DE69916310T2

DE69916310T2 - Automatische temperaturregelung

Info

Publication number: DE69916310T2
Application number: DE69916310T
Authority: DE
Inventors: George Gherman; Johnny Kornelind
Original assignee: Dometic Appliances AB
Current assignee: Dometic Appliances AB
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: US6591622B1; WO2000028395A1; EP1127301B1; DE69916310D1; SE9803789L; TR200101273T2; SE9803789D0; JP2003517655A; ATE263982T1; SE513258C2; AU1514500A; EP1127301A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Regeln der Temperatur in einem bestimmten Raum, genauer zur automatischen Regulierung der Temperatur in einem Kühlschrank und/oder einem Gefrierfach mit einer thermostat-geregelten Betriebsweise.
Stand der Technik
Mechanische und elektronische Thermostate von heute haben eine festgelegte Einschalttemperatur (bei der die Kühlmaschine eingeschaltet wird) und eine Ausschalttemperatur (bei der die Kühlmaschine ausgeschaltet wird). Dies bedeutet, dass die Durchschnittstemperatur des gekühlten Raumes geregelt wird, indem eine gewünschte Temperatur eingestellt wird, d. h. indem (das Einstellmittel für) die Einschalt- oder Ausschalttemperatur nach oben oder nach unten geregelt wird. Diese Einschalt- und Auschalttemperaturen werden nach Tests (die durchgeführt wurden) von einer begrenzten Anzahl von Prototypen ausgewählt, und die Durchschnittstemperatur des (gekühlten) Raumes kann) von einer Anwendung zur anderen aufgrund baulicher Unterschiede variieren. Die Variationen der Umgebungstemperatur und/oder des atmosphärischen Drucks können weiter zu unterschiedlichen Temperaturen im gekühlten Raum führen, wobei dieselben Einschalt- und Ausschalttemperaturen eingestellt sind, insbesondere wenn die Einschalt- und Ausschalttemperaturen die (gemessener) Verdampfungstemperatur sind. Es gibt keine Rückkopplung; die Temperatur des (gekühlten) Raumes beeinflusst die Einschalt- und Ausschalttemperaturen nicht.
Beschreibung der Erfindung
Ein Problem, welches die vorliegende Erfindung löst, ist, dass sie eine im (gekühlten) Raum eingestellte Temperatur behalten kann. Ein weiteres Problem, das die Erfindung löst, ist, dass sie automatisch die Temperatur auf die eingestellte Temperatur anpasst.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung, die durch die unabhängigen Ansprüche 1, 3 und 8 definiert ist, ist die Regelung der Temperatur bei einer Kühlanwendung, welche ihre Funktion thermostatisch in einer Weise ausführt, die dazu führt, dass die Durchschnittstemperatur im gekühlten Raum während einer Periode gleich der eingestellten Temperatur (voreingestellten Temperatur) ist.
Die vorliegende Erfindung greift auf die automatische Regulierung der Temperatur des Raumes zu, wobei diese Temperatur sich mit der Zeit verändert. Die Temperatur fällt, wenn die Kühlmaschine Kälte erzeugt, und steigt, wenn die Kühlmaschine dies nicht tut.
Das System zielt darauf ab, die Durchschnittstemperatur einer voreingestellten Temperatur anzugleichen. Zu Beginn misst das System eine Temperatur in dem Raum im Verlaufe einer Periode mehrmals, um die Durchschnittstemperatur während dieser Periode zu erhalten. Das System hat eine Einschalt- und eine Ausschalttemperatur zur Steuerung des Betriebs der Kühlmaschine, so dass die Durchschnittstemperatur gleich der voreingestellten Temperatur ist. Dies erreicht man, indem man die Einschalt- oder Ausschalttemperaturen nach oben oder nach unten bewegt, abhängig vom Unterschied zwischen der Durchschnittstemperatur des Raumes und der voreingestellten Temperatur. Dieses Umbewegen der Einschalt- oder Ausschalttemperaturen bringt das System dazu, auf eine Durchschnittstemperatur zu steuern, die nach der nächsten Periode oder den nächsten Perioden gleich der voreingestellten Temperatur ist. Die Differenz zwischen der Durchschnittstemperatur und der voreingestellten Temperatur ist ein Unterschied, der die Differenz selbst beseitigt. Falls der Unterschied zwischen der Durchschnittstemperatur der Periode und der voreingestellten Temperatur größer als ein bestimmter Diskrepanzwert ist, werden die Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen nach oben oder nach unten korrigiert, um die Differenz zu beseitigen und nachfolgend eine Durchschnittstemperatur zu erhalten, die gleich der voreingestellten Temperatur für die nächste Periode oder die nächsten Perioden ist.
Das Prinzip des Systems arbeitet in der folgenden Weise: Das automatische System zur Temperaturregulierung prüft die Arbeitsweise der Kühlmaschine. Die Kühlmaschine kann von unterschiedlicher Art sein, d.h. vom Absorptions- oder Kompressionstyp. Das System bemerkt eine Regeltemperatur innerhalb einer bestimmten Periodizität und vergleicht diese mit den gegenwärtigen Einschalt- und Ausschalttemperaturen. Die Kühlmaschine wird eingeschaltet, wenn die Regeltemperatur über die Einschalttemperatur hinaus ansteigt, und ausgeschaltet, wenn die Regeltemperatur unter die Ausschalttemperatur fällt. Die Kühlmaschine wird thermostatisch mittels einer Thermostatfunktion betrieben, die durch die oben erwähnten Einschalt- und Ausschalttemperaturen charakterisiert ist. Die Temperatur des gekühlten Raumes, die die geregelte Temperatur ist, variiert unter stabilen Bedingungen während einer Periode. Das System führt eine fortlaufende Berechnung des Durchschnittstemperaturwerts in dem gekühlten Raum innerhalb einer Periode durch, welche mit „j" bezeichnet ist. Eine komplette Periode umfasst ein „Einschalt"-Zeitintervall P_on und eine „Ausschalt"-Zeitintervall P_off. Die letzte berechnete Durchschnittstemperatur am Ende der Periode ist die Durchschnittstemperatur der Periode. Das System berechnet einen Unterschied zwischen der Durchschnittstemperatur und der voreingestellten Temperatur. Wenn der Durchschnitt größer als ein vorgegebener Wert für Unterschiede ist, wird die Temperatur zum Einschalten und/oder zum Ausschalten entsprechend eines vorgegebenen Standards verändert, so dass der Unterschied unter den vorgegebenen Wert verringert wird.
Diese Erfindung kann in allen Kühlanwendungen (auf der Grundlage einer beliebigen Kühltechnik), die innerhalb eines bestimmten Raumes Kälte erzeugen und thermostatisch funktionieren, verwendet werden, z. B. als Steuerelektronik für ein Absorptionsweinkühlfach.
Die vorliegende Erfindung hält den gekühlten Raum auf einer Durchschnittstemperatur, die im Wesentlichen gleich der momentanen Temperatur ist, unabhängig von den Unterschieden im Aufbau zwischen den Anwendungen (Platzangebot, Thermostat usw.) und den Veränderungen der Umgebungstemperatur.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Durchschnittstemperatur des gekühlten Raumes die Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen beeinflusst, d. h. es gibt eine Rückkopplung. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das System aus sich heraus die Einschalt- oder Ausschalttemperaturen anpasst, wenn sich die Umgebungstemperatur verändert, wodurch Schwankungen aufgrund von Wärmeverlusten kompensiert wer den und der gekühlte Raum weiterhin eine Durchschnittstemperatur aufweist, die gleich der voreingestellten Temperatur ist.
Die Erfindung wird jetzt genau anhand bevorzugter Ausführungsformen und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kühlfachs.
2 zeigt Temperaturkurven, die ein Ansteigen der Regeltemperatur von einer Periode „j" zur nächsten Periode „j + 1" zeigen.
3 zeigt Temperaturkurven, die ein Absenken der Regeltemperatur von einer Periode „j" zur nächsten Periode „j + 1" zeigen.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Erste Ausführungsform:
1 zeigt einen Aufriss des Querschnitts durch ein Fach 10. Das Fach 10 kann ein Kühl- oder Gefrierfach mit einem Raum 12 sein, der durch ein Element 14 gekühlt wird, welches Teil einer diskontinuierlich betriebenen Maschine 16 ist. Das Fach 10 hat eine Regelungseinrichtung 18, die aus einem ersten Mittel, d. h. einem ersten Temperatursensor 20, einem zweiten Mittel, d. h. einem zweiten Temperatursensor 22, einem dritten Mittel 24 und einem vierten Mittel 26 besteht. Der erste Temperatursensor 20 befindet sich z. B. auf dem Kühlelement 14 im gekühlten Raum 12 und misst eine Regelungstemperatur T₁. Der zweite Temperatursensor befindet sich an einem Referenzpunkt, einer Referenzstelle, im Raum 12 und misst die momentane Temperatur T₂ im gekühlten Raum 12. Das dritte Mittel 24 berechnet eine Durchschnittstemperatur T_av auf der Grundlage der momentanen Temperatur. Das vierte Mittel 26 berechnet einen Unterschied zwischen dem Durchschnitt T_av und einer voreingestellten Temperatur T_set.
Voreingestellte Temperatur T_set.
Die voreingestellte Temperatur ist die Durchschnittstemperatur, die der Benutzer für den gekühlten Raum wünscht.
Regeltemperatur T₁:
Die momentane Temperatur an einem spezifischen Punkt im gekühlten Raum, eine Temperatur, die als Grundlage zur Regulierung der Durchschnittstemperatur am Referenzpunkt des Raumes verwendet wird. Die Regeltemperatur T₁ kann die momentane Temperatur T₂ des Raumes oder eine andere Temperatur an einem festen Punkt des gekühlten Raumes sein. Dieser feste Punkt kann z. B. so gewählt werden, dass Temperaturveränderungen an diesem Punkt hinreichend schnell sind, um die Momente korrekt zu erfassen, zu denen die Regeltemperatur bestimmte Schwellenwerte (Einschalt- und Ausschalttemperaturen) durchläuft.
Einschalttemperatur T_on:
Ein bestimmter Wert für die Regeltemperatur T₁, bei dem die Kühlmaschine dann eingeschaltet wird, wenn die Regeltemperatur über den Wert T_on ansteigt.
Ausschalttemperatur T_off:
Ein bestimmter Wert für die Regeltemperatur T₁, an dem die Kühlmaschine dann ausgeschaltet wird, wenn die Regeltemperatur unter den Wert T_off abfällt. Die Ausschalttemperatur T_off ist geringer als die Einschalttemperatur T_on für Kühlanwendungen (und umgekehrt für Anwendungen, die Wärme erzeugen).
Momentane (regulierte) Temperatur T₂ im gekühlten Raum:
Die momentane Temperatur im gekühlten Raum am Referenzpunkt (Referenzstelle) T₂ ist die momentane zu regulierende Temperatur.
Durchschnittstemperatur T_av:
Die Durchschnittstemperatur der momentanen Temperaturen, die während einer vollen Periode im gekühlten Raum gemessen werden.
Verfahren zur Steuerung der momentanen Temperatur T₂ im gekühlten Raum 12:
Der Raum 12 kann der gekühlte Raum in einem Kühl- oder Gefrierfach sein, welcher durch das Element 14 gekühlt wird, welches Teil der diskontinuierlich arbeitenden Kühlmaschine 16 ist. Das erste Mittel 20 misst die Regeltemperatur T₁. Wenn die Regeltemperatur T₁ über einen ersten vorgegebenen Wert T_on ansteigt, gibt das erste Mittel 20 ein Einschaltsignal an die Steuereinrichtung 18 aus, um die Kühlmaschine 16 zu starten, worauf eine Periode „j" beginnt und der Raum 12 gekühlt wird. Die Regeltemperatur T₁ fällt unter einen zweiten bestimmten Wert T_off ab, der kleiner als der erste vorgegebene Wert ist, was dazu führt, dass die ersten Mittel 20 ein Ausschaltsignal an die Steuereinrichtung 18 ausgeben, um die Kühlmaschine auszuschalten, so dass der Raum 12 aufgrund eines Wärmeeintritts aufwärmt. Das erste Mittel 20 gibt ein Einschaltsignal zum erneuten Starten der Kühlmaschine aus, wenn die Regeltemperatur T₁ über den ersten vorgegebenen Wert T_on ansteigt. Die Regeltemperatur wird zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert während der Zeit schwingen, in der die Kühlmaschine betrieben wird.
Das zweite Mittel 22 misst die momentane Temperatur T₂ am Referenzpunkt im Raum 12. Der Durchschnittswert der momentanen Temperatur T₂ während einer vollen Periode soll gleich oder so gut wie gleich der voreingestellten Temperatur T_set sein.
Das dritte Mittel 24 berechnet die Durchschnittstemperatur T_av aus der momentanen Temperatur T₂ im Raum 12 nach der folgenden Beziehung: Tav,i = ((i – 1)/i) × Tav,i–1 + (1/i) × T2,i,wobei i = 1, 2 ..., N und T_2,i ein Messergebnis für die momentane Temperatur ist. T_av,i ist zu einem bestimmten Zeitpunkt die Durchschnittstemperatur der momentanen Temperatur T₂. T_av,N ist die letzte berechnete Durchschnittstemperatur der momentanen Temperatur vor dem Ende der Periode, die gleich der Durchschnittstemperatur der momentanen Temperatur während einer vollen Periode ist, falls die momentane Temperatur T₂ hinreichend oft gemessen wurde.
Das vierte Mittel 26 berechnet den Unterschied ΔT zwischen der Durchschnittstemperatur T_av,N der momentanen Temperatur und der voreingestellten Temperatur T_set. Der Unterschied zwischen der Durchschnittstemperatur während der Periode und der voreingestellten Temperatur wird am Ende der Periode gemäß der folgenden Beziehung berechnet: ΔT = Tav,N – Tset
Was dann, wenn der Unterschied ΔT größer als ein vorgegebener Wert für den Unterschied ΔT_min ist, dazu führt, dass die Einschalt- oder Ausschalttemperaturen T_on, T_off gemäß einer bestimmten vorgegebenen Beziehung so geändert werden, dass der Unterschied ΔT unter ΔT_min abfällt. Dies tritt deswegen auf, weil das vierte Mittel 26 für das Ansteigen/Abfallen der Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen sorgt, um den Unterschied zu beseitigen.
Die Einschalt- und Ausschalttemperaturen werden durch die folgenden Kriterien geändert: Wenn die Durchschnittstemperatur T_av,N kleiner ist als die vorgegebene Temperatur T_set, werden die Einschalt- oder Ausschalttemperaturen gemäß der folgenden Beziehung erhöht: Ton,j+1 = Ton,j + Kon × |ΔT| Toff,j+1 = Toff,j + Koff × |ΔT|
Wenn die Durchschnittstemperatur T_av,N höher ist als die voreingestellte Temperatur T_set, werden die Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen gemäß der folgenden Beziehung verringert: Ton,j+1 = Ton,j – Kon × |ΔT| Toff,j+1 = Toff,j – Koff × |ΔT|,wobei die Einschalttemperatur T_on,j der Wert für die Periode „j" und T_on,j+1 der Wert für die nächste Periode „j + 1" ist, und wobei die Ausschalttemperatur T_off,j der Wert für die Periode „j" und Toff j + 1 der Wert für die nächste Periode „j + 1" ist und wobei |ΔT| größer ist als der vorgegebene Wert für den Unterschied ΔT_min. K_on und K_off sind numerische Koeffizienten.
Die 2 und 3 zeigen Temperaturschwankungen der Regeltemperatur T₁ und der momentanen Temperatur T₂ im gekühlten Raum 12 während zwei aufeinander folgenden Perioden „j" und „j + 1". Wenn die Regeltemperatur T₁ über die Einschalttemperatur T_on steigt, was der Periode „j" entspricht, sendet das erste Mittel 20 ein Einschaltsignal an die Steuer einrichtung 18, um die Kühlmaschine 16 einzuschalten, woraufhin die Periode „j" beginnt und der Raum gekühlt wird. Die Regeltemperatur T₁ fällt unter die Ausschalttemperatur T_off, was der Periode „j" entspricht, was dazu führt, dass das erste Mittel 20 ein Ausschaltsignal an die Steuereinrichtung 18 sendet, um die Kühlmaschine 16 abzukoppeln, und auf der Grundlage eines Wärmeeintrags wird der Raum 12 aufgewärmt. Wenn die Regeltemperatur T₁ über T_on erneut ansteigt, ist die Periode „j" beendet. Das dritte Mittel 24 berechnet den Durchschnittswert T_av,i für die momentane Temperatur T₂ kontinuierlich. Der letzte berechnete Durchschnittstemperatur T_av,N vor dem Ende der Periode ist gleich dem Durchschnittswert T_av für die momentane Temperatur T₂ während der Periode "j". Das vierte Mittel 26 sorgt für den Unterschied ΔT zwischen der Durchschnittstemperatur T_av,N und dem voreingestellten Wert T_set.
In 2 ist die Durchschnittstemperatur T_av,N für die Periode „j" geringer als die voreingestellte Temperatur T_set. Falls der Unterschied ΔT größer als der vorgegebene Wert DT min ist, erhöht das vierte Mittel 26 die Einschalttemperatur T_on um K_on × |ΔT|, was in
2 mit 28 bezeichnet ist, und/oder die Ausschalttemperatur T_off um K_off × |ΔT|, in 2 mit 30 bezeichnet, um den Unterschied auszulöschen. Wenn die Temperatur T₁ über die neuerlich erhöhte Einschalttemperatur T_on für die Periode „j + 1" ansteigt, gibt das erste Mittel 20 erneut ein Einschaltsignal an die Steuereinrichtung 18 aus, um die Kühlmaschine 16 zu starten. Die Periode „j + 1" endet, wenn die Regeltemperatur T₁ über die Einschalttemperatur T_on erneut ansteigt.
In 3 ist die Durchschnittstemperatur T_av,N für die Periode „j" höher als die voreingestellte Temperatur T_set. In diesem Fall, da der Unterschied ΔT größer als der vorgegebene Wert ΔT_min ist, verringert das vierte Mittel 26 die Einschalttemperatur T_on um K_on × |ΔT|, bezeichnet mit 32, und/oder die Ausschalttemperatur T_off um K_off × |ΔT|, bezeichnet mit 34, um den Unterschied zu beseitigen. Die Kühlmaschine 16 wird schon am Ende der Periode „j" eingeschaltet. Die Periode „j + 1" beginnt, wenn die Regeltemperatur T₁ unter die neuerlich verringerte Einschalttemperatur T_on für die Periode j + 1 fällt, und endet, wenn die Regeltemperatur T₁ über die neuerlich verringerte Einschalttemperatur T_on ansteigt. Die Ein schalt- und/oder Ausschalttemperaturen werden nach der Periode „j + 1" wieder erhöht oder gesenkt, wenn der Unterschied ΔT größer als der vorgegebene Wert ΔT_min ist.
Zweite Ausführungsform:
Der Unterschied der zweiten Ausführungsform liegt darin, dass das erste und das zweite Mittel 20 und 22 ein gemeinsames Mittel sind. Das gemeinsame Mittel misst eine Temperatur T an einem Bezugspunkt im Raum 12. Wenn die Temperatur T über einen ersten vorgegebenen Wert, die Einschalttemperatur T_on, ansteigt, gibt das gemeinsame Mittel ein Einschaltsignal an die Steuereinrichtung 18 aus, um die Kühlmaschine 16 zu starten, woraufhin eine Periode „j" beginnt und der Raum 12 heruntergekühlt wird. Wenn die Temperatur T unter einen zweiten vorgegebenen Wert, die Ausschalttemperatur T_off, fällt, der geringer ist als der erste vorgegebene Wert, sendet das gemeinsame Mittel 20 und 22 ein Ausschaltsignal an die Steuereinrichtung 18, um die Kühlmaschine 16 auszuschalten; anschließend wird T über den ersten vorgegebenen Wert ansteigen und die Periode „j" ist beendet. Die Steuereinrichtung 18 hat die Aufgabe, den Unterschied zwischen dem Durchschnittswert T_av der Temperatur T während einer vollen Periode und der voreingestellten Temperatur Tset zu beseitigen, was bedeutet, dass die Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen während des Betriebs der Kühlmaschine verändert werden.
Temperatur T des gekühlten Raumes:
Die Temperatur T am Referenzpunkt (Referenzstelle) im gekühlten Raum 12. Die Temperatur T soll so reguliert werden, dass die Durchschnittstemperatur gleich der voreingestellten Temperatur T_set ist.
Durchschnittstemperatur T_av:
Die Durchschnittstemperatur T_av der Temperatur T, die während einer vollen Periode am Referenzpunkt im gekühlten Raum gemessen wird.
Einschalttemperatur T_on:
Ein definierter Wert für die Regeltemperatur T, bei dem die Kühlmaschine dann eingeschaltet wird, wenn die Temperatur T über den Wert T_on ansteigt.
Ausschalttemperatur T_off:
Ein definierter Wert für die Temperatur T, an dem die Kühlmaschine 16 dann ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur T unter den Wert T_off abfällt. Die Ausschalttemperatur T_off ist geringer als die Einschalttemperatur T_on für Kühlanwendungen (und umgekehrt für Anwendungen, die Wärme erzeugen).
Das dritte Mittel 24 berechnet die Durchschnittstemperatur T_av aus der momentanen Temperatur T₂ im Raum 12 nach der folgenden Beziehung: Tav,i = ((i – 1)/i) × Tav,i–1 + (1/i) × Ti,wobei i = 1, 2 ..., N und T; ein Messergebnis für die Temperatur T ist. T_av,i ist zu einem bestimmten Zeitpunkt die Durchschnittstemperatur bezüglich der Temperatur T₁. T_av,N ist die letzte berechnete Durchschnittstemperatur vor dem Ende der Periode, die gleich der Durchschnittstemperatur der Temperatur T während einer vollen Periode ist, falls die Temperatur T hinreichend oft gemessen wurde.
Das vierte Mittel 26 berechnet den Unterschied ΔT zwischen der Durchschnittstemperatur T_av,N und der voreingestellten Temperatur T_set für die Temperatur T. Der Unterschied zwischen der Durchschnittstemperatur während der Periode und der voreingestellten Temperatur wird am Ende der Periode gemäß der folgenden Beziehung berechnet: ΔT = Tav,N – Tset,was dann, wenn der Unterschied größer als ein vorgegebener Wert für den Unterschied ΔT_min ist, dazu führt, dass die Einschalt- oder Ausschalttemperaturen T_on, T_off aufgrund einer bestimmten vorgegebenen Beziehung so geändert werden, dass der Unterschied ΔT unter den vorgegebenen Unterschied ΔT_min abfällt. Dies geschieht deswegen, weil das vierte Mittel 26 die Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen zum Ansteigen/Abfallen regelt, um den Unterschied zu beseitigen.
Die Einschalt- und Ausschalttemperaturen werden durch die folgenden Kriterien geändert: Wenn die Durchschnittstemperatur T_av,N kleiner ist als die voreingestellte Temperatur T_set, werden die Einschalt- oder Ausschalttemperaturen gemäß der folgenden Beziehung erhöht: Ton,j+1 = Ton,j + Kon × |ΔT| Toff,j+1 = Toff,j + Koff × |ΔT|
Wenn die Durchschnittstemperatur T_av,N höher ist als die voreingestellte Temperatur T_set, werden die Einschalt- und/oder Ausschalttemperaturen gemäß der folgenden Beziehung verringert: Ton,j+1 = Ton,j – Kon × |ΔT| Toff,j+1 = Toff,j – Koff × |ΔT|,wobei die Einschalttemperatur T_on,j der Wert für die Periode „j" und T_on,j+1 der Wert für die nächste Periode „j + 1" ist, und wobei die Ausschalttemperatur T_off,j der Wert für die Periode „j" und T_off,j+1 der Wert für die nächste Periode „j + 1" ist und wobei |ΔT| größer ist als der vorgegebene Wert für den Unterschied ΔT_min.

Claims

Einrichtung zur Reglung der Temperatur (T) in einem Raum (12) in einem Schrank (10), welcher Raum durch ein Element (14) gekühlt wird, das durch eine diskontinuierlich betriebene Kühlmaschine (16) kalt gehalten wird, wobei die Einrichtung ein gemeinsames Mittel (20 und 22) aufweist, das die Temperatur in dem Raum registriert, wobei das gemeinsame Mittel so angeordnet ist, dass es die Kühlmaschine bei einem Einschaltwert (T_on) der Temperatur (T) startet, wobei zu diesem Zeitpunkt eine neue Kühlperiode beginnt und die vorherige Periode endet, wobei das gemeinsame Mittel so angeordnet ist, dass es die Kühlmaschine bei einem Ausschaltwert (T_off) der Temperatur stoppt, und wobei das gemeinsame Mittel einen voreingestellten Wert (T_set) für die Temperatur im Raum aufweist, wobei die Einrichtung ein drittes Mittel (24) aufweist, das einen Durchschnittswert (T_av) für die Temperatur (T) im Raum während einer Periode berechnet, und wobei die Einrichtung ein viertes Mittel (26) zum Berechnen des Unterschieds (ΔT) zwischen dem Durchschnittswert (T_av) und dem voreingestellten Wert (T_set) aufweist, wobei die Größe des Unterschieds (ΔT) darüber entscheidet, ob der Einschalt- (T_on) und/oder der Ausschaltwert (T_off) verändert werden soll, um zu veranlassen, dass die Temperatur (T) sich dem voreingestellten Wert (T_set) nähert.
Einrichtung zur Reglung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Mittel (20 und 22) in ein erstes Mittel (20) und ein zweites Mittel (22) unterteilt ist, dass das erste Mittel die Temperatur (T₁) an einem ausgewählten Referenzpunkt im Raum misst und die Einschalt- und Ausschaltwerte (T_on, T_off) aufweist, dass das zweite Mittel eine Momentantemperatur (T₂) im Raum misst, dass das dritte Mittel (24) während einer Periode einen Durchschnittswert (T_av) für die Momentantemperatur (T₂) berechnet.
Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) in einem Raum (12) eines Gehäuses (10), wobei der Raum durch ein Element (14) gekühlt wird, das durch eine diskontinuierlich betriebene Kühlmaschine (16) kalt gehalten wird, wobei die Temperatur (T) durch eine Einrichtung gesteuert wird, die ein gemeinsames Mittel (20 und 22) aufweist, das die Temperatur (T) in dein Raum misst, wobei das gemeinsame Mittel einen Einschaltwert (T_on), einen Ausschaltwert (T_off) und einen vorgegebenen Wert (T_set) für die Temperatur (T) im Raum registriert hat, wobei die Einrichtung ein drittes Mittel (24) zum Berechnen eines Durchschnittswerts (T_av) für die Temperatur (T) während einer Periode aufweist, und wobei die Einrichtung ein viertes Mittel (26) zum Berechnen des Unterschieds (ΔT) zwischen dem Durchschnittswert (T_av) und dem voreingestellten Wert (T_set) aufweist, und wobei das Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) aus den folgenden Schritten besteht: Messen der Temperatur (T), Beginnen der Kühlung, wenn die Temperatur den Einschaltwert (T_on) erreicht, Stoppen der Kühlung, wenn die Temperatur den Ausschaltwert (T_aus) erreicht, fortlaufendes Berechnen des Durchschnittswerts (T_av) der Temperatur (T), Berechnen des Unterschieds (ΔT) zwischen dem Durchschnittswert (T_av) und dem voreingestellten Wert (T_set), und wenn die Größe des Unterschieds (ΔT) größer ist als ein vorgegebener Unterschied (ΔT_min), werden der Einschalt- (T_on) und/oder der Ausschaltwert (T_off) so verändert, dass die Temperatur (T) sich dem voreingestellten Wert (T_set) nähert.
Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert für die Temperatur im Raum fortlaufend gemäß folgender Beziehung ermittelt wird: Tav,i = ((i – 1)/i) × Tav,i–1 + (1/i) × Ti.
Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Periode der Unterschied zwischen dein Durchschnittswert und dem voreingestellten Wert am Ende der Periode gemäß der folgenden Beziehung ermittelt wird: ΔT = Tav,N – Tset
Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Größe des Unterschieds größer ist als der vorgegebene Unterschied (ΔT_min), entweder der Einschalt- oder der Ausschaltwert oder beide gemäß der folgenden Beziehung erhöht werden: Ton,j+1 = Ton,j + Kon × |ΔT|; Toff,j+1 = Toff,j + Koff × |ΔT|,wenn der Durchschnittswert (T_av,N) kleiner ist als die voreingestellte Temperatur.
Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Größe des Unterschieds größer ist als der vorgegebene Unterschied (ΔT_min), entweder der Einschalt- oder der Ausschaltwert oder beide gemäß der folgenden Beziehung erhöht werden: Ton,j+1 = Ton,j – Kon × |ΔT|; Toff,j+1 = Toff,j – Koff × |ΔT|,wenn der Durchschnittswert (T_av,N) größer ist als die voreingestellte Temperatur.
Verfahren zur Reglung der Momentantemperatur (T₂) in einem Raum (12) eines Schrankes (10), wobei der Raum durch ein Element (14) gekühlt wird, das durch eine diskontinuierlich betriebene Kühlmaschine (16) kalt gehalten wird, wobei die Momentantemperatur (T₂) durch eine Einrichtung gesteuert wird, die ein erstes Mittel (20) aufweist, das die Regeltemperatur (T₁) an einem ausgewählten Referenzpunkt im Raum misst, und wobei das erste Mittel einen registrierten Einschaltwert (T_on) und Ausschaltwert (T_off) aufweist, wobei die Einrichtung ein zweites Mittel (22) aufweist, das eine Momentantemperatur (T₂) im Raum misst und einen voreingestellten Wert (T_set) für die Momentantemperatur (T₂) aufweist, und wobei die Einrichtung ein drittes Mittel (24) zum Berechnen eines Durchschnittswerts (T_av) für die Momentantemperatur (T₂) im Raum während einer Periode aufweist, und wobei die Einrichtung ein viertes Mittel (26) zum Berechnen des Unterschieds (ΔT) zwischen dem Durchschnittswert (T_av) und dem voreingestellten Wert (T_set) aufweist, und wo bei das Verfahren zur Reglung der Momentantemperatur (T₂) aus den folgenden Schritten besteht: Messen der Reguliertemperatur (T₁), Messen der Momentantemperatur (T₂), Beginnen der Kühlung, wenn die Reguliertemperatur (T₁) den Einschaltwert (T_on) erreicht, Stoppen der Kühlung, wenn die Temperatur den Ausschaltwert (T_aus) erreicht, fortlaufendes Berechnen des Durchschnittswerts (T_av) der Momentantemperatur (T₂), Berechnen des Unterschieds (ΔT) zwischen dem Durchschnittswert (T_av) und dem voreingestellten Wert (T_set), und wenn die Größe des Unterschieds (ΔT) größer ist als ein vorgegebener Unterschied (ΔT_min), Ändern des Einschalt- (T_on) und/oder Ausschaltwerts (T_off) derart, dass die Momentantemperatur (T₂) sich dem voreingestellten Wert (T_set) nähert.
Verfahren zur Reglung der Momentantemperatur (T₂) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert für die Temperatur im Raum fortlaufend gemäß folgender Beziehung ermittelt wird: Tav,i = ((i – 1)/i) × Tav,i–1 + (1/i) × T2,i.
Verfahren zur Reglung der Momentantemperatur (T₂) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Periode der Unterschied zwischen dem Durchschnittswert und dein voreingestellten Wert am Ende der Periode gemäß der folgenden Beziehung ermittelt wird: ΔT = Tav,N – Tset
Verfahren zur Reglung der Momentantemperatur (T₂) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Größe des Unterschieds größer ist als der vorgegebene Unterschied (ΔT_min), entweder der Einschalt- oder der Ausschaltwert oder beide gemäß der folgenden Beziehung erhöht werden: Ton,j+1 = Ton,j + Kon × |ΔT|; Toff,j+1 = Toff,j + Koff × |ΔT|, wenn der Durchschnittswert (T_av,N) kleiner ist als die voreingestellte Temperatur.
Verfahren zur Reglung der Temperatur (T) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Größe des Unterschieds größer ist als der vorgegebene Unterschied (ΔT_min), entweder der Einschalt- oder der Ausschaltwert oder beide gemäß der folgenden Beziehung erhöht werden: Ton,j+1 = Ton,j – Kon × |ΔT|; Toff,j+1 = Toff,j – Koff × |ΔT|,wenn der Durchschnittswert (T_av,N) größer ist als die voreingestellte Temperatur.