[发明专利]操作冷却系统的控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作冷却系统的电子控制系统，这类型的冷却系统用于食品和饮料的保藏或者用于空调设备中。

背景技术

冷却系统，如电冰箱、冷冻机，空调或其它冷却系统常常用于冷却环境和/或冷冻用于消费的不同种类的产品。这些装置通常长期地保持连接状态并且消耗大量的能量。因此，至今这类设备的制造商所关心的是需要提供尽可能小的能量消耗并且同时保持冷却效率的机器。

所有的冷却设备均包括冷却电路，其作用是保持冷却空间内部的低温。这种冷却电路为闭合电路，冷却流体循环通过所述闭合电路，所述冷却电路一般包括密封压缩机、冷凝器、压力控制装置和蒸发器。当处于冷却状态的冷却流体穿过所述蒸发器时，该冷却流体从需要冷却的环境中吸收热并且将其本身转化为蒸汽。然后，从蒸发器出来的处于蒸汽状态的流体被送到压缩机，该压缩机的作用是压缩所述流体并且使其在电路中进行循环。之后，蒸汽形式的受热流体穿过冷凝器，在该冷凝器中，所述流体将热释放到外部环境中从而转化为流体状态。然后，所述流体朝向压力控制装置循环，从而在该压力控制装置中降低压力。这种压力控制装置的作用是控制被送往蒸发器的冷却流体的压力。只要冷却设备运转，这种冷却循环就继续重复进行。

除了上述的基本部件之外，冷却系统通常还具有安装在蒸发器和冷凝器附近的通风设备，冷却流量控制阀，气流控制减振器以及安装在冷却空间内部和外部的灯。

冷却系统还包括用于控制一些冷却系统部件的操作的控制系统。即使当冷却器的外部条件发生变化，如室温的增加，或者电冰箱或冷冻机的门频繁地打开而引起冷却空间的温度升高的情况，所述控制系统仍然保证冷却空间内部的温度保持在所需的值。

冷却系统的制造商在冷却系统上坚持不懈地寻求改进，以便它们保持冷却空间内部的温度条件同时提供用于不同的冷却系统部件的改进条件。所述条件包括具有低能量消耗的操作，以及不会引起这些部件的磨损和断裂并且延长所述设备的使用寿命的工作条件。

目前用于冷却系统上的控制系统使用中央处理器，该中央处理器能够从冷却系统传感器接收信号，所述传感器例如为thermopar、热敏电阻、电流传感器、开门传感器、移动传感器等。这些传感器的作用是检测冷却系统部件的工作条件和/或冷却空间和外部环境的一般特性。因此，每个传感器安装在需要控制这些条件的不同环境中，或者直接附连到冷却系统部件本身上。例如，压力和温度传感器安装在蒸发器、冷凝器和流量控制装置内，以便测量这些设备内部的压力和温度。

基于这些和其它传感器所测量的值，可以控制冷却系统的操作。从传感器发出的信号相当于物理变量和电变量，其通过中央处理器进行处理，所述中央处理器解释由相互隔离的每个传感器检测的参数变化。然后，完全基于从每个相互隔离的冷却系统部件的相关参数值，所述中央处理器对冷却系统的每个部件产生控制信号。

基于冷却系统的控制体系，每个冷却系统部件的工作条件的控制完全基于物理变量和电变量的测量值来执行，所述物理变量和电变量与相同部件的操作直接相关。在冷却系统的常用操作上没有更广泛的扩展，以识别存在于所述系统部件的操作中的互相依赖性。换句话说，所述控制在局部和单个的基础上实施，而不是在全面覆盖或整体的基础上实施，以寻求同时优化所有部件的操作。

另外，这种控制系统需要使用至少一个传感器来检测每个冷却系统部件的工作条件。由于安装时需要的连接件和电线的数量，因此，这种电路具有相当复杂的缺陷，并且由于需要大量传感器和用于冷却器设备的生产线的不同组装步骤，而使成本很高。

基于使用的传感器，现有技术的冷却或加热设备的温度控制系统的例子在US6,745,581中公开，这种控制系统设计成减小所述设备的能量消耗。根据北美的这篇专利，在饮料分配器内设计所述系统，其中需要冷饮的时候使消费的温度相当低，或者需要热饮的时候使温度相当高。这种控制系统包括传感器，其设计成检测设备外部的条件，如在冷却设备附近检测人存在的运动传感器，以及连接到控制所述设备操作的中央处理器上的开门传感器。通过控制系统检测和记录的条件与在所述设备周围并且指示其使用的动作有关。因此，所述控制系统获悉与使用该设备的明细有关的功能模式(标准)，并且基于所获悉的功能模式在指定的时期内建立低能消耗程序。所述控制系统能够控制所述冷却系统以冷却空间内的产品预先需要的温度来开始降低冷却空间内的温度，以使该温度在开始消费时达到最适合消费的温度。