DE60116433T2

DE60116433T2 - Auf Kühlerdrosselung und Ausgangsüberhitzung basiertes Regelverfahren eines elektronischen Entspannungsventiles

Info

Publication number: DE60116433T2
Application number: DE60116433T
Authority: DE
Inventors: Ba-Tung Pham; Pascal Cretin
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: TW499558B; CN1313493A; EP1134518B1; US6318101B1; EP1134518A3; ES2251438T3; DE60116433D1; KR100423681B1; KR20010092356A; JP2001280713A; JP3851512B2; EP1134518A2; CN1190637C; BR0101083A

Description

Diese Erfindung betrifft das Gebiet von Kompressoren, die in Kühlanlagen und/oder Wärmepumpen verwendet werden, und insbesondere das Verwenden eines elektronischen Expansionsventils, um Kühler-Pinch zu kontrollieren und Auslassüberhitzung zu schützen.
Wärmepumpensysteme verwenden ein Kühlmittel, um thermische Energie von einer relativ wärmeren Seite eines Zirkulationskreises hin zu einer relativ kühleren Seite des Zirkulationskreises zu bringen. Kompression des Kühlmittels tritt an der heißeren Seite des Kreises auf, wo ein Kompressor die Temperatur des Kühlmittels anhebt. Verdampfung des Kühlmittels tritt an der kühleren Seite des Kreises auf, wo dem Kühlmittel ermöglicht wird, zu expandieren und so ein Temperaturabfall bewirkt wird, weil Wärme für die Expansion notwendig ist. Thermische Energie wird dem Kühlmittel an einer Seite des Kreises zugeführt und dem Kühlmittel an der anderen Seite entnommen aufgrund der Temperaturdifferenzen zwischen dem Kühlmittel und jeweils der Innen- und Außenluft, um die Außenluft entweder als eine thermische Energiequelle oder eine thermische Energiesenke zu verwenden.
Der Prozess ist reversibel, so dass die Wärmepumpe entweder zum Heizen oder zum Kühlen verwendet werden kann. Wohnungsheiz- und -kühleinheiten sind bidirektional dahingehend, dass geeignete Ventil- und Steuerungsanordnungen selektiv das Kühlmittel durch innenseitige und außenseitige Wärmetauscher leiten, so dass der innenseitige Wärmetauscher an der heißen Seite des Kühlmittelzirkulationskreises zum Heizen und an der kühlen Seite zum Kühlen ist. Ein Zirkulationsgebläse verströmt Innenluft über den innenseitigen Wärmetauscher und durch Kanäle, die zu dem innenseitigen Raum führen. Rücklaufkanäle entnehmen Luft aus dem innenseitigen Raum und bringen die Luft zurück zu dem innenseitigen Wärmetauscher. Ein Gebläse verströmt in gleicher Weise Umgebungsluft über den außenseitigen Wärmetauscher und entlässt Wärme in die freie Luft oder entnimmt dieser zur Verfügung stehende Wärme.
Diese Typen von Wärmepumpensystemen arbeiten nur, wenn es eine adäquate Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Luft an dem jeweiligen Wärmetauscher gibt, um einen Transfer von thermischer Energie zu erhalten. Zum Heizen ist das Wärmepumpensystem effizient, vorausgesetzt, die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kühlmittel ist derart, dass die zur Verfügung stehende thermische Energie größer ist als die elektrische Energie, die benötigt wird, um den Kompressor und die jeweiligen Gebläse zu betreiben. Zum Kühlen ist die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kühlmittel im Allgemeinen selbst an heißen Tagen ausreichend. Klimaanlagen oder Kühlanlagen arbeiten in ähnlicher Weise wie Wärmepumpen, übertragen aber nur Wärme von innen nach außen. In den meisten Gesichtspunkten sind die Zyklen die gleichen.
WO 96/27108 offenbart eine Vorwärtszuführsteuerung eines Expansionsventils.
Wenn das Kühlmittel von dem Kondensor zu dem Verdampfer strömt, strömt es durch ein Ventil, wie z.B. ein elektronisches Expansionsventil (EXV). Die Hauptströmungssteuerung in dem System ist dieses Expansionsventil, welches es dem Kühlmittel ermöglicht, von dem hohen Druck des Kondensors zu dem niedrigeren Druck des Verdampfers zu expandieren. Die Expansion lässt einen Teil der Flüssigkeit verdampfen und kühlt so den Rest der Flüssigkeit auf die Verdampfertemperatur. Das Kühlmittelniveau innerhalb des Verdampfers wird ebenfalls durch das EXV gesteuert, wobei das Kühlmittelniveau basierend auf Sensoreingaben bestimmt wird. Eine Sensoreingabe ist von einem Wärmesensor innerhalb des Verdampfers, wohingegen eine zweite Eingabe von der Sättigungsansaugtemperatur (saturated suction temperature) ist. Basierend auf diesen zwei Eingaben wird eine Abschätzung des Flüssigkeitsniveaus innerhalb des Verdampfers erhalten. Eine Menge Probleme erwächst aus dem Anbringen des Wärmesensors innerhalb des Verdampfers und aus der mangelnden Präzision beim Verwenden dieser zwei Eingaben, um das Flüssigkeitsniveau innerhalb des Verdampfers zu bestimmen.
Kurz dargestellt, wird ein elektronisches Expansionsventil (EXV), das in einem Kühlzyklus für eine Wärmepumpe oder eine Kühlanlage verwendet wird, gesteuert, um ein minimales Abschnüren (pinch) zu erhalten, um Austauschleistung eines richtig gefluteten Kühlers zu gewährleisten, durch Überwachen der Deltatemperatur zwischen dem Kühlerfluid und der Sättigungsansaugtemperatur. Die Auslassüberhitzung wird überwacht, um den Kompressor vor dem Flüssigkeitsschlagen (liquid slugging) zu schützen. Wenn die Auslassüberhitzung geringer ist als der erwartete Wert, wird die EXV-Öffnung angepasst. Eine Steuerung überwacht bestimmte Systemvariablen, die verwendet werden, um die optimale Position des EXV zu bestimmen, um die Systemleistung, den richtigen Auslassüberhitzungswert und die geeignete Kühlmittelladung zu optimieren.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, und eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 3 beansprucht ist, zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils bereitgestellt.
Gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem die Schritte des Gewährleistens von Austauschleistung eines richtig gefluteten Kühlers durch Überwachen einer Änderung einer Temperatur zwischen einem Fluid, das aus dem Kühler ausgelassen wird, und einer Sättigungsansaugtemperatur des Systems, des Schützens eines Kompressors des Systems durch Überwachen einer Auslassüberhitzung des Systems und des Korrigierens einer Größe einer Öffnung des elektronischen Expansionsventils, wenn die Auslassüberhitzung geringer ist als ein vorbestimmter Wert, auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem die Schritte des Bestimmens einer Sättigungsansaugtemperatur (saturated suction temperature – SST) für das System; des Bestimmens einer Sättigungsauslasstemperatur (saturated discharge temperature – SDT) für das System; des Bestimmens einer Kühlerfluidtemperatur (cooler fluid temperature – CFT) für das System; des Bestimmens einer Sättigungskondensierungstemperatur (saturated condensing temperature – SCT) für das System; des Bestimmens des Pinch als die CFT minus die SST; des Bestimmens des Pinchfehlers (pinch error) als den Pinch minus einen Pinch-Einstellpunkt; des Bestimmens der Pinchrate als ein aktueller Pinch minus ein eine Zeit zuvor spezifizierter Pinch; des Bestimmens der Auslassüberhitzung als die SDT minus die SCT; des Bestimmens des Auslassüberhitzungsfehlers als die Auslassüberhitzung minus ein Auslassüberhitzung-Einstellpunkt; des Bestimmens einer Auslassüberhitzungsrate als eine aktuelle Auslassüberhitzung minus eine Auslassüberhitzung einer spezifizierten Zeit zu vor; des Einstellens einer Totzone (deadband) einer spezifizierten Temperatur; und des Steuerns einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils, basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinch des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinchfehlers des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Pinchrate des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzung des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Auslassüberhitzungsfehlers des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzungsrate des Systems; eine Einrichtung zum Einstellen einer Totzone einer spezifizierten Temperatur; und eine Einrichtung zum Steuern einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils, basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Kühlsystems.
2 zeigt ein modifiziertes Flussdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 1 weist ein grundlegendes Kühlsystem 10 einen Kondensor 20 auf, der fluidmäßig mit einem Verdampfer 30 durch ein elektronisches Expansionsventil EXV verbunden ist. Das Ventil EXV wird durch eine Steuerung 15 gesteuert. Der Verdampfer 30 ist fluidmäßig mit dem Kondensor 20 durch einen Kompressor 40 verbunden. Obwohl nur ein Kompressor gezeigt ist, ist es im Stand der Technik bekannt, mehr als einen Kompressor parallel in demselben Kreislauf anzuschließen. Rücklaufwasser (oder Luft) tritt in den Verdampfer 30 ein, wo Hitze auf ein Kühlmittel übertragen wird. Obwohl nur ein Kühlmittelkreislauf gezeigt ist, ist es im Stand der Technik bekannt, zwei unabhängige Kühlmittelkreisläufe zu verwenden. Kühlerversorgungswasser (oder Luft) wird wie benötigt zum Kühlen zirkuliert. Ein Wandler oder Thermistor 80 liest die Kühlerfluidtemperatur (CFT) aus, die durch die Steuerung 15 empfangen wird. Ein Druckwandler 50 liest den Sättigungskondensierungsdruck des Kühlmittel aus und kon vertiert den Messwert in die Sättigungskondensierungstemperatur (SCT) an der Steuerung 15. Ein Druckwandler 60 liest den Sättigungsansaugdruck des Kühlmittels aus und konvertiert den Messwert in die Sättigungsansaugtemperatur (SST) an der Steuerung 15. Ein Auslassgasthermistorsensor 70 liefert die Sättigungsauslasstemperatur (SDT) an die Steuerung 15. Alternativ liest ein Druckwandler die Sättigungsauslasstemperatur des Kühlmittels aus und konvertiert den Messwert in die SDT. Druckwandler werden häufig verwendet, weil sie genauer sind als bekannte Mittel, um die Temperatur direkt zu messen.
Der Pinch ist definiert als die CFT minus die SST. Die Auslassüberhitzung (discharge superheat – DSH) ist definiert als die SDT minus die SCT. Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung werden diese Variablen verwendet, um die Bewegung des EXV zu steuern und so den Kühlmittelfluss innerhalb des Systems 10 zu steuern. Das EXV wird vorzugsweise gesteuert, um minimalen Pinch zu erhalten, um richtige Kühleraustauschleistung zu gewährleisten durch Überwachen der Deltatemperatur zwischen dem Kühlerfluid und der Sättigungsansaugtemperatur. Ein Öffnen des EXV senkt normalerweise den Kühlerpinch und erhöht so die Kühleraustauschleistung. Ein zu weites Öffnen des EXV bewirkt jedoch einen Abfall bei der Auslassüberhitzung, niedrigen Öldruck und reduzierte Kühlmittelströmung. Die vorliegende Erfindung hat daher zwei Ziele, wobei eines das Erhalten eines kleinen Kühlerpinch ist und das andere das Schützen der Auslassüberhitzung.
Bezugnehmend auf 2 stellt ein Initialisierungsschritt 110 Werte für verschiedene Variablen ein, die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Zyklus des Verfahrens läuft alle 10 s ab, obwohl jede vernünftige Zykluszeit verwendet werden kann. Die Werte für CFT, SST, SDT und SCT werden durch die Steuerung 15 (1) ausgelesen. PINCH ist definiert als die CFT minus die SST, PINCH_ERROR ist definiert als der PINCH minus der PINCH_EINSTELLPUNKT (in die Systemsteuerung durch den Hersteller, Installateur oder Anwender programmiert), und PINCH_RATE ist definiert als der aktuelle PINCH minus der PINCH 10 s zuvor. DSH ist definiert als die SDT minus die SCT, DSH_ERROR ist definiert als die DSH minus den DSH_EINSTELLPUNKT (in die Systemsteuerung durch den Hersteller, den Installateur oder den Anwender programmiert), und DSH_RATE ist definiert als die aktuelle DSH minus die DSH 10 s zuvor.
In Schritt 112 wird der Absolutwert von PINCH_ERROR verglichen mit der TOTZONE. Wenn der Pinchfehler geringer ist als die "Totzone", wird keine Bewegung auf das EXV ausgeübt. Die Totzone wird verwendet, um Instabilität aufgrund der Ungenauigkeit der Sensoren zu vermeiden. Der Wert für die Totzone wird optional durch den Anwender eingestellt, aber in der Ausführungsform, die als Beispiel für diese Erfindung verwendet wird, ist die Totzone auf 0,2°C (0,4°F) eingestellt. Wenn der Absolutwert von PINCH_ERROR größer ist als die TOTZONE, wird EXV_MOV eingestellt auf (PINCH_ERROR minus TOTZONE) mal KP plus PINCH_RATE mal KD in Schritt 114. Ansonsten wird an dem Wert von EXV_MOV keine Änderung durchgeführt. KP ist der Proportionalverstärkungsfaktor und wird multipliziert mit dem Pinchfehler, um die proportionale Wirkung zu erhalten. In dieser Ausführungsform ist KP 0,33% pro Grad F. KD ist der Ableitungsverstärkungsfaktor und wird mit der Rate der Änderung in dem Pinchfehler multipliziert, um die abgeleitete Wirkung zu erhalten. Für diese Ausführungsform ist KD 0,33% pro Grad F pro 10 s. Die Summe der proportionalen und der abgeleiteten Wirkung gibt die EXV-Bewegung in Prozent wieder. Ein negatives Ergebnis entspricht einer Schließbewegung, wohingegen ein positives Ergebnis einer Öffnungsbewegung entspricht.
Dann wird in Schritt 116 die Systemuhr überprüft, um zu sehen, ob das System für mehr als 3 min gelaufen ist. Falls nicht, wird EXV_POSITION_LIMIT auf 52% des gesamt möglichen Bewegungsbereichs des EXV in Schritt 118 eingestellt, und die Steuerung schreitet zu Schritt 162 fort. Das heißt, der Auslassüberhitzungsschutz wird während des Startvorgangs, der einige Zeit benötigt, umgangen, und der EXV-Positionsgrenzwert wird bei 52% reinitialisiert. Wenn das System mehr als 3 min lang gelaufen ist, wird DSH_ERROR in Schritt 120 überprüft, und falls er kleiner als –2°C (–3,5°F) ist, wird EXV_MOV auf –0,33% plus 0,033 mal DSH_RATE in Schritt 122 eingestellt, und die Steuerung schreitet zu Schritt 162 fort. Falls nicht, wird EXV_MOV in Schritt 124 überprüft, um zu sehen, ob sie kleiner als null ist.
Wenn EXV_MOV kleiner als null ist, d.h. wenn der Pinch kleiner ist als der Einstellpunkt, prüft die Steuerung in Schritt 126, um zu sehen, ob DSH_ERROR größer als 1°C (2°F) ist und EXV_POSITION geringer als 40% ist und PINCH_ERROR größer als –0,3°C (–0,5°F) ist, und falls dies so ist, wird EXV_MOV in Schritt 128 auf 0% eingestellt. Falls nicht, prüft die Steuerung in Schritt 130, um zu sehen ob DSH_ERROR größer als –0,6°C (–1°F) ist und EXV_POSITION kleiner als 36% isst, und falls dies so ist, wird EXV_MOV in Schritt 132 auf 0% eingestellt. Ansonsten schreitet die Steuerung zu Schritt 162 fort. Wenn EXV_MOV in Schritt 124 nicht kleiner als null ist, prüft die Steuerung in Schritt 134, um zu sehen, ob DSH_ERROR kleiner als –1°C (–2°F) ist, und falls dies so ist, wird EXV_MOV auf –0,2% eingestellt, wonach die Steuerung zu Schritt 162 schreitet. Ansonsten prüft die Steuerung, um zu sehen, ob EXV_POSITION minus6% größer als EXV_OLD_POSITION in Schritt 138 ist. Das heißt, die Steuerung prüft, um zu sehen, ob ein reales Absinken beim Kühlerpinch (was in Schritt 140 als eine Änderung von mehr als 0,3°C (0,6°F) definiert ist) erhalten wird, wenn es 6% EXV-Öffnungsbewegung gibt, weil, wenn ein reales Absinken nicht erhalten wird, das EXV bei seiner optimalen Position geöffnet ist. Wenn EXV_POSITION minus 6% in Schritt 138 nicht größer als EXV_OLD_POSITION ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 146 fort. Wenn es größer ist, prüft die Steuerung in Schritt 140, um zu sehen, ob PINCH_LAST_EXV minus PINCH_ERROR größer als 0,3°C (0,6°F) ist, und falls nicht, wird EXV_POSITION_LIMIT auf EXV_POSITION in Schritt 142 eingestellt. Wenn PINCH_LAST_EXV minus PINCH_ERROR nicht größer als 0,3°C (0,6°F) ist, wird EXV_OLD_POSITION auf EXV_POSITION eingestellt, und PINCH_LAST_EXV wird auf PINCH_ERROR in Schritt 144 eingestellt.
Dann prüft die Steuerung in Schritt 146, um zu sehen, ob DSH_ERROR kleiner als 0,6°C (1°F) ist, und wenn dies so ist, wird EXV_MOV auf 0% eingestellt, und EXV_POSITION?LIMIT wird auf EXV_POSITION in Schritt 148 eingestellt, wonach die Steuerung zu Schritt 142 schreitet. Falls nicht, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob EXV_POSITION größer ist als EXV_POSITION_LIMIT, und falls dies so ist, wird EXV_MOV auf 0% in Schritt 152 eingestellt, und die Steuerung schreitet zu Schritt 162 fort. Wenn EXV_POSITION nicht größer ist als EXV_POSITION_LIMIT, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob DSH_ERROR kleiner als 0,6°C (1°F) ist und EXV_MOV größer als 0,46% ist in Schritt 154, und falls dies so ist, wird EXV_MOV auf 0,46% in Schritt 156 eingestellt. Ansonsten prüft die Steuerung, um zu sehen, ob DSH_ERROR größer als null ist in Schritt 158, und falls dies so ist, wird EXV_POSITION_LIMIT auf EXV_POSITION plus 2% in Schritt 160 eingestellt.
Wenn DSH_ERROR nicht größer als null ist, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob PINCH_RATE größer als 0,2°C (0,4°F) ist in Schritt 162, was angibt, dass sich Betriebsbedingungen geändert haben können. Wenn dies so ist, wird EXV_OLD_POSITION auf EXV_POSITION in Schritt 164 eingestellt. Falls nicht, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob PINCH_LAST_EXV minus PINCH_ERROR kleiner als –0,1°C (–0,2°F) ist in Schritt 166, und wenn dies so ist, wird PINCH_LAST_EXV auf PINCH_ERROR in Schritt 168 eingestellt. Dann wird in Schritt 170 das EXV bewegt, und die EXV_MOV-Variable wird auf null zurückgesetzt. Der Zyklus beginnt dann wieder.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das EXV gesteuert, um minimalen Pinch zu erhalten, um die Kühleraustauschleistung zu gewährleisten durch Blicken auf die Änderung bei der Temperatur zwischen der CFT und der SST. Die EXV-Öffnungsbewegung senkt normalerweise den Kühlerpinch und steigert so die Kühleraustauschleistung.

Claims

Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem mit einem Kondensor (20), einem Verdampfer (30) und einem Kompressor (40), wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Überwachen einer ersten Differenz zwischen einer Temperatur (CFT) eines aus dem Verdampfer abgegebenen Kühlerfluids und einer Sättigungsansaugtemperatur (SST) des Kühlmittels und Aufrechterhalten der ersten Differenz oberhalb eines vorbestimmten minimalen Niveaus durch Steuern der Bewegung des elektronischen Expansionsventils, wodurch Wärmeaustauschleistung eines richtig gefluteten Verdampfers gewährleistet ist; Überwachen einer zweiten Differenz (DSH) zwischen einer Sättigungsauslasstemperatur (SDT) des Kühlmittels und einer Sättigungskondensierungstemperatur (SCT) des Kühlmittels; und Anpassen der Größe einer Öffnung des elektronischen Expansionsventils, wenn die zweite Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch der Kompressor (40) geschützt ist.
Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend die folgenden Schritte: Bestimmen von Pinch als die erste Differenz; Bestimmen von Pinchfehler als der Pinch minus einen Pincheinstellpunkt; Bestimmen von Pinchrate als einen aktuellen Pinch minus einen Pinch eine spezifizierte Zeit zuvor; Bestimmen von Auslassüberhitzung als die zweite Differenz; Bestimmen von Auslassüberhitzungsfehler als die Auslassüberhitzung minus einen Auslassüberhitzungseinstellpunkt; Bestimmen einer Auslassüberhitzungsrate als eine aktuelle Auslassüberhitzung minus eine Auslassüberhitzung eine spezifizierte Zeit zuvor; Einstellen einer Totzone einer spezifizierten Temperatur; und Steuern einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert wird durch: Bestimmen, ob der Pinchfehler größer ist als die Totzone; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils, wenn bestimmt ist, dass der Pinchfehler größer als die Totzone ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das elektronische Expansionsventil bewegt wird um einen Betrag proportional zu dem Pinchfehler minus der Totzone multipliziert mit einem Proportionalverstärkungsfaktor plus die Pinchrate multipliziert mit einem Ableitungsverstärkungsfaktor.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert wird durch: Bestimmen, ob das Kühlmittelkreissystem länger als eine vorbestimmte Zeit gelaufen ist; Bestimmen, ob der Auslassüberhitzungsfehler geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils um einen Betrag proportional zu der Auslassüberhitzungsrate, wenn das Kühlmittelkreissystem länger als die vorbestimmte Zeit gelaufen ist und der Auslassüberhitzungsfehler geringer als die vorbestimmte Temperatur ist.
Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem mit einem Kondensor (20), einem Verdampfer (30) und einem Kompressor (40), wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist, durch: eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinch des Systems, wobei der Pinch die Differenz zwischen einer Temperatur (CFT) des aus dem Verdampfer abgegebenen Kältemittels und einer Sättigungsansaugtemperatur (SST) des Kühlmittels ist; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinchfehlers des Systems, wobei der Pinchfehler der Pinch minus ein Pincheinstellpunkt ist; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Pinchrate des Systems, wobei die Pinchrate ein aktueller Pinch minus ein Pinch einer spezifizierten Zeit zuvor ist; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzung des Systems, wobei die Auslassüberhitzung die Differenz zwischen einer Sättigungsauslasstemperatur (SDT) des Kühlmittels und einer Sättigungskondensierungstemperatur (SCT) des Kühlmittels ist; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Auslassüberhitzungsfehlers des Systems, wobei der Auslassüberhitzungsfehler die Auslassüberhitzung minus ein Auslassüberhitzungseinstellpunkt ist; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzungsrate des Systems, wobei die Auslassüberhitzungsrate eine aktuelle Auslassüberhitzung minus eine Auslassüberhitzung eine spezifizierte Zeit zuvor ist; eine Einrichtung zum Einstellen einer Totzone einer spezifizierten Temperatur; und eine Einrichtung zum Steuern einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert ist durchgeführt Bestimmen, ob der Pinchfehler größer ist als die Totzone; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils, wenn bestimmt ist, dass der Pinchfehler größer als die Totzone ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das elektronische Expansionsventil um einen Betrag proportional zu dem Pinchfehler minus die Totzone multipliziert mit einem Proportionalverstärkungsfaktor plus die Pinchrate multipliziert mit einem Ableitungsverstärkungsfaktor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert ist durch: Bestimmen, ob das Kühlmittelkreissystem länger als eine vorbestimmte Zeit gelaufen ist; Bestimmen, ob der Auslassüberhitzungsfehler geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils um einen Betrag proportional zu der Auslassüberhitzungsrate, wenn das Kühlmittelkreissystem länger als die vorbestimmte Zeit gelaufen ist und der Auslassüberhitzungsfehler geringer als die vorbestimmte Temperatur ist.