定程度上。本专利技术提供一种方法对独立的致冷器控制单元施加需用限量，由此，独立控制单元不能简单地启动或不启动压缩机级。在此情况下对各单独单元所要求的冷量需超过时，总控制系统便选择一个或几个单独单元接受此变化，因此，增加或减少压缩机的级数。有关需用限量是否改变的决定是某些计算控制参数的一个函数，这些参数包括经过冷却/深冷的冷却剂温度与所需温度之间的误差，以及该温度差的时间周期和变化率。当超出上述误差和误差率所要求的限量时，将改变独立致冷器单元的需用限量。当一个需用限量的变化被认可时，将设定一个定时器来测量在一个预定时间内是否发生压缩冷量变化。在预定时间内不发生冷量变化的情况下，所选其中发生变化的致冷机组将视为不合格的。否则，所选致冷机组将视为根据所要求的变化，增加或减少压缩级的最后一台装置。以后当选择下一台致冷机组接收需用限量变化时，将用到这些特征。附图说明图1表示多个单独被控制的致冷机组，每台装置具有多个设置其中的压缩机级，后者可以由能与单独控制的致冷机组接口的监控系统启动;图2是驻留于图1所示监控系统内的整个软件控制程序框图;图3是读取和存储图1所示每个致冷机组所用信息，以及定义整个系统初始条件的软件程序框图;图4是计算当前运行的致冷器数，并读取其工作冷量参数的软件程序框图;图5是向图1所示致冷机组发送需用限量和温度设定值的软件程序框图;图6是计算用于图1所示致冷机组构成的整个系统的某些系统参数的软件程序框图;图7是根据图1所示监控系统指令的变化，检验在致冷器装置中是否已发生变化的软件程序框图。图8A和图8B是选择下一个致冷机组的软件程序框图，其中压缩级或增加或消除;图9A至9C构成一个软件程序框图，它计算或者定义用以认可一或多台致冷机组需用限量变化的参数;以及图10是根据图9所示软件程序，计算所选致冷机组需用限量变化的子程序框图。参见图1，其中表示一组致冷机组10、12和14及其冷却剂回流管道16和供液管道18。尽管可以理解，系统采用其它冷却剂同样能够相当好地工作，但在下文中仍将把冷却剂称为冷却水。每台致冷器装置都包括单独的压缩机级。诸如用于致冷机组10的压缩机级20、22和24，它们可以单独由一个单元控制器，例如用于致冷机组10的控制器26启动。根据同样方式，也可以由用于致冷机组12的一个单元控制器28，以及用于致冷机组14的一个单元控制器30启动压缩机级。为了对各个致冷器进行适当的局部控制，每个单元控制器都监视管道18a、18b或18c内的冷却水温度。为了达到所需的供水温度，局部控制可以根据任何已知的控制器方法启动或不启动压缩机。除了控制各个致冷机组以外，每个单元控制器还通过通信总线34与系统控制器32通信。系统控制器32通过总线34接收来自每台控制器单元的局内单元控制器信息，诸如致冷器状态、装置冷量以及现有冷量。系统控制器还接收来自用户接口36、与整个致冷器系统有关的某些信息。这种信息包括加到每个致冷器控制单元的系统内的致冷机组数，冷却剂或冷却水设定值，整个系统需用限量，以及最小排出冷却水控制点温度。系统控制器还从用户接口36接收有关每台控制器单元的信息，包括用于每个单元控制器的特定地址，有效冷量以及压缩控制的级数。系统控制器最终接收从冷却水供水传感器38读得的一个冷却水供水温度，以及从冷却水回流传感器40读得的一个冷却水回流温度。参见图2，它一般说明控制系统32内响应于上述输入的程序控制。显然，这种程序控制驻留于具有足够的存储器和处理速度、以执行程序控制的计算机内。该程序控制从子程序44开始，它读取在用户接口36输入的数据，并使某些变量值(以后将用到)初始化。程序流程进入到子程序46，从单元控制器26、28和30取出运算数据，并计算实际运行的致冷器数。接下来将初始需用限量和排出冷却水控制值传送到每个控制单元。由每台控制单元所提供的初始需用限量不能启动足够数量的压缩机级来满足冷却水控制点。不过，致冷器仍将试图使其相应的排出冷却水温度维持在控制点，而不超出其相应的需用限量。步骤50简单地判定是否有多于一台的致冷器装置运行。在否定的情况下，控制程序回到子程序46。这就允许单独运行的致冷器在其单元控制器的控制下运行，以维持所需的冷却水温度。再参见步骤50，在启动多于一台的致冷机组的情况下，程序进入子程序52，以从传感器38读取冷却水供水温度，以及从传感器40读取冷却水回流温度。之后，程序在步骤54中判断致冷器是否已经响应于有关压缩冷量变化方面的前面任何指令。如果变化仍然未定，程序如步骤56所示那样返回到子程序46。在系统变化未定的情况下，程序进入子程序58，选择致冷器“增加”或“减少”压缩级。这取决于对用于每台致冷机组的若干条件的检查，有关子程序58将在以后描述。确定致冷器已改变后，程序进入子程序60，计算可变容量比例(CAPRATIO)。以后将详细解释，对用于冷量比例的计算值存在若干优势条件，它将导致用于该变量的任意设定。在任何情况下，程序将进入子程序62，如果改变依序由确定的量比例值定义，则程序将改变所选致冷器的需用限量。一旦这种情况发生，程序将返回并再次执行子程序46-62。显然，这些步骤将每隔15秒重复一次。参见图3，以下将说明包括图2所示系统构成程序44的步骤。该程序从步骤66开始，其中，从用户接口36读取致冷器数N_CHIL，系统冷却水设定值CHWSPT，系统需用限量DLM，以及最小排出冷却水控制值MINLCHW。由于图1中有3个致冷器，故N_CHIL将等于3。然而，系统中的致冷器数显然可以有意地增加。系统冷却水设定值CHWSPT将设定在经致冷器10-14冷却后，冷却剂所达到的温度。这一温度将最终被冷却水供水传感器38感应。系统需用限量DLM是每个致冷机组的压缩冷量的最大百分比冷量，此压缩冷量可以由系统的单元控制器确定。最小排出冷却水控制值MINLCHW，将设置在每台致冷单元所允许的冷却剂最小排放值上，单位为华氏F度。下一步骤68是从用户接口36读取用于每个单独致冷器控制单元26到30的某些数值。它包括读取用于单独控制单元的致冷器地址CHLRADDR，有效的致冷器冷量CHLCAP，以及用于每个特定单元控制器的压缩器级数NUM_STEP。下一个步骤70是使用于图2所示剩余程序中的几个变量初始化。这些变量包括冷却水供水温度CHWSTEP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以在分立的致冷机组内有选择地增加或减少压缩级的方法，其中每台致冷机组具有专用控制单元，用以常规地增加或减去压缩级，其特征在于，所述方法包括如下步骤：按每台相应的致冷机组的压缩冷量限定一个需用限量，所述致冷机组可以由用于相应致冷机组 的专用控制单元启动；限定对分立致冷机组压缩得到的冷却剂的所测温度与所需温度之间的一个误差；计算一个误差率，并据此对压缩得到的冷却剂的所测温度与所需温度之间的限定误差随时间变化；所定义的对压缩得到的冷却剂的所测温度与所需温度之间的 限定误差以及计算得到的误差率施加限量；以及响应于、对压缩得到的冷却剂的所测温度与所需温度之间的限定误差以及计算得到的误差率施加限量的步骤，改变至少一台致冷机组的压缩冷量的需用限量，所述用于相应致冷机组的专用控制单元由此改变相应致冷机组中 的压缩级数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗J达夫，凯特G米夏埃尔森，
申请(专利权)人：运载器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]