








Die Erfindung betrifft einen Kältemittelverdichter, welcher eine Verdichtereinheit aufweist, welche mit einem Sauganschluss Kältemittel ansaugt, verdichtet und über einen Druckanschluss abgibt, wobei der Kältemittelverdichter eine die Verdichtereinheit antreibende elektrische Antriebseinheit aufweist und wobei der Kältemittelverdichter mit einer Steuereinheit versehen ist, welche mit dem Kältemittelverdichter oder dem Kältemittelkreislauf zugeordneten Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten zusammenwirkt.The invention relates to a refrigerant compressor which has a compressor unit which sucks in refrigerant with a suction connection, compresses it and discharges it via a pressure connection, wherein the refrigerant compressor has an electric drive unit which drives the compressor unit and wherein the refrigerant compressor is provided with a control unit which interacts with operating units and/or condition detection units assigned to the refrigerant compressor or the refrigerant circuit.
Derartige, zum Einsatz in Kältemittelkreisläufen ausgebildete Kältemittelverdichter sind aus dem Stand der Technik bekannt.Such refrigerant compressors designed for use in refrigerant circuits are known from the prior art.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinheit zu schaffen, welche mit den verschiedensten Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten zusammenwirken kann.The invention is based on the object of creating a control unit which can interact with a wide variety of operating units and/or condition detection units.
Diese Aufgabe wird bei einem Kältemittelverdichter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuereinheit ein Basismodul umfasst, welches mindestens einen Prozessor und mindestens einen Speicher für den erforderlichen Programmcode zum Betreiben des Prozessors sowie Anschlüsse für Basisfunktionen ausführende Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten aufweist und dass der Prozessor und der in dem Speicher gespeicherte Programmcode so ausgebildet sind, dass mit diesen auch über ein mit dem Basismodul verbindbares Zusatzmodul Zusatzfunktionen ausführende Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten betreibbar sind.This object is achieved according to the invention in a refrigerant compressor of the type described at the outset in that the control unit comprises a base module which has at least one processor and at least one memory for the necessary program code for operating the processor as well as connections for operating units executing basic functions and/or status detection units, and that the processor and the program code stored in the memory are designed such that operating units executing additional functions and/or status detection units can also be operated with them via an additional module that can be connected to the base module.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass das Basismodul nicht nur die Möglichkeit bietet, die mit diesem verbindbaren Betriebseinheiten und Zustandserfassungseinheiten für die Basisfunktionen auszuführen, sondern bereits so ausgebildet ist, dass mit diesem auch die Möglichkeit besteht, Zusatzfunktionen eines mit dem Basismodul verbindbaren Zusatzmodul auszuführen, so dass die in dem Basismodul vorgesehenen Funktionalitäten auch den Betrieb der Zusatzfunktionen vorsehen und somit sämtliche gegebenenfalls vorgesehenen Basisfunktionen und Zusatzfunktionen durch den mindestens einen Prozessor und den mindestens einen Speicher des Basismoduls ausgeführt werden können.The advantage of the solution according to the invention is that the base module not only offers the possibility of executing the operating units and status detection units that can be connected to it for the basic functions, but is already designed in such a way that it also offers the possibility of executing additional functions of an additional module that can be connected to the base module, so that the functionalities provided in the base module also provide for the operation of the additional functions and thus all basic functions and additional functions that may be provided can be executed by the at least one processor and the at least one memory of the base module.
Durch das Basismodul und die in diesem vorgesehen Funktionalitäten werden insbesondere auch Kommunikationsprobleme zwischen dem Basismodul und den zur Verbindung mit diesem vorgesehenen Zusatzmodulen vermieden, insbesondere da unterschiedlichste Zusatzmodule mit dem Basismodul kombinierbar sind.The basic module and the functionalities provided in it also prevent communication problems between the basic module and the additional modules intended for connection to it, especially since a wide variety of additional modules can be combined with the basic module.
Eine besonders vorteilhafte Lösung der Erfindung sieht vor, dass das Basismodul für die Ausführung von Zusatzfunktionen mit einem Zusatzmodul verbindbar ist, welches Anschlüsse für die Zusatzfunktionen ausführende Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten aufweist, und dass das Zusatzmodul durch vermittelnde Kommunikation zwischen dem Basismodul und den mit dem Zusatzmodul verbundenen Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten die Ausführung der Zusatzfunktionen durch den Betrieb der Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten mittels des Basismoduls ermöglicht.A particularly advantageous solution of the invention provides that the base module for the execution of additional functions can be connected to an additional module which has connections for operating units and/or status detection units executing the additional functions, and that the additional module enables the execution of the additional functions by operating the operating units and/or status detection units by means of the base module through mediated communication between the base module and the operating units and/or status detection units connected to the additional module.
Vorzugsweise liegen somit im Basismodul sämtliche für die Basisfunktionen und Zusatzfunktionen erforderlichen Programme und Daten vor und es erfolgt auch im Basismodul die Ermittlung und Erfassung und Speicherung sämtlicher Betriebszustände.Preferably, all programs and data required for the basic functions and additional functions are therefore available in the basic module, and all operating states are also determined, recorded and stored in the basic module.
Besonders günstig ist es dabei, wenn eine Kommunikation zwischen dem Basismodul und dem mit diesem verbundenen Zusatzmodul direkt über elektrische Verbindungselemente zwischen dem Basismodul und dem Zusatzmodul erfolgt.It is particularly advantageous if communication between the base module and the additional module connected to it takes place directly via electrical connecting elements between the base module and the additional module.
Insbesondere sind dabei die elektrischen Verbindungselemente als Steckverbindungselemente ausgebildet, die eine direkte Verbindung zwischen dem Basismodul und dem Zusatzmodul erlauben.In particular, the electrical connection elements are designed as plug-in connection elements, which allow a direct connection between the base module and the additional module.
Ferner ist es insbesondere von Vorteil, wenn die vermittelnde Kommunikation des jeweiligen Zusatzmoduls eine Signalwandlung und/oder eine Signalaufbereitung und/oder eine intelligente Signalaufbereitung und/oder eine bewertende Signalaufbereitung umfasst.Furthermore, it is particularly advantageous if the mediating communication of the respective additional module comprises a signal conversion and/or a signal processing and/or an intelligent signal processing and/or an evaluating signal processing.
Dabei umfasst die vermittelnde Kommunikation durch das jeweilige Zusatzmodul insbesondere nicht nur die Weiterleitung von Steuerungsinformationen vom Basismodul für den Betrieb der Betriebseinheiten und Zustandserfassungseinheiten sondern auch eine Anpassung der Steuerungsinformationen des Prozessors an die Erfordernisse der jeweiligen Betriebseinheiten und Zustandserfassungseinheiten die insbesondere durch Ausgangsstufen des jeweiligen Zusatzmoduls erfolgen kann, wobei derartige Ausgangsstufen auch beispielsweise als Schalteinheiten oder stufenlos steuerbare Endstufen ausgebildet sein können.In this case, the mediating communication by the respective additional module includes not only the forwarding of control information from the base module for the operation of the operating units and status detection units, but also an adaptation of the control information of the processor to the requirements of the respective operating units and status detection units, which can be carried out in particular by output stages of the respective additional module, whereby such output stages can also be designed, for example, as switching units or continuously controllable output stages.
Außerdem umfasst die vermittelnde Kommunikation auch beispielsweise eine Wandlung von Signalen der Zustandserfassungseinheiten in vorgegebene Datenstrukturen zur Erfassung durch den mindestens einen Prozessor und den mindestens einen Speicher im Basismodul.In addition, the mediating communication also includes, for example, a conversion of signals from the status detection units into predetermined data structures for detection by the at least one processor and at least one memory in the base module.
Damit besteht insbesondere die Möglichkeit, die Kommunikation zwischen dem Basismodul und dem Zusatzmodul über standardisierte Kommunikationskanäle, beispielsweise eine BUS-Verbindung, zu realisieren, so dass das Zusatzmodul beispielsweise Informationen zum Betrieb der Betriebseinheiten über eine BUS-Verbindung erhält und außerdem Informationen der Zustandsüberwachungseinheiten über die BUS-Verbindung mit dem Basismodul kommuniziert.This makes it possible in particular to implement communication between the base module and the additional module via standardized communication channels, for example a BUS connection, so that the additional module receives, for example, information on the operation of the operating units via a BUS connection and also communicates information from the condition monitoring units with the base module via the BUS connection.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mit dem Basismodul unterschiedliche Zusatzmodule verbindbar sind, von denen jedes einen Betrieb unterschiedlicher Kombinationen von Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten durch vermittelnde Kommunikation zwischen dem Basismodul und diesen verschiedenen Kombinationen von Betriebseinheiten oder Zustandsüberwachungseinheiten ermöglicht und damit auch die Anpassung an unterschiedliche Applikationen.A particularly advantageous solution provides that different additional modules can be connected to the basic module, each of which enables operation of different combinations of operating units and/or condition detection units through mediating communication between the basic module and these different combinations of operating units or condition monitoring units and thus also adaptation to different applications.
Dies bedeutet dann aber im Umkehrschluss, dass der Prozessor und der im Speicher gespeicherte Programmcode bereits so ausgelegt sind, dass diese in der Lage sind, jegliche Art der vorgesehenen Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten zu betreiben.Conversely, this means that the processor and the program code stored in the memory are already designed in such a way that they are able to operate any type of intended operating units and/or status detection units.
Damit liegen auch sämtliche Daten für das Betreiben jeglicher Zusatzmodule und das Ausführen von Basis- und Zusatzfunktionen durch jegliche Art von Betriebseinheiten und Zustandserfassungseinheiten nur im Basismodul vor und können daher auch auf einfache Art und Weise aktualisiert und/oder konfiguriert werden.This means that all data for operating any additional modules and executing basic and additional functions by any type of operating units and condition recording units are only available in the basic module and can therefore be easily updated and/or configured.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, vom Basismodul erfasste Betriebsdaten zu speichern und gegebenenfalls diese auch, beispielsweise auf eine übergeordnete Steuerung, insbesondere eine Systemsteuerung oder eine separate Datenverarbeitungs- und Speichereinheit, zu übertragen.It is also possible to store operating data recorded by the base module and, if necessary, to transfer it, for example, to a higher-level control system, in particular a system control system or a separate data processing and storage unit.
Hinsichtlich der Anordnung der Steuereinheit an dem Kältemittelverdichter wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.No further details have been provided so far regarding the arrangement of the control unit on the refrigerant compressor.
So sieht eine besonders vorteilhafte Lösung vor, dass die Steuereinheit ein auf dem Kältemittelverdichter angeordnetes Steuerungsgehäuse aufweist, welches zur Aufnahme des Basismoduls ausgebildet ist und außerdem zur Aufnahme mindestens eines Zusatzmoduls ausgebildet ist.A particularly advantageous solution provides that the control unit has a control housing arranged on the refrigerant compressor, which is designed to accommodate the base module and is also designed to accommodate at least one additional module.
Ein auf dem Kältemittelverdichter angeordnetes Steuerungsgehäuse ist insbesondere ein Steuerungsgehäuse, welches fest mit dem Kältemittelverdichter verbunden ist und insbesondere an einer Komponente des Kältemittelverdichters selbst, das heißt an einem Gesamtgehäuse und/oder auf einer Motorstromversorgungseinheit des Kältemittelverdichters, sitzt.A control housing arranged on the refrigerant compressor is in particular a control housing which is firmly connected to the refrigerant compressor and in particular sits on a component of the refrigerant compressor itself, that is to say on an overall housing and/or on a motor power supply unit of the refrigerant compressor.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Steuerungsgehäuse so ausgebildet ist, dass zusätzlich zu dem Basismodul unterschiedliche Zusatzmodule einsetzbar sind.It is particularly advantageous if the control housing is designed in such a way that different additional modules can be used in addition to the basic module.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Steuerungsgehäuse Montageaufnahmen zur festen Verbindung des Basismoduls mit diesem aufweist.Furthermore, it is preferably provided that the control housing has mounting receptacles for firmly connecting the base module to it.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Steuerungsgehäuse Montageaufnahmen zur festen Verbindung des Zusatzmoduls mit diesem aufweist.Furthermore, it is preferably provided that the control housing has mounting receptacles for firmly connecting the additional module to it.
Vorzugsweise sind dabei die Montageaufnahmen an einer Gehäusebasis des Steuerungsgehäuses angeordnet.Preferably, the mounting receptacles are arranged on a housing base of the control housing.
Insbesondere sind dabei die Montageaufnahmen mittels Versteifungen mit der Gehäusebasis verbunden.In particular, the mounting brackets are connected to the housing base by means of stiffeners.
Derartige Versteifungen dienen dabei insbesondere dazu, Vibrationen der Gehäusebasis zu dämpfen und somit diese nicht auf das Basismodul und gegebenenfalls das Zusatzmodul zu übertragen.Such stiffeners serve in particular to dampen vibrations of the housing base and thus prevent them from being transferred to the base module and, if applicable, the additional module.
Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Gehäusebasis mit vibrationsdämpfenden Strukturen, insbesondere ergänzend zu den Versteifungen, versehen ist.Furthermore, it is preferably provided that the housing base is provided with vibration-damping structures, in particular in addition to the stiffeners.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die jeweilige Montagebasis für das Basismodul und das Zusatzmodul an den Versteifungen der Gehäusebasis angeordnet sind, so dass durch diese Versteifungen eine stabile Anordnung der Verbindung des Basismoduls und des Zusatzmoduls gegeben ist.It is particularly advantageous if the respective mounting base for the base module and the additional module are arranged on the stiffeners of the housing base, so that these stiffeners provide a stable arrangement of the connection between the base module and the additional module.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die jeweilige Montagebasis für das Basismodul und das Zusatzmodul an denselben mit der Gehäusebasis verbundenen Versteifungen angeordnet sind.It is particularly advantageous if the respective mounting base for the base module and the additional module are arranged on the same stiffeners connected to the housing base.
Ferner ist es zur Herstellung einer einfachen und dauerhaften elektrischen Verbindung zwischen dem Basismodul und dem Zusatzmodul von Vorteil, wenn das in dem Steuerungsgehäuse montierte Basismodul und das mit diesem verbundene Zusatzmodul durch eine Steckverbindung miteinander verbunden sind.Furthermore, in order to establish a simple and permanent electrical connection between the base module and the additional module, it is advantageous if the base module mounted in the control housing and the additional module connected to it are connected to one another by a plug connection.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Steckverbindung durch Fixierung des Basismoduls durch dessen Montagebasis und die Fixierung des Zusatzmoduls durch dessen Montagebasis entlastet und somit auch gesichert ist.It is particularly advantageous if the plug connection is relieved and thus secured by fixing the base module to its mounting base and the additional module to its mounting base.
Hinsichtlich der verschiedenen Möglichkeiten, an das Basismodul Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten anzuschließen, wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.No further details have yet been provided regarding the various options for connecting operating units and/or condition recording units to the basic module.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Basismodul für die Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten mindestens einen Kleinspannungsanschluss, beispielsweise für Zustandserfassungseinheiten, und mindestens einen Netzspannungsanschluss, beispielsweise für Betriebseinheiten, aufweist.An advantageous solution provides that the base module for the operating units and/or condition detection units has at least one low-voltage connection, for example for condition detection units, and at least one mains voltage connection, for example for operating units.
Darüber hinaus ist ebenfalls hinsichtlich der Möglichkeiten, Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten an dem Zusatzmodul anzuschließen, vorzugsweise vorgesehen, dass das Zusatzmodul für den Betrieb der Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten mindestens einen Kleinspannungsanschluss, beispielsweise für Zustandserfassungseinheiten, und mindestens einen Netzspannungsanschluss, beispielsweise für Betriebseinheiten, aufweist.Furthermore, with regard to the possibilities of connecting operating units and/or condition detection units to the additional module, it is preferably provided that the additional module for operating the operating units and/or condition detection units has at least one low-voltage connection, for example for condition detection units, and at least one mains voltage connection, for example for operating units.
Insbesondere ist vorteilhafterweise bei mindestens einem Teil der Netzspannungsanschlüsse vorgesehen, dass diese durch mit dem Basismodul kommunizierende Ausgangsstufen steuerbar sind.In particular, it is advantageously provided that at least some of the mains voltage connections can be controlled by output stages communicating with the base module.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einer der Kleinspannungsanschlüsse durch das Basismodul steuerbar ist.Furthermore, it is preferably provided that at least one of the low-voltage connections can be controlled by the base module.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Basismodul mindestens eine BUS-Anschlusseinheit für ein BUS-System aufweist, dabei ist das BUS-System vorzugsweise ein Feld-BUS-System zur Kommunikation mit mindestens einem Zusatzmodul oder einem weiteren Basismodul einer weiteren Kältemittelverdichtereinheit und/oder mit Konfigurations- und/oder Auslesegeräten und/oder Anzeigeeinheiten.Furthermore, it is preferably provided that the base module has at least one BUS connection unit for a BUS system, wherein the BUS system is preferably a field BUS system for communication with at least one additional module or another base module of another refrigerant compressor unit and/or with configuration and/or reading devices and/or display units.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation, beispielsweise über Bluetooth oder WiFi, mit der Systemsteuerung und/oder Konfigurationsgeräten oder Auslesegeräten und/oder Anzeigeeinheiten und/oder zur Kommunikation mit Zusatzmodulen und/oder weiteren Basismodulen aufweist.A further advantageous solution provides that the base module has a communication unit for wireless communication, for example via Bluetooth or WiFi, with the system control and/or configuration devices or reading devices and/or display units and/or for communication with additional modules and/or other base modules.
Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Basismodul einen Anschluss zur Kommunikation mit einer Systemsteuerung des Kältemittelkreislaufs aufweist, um Steuersignale der Systemsteuerung zur Steuerung des Kältemittelkreislaufs zu erhalten.Furthermore, it is preferably provided that the base module has a connection for communication with a system controller of the refrigerant circuit in order to receive control signals from the system controller for controlling the refrigerant circuit.
Zweckmäßigerweise ist hierbei vorgesehen, dass der Anschluss zur Kommunikation mit der Systemsteuerung die BUS-Anschlusseinheit ist.It is expediently provided that the connection for communication with the system control is the BUS connection unit.
Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Zusatzmodul eine BUS-Anschlusseinheit aufweist.Furthermore, an advantageous solution provides that the additional module has a BUS connection unit.
Außerdem sieht alternativ oder ergänzend eine weitere Lösung vor, dass das Zusatzmodul eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation aufweist.In addition, an alternative or additional solution provides that the additional module has a communication unit for wireless communication.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Antriebseinheit mittels eines Frequenzumrichters betreibbar ist und dass der Frequenzumrichter durch das Basismodul angesteuert ist, wobei die Ansteuerung über einen der Anschlüsse des Basismoduls oder über die BUS-Anschlusseinheit oder durch drahtlose Kommunikation erfolgen kann.A further advantageous solution provides that the drive unit can be operated by means of a frequency converter and that the frequency converter is controlled by the base module, whereby the control can be carried out via one of the connections of the base module or via the BUS connection unit or by wireless communication.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Antriebseinheit mittels eines Frequenzumrichters betreibbar ist und dass der Frequenzumrichter über das Zusatzmodul durch das Basismodul angesteuert ist, wobei die Ansteuerung über das Zusatzmodul mittels der Anschlüsse des Zusatzmoduls oder über dessen BUS-Anschlusseinheit oder durch drahtlose Kommunikation erfolgen kann.A further advantageous solution provides that the drive unit can be operated by means of a frequency converter and that the frequency converter is controlled by the base module via the additional module, whereby the control via the additional module can be carried out by means of the connections of the additional module or via its BUS connection unit or by wireless communication.
Hinsichtlich der verschiedenen, mit dem Basismodul und/oder dem Zusatzmodul verbindbaren Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.No further details have yet been provided regarding the various operating units and/or condition recording units that can be connected to the basic module and/or the additional module.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Schmiermittelsensor als Zustandserfassungseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Werte des Schmiermittelsensors erfasst.An advantageous solution provides that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a lubricant sensor as a condition detection unit and that the base module records the values of the lubricant sensor.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Basismodul die Werte des Schmiermittelsensors auswertet.In particular, it is intended that the base module evaluates the values of the lubricant sensor.
Eine derartige Auswertung erfolgt insbesondere durch den mindestens einen Prozessor mittels des in dem mindestens einen Speicher des Basismoduls gespeicherten Programmcode, wobei im einfachsten Fall Referenzwerte abgespeichert sind und mit den Werten des Schmiermittelsensors verglichen werden.Such an evaluation is carried out in particular by the at least one processor by means of the program code stored in the at least one memory of the base module, wherein in the simplest case reference values are stored and compared with the values of the lubricant sensor.
Hinsichtlich der Ausbildung des Schmiermittelsensors sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar.With regard to the design of the lubricant sensor, a wide variety of options are conceivable.
Eine Möglichkeit sieht vor, dass der Schmiermittelsensor ein optischer Schmiermittelstandsensor ist.One possibility is that the lubricant sensor is an optical lubricant level sensor.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Schmiermittelsensor ein Schwimmersensor ist.Another advantageous possibility is that the lubricant sensor is a float sensor.
Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass der Schmiermittelsensor ein Schmiermitteldifferenzdrucksensor ist.Another possibility is that the lubricant sensor is a lubricant differential pressure sensor.
Darüber hinaus besteht eine weitere vorteilhafte Möglichkeit eine Betriebseinheit zu realisieren darin, dass das Basismodul als Betriebseinheit eine Schmiermittelzufuhr von einem Schmiermittelabscheider zu der Verdichtereinheit durch einen mit dem Basismodul und/oder dem Zusatzmodul verbundene Schmiermittelzufuhreinheit steuert.Furthermore, a further advantageous possibility for realizing an operating unit is that the base module as an operating unit controls a lubricant supply from a lubricant separator to the compressor unit through a lubricant supply unit connected to the base module and/or the additional module.
Die Schmiermittelzufuhreinheit kann beispielsweise als Pumpe ausgebildet sein.The lubricant supply unit can, for example, be designed as a pump.
Eine besonders einfache Lösung sieht vor, dass die Schmiermittelzufuhreinheit als Schmiermitteleinspritzventil ausgebildet ist.A particularly simple solution provides that the lubricant supply unit is designed as a lubricant injection valve.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Druckgastemperatursensor als Zustandserfassungseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Werte des Druckgastemperatursensors erfasst.A further advantageous solution provides that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a compressed gas temperature sensor as a condition detection unit and that the base module detects the values of the compressed gas temperature sensor.
Auch in diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Basismodul die Werte des Druckgastemperatursensors auswertet, insbesondere unter Berücksichtigung von in dem mindestens einen Speicher gespeicherten Referenzwerten.In this case too, it is preferably provided that the base module evaluates the values of the compressed gas temperature sensor, in particular taking into account reference values stored in the at least one memory.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Hochdrucksensor als Zustandserfassungseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Werte des Hochdrucksensors erfasst.A further advantageous solution provides that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a high-pressure sensor as a condition detection unit and that the base module detects the values of the high-pressure sensor.
Dabei kann das Basismodul ebenfalls mittels des mindestens einen Prozessors und des mindestens einen Speichers mit dem Programmcode die Werte des Hochdrucksensors auswerten.The base module can also evaluate the values of the high-pressure sensor by means of the at least one processor and the at least one memory with the program code.
In vielen Fällen ist es jedoch ausreichend, wenn das Basismodul die Werte des Hochdrucksensors weiterleitet.In many cases, however, it is sufficient for the base module to forward the values of the high-pressure sensor.
Vorteilhafterweise kann auch bei einem vom Hochdrucksensor erfassten zu hohen Druck der Kältemittelverdichter abgeschaltet werden.Advantageously, the refrigerant compressor can also be switched off if the pressure detected by the high-pressure sensor is too high.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einer Schmiermittelheizung als Betriebseinheit verbunden ist und dass insbesondere das Basismodul die Schmiermittelheizung zuschaltet oder abschaltet, insbesondere in Abhängigkeit von erfassten Betriebszuständen einzelner Einheiten, wie zum Beispiel einem Betriebszustand der Antriebseinheit.A further advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a lubricant heater as an operating unit and that in particular the base module switches the lubricant heater on or off, in particular depending on detected operating states of individual units, such as an operating state of the drive unit.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einer Leistungssteuereinheit der Verdichtereinheit verbunden sind und dass das Basismodul die Leistungssteuereinheit ansteuert.A further advantageous solution provides that the base module and/or the additional module of the control unit are connected to a power control unit of the compressor unit and that the base module controls the power control unit.
Dabei ist im einfachsten Fall vorgesehen, dass das Basismodul die Leistungssteuereinheit entsprechend einer Leistungsanforderung der Systemsteuereinheit steuert.In the simplest case, the base module controls the power control unit according to a power requirement of the system control unit.
Alternativ oder ergänzend dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Basismodul mittels des mindestens einen Prozessors die Leistungssteuereinheit in Abhängigkeit von der über den Druckgastemperatursensor erfassten Druckgastemperatur unter Berücksichtigung von in dem Speicher abgespeicherten Vorgaben steuert.Alternatively or in addition, it is also possible for the base module to control the power control unit by means of the at least one processor as a function of the compressed gas temperature detected by the compressed gas temperature sensor, taking into account specifications stored in the memory.
Dies kann beispielsweise permanent erfolgen, wenn keine Steuerung der Leistungssteuereinheit durch die Systemsteuereinheit erfolgen soll.This can be done permanently, for example, if the power control unit is not to be controlled by the system control unit.
Dies kann aber auch durch temporäres Ausblenden der Leistungsanforderung der Systemsteuerung erfolgen, um eine Beschädigung des Kältemittelverdichters zu vermeiden oder diesen in einen unkritischen Betriebszustand zu bringen.However, this can also be done by temporarily suppressing the power requirement of the system control in order to avoid damage to the refrigerant compressor or to bring it into a non-critical operating state.
Des Weiteren ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Sauggastemperatursensor als Zustandserfassungseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Werte des Sauggastemperatursensors erfasst.Furthermore, in an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a suction gas temperature sensor as a state detection unit and that the base module detects the values of the suction gas temperature sensor.
Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn der Prozessor des Basismoduls die Werte des Sauggastemperatursensors mit in dem Speicher abgespeicherten oder entsprechend einem Betriebszustand des Kältemittelverdichters vom Prozessor ermittelten Referenzwerten vergleicht.In particular, it is advantageous if the processor of the base module compares the values of the suction gas temperature sensor with reference values stored in the memory or determined by the processor according to an operating state of the refrigerant compressor.
In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, dass das Basismodul bei Unterschreiten eines Referenzwerts für die Sauggastemperatur mit der Systemsteuerung kommuniziert und zumindest der Systemsteuerung meldet, dass die Sauggastemperatur zu niedrig ist.In this case, it is possible, for example, for the base module to communicate with the system control when the suction gas temperature falls below a reference value and at least report to the system control that the suction gas temperature is too low.
Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass das Basismodul mittels des mindestens einen Prozessors die Leistungssteuereinheit unter Berücksichtigung der Druckgastemperatur und der Sauggastemperatur sowie unter Berücksichtigung von in dem Speicher abgespeicherten Vorgaben steuert.Alternatively, it is also conceivable that the base module controls the power control unit by means of the at least one processor, taking into account the discharge gas temperature and the suction gas temperature as well as taking into account specifications stored in the memory.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die abgespeicherten Vorgaben Einsatzdiagramme für den Kältemittelverdichter sind, aus denen hervorgeht, welche Wertepaarungen von Druckgastemperatur und Sauggastemperatur zulässige Betriebszustände für den Kältemittelverdichter oder unzulässige Betriebszustände für den Kältemittelverdichter darstellen und ob ein temporärer Weiterbetrieb des Kältemittelverdichters mit einem derartigen Betriebszustand noch zulässig oder nicht mehr zulässig ist.This can be done, for example, by the stored specifications being application diagrams for the refrigerant compressor, which show which value pairs of discharge gas temperature and suction gas temperature represent permissible operating states for the refrigerant compressor or impermissible operating states for the refrigerant compressor and whether temporary continued operation of the refrigerant compressor with such an operating state is still permissible or no longer permissible.
Unter einer vorstehend erwähnten Leistungssteuereinheit ist beispielsweise ein Frequenzumrichter der elektrischen Antriebseinheit zu verstehen.The power control unit mentioned above is understood to mean, for example, a frequency converter of the electric drive unit.
Unter einer vorstehend erwähnten Leistungssteuereinheit ist aber auch eine mechanische Leistungssteuerung zu verstehen.However, the power control unit mentioned above also includes a mechanical power control.
Beispielsweise handelt es sich bei einem Hubkolbenverdichter um eines oder mehrere Ventile, beispielsweise Schaltventile, welche es erlauben, einzelne Zylinder oder auch Zylinderbänke zu aktivieren oder zu deaktivieren und dadurch die Leistung zu steuern oder eine Anlaufentlastung zu erreichen.For example, a reciprocating piston compressor has one or more valves, such as switching valves, which allow individual cylinders or cylinder banks to be activated or deactivated and thus control the performance or achieve start-up relief.
Handelt es sich bei dem Kältemittelverdichter um einen Schraubenverdichter, so dienen die Ventile zur Positionierung eines vorhandenen Leistungsschiebers oder als Bypassventile.If the refrigerant compressor is a screw compressor, the valves are used to position an existing power slide or as bypass valves.
Handelt es sich bei dem Kältemittelverdichter um einen Spiral- oder Scrollverdichter, so erfolgt durch ein Ventil eine Unterbrechung der Kältemittelzufuhr durch Öffnen eines Bypass oder ein begrenztes Abheben der Spiralkörper.If the refrigerant compressor is a spiral or scroll compressor, a valve interrupts the refrigerant supply by opening a bypass or by partially lifting the spiral bodies.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Lüfter zur Kühlung der Verdichtereinheit als Betriebseinheit verbunden sind und dass das Basismodul den Lüfter ansteuert.A further advantageous embodiment provides that the base module and/or the additional module of the control unit are connected to a fan for cooling the compressor unit as an operating unit and that the base module controls the fan.
Ein derartiger Lüfter ist beispielsweise ein Lüfter zum Kühlen von einem oder mehreren Zylinderköpfen eines Hubkolbenverdichters.Such a fan is, for example, a fan for cooling one or more cylinder heads of a reciprocating compressor.
Insbesondere besteht in diesem Zusammenhang die Möglichkeit, dass das Basismodul mittels des mindestens einen Prozessors unter Berücksichtigung der Druckgastemperatur und unter Berücksichtigung von in dem Speicher abgespeicherten Vorgaben den Lüfter ansteuert, insbesondere um dabei eine maximale Temperatur der Verdichtereinheit im Bereich von deren Zylinderköpfen nicht zu überschreiten.In particular, in this context it is possible for the base module to control the fan by means of the at least one processor, taking into account the pressure gas temperature and specifications stored in the memory, in particular in order not to exceed a maximum temperature of the compressor unit in the area of its cylinder heads.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Kältemittelverdichters sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einer Einspritzeinheit für Kältemittel als Betriebseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Einspritzeinheit steuert.A further advantageous embodiment of the refrigerant compressor provides that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to an injection unit for refrigerant as an operating unit and that the base module controls the injection unit.
Eine derartige Einspritzeinheit ist insbesondere so angeordnet, dass sie in das von der Verdichtereinheit angesaugte Kältemittel, vor dessen Verdichtung flüssiges Kältemittel zur Kühlung einspritzt, um die Temperatur der Verdichtereinheit beim Verdichten des Kältemittels zu reduzieren.Such an injection unit is in particular arranged in such a way that it injects liquid refrigerant for cooling into the refrigerant sucked in by the compressor unit before it is compressed in order to reduce the temperature of the compressor unit when the refrigerant is compressed.
Handelt es sich bei dem Kältemittelverdichter um einen Schraubenverdichter, so ist alternativ eine Einspritzung von Kältemittel in eine durch die mindestens eine Schraube geschlossene Kammer möglich.If the refrigerant compressor is a screw compressor, it is alternatively possible to inject refrigerant into a chamber closed by at least one screw.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Basismodul mittels des mindestens einen Prozessors die Einspritzeinheit unter Berücksichtigung der Druckgastemperatur und unter Berücksichtigung von in dem Speicher gespeicherten oder vom Prozessor entsprechend weiterer Zustandsgrößen ermittelten Vorgaben ansteuert, so dass ein Ansteigen der Druckgastemperatur durch ein derartiges Einspritzen von flüssigem Kältemittel vermieden werden kann.In particular, it is provided that the base module controls the injection unit by means of the at least one processor, taking into account the pressure gas temperature and taking into account specifications stored in the memory or determined by the processor in accordance with other state variables, so that an increase in the pressure gas temperature can be avoided by such an injection of liquid coolant.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Umgebungstemperatursensor als Zustandserfassungseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Werte des Umgebungstemperatursensors erfasst.A further advantageous solution provides that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to an ambient temperature sensor as a condition detection unit and that the base module detects the values of the ambient temperature sensor.
Dabei kann beispielsweise lediglich eine Meldung der Umgebungstemperatur an die Systemsteuerung weitergegeben werden.For example, only a message about the ambient temperature can be passed on to the system control.
Insbesondere ist in einem derartigen Fall vorgesehen, dass das Basismodul mittels des Prozessors die Werte des Umgebungstemperatursensors entsprechend in dem Speicher vorgegebenen Referenzwerten auswertet.In particular, in such a case, it is provided that the base module uses the processor to determine the values of the ambient temperature sensor according to reference values specified in the memory.
Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul mittels des Prozessors entsprechend den Werten eines Verflüssigungsdrucksensors und/oder des Umgebungstemperatursensors eine Gebläseeinheit des hochdruckseitigen Wärmeübertragers des Kältemittelkreislaufs basierend auf in dem Speicher abgespeicherten oder von dem Prozessor entsprechend weiterer Betriebszustandsgrößen ermittelten Vorgaben steuert.Another advantageous solution provides that the base module controls a blower unit of the high-pressure side heat exchanger of the refrigerant circuit by means of the processor in accordance with the values of a condensation pressure sensor and/or the ambient temperature sensor based on specifications stored in the memory or determined by the processor in accordance with other operating state variables.
In diesem Fall übernimmt das Basismodul beispielsweise temporär oder permanent die Funktion der Systemsteuerung zur Steuerung des Kältemittelkreislaufs.In this case, the base module temporarily or permanently takes over the function of the system control for controlling the refrigerant circuit.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass bei einer Ausführungsform das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem Kühlstellentemperatursensor als Zustandserfassungseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Werte des Kühlstellentemperatursensors erfasst.Furthermore, it is also possible that in one embodiment the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a cooling point temperature sensor as a condition detection unit and that the base module detects the values of the cooling point temperature sensor.
In diesem Fall besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass das Basismodul mittels des Prozessors die Kühlstellentemperatur mit in dem Speicher vorgegebenen oder mittels des Prozessors aufgrund weiterer Betriebszustandsgrößen ermittelten Referenzwerten vergleicht.In this case, it is also possible for the base module to use the processor to compare the cooling point temperature with reference values specified in the memory or determined by the processor on the basis of other operating state variables.
Aus diesem Vergleich können unterschiedliche Aktivitäten des Basismoduls resultieren.This comparison can result in different activities of the basic module.
Eine Möglichkeit sieht vor, dass das Basismodul mittels des Prozessors eine Massenstromsteuereinheit im Kältemittelkreislauf unter Berücksichtigung der Kühlstellentemperatur und eines in dem Speicher gespeicherten Steuerungsprogramms ansteuert.One possibility is for the base module to use the processor to control a mass flow control unit in the refrigerant circuit, taking into account the cooling point temperature and a control program stored in the memory.
In diesem Fall kann zumindest temporär oder auch permanent das Basismodul die Funktion der Systemsteuerung übernehmen und den Kältemittelkreislauf entsprechend steuern.In this case, the base module can at least temporarily or permanently take over the function of the system control and control the refrigerant circuit accordingly.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul zur Ausführung eines Schmiermittelrückführbetriebs, gesteuert durch den Prozessor gemäß einem Schmiermittelrückführprogramm, ausgebildet ist und dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einem schaltbaren Ausgang zum Aktivieren des Schmiermittelrückführbetriebs als Betriebseinheit, beispielsweise durch die Systemsteuerung, verbunden ist und dass das Basismodul den Ausgang steuert.A further advantageous solution provides that the base module is designed to carry out a lubricant return operation, controlled by the processor according to a lubricant return program, and that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a switchable output for activating the lubricant return operation as an operating unit, for example by the system control, and that the base module controls the output.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Basismodul beim Auftreten von schadensträchtigen Betriebszuständen diese mittels des Prozessors erfasst und ein Alarmsignal speichert und/oder dass das Basismodul und/oder das Zusatzmodul der Steuereinheit mit einer Anzeigeeinheit als Betriebseinheit verbunden ist und dass das Basismodul die Anzeigeeinheit so steuert, dass diese ein vom Basismodul erkanntes Alarmsignal anzeigt.A further advantageous solution provides that when operating conditions that could cause damage occur, the base module detects these by means of the processor and stores an alarm signal and/or that the base module and/or the additional module of the control unit is connected to a display unit as an operating unit and that the base module controls the display unit in such a way that it displays an alarm signal recognized by the base module.
Beispielsweise sind zur Ausführung von Basisfunktion mit dem Basismodul mindestens ein Schmiermittelsensor, und/oder ein Druckgastemperatursensor, und/oder gegebenenfalls ein Hochdrucksensor und/oder eine Schmiermittelheizung verbunden.For example, to carry out basic functions, at least one lubricant sensor, and/or a compressed gas temperature sensor, and/or possibly a high pressure sensor and/or a lubricant heater are connected to the base module.
Insbesondere sind zur Ausführung der Zusatzfunktionen alle übrigen der voranstehend genannten Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten einzeln oder in beliebigen Kombinationen mit jeweils einem Zusatzmodul verbunden.In particular, to execute the additional functions, all other operating units and/or condition recording units mentioned above are each connected individually or in any combination to an additional module.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kältemittelkreislauf, umfassend mindestens einen Kältemittelverdichter, einen vom mindestens einen Kältemittelverdichter wegführende Hochdruckleitung, einen in der Hochdruckleitung angeordneten hochdruckseitigen Wärmeübertrager, mindestens ein in der Hochdruckleitung auf den hochdruckseitigen Wärmeübertrager folgendes Expansionsorgan, einen auf das Expansionsorgan folgenden, in einer Niederdruckleitung angeordneten niederdruckseitigen Wärmeübertrager, von welchem die Niederdruckleitung zu dem mindestens einen Kältemittelverdichter führt.Furthermore, the invention relates to a refrigerant circuit comprising at least one refrigerant compressor, a high-pressure line leading away from the at least one refrigerant compressor, a high-pressure side heat exchanger arranged in the high-pressure line, at least one expansion element following the high-pressure side heat exchanger in the high-pressure line, a low-pressure side heat exchanger following the expansion element and arranged in a low-pressure line, from which the low-pressure line leads to the at least one refrigerant compressor.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist in einem derartigen Kältemittelkreislauf vorgesehen, dass der mindestens eine Kältemittelverdichter nach einem oder mehreren der voranstehenden Merkmale ausgebildet ist.To achieve the object mentioned at the outset, it is provided in such a refrigerant circuit that the at least one refrigerant compressor is designed according to one or more of the preceding features.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist somit darin zu sehen, dass eine Steuerung des mindestens einen Kältemittelverdichters in dem erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf in einfacher Weise unter Einsatz von verschiedensten Betriebseinheiten und/oder Zustandserfassungseinheiten erfolgen kann und dabei in einfacher Art und Weise an diese angepasst werden kann.The advantage of the solution according to the invention is therefore that the at least one refrigerant compressor in the refrigerant circuit according to the invention can be controlled in a simple manner using a wide variety of operating units and/or condition detection units and can be adapted to these in a simple manner.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, dass der Kältemittelkreislauf einen in einer Hochdruckleitung angeordneten Hochdrucksensor erfasst, dessen Wert vorteilhafterweise von der Steuereinheit des Kältemittelverdichters erfasst werden kann.A particularly advantageous solution provides that the refrigerant circuit detects a high-pressure sensor arranged in a high-pressure line, the value of which can advantageously be detected by the control unit of the refrigerant compressor.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Kältemittelkreislauf einen in der Hochdruckleitung angeordneten Schmiermittelabscheider umfasst, durch welchen somit die Möglichkeit besteht, in einfacher Weise Schmiermittel abzuscheiden und gegebenenfalls bei einem Schmiermitteldefizit des mindestens einen Kältemittelverdichters diesem zuzuführen.Another advantageous solution provides that the refrigerant circuit has a lubricant separator arranged in the high-pressure line which thus makes it possible to easily separate lubricant and, if necessary, to supply it to at least one refrigerant compressor in the event of a lubricant deficit.
Darüber hinaus ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf eine dem Expansionsorgan vorgeschaltete Massenstromsteuereinheit umfasst, so dass die Möglichkeit besteht, seitens der am Kältemittelverdichter vorgesehenen Steuereinheit auch den Massenstrom im Kältemittelkreislauf zu steuern.Furthermore, it is advantageously provided that the refrigerant circuit comprises a mass flow control unit connected upstream of the expansion element, so that it is possible to also control the mass flow in the refrigerant circuit by the control unit provided on the refrigerant compressor.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf einen Kühlstellentemperatursensor umfasst, welcher mit der am Kältemittelverdichter angeordneten Steuereinheit verbunden ist und die Möglichkeit eröffnet, mittels der am Kältemittelverdichter angeordneten Steuereinheit den Kältemittelkreislauf temporär oder permanent zu steuern.Furthermore, it is preferably provided that the refrigerant circuit comprises a cooling point temperature sensor which is connected to the control unit arranged on the refrigerant compressor and offers the possibility of temporarily or permanently controlling the refrigerant circuit by means of the control unit arranged on the refrigerant compressor.
Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Kältemittelkreislauf eine Systemsteuerung umfasst, welche mit der Steuereinheit am mindestens einen Kältemittelverdichter zusammenwirkt.Another advantageous solution provides that the refrigerant circuit comprises a system control which interacts with the control unit on at least one refrigerant compressor.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Systemsteuerung mit der Basiseinheit des mindestens einen Kältemittelverdichters zusammenwirkt und insbesondere mit der Basiseinheit Vorgaben hinsichtlich des vom mindestens einen Kältemittelverdichter zu fördernden Massenstroms übermittelt.Preferably, it is provided that the system control interacts with the base unit of the at least one refrigerant compressor and, in particular, transmits specifications with the base unit regarding the mass flow to be conveyed by the at least one refrigerant compressor.
Zweckmäßigerweise erfolgt dieses Zusammenwirken zwischen der Systemsteuerung und der Steuereinheit bei einer Lösung mit einem BUS-Anschluss des Basismoduls.This interaction between the system controller and the control unit is conveniently achieved in a solution with a BUS connection of the base module.
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, dass die Systemsteuerung drahtlos mit dem Basismodul zusammenwirkt.Alternatively, it is also possible for the system control to interact wirelessly with the base module.
Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Systemsteuerung durch analoge Sollwertvorgaben und/oder Schaltsignale mit dem Basismodul zusammenwirkt.Another alternative is for the system control to interact with the base module through analog setpoint specifications and/or switching signals.
Des Weiteren sieht eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs vor, dass in dem Kältemittelkreislauf mehrere Kältemittelverdichter gemäß einem oder mehreren der voranstehenden Merkmale angeordnet sind.Furthermore, an advantageous embodiment of the refrigerant circuit according to the invention provides that a plurality of refrigerant compressors according to one or more of the preceding features are arranged in the refrigerant circuit.
Vorzugsweise sind dabei die Kältemittelverdichter so angeordnet, dass sie im Kältemittelkreislauf parallel geschaltet sind und somit parallel arbeiten.Preferably, the refrigerant compressors are arranged so that they are connected in parallel in the refrigerant circuit and thus work in parallel.
Zur Ansteuerung der jeweiligen Kältemittelverdichter ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuereinheiten der Kältemittelverdichter über das jeweilige Basismodul kommunizieren.To control the respective refrigerant compressors, it is particularly advantageous if the control units of the refrigerant compressors communicate via the respective base module.
Eine Lösung sieht vor, dass die Systemsteuerung mit der jeweiligen Steuereinheit der Kältemittelverdichter insbesondere über deren Basismodul direkt zusammenwirkt.One solution provides for the system control to interact directly with the respective control unit of the refrigerant compressors, particularly via their base module.
Dies kann direkt analog oder über ein BUS-System oder über drahtlose Kommunikation erfolgen.This can be done directly analogue or via a BUS system or via wireless communication.
Eine alternative Lösung sieht vor, dass die Systemsteuerung mit der Steuereinheit von einem der Kältemittelverdichter zusammenwirkt und diese Steuereinheit ihrerseits mit den anderen Steuereinheiten zusammenwirkt.An alternative solution is for the system controller to interact with the control unit of one of the refrigerant compressors and for this control unit in turn to interact with the other control units.
Damit können die Steuereinheiten der Kältemittelverdichter untereinander beispielsweise über eines der Basismodule mit der Systemsteuerung kommunizieren, wobei vorteilhafterweise die Systemsteuerung den erforderlichen Massenstrom vorgibt und jeder der Kältemittelverdichter durch seine Steuereinheit selbst unabhängig von dem jeweils anderen Kältemittelverdichter gesteuert wird.This allows the control units of the refrigerant compressors to communicate with each other, for example via one of the base modules with the system control, whereby the system control advantageously specifies the required mass flow and each of the refrigerant compressors is controlled by its own control unit independently of the other refrigerant compressor.
Die vorstehende Beschreibung erfindungsgemäßer Lösungen umfasst somit insbesondere die durch die nachfolgenden durchnummerierten Ausführungsformen definierten verschiedenen Merkmalskombinationen:
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of some embodiments.
In der Zeichnung zeigen:
Ein in
Der Druckanschluss 22 und der Sauganschluss 24 sind einer als Ganzes mit 26 bezeichneten Verdichtereinheit des Kältemittelverdichters 20 zugeordnet, in welcher das durch den Sauganschluss 24 angesaugte Kältemittel verdichtet wird, wobei die Verdichtereinheit 26 beispielsweise als Hubkolbenverdichter ausgebildet ist.The
Außerdem ist die Verdichtereinheit 26 durch eine als Ganzes mit 28 bezeichnete elektrische Antriebseinheit, insbesondere einen Elektromotor, angetrieben.In addition, the
Die Steuerung des Kältemittelkreislaufs 10 erfolgt durch eine Systemsteuerung 30 oder Systemregelung, welche einerseits beispielsweise eine Gebläseeinheit 32 des hochdruckseitigen Wärmetauschers 14 und andererseits das Expansionsorgan 15 steuert und darüber hinaus noch den Kältemittelverdichter 20 dadurch ansteuert, dass die Systemsteuerung 30 mit der auf der elektrischen Antriebseinheit 28 angeordneten Motorversorgungseinheit 34 zusammenwirkt.The control of the
Der Motorstromversorgungseinheit 34 ist unmittelbar eine Steuerungseinheit 40 zugeordnet, mit welcher Betriebs- und Zustandserfassungseinheiten für den Kältemittelverdichter 20 und auch den Kältemittelkreislauf 10 betrieben werden, um einerseits den Betrieb des Kältemittelverdichters 20 zu überwachen und andererseits hinsichtlich der Betriebsbedingungen zu optimieren (
Die Motorstromversorgungseinheit 34 umfasst ihrerseits ein Gehäuse 36, welches unmittelbar auf der elektrischen Antriebseinheit 28, insbesondere einem diese aufnehmenden Antriebsgehäuse 29 derselben, angeordnet ist.The motor
Auf dem Gehäuse 36 sitzt ein die Steuereinheit 40 entsprechend den jeweiligen Schutzanforderungen durch eine Einkapselung schützendes Steuerungsgehäuse 42 der Steuereinheit 40 (
Das Steuerungsgehäuse 42 umfasst dabei eine in
Ferner ist die Gehäusebasis 44 noch mit Versteifungen 52 und 54 versehen, welche beispielsweise als sich über den Gehäuseboden erhebende Versteifungsstege 52, 54 ausgebildet sind, auf welchen die Steuereinheit 40 im montierten Zustand aufliegt.Furthermore, the
Ferner weist die Gehäusebasis 44 noch Montageaufnahmen 56 zur Fixierung der Steuereinheit 40 auf.Furthermore, the
Zusätzlich ist auf der Gehäusebasis 44 noch eine Erdungsanschlussleiste 58 angeordnet.In addition, a grounding
Die Steuereinheit 40 umfasst, wie in
An dem Basismodul 60 sind zur Ausführung von Basisfunktionen Anschlüsse 62 und 64 vorgesehen, an welche - wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben - Betriebs- und/oder Zustandserfassungseinheiten anschließbar sind.
Beispielsweise sind die Anschlüsse 62 Netzspannungsanschlüsse, beispielsweise für Wechselspannung, und die Anschlüsse 64 Kleinspannungsanschlüsse, beispielsweise für Gleichspannung (
Insbesondere ist mindestens ein Teil der Netzspannungsanschlüsse 62 durch mit Schalteinheiten versehenen Ausgangsstufen 63 schaltbar, um Betriebseinheiten zu- oder abzuschalten.In particular, at least a portion of the
Ferner ist insbesondere mindestens ein Teil der Kleinspannungsanschlüsse 64 zum Betrieb von Zustandserfassungseinheiten ausgebildet und teilweise mit schaltbaren oder ansteuerbaren Ausgangsstufen 65 versehen und ferner dient ein Teil der Kleinspannungsanschlüsse 64 zur Erfassung von Messwerten der Zustandserfassungseinheiten (
Ferner weist das Basismodul 60 noch ein elektrisches Verbindungselement 66 auf, mit welchem, wie in
Durch die sowohl das Basismodul 60 als auch das Zusatzmodul 70 tragenden Versteifungen 52 und 54 ist somit auch die Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement 66 des Basismoduls 60 und einem entsprechenden elektrischen Verbindungselement 72 des Zusatzmoduls 70 so gegen mechanische Belastungen, insbesondere Vibrationen, geschützt, dass die dadurch hergestellte elektrische Verbindung durch das Verbindungselement 66 zum Zusatzmodul 70 sicher und zuverlässig bestehen bleibt.As a result of the
Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit der Verbindung zwischen dem Basismodul 60 und dem Zusatzmodul 70 durch im Steuerungsgehäuse 40 vorgesehene Steckleisten.Alternatively, it is also possible to connect the
Ferner ist das Zusatzmodul 70 ebenfalls mit elektrischen Anschlüsse 74 und 76 versehen, über welche eine Verbindung mit zur Ausführung von Zusatzfunktionen ausführenden Betriebs- und/oder Zustandserfassungseinheiten erfolgt.Furthermore, the
Beispielsweise sind die Anschlüsse 74 Netzspannungsanschlüsse, beispielsweise für Wechselspannung, und die Anschlüsse 76 Kleinspannungsanschlüsse, beispielsweise für Gleichspannung.For example,
Insbesondere ist mindestens ein Teil der Netzspannungsanschlüsse 74 durch mit Schalteinheiten versehenen und durch das Basismodul 60 angesteuerte Ausgangsstufen 75 schaltbar, um Betriebseinheiten zu oder abzuschalten.In particular, at least a portion of the
Dabei sind beispielsweise diese Netzspannungsanschlüsse 74 zusätzlich abgesichert, um im Schadensfall bei einer Betriebseinheit keine weitergehenden Störungen zuzulassen.For example, these
Ferner ist insbesondere mindestens einer der Kleinspannungsanschlüsse 76 zum Betrieb einer Zustandserfassungseinheit ausgebildet und beispielsweise mit einer durch das Basismodul 60 schaltbaren oder ansteuerbaren Ausgangsstufe 77 versehen und ferner dient ein Teil der Kleinspannungsanschlüsse 76 zur Erfassung und Weiterleitung von Messwerten von Zustandserfassungseinheiten an das Basismodul 60.Furthermore, in particular at least one of the low-
Ferner sind sowohl das Basismodul 60 als auch das Zusatzmodul 70 zur Erdung mit der Erdanschlussleiste 58 verbunden.Furthermore, both the
Dadurch, dass mit dem Basismodul 60 bereits zur Ausführung von Basisfunktionen Betriebs- und/oder Zustandserfassungseinheiten verbindbar sind, kann die Steuereinheit 40 bei einem ersten Ausführungsbeispiel so ausgelegt werden, dass diese lediglich das Basismodul 60 aufweist und somit lediglich zur Ausführung der Basisfunktionen in der Lage ist.Because operating and/or status detection units can already be connected to the
Die Kommunikation des Basismoduls 60 mit der Systemsteuerung 30 erfolgt beispielsweise entweder analog oder mittels eines BUS-Systems über einen BUS-Anschluss 140.The communication between the
Zur drahtlosen Kommunikation mit der Systemsteuerung 30 und/oder mit Konfigurations- und/oder Auslesegeräten und/oder weiteren Basismodulen 60 ist vorteilhafterweise jedes Basismodul 60 mit einer drahtlosen Kommunikationseinheit 86 versehen, welche, beispielsweise über Bluetooth oder WiFi, Informationen und/oder Daten überträgt und empfängt.For wireless communication with the
Je nach Anwendungsfall lassen sich nun die Basisfunktionen durch Einbau eines Zusatzmoduls 70 auf Zusatzfunktionen ausführende Betriebs- und/oder Zustandserfassungseinheiten erweitern, die je nach Konfiguration des Zusatzmoduls 70 und somit je nach Anforderung für den jeweiligen Kältemittelverdichter 20 in dem jeweiligen Kältemittelkreislauf 10 ausgebildet und kombiniert werden können.Depending on the application, the basic functions can now be expanded to include operating and/or status detection units that perform additional functions by installing an
Hierbei ist das Basismodul 60 in der Lage ein derartiges Zusatzmodul 70 als solches zu erkennen.The
Zum optimalen Betrieb des Zustandsmoduls 70 erfolgt vorzugsweise noch eine Konfiguration des Basismoduls 60.For optimal operation of the
Grundsätzlich erfolgt jedoch der Betrieb der Basisfunktionen und der Zusatzfunktionen durch mindestens einen in dem Basismodul 60 bereits vorgesehenen Prozessor 82 und mindestens einen diesem zugeordneten Speicher 84 unter Verwendung von in dem Speicher 84 gespeichertem Programmcode und Daten, wie beispielweise Referenzwerten, Betriebszustandsgrößen etc., so dass das jeweilige Zusatzmodul 70 jeweils lediglich eine vermittelnde Kommunikation zwischen dem Basismodul 60 und den mit dem Zusatzmodul 70 zur Ausführung der Zusatzfunktionen verbundenen Betriebs- und Zustandsüberwachungseinheiten durchführt.In principle, however, the operation of the basic functions and the additional functions is carried out by at least one
Die Kommunikation des jeweiligen Zusatzmoduls 70 mit dem Basismodul 60 erfolgt intern oder extern entweder drahtgebunden analog oder über eine BUS-Verbindung.The communication of the respective
Insbesondere erfolgt eine interne Verbindung zwischen dem Basismodul 60 und dem jeweiligen Zusatzmodul 70 über die Verbindungselemente 66 und 72.In particular, an internal connection between the
Alternativ kann eine externe Verbindung über Leitungen beispielsweise zwischen den Ausschlusseinheiten 140 und 144 erfolgen.Alternatively, an external connection can be made via lines, for example between the
Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Kommunikation der Basiseinheit 60 mit dem Zusatzmodul 70 drahtlos, zwischen der Kommunikationseinheit 86 des Basismoduls und der Kommunikationseinheit 87 des jeweiligen Zusatzmoduls 70 erfolgt.A further alternative provides that the communication of the
Eine derartige vermittelnde Kommunikation des jeweiligen Zusatzmoduls 70 kann nicht nur eine Durchleitung eines Signals, sondern gegebenenfalls eine Signalwandlung und/oder eine Signalaufbereitung und/oder eine intelligente Signalaufbereitung und/oder eine bewertende Signalaufbearbeitung oder auch eine Weiterleitung eines Steuersignals zum Betrieb von Ausgangsstufen 75 und 77 gemäß den Steuerungsvorgaben des Basismoduls 60 umfassen.Such mediated communication of the respective
Das Zusatzmodul 70 wird jedoch in keinem Fall Auswerte- und/oder Steuerungsfunktionen durchführen. Diese bleiben dem mindestens einen Prozessor 82 in dem Basismodul 60 vorbehalten.However, the
Somit dienen die jeweiligen Zusatzmodule 70 lediglich dazu, durch die vermittelnde Kommunikation eine optimale Anpassung verschiedenster Betriebs- und/oder Zustandserfassungseinheiten zur Ausführung der Zusatzfunktionen zur Verfügung zu stellen, während das Basismodul 60 aufgrund des gespeicherten Programmcodes und der Daten sämtliche Auswerte- und/oder Steuerungsmöglichkeiten für die verschiedensten Zusatzfunktionen und somit für alle Kombinationen mit Zusatzmodulen 70 zur Verfügung stellt.Thus, the respective
Bei einem in
Das Basismodul 60 steuert mit dem Prozessor 82 eine konfigurierbare Startsequenz der elektrischen Antriebseinheit 28 durch Ansteuerung der Motorstromversorgungseinheit 34, welche die für Startsequenz erforderlichen Schaltelemente aufweist. Somit ist eine Anpassung an verschiedenste Antriebseinheiten 28 möglich.The
Des Weiteren ist an dem Basismodul 60 ein Temperatursensor 88 zur Erfassung der Temperatur der elektrischen Antriebseinheit 28 angeschlossen, so dass das Basismodul 60 bei einer Überhitzung der elektrischen Antriebseinheit 28 durch Vergleich der gemessenen Temperatur mit einem abgespeicherten Referenzwert die Antriebseinheit 28 abschalten kann.Furthermore, a
Mit dem Basismodul 60 ist dabei ein Schmiermittelsensor 92 verbunden, welcher an der Verdichtereinheit 26 angeordnet ist, beispielsweise frontseitig eines Außengehäuses 27 derselben, und als Schmiermittelstandsensor optisch einen Schmiermittelstand in einem Antriebsraum der Verdichtereinheit 26 detektiert.A lubricant sensor 92 is connected to the
Das den Schmiermittelstand anzeigende Signal wird dabei von dem mindestens einen Prozessor des Basismoduls 60 ausgewertet und führt bei einem Absinken unter einen Schwellwert dazu, dass der Prozessor 82 die Antriebseinheit 28 abschaltet, um eine Beschädigung der Verdichtereinheit 26 zu verhindern.The signal indicating the lubricant level is evaluated by at least one processor of the
Des Weiteren ist mit dem Basismodul 60 ein Sensor 94 für eine Überwachung einer Temperatur des Druckgases am Druckanschluss 22 verbunden, wobei auch die detektierte Druckgastemperatur von dem Prozessor 82 des Basismoduls 60 mit einem Schwellwert verglichen wird, bei dessen Überschreiten, beispielsweise dem Überschreiten von 150° Celsius, eine Abschaltung der elektrischen Antriebseinheit 28 erfolgt.Furthermore, a sensor 94 for monitoring a temperature of the compressed gas at the
Es besteht aber auch die Möglichkeit, als weitere Schwelle eine Warnschwelle, beispielsweise bei 140° Celsius, vorzusehen, so dass der Prozessor 82 des Basismoduls bei Überschreiten der Warnschwelle ein Warnsignal erzeugt und dieses beispielsweise der Systemsteuerung 30 übermittelt.However, it is also possible to provide a warning threshold as an additional threshold, for example at 140° Celsius, so that the
Darüber hinaus ist mit dem Basismodul 60 ein Hochdrucksensor 96 verbunden, welcher beispielsweise den Hochdruck in dem Kältemittelkreislauf 10, insbesondere in der Hochdruckleitung 12, erfasst, so dass der Prozessor 82 diesen Hochdruck mit einem Schwellwert vergleichen kann und entweder bei Überschreiten dieses Schwellwerts ebenfalls die Antriebseinheit 28 abschaltet oder zumindest der Systemsteuerung 30 ein Warnsignal übermittelt.In addition, a high-
Das Basismodul 60 steuert seinerseits eine oder mehrere Anzeigeeinheiten 90, welche beispielsweise ein Warnsignal und/oder einen Stopp der Antriebseinheit 28 wegen eines vom Prozessor 82 erkannten unzulässigen Betriebszustands und/oder die Startbereitschaft der Steuereinheit 40 anzeigen und durch ein Fenster 91 im Steuerungsgehäuse 42 erkennbar sind (
Des Weiteren ist in der Verdichtereinheit eine Schmiermittelheizung 98 vorgesehen, welche durch das Basismodul 60 so betrieben wird, dass diese dann, wenn die Antriebseinheit 28 ausgeschaltet ist, das Schmiermittel heizt und dann, wenn die Antriebseinheit 28 wieder in Betrieb ist, die Heizung für das Schmiermittel ausschaltet, um das Schmiermittel auf einer gewünschten Viskosität zu halten.Furthermore, a lubricant heater 98 is provided in the compressor unit, which is operated by the
Das Basismodul 60 betreibt dabei insbesondere den Schmiermittelsensor 92, den Druckgastemperatursensor 94 und den Hochdrucksensor 96 mit Gleichspannung, beispielsweise 12 Volt oder 24 Volt.The
Ferner betreibt das Basismodul 60 die Schmiermittelheizung 98 mit Netzspannung, beispielsweise 110 Volt oder 230 Volt, wobei eine interne oder eine separate Netz-Versorgung für die Schmiermittelheizung 98 vorgesehen ist, welche der Prozessor 82 mittels einer der Ausgangsstufen 63 zu- oder abschaltet.Furthermore, the
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Steuerungseinheit 40' (
Das Basismodul 60 kann dabei in gleicher Weise ausgebildet sein und mit denselben Sensoren 92, 94, 96 verbunden sein, wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß
Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, anstelle des Schmiermittelsensors 92 einen Schmiermittelsensor 93 einzusetzen, welcher als kontinuierlicher Niveausensor ausgebildet ist und eine präzise Erfassung des Schmiermittelstandes ermöglicht.Alternatively, it is also possible to use a lubricant sensor 93 instead of the lubricant sensor 92, which is designed as a continuous level sensor and enables precise detection of the lubricant level.
Ergänzend ist zusätzlich noch eine mit dem Zusatzmodul 70 verbundene Schmiermitteleinspritzung 102 vorgesehen, welche entsprechend dem vom Schmiermittelsensor 93 gemessenen Schmiermittelstand Schmiermittel einspritzt, welches aus einem Schmiermittelabscheider 104 stammt, der in der Hochdruckleitung 12 des Kältemittelkreislaufs 10 auf den Druckanschluss 22 folgend angeordnet ist, so dass der Prozessor 82 entsprechend dem vom Schmiermittelsensor 93 ermittelten Schmiermittelstand beispielsweise in definierten Intervallen Schmiermittel aus dem Schmiermittelabscheider 104 durch die Schmiermitteleinspritzung 102 der Verdichtereinheit 26 zuführt, wobei dies unter Ausnutzung der Tatsache erfolgt, dass das Schmiermittel in dem Schmiermittelabscheider 104 unter Hochdruck vorliegt und somit aufgrund des Hochdrucks in den Antriebsraum der Verdichtereinheit 26 einfach eingespritzt werden kann.In addition, a lubricant injection 102 connected to the
Darüber hinaus ist mit dem Zusatzmodul 70 noch eine mindestens einer Zylinderbank 105 der Verdichtereinheit 26 zugeordnete Leistungssteuereinheit 106 verbunden, welche insbesondere mindestens ein Leistungssteuerungsventil umfasst, welches beispielsweise bei der Zylinderbank 105 eine Zufuhr von Kältemittel zu einer Ansaugkammer unterbricht oder eine Auslasskammer mit der entsprechenden Ansaugkammer kurzschließt, so dass diese Zylinderbank 105 keinen Massenstrom zu dem vom Kältemittelverdichter 20 erzeugten Massenstrom beiträgt.In addition, a power control unit 106 assigned to at least one cylinder bank 105 of the
Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung vorgesehen, einzelne Zylinder mit jeweils einer zugeordneten Leistungssteuereinheit 106 zu steuern.However, it is also provided within the scope of the invention to control individual cylinders, each with an associated power control unit 106.
Es ist aber auch denkbar, mit dem Zusatzmodul 70 der Steuereinheit 40' mehrere Zylinderbänke 105 zur Variation des Massenstroms einzeln zuzuschalten oder abzuschalten und somit mehrstufig die Leistung hinsichtlich des Massenstroms des Kältemittelverdichters 20 zu steuern.However, it is also conceivable to use the
Die Ansteuerung der mindestens einen Leistungssteuerungseinheit 106 oder mehrerer Leistungssteuerungseinheiten 106 erfolgt dabei durch den Prozessor 82 des Basismoduls 60, welches die Ansteuersignale dem Zusatzmodul 70 übermittelt, das dann die jeweilige Ansteuerung der mindestens einen Leistungssteuerungseinheiten 106 vornimmt.The control of the at least one power control unit 106 or several power control units 106 is carried out by the
Dabei reagiert der Prozessor 82 des Basismoduls 60 beispielsweise auf Anforderungssignale seitens der Systemsteuerung 30, welche den erforderlichen Massenstrom im Kältemittelkreislauf 10 anfordert.The
Darüber hinaus ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls noch vorgesehen, dass das Zusatzmodul 70 einen Kopflüfter 108 ansteuert, welcher ein Gebläse darstellt, das zur Gebläsekühlung von Zylinderköpfen, beispielsweise der Zylinderbänke 105, der Verdichtereinheit 26 dient, um eine Überhitzung des Verdichters im Bereich der Zylinderköpfe und insbesondere des Druckanschlusses 22 zu verhindern.Furthermore, in this second embodiment, it is also provided that the
Außerdem ist optional vorgesehen, dass eine Einspritzeinheit 110 für flüssiges Kältemittel am Kältemittelverdichter 20 so angeordnet ist, dass dieses das von der Verdichtereinheit 26 angesaugte Kältemittel im Bereich von Ansaugkammern derselben durch Expansion kühlt, um die Druckgastemperatur zu reduzieren.In addition, it is optionally provided that an injection unit 110 for liquid refrigerant is arranged on the
Diese Einspritzeinheit 110 ist mit dem Zusatzmodul 70 verbunden und wird beispielsweise von dem Prozessor 82 das Basismoduls 60 bei Auswertung der Druckgastemperatur am Druckgasanschluss 22 in gleicher Weise wie der Kopflüfter 108 angesteuert.This injection unit 110 is connected to the
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs 10 mit einem erfindungsgemäßen Kältemittelverdichter 20 ist bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Steuereinheit 40'', dargestellt in
Die Leistungssteuereinheiten 106 oder 106, 106' und 106'' werden vorzugsweise so eingesetzt, dass eine Leistungsregelung zwischen 10 % und 100 % des Massenstroms möglich ist.The power control units 106 or 106, 106' and 106'' are preferably used so that a power control between 10% and 100% of the mass flow is possible.
Dies erfolgt beispielsweise durch Pulsweitenmodulation, insbesondere mit einer hohen Schaltfrequenz, mit welcher die Leistungssteuerungseinheiten 106, 106' und 106'' seitens des Prozessors 82 entsprechend einer vorprogrammierten in dem Speicher 84 abgespeicherten Steuerlogik angesteuert werden, um eine möglichst stabile Steuerung des Betriebs des Kältemittelverdichters 20 zu erreichen und andererseits aber auch schnell auf Lastwechsel reagieren zu können.This is done, for example, by pulse width modulation, in particular with a high switching frequency, with which the power control units 106, 106' and 106'' are controlled by the
Insbesondere umfasst die Leistungsregelung aber auch eine Überwachung des Kältemittelverdichters 20 aufgrund des Signals allein des Druckgastemperatursensors 94, welches dann, wenn ein Schwellwert für die Druckgastemperatur überschritten wird, den Prozessor 82 veranlasst, entsprechend einem vorgegebenen, im Speicher 84 gespeicherten Betriebsprogramm den Massenstrom durch den Kältemittelverdichter 20 durch geeignete Ansteuerung der Leistungssteuerungseinheit 106 oder der Leistungssteuerungseinheiten 106, 106' und 106'' den Massenstrom durch den Kältemittelverdichter 20 zu erhöhen um dadurch wieder die Druckgastemperatur abzusenken.In particular, the power control also includes monitoring of the
Zusätzlich ist das Zusatzmodul 70' noch mit einem Sauggastemperatursensor 112 verbunden, welcher die Temperatur des angesaugten Kältemittels erfasst, die dann durch das Zusatzmodul 70' dem Basismodul 60 übermittelt werden kann.In addition, the additional module 70' is also connected to a suction gas temperature sensor 112, which detects the temperature of the sucked-in refrigerant, which can then be transmitted to the
Somit ist der Prozessor 82 in der Lage, die Sauggastemperatur mit einem Schwellwert zu vergleichen, um zu prüfen, ob diese hoch genug ist, so dass kein flüssiges Kältemittel in die Verdichtereinheit 26 des Kältemittelverdichters 20 eintritt, und bei zu niedriger Sauggastemperatur der Systemsteuerung 30 ein Warnsignal zu übermitteln.Thus, the
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Prozessor 82 sowohl die vom Sauggastemperatursensor 112 gemessene Sauggastemperatur als auch die vom Druckgastemperatursensor 94 gemessene Druckgastemperatur mit in dem Speicher 84 festgelegten Einsatzgrenzen E für den Betrieb des Kältemittelverdichters 20 vergleicht.Another possibility is that the
Alternativ besteht die Möglichkeit, zur Überwachung der Einsatzgrenzen E Werte eines Hochdrucksensors und eines Saugdrucksensors heranzuziehen.Alternatively, it is possible to use E values from a high-pressure sensor and a suction pressure sensor to monitor the application limits.
Derartige Einsatzgrenzen E sind beispielsweise, wie in
Außerdem ist beispielsweise eine Einsatzgrenze E2 vorgesehen, die dazu führt, dass dann, wenn der Kältemittelverdichter 20 nicht innerhalb von einer bestimmten Zeitdauer wieder innerhalb der Einsatzgrenze E1 betrieben wird, eine Abschaltung des Kältemittelverdichters 20 erfolgt oder eine Einsatzgrenze E3 vorgesehen, die dazu führt, dass der Kältemittelverdichter 20 sofort durch den Prozessor 82 abgeschaltet wird.In addition, for example, an operating limit E2 is provided which results in the
Zusätzlich ist beispielsweise eine Einsatzgrenze E4 vorgesehen, deren Unterschreiten dazu führt, dass alle vorausgehenden Warnungen beruhend auf einem Überschreiten der Einsatzgrenzen E1 oder E2 gelöscht werden.In addition, for example, an operational limit E4 is provided, below which all previous warnings based on exceeding the operational limits E1 or E2 are deleted.
Darüber hinaus ist das Zusatzmodul 70' noch mit einem Umgebungstemperatursensor 114 verbunden, welcher eine Umgebungstemperatur dem Prozessor 82 meldet, so dass dieser in der Lage ist, die Betriebsbedingungen für den Kältemittelverdichter 20 weiter zu überwachen und gegebenenfalls anzupassen.In addition, the additional module 70' is also connected to an ambient temperature sensor 114, which reports an ambient temperature to the
Außerdem besteht noch die Möglichkeit, dass der Prozessor 82 durch Vergleich der Umgebungstemperatur mit abgespeicherten Referenzwerten und durch die Verbindung des Zusatzmoduls 70' mit der Gebläseeinheit 32 des hochdruckseitigen Wärmetauschers 14, diese Gebläseeinheit 32 unabhängig von der Systemsteuerung 30 einzuschalten.In addition, it is also possible for the
Darüber hinaus ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Zusatzmoduls 70' noch vorgesehen, dass dieses mittels des Schmiermittelsensors 92, beschrieben im Zusammenhang mit dem ausschließlichen Einsatz des Basismoduls gemäß
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuereinheit 40''', dargestellt in
Allerdings ist der Schmiermittelsensor 91 ein Schmiermitteldifferenzdrucksensor, welcher eine Druckdifferenz in der Schmiermittelversorgung der Verdichtereinheit 26 erfasst und somit dem Basismodul 60 Werte hinsichtlich der Qualität der Schmiermittelversorgung der Verdichtereinheit 20 übermittelt.However, the
Erkennt der Prozessor 82 durch Vergleich mit im Speicher 84 abgespeicherten Referenzwerten ein Defizit in der Schmiermittelversorgung, so betreibt der Prozessor 82 den Kältemittelverdichter 20 temporär bei Volllast, das heißt maximalem Massenstrom, um dadurch eine ausreichende Schmiermittelrückführung zu erreichen.If the
Das Zusatzmodul 70'' ist ferner so ausgebildet, dass es mit der Leistungssteuerungseinheit 106 und mit dem Sauggastemperatursensor 112 verbunden ist und dadurch ist der Prozessor 82 des Basismoduls 60 in der Lage, einerseits die Sauggastemperatur mit einem Schwellwert zu vergleichen und andererseits zu ermitteln, ob der Kältemittelverdichter 20 im Bereich seiner Einsatzgrenzen E1 bis E4 betrieben wird.The additional module 70'' is further designed such that it is connected to the power control unit 106 and to the suction gas temperature sensor 112 and as a result the
Ferner ist das Zusatzmodul 70'' mit dem Umgebungstemperatursensor 114 verbunden und somit ist der Prozessor 82 des Basismoduls 60 in der Lage, die Gebläseeinheit 32 unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur und gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Hochdrucks zu betreiben.Furthermore, the additional module 70'' is connected to the ambient temperature sensor 114 and thus the
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dieses Zusatzmodul 70'' mit einem Kühlstellentemperatursensor 116 zu verbinden, der die Temperatur der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 18 zu kühlenden Stelle erfasst und somit bei Übermittlung dieser Temperatur seitens des Zusatzmoduls 70'' an den Prozessor 82 des Basismoduls 60 die Möglichkeit eröffnet, dass der Prozessor 82 die Steuerungsfunktionen des Kältemittelkreislaufs, insbesondere der Systemsteuerung 30, temporär oder permanent übernimmt und die Leistung des Kältemittelverdichters 20, insbesondere dessen Massenstrom, entsprechend der vom Kühlstellentemperatursensor 116 gemessenen Temperatur unter Vorgabe eines in dem Speicher 84 gespeicherten Steuerungsprogramms steuert.In addition, it is possible to connect this additional module 70'' to a cooling
Darüber hinaus ist das Zusatzmodul 70'' mit einer Anzeige eines Schmiermittelrückführbetriebs 118 verbunden, welcher es ermöglicht, Schmiermittel zum Kältemittelverdichter 20 dadurch zurückzuführen, dass der Kältemittelverdichter 20 während eines vorgegebenen Zeitraums mittels des Prozessors 82 und eines in dem Speicher 84 abgespeicherten Schmiermittelrückführprogramms bei Volllast, das heißt mit maximalem Massenstrom, betrieben wird. Beispielsweise wird der Schmiermittelrückführbetrieb dann durch den Prozessor 82 eingeleitet, wenn ein Schmiermitteldefizit durch einen der Schmiermittelsensoren seitens des Prozessors 82 erkannt wird.In addition, the additional module 70'' is connected to a display of a lubricant return operation 118, which makes it possible to return lubricant to the
Ferner ist das Zusatzmodul 70 mit einer Massenstromsteuereinheit 122 verbunden, welche hochdruckseitig des Expansionsorgans 15 angeordnet ist und es erlaubt, den durch das Expansionsorgan 15 strömenden Massenstrom durch den Prozessor 82 entsprechend einem im Speicher 84 vorgegebenen Steuerprogramm zu steuern.Furthermore, the
Darüber hinaus ist das Zusatzmodul 70 noch mit einer Anzeigeeinheit 124 verbunden, welche dazu dient, anzuzeigen, ob irgendein schadensträchtiger Betriebszustand seitens des Prozessors 82 erkannt wurde oder ob ein alarmfreier Betrieb des Kältemittelverdichters 20 vorliegt und gegebenenfalls noch mit der Anzeige 118 zur Anzeige, ob ein temporärer Betrieb des Kältemittelverdichters 20 bei Volllast zur Schmiermittelrückführung erfolgt.In addition, the
Ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters 20, dargestellt in
Alternativ dazu kann es aber auch bei einem sechsten Ausführungsbeispiel der Steuereinheit 40''''', dargestellt in
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Steuereinheit 40 erfolgt die Kommunikation zwischen dieser und der Systemsteuerung 30 entweder über eine direkte Leitung oder über die BUS-Anschlusseinheit 140 oder über die drahtlose Kommunikationseinheit 86 des jeweiligen Basismoduls 60.In the above-described embodiments of the
Die BUS-Anschlusseinheiten 140 und 144 sowie die Kommunikationseinheiten 86, 87 dienen insbesondere jedoch nicht nur zur Kommunikation mit der Systemsteuerung 30, sondern sind auch zur Kommunikation mit anderen Basismodulen 60 oder Zusatzmodulen 70 oder Konfigurations- oder Ausleseeinheiten einsetzbar, um Programmcode und/oder Daten einzulesen oder auszulesen.The
Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs 10 umfasst dieser nur einen Kältemittelverdichter 20.In the embodiments of the
Es ist aber bei einem weiteren Ausführungsbeispiel aber auch denkbar, wie in
Eine erste Möglichkeit der Kommunikation zwischen der Systemsteuerung 30 und den Steuereinheiten 401, 402 und 403 sieht vor, dass die Systemsteuerung 30 jeder der Steuereinheiten 401, 402 und 403 ein Start/Stopp-Signal analog oder digital und eine Sollwertvorgabe analog übermittelt, so dass die Signalsteuerung 30 jede der Steuereinheiten 401, 402 und 403 den jeweiligen Kältemittelverdichter entsprechend diesen Vorgaben steuert.A first possibility of communication between the
Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, jedes Basismodul 60 von der Systemsteuerung 30 die BUS-Anschlusseinheit 1401, 1402, 1403 an ihrem BUS-Anschluss 141 anzusteuern, wobei jedem der Kältemittelverdichter 201, 202, 203 dann über den BUS-Anschluss 141 seitens der Systemsteuerung 30 Vorgaben zum Massenstrom übermittelt werden, im Übrigen aber jeder Kältemittelverdichter 201, 202, 203 unabhängig von den anderen Kältemittelverdichtern 201, 202, 203 durch das jeweilige Basismodul 601, 602, 603 gesteuert wird.Alternatively, it is also possible to control each
Im Übrigen sind der Kältemittelverdichter 20 und der Kältemittelkreislauf 10 in gleicher Weise ausgebildet wie bei den voranstehenden Ausführungsbeispielen.Otherwise, the
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, dargestellt in
Im Übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel in gleicher Weise ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel gemäß
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, dargestellt in
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