DE2820209A1 - Kuehlsystem und verfahren zu seiner durchfuehrung - Google Patents

Description

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Kühlsystem und Verfahren zu äeiner Durchführung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aircondition Systeme großer Kapazität haben Zentrifugalkompressoren mit an dem Kompressoreingang angeordneten Leitflügeln verwendet, wobei die Flügel einstellbar sind,um sowohl die Richtung (oder "Wirbel") des einströmenden Gases zu regulieren als auch eine Druckverminderung zu erzeugen, die eine Funktion der Flügelposition ist. Diese Flügel, die manchmal als Vorrotationsflügel (PRV) bezeichnet werden, sind so einstellbar um die Kapazität des Kompressors zu variieren. In der Bedingung der weit geöffneten Flügel (WOV) hat eine kleine Änderung der Flügelposition keine wesentliche Auswirkung auf die Kompressordruckhöhe oder Kapazität. Wenn die PRV nahezu geschlossen sind, hat eine kleine Änderung eine sehr wesentliche Auswirkung auf die Kompressorkapazität, und kann den Kompressor sogar in einen . Pumpbereich (surge) überführen, wenn keine Vorsorge getroffen ist, die Leitflügelposition einzustellen. Da eine Kapazitätssteuerung allein durch die Veränderung der PRV-Position eine uneffiziente Methode der Kapazitätssteuerung ist, wurdenVersuche unternommen, die Systemkapazität nur durch die Beherrschung der Geschwindigkeit des elektrischen Motors, der den Kompressor antreibt, zu regulieren. Wenn die Geschwindigkeitssteuerung als alleiniges Mittel zur Regulierung der Kapazität benützt wird, kann der Kompressor nur bis zu 70 % seiner vollen Last arbeiten - Dies ist ökonomisch gesehen unpraktisch für große Einrichtungen, weil für wesentliche Zeitperioden die Last unterhalb 70 % des vollen Lastwertes ist.

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Entsprechend wurden verschiedene Versuche unternommen,um die Einstellung der PRV mit der Regulierung der Motorgeschwindigkeit zu verbinden, die erfolgreich die Last bis zu etwa 10 % der vollen Last vermindern können. Ein bedeutender früherer Erfolg in dieser Richtung ist in der US-Patentschrift 3 335 906 angegeben, die mit "Kühlsystem, das eine Steuerung zur Variation derKompressorgeschwindigkeit einschließt",betitelt ist. In dieser Anordnung wurde die Motorgeschwindigkeit als eine Funktion des Verhältnisses zwischen dem Kompressoransaug- und Ausströmdruck eingestellt und die PRV wurden in Beziehung zu einem Signal eingestellt, das von der Temperatur des Hitzeaustauschmediums an der Ausströmseite des Verdampfers abgeleitet wurde. Höchst einfache Versuche haben seit dieser Zeit das Druckverhältnis des Kompressors benutzt um die Motorgeschwindigkeit zu steuern und die Ableitung dieser Druckinformation hat sich in der Praxis als schwierig und kostspielig herausgestellt. Außerdem wurde herausgefunden, daß die Regulierung der PRV eine komplexe Funktion darstellt, die nicht wirksam gesteuert wurde, um ein Punpen au vermeiden und einen höchst effizienten Betrieb durch Fühlen nur einer einzigen variablen Bedingung ermöglicht.

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Steuersystem zur Regulierung eines Kühlsystems zu schaffen, wobei das Kühlsystem einen Zentrifugalkompressor einschließt, in dem nicht nur die Motorgeschwindigkeit gesteuert und die PRV-Position eingestellt wird, sondern in dem diese Geschwindigkeitssteuerung und Flügeleinstellung entlang eines optimalen Steuerweges mit einem minimalen Energieaufwand bewerkstelligt wird.

Ein verwandter bedeutender Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines solchen Steuersystems, das einen

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solchen energiewirksamen Systembetrieb ermöglicht und das gleichzeitig 'ein Pumpen vermeidet.

Von primärer Bedeutung ist die Herstellung eines solchen Steuersystems, das nicht nur in Verbindung mit neuen Einrichtungen installiert werden kann, sondern leicht in Zusammenhang mit bereits bestehenden Systemen installiert werden kann,um in solchen Systemen den optimalen Steuerweg zu erreichen und ein Pumpen zu vermeiden.

Eine weitere bedeutende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Linearisierung der PRV-Tätigkeit durch einen Regler mit-einer nicht linearen Einschaltdauer, um eine gleichmäßigere Systemsteuerung herzustellen.

Eine weitere bedeutende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen so präzisen Systembetrieb über einen weiten Lastbereich zu erreichen, ohne die Notwendigkeit Kompressordrücke zu erfühlen,um den Kompressordruckhöhenwert (compressor headvalue) abzuleiten.

Das Steuersystem nach der vorliegenden Erfindung ist nützlich, um ein Kühlsystem zu regulieren, das einen Kompressor, einen Kondensator und einen Verdampfer einschließt, die alle in einem geschlossenen Kühlkreis miteinander verbunden sind. Einlaßleitflügel sind zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor angeordnet, um die Kapazität des Kompressors zu regulieren und einige Mittel, wie ein elektrischer Motor, sind verbunden,um die Einlaßleitflügelposition einzustellen. Mittel/ wie z.B. ein weiterer elektrischer Motor treiben den Kompressor an. Das Steuersystem nach der Erfindung ist verbunden, um sowohl die Mittel der Einstellung der Leitflügelposition und die Mittel zum Antrieb des

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Kompressors zu regulieren. Ein erstes Temperaturfühlmittel ist in der Nähe des Kondensors angeordnet,um ein erstes Signal, das zur Kondensiertemperatur des Kühlmittels in Beziehung steht, zu erzeugen. Ein zweiter Fühler ist in dem Verdampfer angeordnet, um ein zweites Signal, das zur Verdampfertemperatur des Kühlmittels in Beziehung steht, zu erzeugen. Ein Summiermittel ist verbunden, um sowohl das erste als auch das zweite Signal zu empfangen und um ein resultierendes Signal herzustellen, das den Druck des Kompressors einschließt. Das Steuersystem benützt das resultierende Signal um das Kühlsystem zu steuern. Ein drittes Temperaturfühlmittel ist in der Nähe der Ausströmung des Kühlwassers des Verdampfers angeordnet, um ein drittes Signal zu erzeugen. Ein einstellbares Mittel ist in dem Steuersystem vorgesehenem ein Tempera tor Sollwerts ignal zu erzeugen. Es sind auch Mittel vorgesehen zur Zusammenfassung des dritten Signals und des Temperatursollwertsignals, um ein anderes Steuersignal zum Gebrauch der Steuerung des Kühlsystems zu erzeugen.

In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zusätzliches Mittel an die Einlaßleitflügel gekoppelt,um ein elektrisches Signal herzustellen, das die physikalische Position der Einlaßleitflügel anzeigt. Ein Mittel ist vorgesehen, zur Zusammenfassung des Einlaßleitfligelpositionssignals mit dem resultierenden Signal um ein Reguliersignal zur Systemregulierung zu erzeugen.

In den beigefügten Figuren zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild, das das erfindungsgemäße

Steuersystem in Verbindung mit einem Kühlsystem darstellt, das einen Zentrifugalkompressor enthält.

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Die Figuren 2, 3 und 4

Die Figur 5

grafische Darstellungen, die zum Verständnis der Betriebsweise der Erfindung nützlich sind.

ein Schaltbild mit den bedeutsamen Signalwegen in dem erfindungsgemäßen Steuersystem.

Die Figuren 6A, 6B, 6C

echeaatische DiagrammschaBbilder, die zusammengenommen , die Einzelheiten des Kreises des erfindungsgemäßen Steuersystems darstellen.

Die Figur 7

eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Kompressorkapazität von der PRV-Öffnung für verschiedene Druckhöhenwerte.

Die Figuren 8A bis 8F

grafische Darstellungen, die für die Erklärung eines Aspekts der Erfindung nützlich sind und

die Figur 9

eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Kompressorgeschwindigkeit von der PRV-Position für einen festen Druckhöhenwert.

Die Figur 1 zeigt bestimmte herkömmliche Komponenten eines Kühlsystems, wie beispielsweise einen Zentrifugalkompressor 20 zum Durchlauf eines Kältemittels (wie beispielsweise R-11 oder ein anderes passendes Medium) durch die Leitung 21 zu einem Kondensor 22. In dem Kondensor läuft das Wasser von dem Kühlturm von der Leitung 23 in den Kondensor hinein und wird über die Leitung 24 an den Kühlturm zurückgegeben oder an das andere ■Bnx&verminderungs-· oder WSrmeentziehungsmittel (head rejection means) ,warn vet—

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schiedene Systeme verwendet werden. Das Kältemittel an der Ausströmseite des Kondensors 22 wird über die Leitung 25 durch eine fest eingebaute Auslaßöffnung 26 (orifice) und die" Leitung. 27 an die Kühlmitteleinlaßverbindung des Verdampfers gegeben. Das Kühlmittel fließt durch den Verdampfer und aus dem Leitungskanal 30, der eine Mehrzahl von Einlaßleitflügeln 31 einschließt, die wie dargestellt angeordnet sind. In dieser Beschreibung sind die Einlaßflügel mit PRV (p_re-r_otation vanes) bezeichnet und die Position der PRV wird durch einen kleinen Motor 32 reguliert, der über eine Mehrzahl von Leitern, die hier als eine einzige Leitung 33 dargestellt ist, ein Steuersignal empfängt. Der Fachmann wird in der Figur 1 leicht erkennen, daß jeweils eine Mehrzahl von Leitern durchweine einzige Leitung dargestellt ist. Das Wasser mit der höheren Temperatur von dem Gebäude (oder einer anderen Kühllast) wird über die Leitung 34, in dem Verdampfer gekühlt. Das gekühlte Wasser wird über die Leitung 35 an das Gebäude zurückgegeben.

Ein Ahsaug-Motor 36 ist über eine Welle 37 mit dem Zentrifugalkompressor 20 verbunden und wird selbst durch einen Inverter 37 betrieben. Der Inverter empfängt am Eingang eine Gleichspannung über eine Leitung 38 und bestimmt auf diese Weise die Amplitude der Ausgangsspannung des Inverters. Ein Krdis zur Spannungsregelung 40 ist zwischen einer Spannungsversorgungsleitung 41 und einer Leitung 38, die die Spannung an den Inverter gibt, vorgesehen. Dies kann ein konventioneller Kreis sein, beispielsweise ein phasengesteuerter Gleichrichterkreis, der an der Leitung 41 eine Eingangswechselspannung empfängt und an der Leitung 38 eine Gleichspannung herstellt,und in - Übereinstimmung mit dem Signal, das über die Leitung 41 empfangen wird, geregelt wird. Wenn keine Regelung erforderlich ist, kann über die Leitung 38 eine Gleichspannung von Batterien,

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von einem Transformator und Gleichrichtern oder von irgendeiner anderen passenden Quelle an den Inverter angelegt werden. Die Frequenz der Inverterausgangsspannung wird reguliert durch die Periodizität der Zeit- oder Gattersignale, die von einem Logikkreis 44 über die Leitung 43 angelegt werden. Es handelt sich dabei um einen bekannten Kreis, der ein Regelsignal an der Leitung 45 empfängt und dieses Regelsignal benützt um die Frequenz der Pulse, die an der Leitung 43 anliegen, zu steuern. Eine bekannte Anordnung empfängt eine Gleichspannung als ein Steuersignal auf der Leitung 45 und ein spannungsgesteuerter Oszillator im Logikkreis 44 erzeugt Pulse mit einer Frequenz, die durch die Amplitude des Signals an der Leitung 45 gesteuert wird. Der Logikkreis schließt im allgemeinen einen Kreis vom Typ eines Ringzählers ein, um die Pulse an ebensoviel Thyristoren oder andere in dem Inverterkreis verwendete Schalter zu verteilen.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das Steuersystem 50 benützt, um nicht nur die Geschwindigkeit des Ansaugmotors 36 sondern auch um die physikalische Lage der prv ^re-rotation vanes) 31 durch ein Signal zur Steuerung der Geschwindigkeit, das über die Leitung 51 anliegt und ein Leitflügelpositionssignal (offen oder geschlossen) an der Leitung 33, zu steuern. Die Kreisanordnung nach der Erfindung stellt sicher, daß ein plötzliches Pumpen (surge) vermieden wird und daß der Kompressor ii der am meisten energieeffizienten Weise gesteuert wird. In dieser Ausführungsform ist das Signal zur Steuerung der Spannung ein Gleichspannungssignal, das von einem integrierenden Kreis 52 herrührt,und das Leitflügelsteuersignal kann entweder ein "Leitflügel-ö ffnen" Signal an der Leitung 53 oder ein "Leitflügel-Schließen" Signal an der Leitung 54 oder kein Signal ("Leitflügel-Anhalten") sein. Diese

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Ausgangssteueirsignale rühren von verschiedenen Eingangs Signalen her, die ein erstes Signal an der Leitung 55, das von einem Thermistor oder anderen Temperaturfühleinheiten 56 herrührt, der positioniert ist,um mit dem Kühlmittel in der Konäensorausflußleitung^ii Kontakt zu stehen. Ein zweites Signal liegt an der Leitung 57 an und wird von einem zweiten Fühler oder Thermistor 58 erhalten, der dem gesättigten Kühlmitteldampf, der den Verdampfer verläßt, ausgesetzt ist. Das erste und das zweite Signal werden in einem Summiermittel 59, das ein Differentialverstärkerkreis sein kann, verbunden, um ein resultierendes Signal an der Leitung 60 zu erzeugen, das zu der Druckhöhe des Kompressors in Beziehung steht. Die Kreismittel in dem Steuersystem, das dieses Signal und die anderen Eingangssignale benutzt, werden später in Verbindung mit den Figuren 6A und 6C beschrieben. Im Augenblick ist es von Bedeutung hervorzuheben, daß die Erzeugung der Information über die Druckhöhe am Kompressor aus dieser einfachen Temperaturdifferenzbestimmung ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung ist. Ohne das Wissen, daß die Druckhöhe des Kompressors eine virtuelle lineare Funktion dieser Temperaturdifferenz ist, müßten teuere Druckwandler in dem Kompressor oder an diesen angrenzend positioniert werden, um ein Signal herzustellen, das mit der Druckhöhe des Kompressors in Be±iehung steht. Demgemäß stellt die Verwirklichung, bei der die Druckhöhe des Kompressors in dieser Weise abgeleitet sein kann, einen bedeutenden Teil des erfinderischen Beitrags dar.

Es ist ein Potentiometer 61 dargestellt, das mit seinem bewgglichen Arm oder Schleifer mechiiisch mit dem PRV oder mit der Ausgangswelle des Motors 32, der die PRV antreibt, gekoppelt ist. Auf diese Weise zeigt das elektrische Signal auf der Leitung 62 die physikalische Stellung (janz offen, drei-

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viertel offen, usw.) der Einlaßleitflügel in einer kontinuierlichen Weise an. Im folgenden wird der Kreis beschrieben, der das Einlaßflügel-Positbnssignal mit dem Anzeigesignal der Druckhöhe des Kompressors verbindet,um bei der Steuerung des Betriebs des Kompressors zu helfen.

Ein drittes Temperaturfühlmittel, das ein weiterer Thermistor sein kann, ist angeordnet,um die Temperatur des gekühlten Wassers, das von dem Verdampfer 28 ausströmt, zu fühlen. Der Thermistor stellt auf diese Weise ein drittes Signal her, das über die Leitung 64 an eine weitere Differentialverstärkerstufe angelegt wird, die auch ein Temperatur-Sollwertsignal von einem Potentiometer 66 oder einer anderen passenden Einheit, wie beispielsweise einem Thermostat/in dem Gebäuderaum empfängt. Auf diese Weise stellt das Ausgangs*ignal an der Leitung 67 die Differenz zwischen der herzustellenden Bedingung (angezeigt durch das von der Komponente 66 abgeleitete Signal) und der augenblicklichen Lastbedingung (dargestellt durch das Signal auf der Leitung 64) dar.

Eine ünlaststeuerstufe (unload control stage) 68 ist mit dem beweglichen Ann des Potentiometers 66 gekoppelt. Die Stufe B8 steht vertretend ffir ieqliche Mittel zur Begrenzung des Verbrauchs elektrischer Energie durch die Änderung des Temperatur-Sollwertes oder ¥fSs Bewirken einer anderen Kreiseinstellung zur Veränderung der Last an dem Kompressor und zur Verminderung der Rate des Energieverbrauchs. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, daß dies einer physischen Änderung der Thermostateneinstellung ähnlich ist. In großen Installationen kann dies jedoch automatisch durch ein Steuersystem erfolgen, das die Rate des Energieverbrauchs in schritt-

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weisen Zeitperioden (wie beispielsweise in Halbstundenintervallen) anzeigt und die Einrichtung daran hindert, mehr als einen vorgegebenen Betrag an Energie in jeder vorgegebenen Zeitperiode ±u verbrauchen.

Von den zusätzlichen Signalwegen, die in der Figur 1 dargestellt sind, stellt die Leitung 70 ein Mittel zur einstellung eines Abschaüsignals für den Logikkreis 44 dar, wenn eine Oberlastbedingung durch das Steuersystem angezeigt wird. Um dies und andere Betriebssignale zu bestimmen, wird ein Signal, das zu der Amplitude des Stromes, der durch die Windungen des Motors fließt, in Beziehung steht,über die Leitung 71 an das Steuersystem gegfeben und ein anderes Signal, das zu der Motorgeschwindigkeit in Beziehung steht, wird über die Leitung 72 an das Steuersystem gegeben. Das Motorstromsignal wird von einem Stromwandler in bekannter Weise abgeleitet und ist nicht dargestellt. Das Motorstromsignal kann von einem konventionellen Tachometer (nicht dargestellt) abgeleitet werden, um ein Gleichspannungssignal auf der Leitung 72 zu erzeugen, das die Motorgeschwindigkeit anzeigt. Es ist nicht erforderlich, wie durch die Leitung 72 dargestellt, einen externen Leitersatz zu haben, um ein Signal, das in Bezug zur Motorgeschwindigkeit steht, zurückzugeben. Stattdessen kann das Steuersystem eine interne Leitung, die mit dem Ausgang der Stufe 52 verbunden ist, benutzen, die die Steuersignale für die Regulierung der Motor-.geschwindigkeit erzeugt und einen -Teil dieses Gleichstromgeschwindigkeitssignals zu benützen, um die Motorgeschwindigkeit anzuzeigen. Nach dieser allgemeinen Perspektive der vollständigen Kühlanordnung und des Steuersystems wird nun eine detaillierte Erklärung gegeben.

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Die Figur 2 zeigt eine grafische Darstellung von Betriebscharakteristiken eines konventionellen Kompressors, die den Daten eines Textblocks entnommen wurden. Die Druckhöhe des Kompressors ist gegenüber dem Fluß (oder der Kapazität)dargestellt. Diese Charakteristiken werden im einzelnen in Verbindung mit der Figur 3 beschrieben. Die drei Oberflächen, die durch die Grafik der Figur 2 dargestellt sind, stellen Bereiche des Systembetriebs bei einer konstanten Machzahl oder Kompressorgeschwindigkeit dar. Zum Beispiel stellt die oberste Oberfläche die möglichen Druckhöhenveränderungen und die Kapazität während des Betriebs bei einer Machzahl von 1,5 dar. Wenn sich die Betriebsparameter ändern, und über die längere der oberen Grenzlinien für die 1,5 Oberfläche hinausgehen, wird der Pumpbereich übertreten, was anzeigt, daß das System unstabil wird und daß der Kompressor pumpen (surge) wird. Die obere Begrenzungslinie dieser 1,5-Oberfläche stellt den Betrieb mit weit offenen Leitflügeln dar und die drei strichpunktierten Linien werden benützt,um die Bereiche des Betriebs bei dreiviertel offenen Leitflügeln, halboffenen Leitflügeln und einviertel offenen L itflügein darzustellen. Diese Bereiche sind als diskrete Linien dargestellt, aber das System kann kontinuierlich über den gesamten Leitflügelöffnungsbereich eingestellt werden, was den Betrieb bei jeder Leitflügelöffnung erlaubt. Für den Betrieb bei einer niedrigeren Geschwindigkeit oder Machzahl von 1,4 fällt das System auf die in der Figur 2 dargestellte Zwischenoberfläche. In einer ähnlichen Weise fällt das System bei einer weiteren Reduzierung des Betriebs auf eine Machzahl von 1,3 zur untersten der drei dargestellten Oberflächen. Es wird auch verstanden, daß in einem System, in dem die Kompressorgeschwindigkeit kontinuierlich einstellbar ist, die

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Machzahländerungen nicht, wie dargestellt, in großen Zunahmen vorgenommen werden, sondern die Einstellung ist im Raum zwischen den Oberflächen, die in der Figur 2 dargestellt sind, kontinuierlich, wenn die Kompressorgeschwindigkeit reduziert wird. Mit dieser Darstellung des Kompressordruckhöhenflusses für die Bereiche konstanter Geschwindigkeit wird nun eine Beschreibung der Kompressorcbarakteristiken in einer anderen Form angeführt.

Die Figur 3 zeigt eine grafische Darstellung mit der Minimum-Machzahl M_Q entlang der linken Ordinate, dem Ausmaß der PRV-öffnung entlang der Abszisse und der Kompressorkapazität r, die an ausgewählten Punkten spezifiziert ist, wobei alle auf die Kompressordruckhöhe, die durch die gezeigten Kurvenreihen dargestellt ist, bezogen sind. Die Minimum-Machzahl M_Q kann als die Motorgeschwindigkeit datstellend betrachtet werden. Genauer gesagt, ist sie das Verhältnis der Antriebsrad-Spitzengeschwindigkeit (impeller tip speed) zu der Ansaug-Stau-Schal!geschwindigkeit (suction stagnation acoustic Velocity) (diese Geschwindigkeit wird im folgenden mit A bezeichnet). Da der Induktionsmotor mit dem Kompressor gekoppelt ist, kann die Motorgeschwindigkeit als direkt zu der Spitzengeschwindigkeit des Antriebsrads in Bezug stehend betrachtet werden. Für diese Analyse wird vorausgesetzt, daß sich A für ein für ein vorgegebenes Kühlmittel nicht bedeutsam über den typischen Betriebsbereich des Verdampfers ändert und daß daher M_Q allein als eine Funktion der Motorgeschwindigkeit betrachtet werden kann. Die PRV-Öffnung ist dargestellt in Zunahmen von einer Bedingung in der der Leitflügel völlig geschlossen ist bis zu einer Bedingung, in der der Leitflügel weit geöffnet ist (WOV). Die mit θ bezeichnete Kapazität ist

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technisch gesehen das Verhältnis der Ansaugung (in cfm) · 2,4 und dieser Term wird durch das Produkt von A · dem Quadrat des Laufraddurchmessers-geteilt. Die Druckhöhe des Kompressors, die durch die Kurven, der Figur 3 dargestellt ist, ist technisch gesehen die Abmessung des Kopfes (in feet) mal der Konstanten 32,2 und dieses Produkt ist durch A geteilt. Da Aals sich im wesentlichen nicht ändernd betrachtet wird, wie oben festgestellt wurde , wird die Betrachtung der Kapazität Θ und des Druckhöhenwertes Si— des Kompressors vere infacht.

Jede der verschiedenen Kurven in der Figur 3 stellt einen konstanten DruckhöhenwertSL dar und die Minimalgeschwindigkeit und PRV, die notwendig sind, um eine gegebene Kapazität ohne einen Pumpbereich (surge region) zu betreten, anzupassen. Zum Beispiel zeigt die Kurve in dem oberen rechten Teil mit einem Druckhöhenwert von 1,2 die Geschwindigkeitsänderungen des Motors und die PRV-öffnungsänderungen an, die gemacht werden müssen, um die Kapazität an diesem Druckhöhenwert zu vermindern. Der Pfeil 75 zeigt die Richtung der Verminderung der Kapazitäten und wenn allein die Motorgeschwindigkeit (und so die Kompressorgeschwindigkett) vermindert wird, wird die Kapazität wie dies durch den abnehmenden Wert von £) dargestellt ist, an der rechten Seite der Grafik vermindert. Wenn jedoch die Geschwindigkeit bis zu dem mit a bezeichneten Punkt vermindert wird und es weiterhin gewünscht wird, die Kapazität •ohne Verminderung der Kompressordruckhöhe unter J,2 zu vermindern, muß in diesem Punkt die Motorgeschwindigkeit konstant gehalten werden und begonnen werden, die PRV schrittweise zu scHießen. Auf diese Weise wird die Kapazität, wie ange-

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zeigt, bis zu dem Punkt b vermindert, an dem Θ den Wert O_f58 aufweist und die Leitflügel annähernd dreiviertel offen sind. Das System wird "pumpen"., wenn im Punkt b die Geschwindigkeit weiterhin vermindert wird. Es ist von Bedeutung festzustellen, daß bei einer weiteren Kapazitätsverminderung bei derselben Druckhöhe, sich die Leitflügelschließung fortsetzt, die Motorgeschwindigkeit aber nun bis zu dem Punkt, der mit c bezeichnet ist, gesteigert werden muß.

In ähnlicher Heise können die Leitflügel weit offen gehalten werden, wenn der Druckhöhenwert 1JO ist, während die Geschwindigkeit bis zu dem Wert bei dem0·0,0385 ist vermindert wird. Dieser Punkt ist mit b bezeichnet. Von diesem Punkt aus wird die Geschwindigkeit konstant gehalten und die Leitflügel werden schrittweise geschlossen, bis sie etwa dreiviertel offen sind, wie dies in dem Punkt e dargestellt ist. Danach wird die Hotorgeschwindigkeit wieder schrittweise vergrößert, während das Schließen der Leitflügel bis zu dem mit f bezeichneten Punkt fortgesetzt wird. Die Punkte a bis f sind auch.in der Figur 2 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß eine komplexe Steuerfunktiön erforderlich ist um die Regulierung sowohl der Kompressorgeschwindigkeit (durch die Regulierung der Motorgeschwindigkeit) als auch der öffnung der PRV zu koordinieren. Für ein gegebenes System würde die Lastlinie, wenn sie in Figur 3 eingezeichnet würde, verschiedene Druckhöhenkurven kreuzen. Es ist daher erforderlich sowohl die Änderung in der Druckhöhe als auch die gegenwärtige Position der PRV und die augenblickliche Motorgeschwindigkeit zu betrachten, wenn inner eine Änderung in d«m Syst·» vorgenommen wird, um sicher zu sein, daß ein

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Pumpen vermieden wird und daß der effizienteste Betrieb bewerkstäligt wird.

Der Steuerweg zur Verbindung der Steuerung der Motorgeshhwindigkeit und der Steuerung der öffnung der PRV, der bei der Verwirklichung einer solchen Steuerung als effektiv herausgefunden wurde, ohne in den Pumpbereich zu gelangen, ist in der Figur 4 durch die Kurve 80 dargestellt. Die Kurven konstanter DruckhöheÄ sind für den idealen Steuerweg 80 im Hintergrund gezeigt. Es ist vorausgesetzt, daß das System ursprünglich bei voller Kapazität und mit weit offenen Leitflügein arbeitet. Dies ist in dem Punkt, der mit g bezeichnet ist_;dargestellt, Wenn es gewünscht wird die Last zu vermindern,wird die Kapazität durch Verminderung der Motorgeschwindigkeit entlang der Kurve die durch den Punkt h geht und schließlich geradewegs nach unten zu dem Punkt j verläuft, verkleinert. Zu der Zeit muß der Steueralgorhithmus geändert werden ,um die Einstellung der PRV-Position zur Erhaltung des optimalen Steuerweges zu beinhalten. Die Leitflügel werden dann schrittweise geschlossen, bis zu einer 80%igen geöffneten Position, während die Motorgeschwindigkeit von dem Pegel , der bei j angzeigt ist, bis zu dem in dem Punkt k angezeigten Pegel gesteigert wird. Von diesem Punkt aus wird die Schließung der Leitflügel foxkjesetzt, die Motorgeschwindigkeit wird aber erneut vermindert, bis der Steuerpfad 80 den Fußpunkt in dem Punkt m erreicht. In diesem Teil der Kurve sind die Leitflügel etwa zu 35 % geöffnet und da die Schließung der Leitflügel fortgesetzt wird, wird die Geschwindigkeit dann bis zu dem Punkt η erhöht.

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Wenn es gewünscht wird die Last zu steigern, angenommen, daß das System nun unter den Bedingungen wie sie in dem Punkt η dargestellt sind, arbeitet, wird die PRV-Öffnung schrittweise vergrößert, während die Motorgeschwindigkeit bis zum Erreichen des Punktes m vermindert wird. Danach wird, wenn die Öffnung der Leitflügel weiter vorgenommen wird, die Motorgeschwindigkeit bis zu dem Punkt k vergrößert. In Übereinstimmung mit einem bedeutsamen Aspekt dieser Erfindung wird die Vergrößerung der Motorgeschwindigkeit fortgesetzt, da die Leitflügel weiter geöffnet werden, entlang des Segments kh der Steuerkurve; den anderen beiden Ästenkj und jh wird bei der Wiederherstellung der Last nicht gefolgt. Stattdessen führt der Steuerweg direkt von k nach h und dann nach oben zu g, nachdem die Leitflügel völlig geöffnet sind.

Da festgestellt wurde, daß dieser Weg ein Pumpen vermeidet und eine sehr hohe Betriebseffizienz bewirkt, ist es von Bedeutung, daß das Steuersystem nicht nur den Betrag der geforderten Änderungen "weiß", sondern auch die Richtung in der die Änderung bewirkt werden soll. Dies erfordert, wie beschrieben werden wird, sowohl eine Verknüpfungslogik als auch gespeicherte Information betreffs der Kompressorausführung in dem Steuersystem um den optimalen, in der Figur 4 dargestellten Steuerweg 80 zu erreichen.

Die Figur 5 zeigt ein Diagramm mit allgemeinen Signalflüssen der Kreise, die in den Figuren 6A, 6B und 6C genauer dargestellt sind. Im allgemeinen werden das Kühlwasserausgangssignal von dem Thermistor 63 (Figur 5) und das Temperatursollwertsignal, das entweder von dem Potentiometer

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oder von irgendeinem anderen Mittel zur Herstellung des gewünschten Temperatursteuerpegels abgeleitet werden kann, kombiniert um ein Temperaturfehlersignal auf der Leitung 67 zu erzeugen. Es ist ein Aneprechschwellenwert-Netzwerk 81 vorgesehen, um getrennte Ausgangssignale auf der Leitung 82 zu erzeugen (die eine Mehrzahl von Leitern darstellt) um zu vermeiden, daß Schaltbefehle an den PRV-Steuerlogikkreis 96 gegeben werden und an den Invertergeschwindigkeitslogikkreis 83, wenn in dem PRV-Steuerbereich gearbeitet wird, bis das Temperatürfehlersignal den durch das den Ansprechschwellenwert bestimmten Betrag überschritten hat. Das Ausgangssignal der Logikanordnung 83 wird über eine integrierende Stufe 52 gegebenyum an der Leitung 51 das Motorgeschwindigkeitssteuersignal herzustellen, um die Inverterbetriebsfrequenz und somit die Geschwindigkeiten des Motors und des Kompressors zu regeln.

Die Information über die Position der PRV wird von dem Potentiometer 61 über die Leitung 84 abgenommen und einTeil dieses Signals wird an den Invertergeschwindigkeitslogikkreis 83 angelegt. Ein anderer Teil des PRV-Positionssignals wird über die Leitung 85 an einen Einschaltdauerkontrollkreis 86 gegeben. Außerdem wird das PRV-Positionssignal über ein Netzwerk 87 gegeben und mit dem Minimum-Machzahl-M - Signal an der Leitung 88 zusammengefaßt. Wie zuvor bereits beschrieben, wird dieses Minimum-MachzahlSignal für weit offene Leitflügel von der Kondensiertemperatur, wie sie durch den Thermistor gemessen wird,unö von der Verdampf er tempera tür, wie sie durch den Thermistor 58 gemessen wird, abgeleitet. Diese beiden Signale werden zusammengefaßt,um ein Minimum-Machzahl-M -Signal (für weit offene Leitflügel) an der Leitung 89 zu. er-

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zeugen. Wenn dieses Signal über die Leitung 88 gegeben und mit dem Ausgangssignal des Netzwerkes 87 zusammengefaßt wird, stellt es ein zusammengesetztes Signal auf der Leitung 90 dar, das dann mit dem gegenwärtigen Motorgeschwindigkeitssignal , das über die Leitung 72 empfangen wird, zusammengefaßt wird, um auf der Leitung 91 ein Fehlersignal zu erzeugen. Dieses Fehlersignal ist der Fehler in dem Geschwindigkeitseinstellpunkt, wenn das System ausätzlich zur Regelung der Motorgeschwindigkeit die PRV-Position steuert. Das Motorgeschwindigkeitssignal wird auch mit dem M_Q-Signal auf der Leitung 89 verglichen,um auf der Leitung 82 ein logisches Signal zu erzeugen, das anzeigt, ob die augenblickliche Motorgeschwindigkeit über oder unter M_Q ist. Dieses Signal wird dann an den PRV-Steuerlogikkreis 96 und über die Leitung 99 an die Invertergeschwindigkeitslogikanordnung 83 angelegt.

Der Einschaltdauersteuerkreis empfängt sowohl das PRV-Positionssteuersignal über die Leitung 85 als auch über die Leitung 93 ein anderes Signal von einem überlastkreis 94. Das Ausgangssignal des Kreises 86 wird über die Leitung 95 an den PRV-Steuerlogikkreis 96 gegeben, der bestimmt, ob die Leitflügelposition geändert werden soll, in welcher Richtung die Leitflügel bewegt werden sollen und den Betrag der Bewegung, der vorgenommen werden soll. Der Uberlastkreis 94 empfängt ein Signal über die Leitung 71, das proportional zum Motorstrom ist, und erzeugt zusätzlich zur Herstellung eines Signals auf der Leitung 93 für den Einschaltdauersteuerkreis 96 ein anderes Signal an der Leitung 97 für den PRV-Steuerlogikkreis 96 und ein weiteres Signal an der Leitung 98 für den Invertergeschwindigkeitslogikfeteuerkreis 83. Mit dieser allgemeinen Darstellung des Systems wird der Fach-

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mann die Darstellungen der Figuren 6A bis 6C leichter mit der gesamten in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung in Verbindung bringen.

In der Darstellung der Figuren 6A bis 6C wurde die Kühlwasserausgangsteraperatur von dem Thermistor 63 abgeleitet und über die Leitung 64 und einen der 24 kSl-Widerstände an einen Eingnngsanschluß des Differentialverstärkers 100 gegeben. Das Signal von dem Sollwertpotentiometer 66 wird über den anderen 24 kJL -Widerstand an die andere Eingangsverbindung der Stufe 100 gegeben, die an ihrer Auegangs-1-eitung 67 das Tempera tür fehler signal erzeugt. Um dem Fachmann zu helfen, sind die IC-Komponenten später bezeichnet und die Betriebsspannungen der verschiedenen Stufen in einem Kreis dargestellt. Das +Zeichen in einem Kreis bedeutet, daß die B+-Spannung von 12 Volt an diesen Punkt angelegt wird. Die Kühlwassertemperatür- und Sollwertsignale werden auch in einer anderen Vergleicherstufe 101 zusammengefaßt, um ein Signal an der Leitung 102 für die Inverterlogik herzustellen, wenn eine Tiefwassertemperaturbedingung gemessen wird. Die Anwendung dieses Signals und anderer Überlastsignale sind in dem Logikkreis nicht dargestellt, der Fachmann wird aber die Anwendung dieser Signale zum Abschalten des Inverterbetriebs, wenn die Kühlwassertemperatür zu tief ist, leicht verstehen.

Die Stufen 103 und 104 sind in einer Duokompensationsschaltung (lead-lap compensation circuit) für das System verbunden. Dieses Netzwerk erzeugt eine Phasenvoreilung bei 0,007 Hz und eine Phasennachheilung bei 0,02 Hz. Auf diese Weise gelangt das Fehlersignal an der Leitung 67 über die Leitung

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an dieses Netzwerk, so daß das Ausgangssignal des Netzwerkes an der Leitung 105 ein kompensiertes Temperatursignal zur Anlegung an die Invertergeschwindigkeitslogikanordnung ist.

Das Signal an der Leitung 67 wird über einen anderen Vergleiche^kreis 106 gegeben, um an der Leitung 107 ein logisches Signal herzustellen, das eine logische 1* (oder hohe Spannung) ist, wenn die Kühlwasserauslaßtemperatur größer ist als die Sollwertemperatur und eine logische 0 ist (niedrige Spannung), wenn die Kühlwassertemperatur geringer ist als die Sollwertfcemperatur. Dieses Signal wird wie dargestellt, an eine EingangsVerbindung des NOR-Gatters 108 angelegt. Die Stufen 110 und 111 sind miteinander verbunden um logische Signale an Leitungen 112, 113 herzustellen, wenn die Differenz zwischen der Sollwerttemperatur und der Kühlwassertemperatur den Betrag des Ansprechschwellenwerts oder die tote Zone übersteigt. In der dargestellten Ausführungsform wurde die tote Zone errichtet, um eine Temperaturdifferenz von _+ 0,15*F einzuschließen, die elektrisch gesehen durch die Differenz zwischen 5,12 und 5,86 Volt, die an die beiden Stufen 110 und 111 angelegt werden, dargestellt ist. Eine Referenz- oder Mittenbandspannung von 5,5 Volt wird als Referenz benützt. Die NOR-Stufe 114 und eine Inverterstufe 115 sind wie dargestellt verbunden um ein logisches Signal zum Gebrauch in dem Invertergeschwindigkeitslogiksteuerkreis herzustellen. Diese Stufen und die zusätzlichen Stufen 116, 117, 118, 120 und 121 werden am Ende der Beschreibung bezeichnet um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung mit einem minimalen Aufwand an Experimenten anzuwenden. Außerdem werden ein anderer Inverter 122 und die Gatter 123, 124 und 125, die die Anlegung von Signalen an die integrierende Stufe 52 regeln, ebenfalls bezeichnet.

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Das Signal von dem PRV-Positionspotentiometer 61 wird abgeleitet und, wie dargestellt, an die Leitung 62 angelegt. Ein Teil des Signals wird über die Leitung 64 an eine Verbindung einer Vergleicherstufe 130 angelegt, die ebenfalls ein Gleichstromreferenzsignal an ihrer anderen Eingangsverbindung empfängt. Der Schleifer des Potentiometers 61 ist in der Null-Widerstands-(Spitzen)-Lage in der Bedingung der weit geöffneten Leitflügel. Diese Einstellung und die anderen Kreiskomponenten und Spannungen, die in der Zeichnung dargestellt sind, wirken zusammen um ein logisches "1"-Signal an dem Leiter 131 an der Ausgangsseite der Stufe 130 zu erzeugen, wenn die Einlaßleitflügel in der weit geöffneten Position sind. Das Signal wird eine logische "0", wenn die Leitflügelöffnung von der weit geöffneten Leitflügelbedingung ausgehend vermindert wird. Das Signal wird an eine Eingangsverbindung des NAND-Gatters 120 angelegt und wird ebenfalls in der Inverterstufe 132 invertiert. Das invertierte Signal gelangt über die Leitung 133 an das NAND-Gatter 117 und das NAND-Gatter 134, deren Ausgang ein Eingangssignal für das NAND-Gatter 135 in dem PRV-Steuerlogikkreis 96 herstellt.

Das Leitflügelpositionssignal an der Leitung 62 wird auch an die negative Eingangsverbindung jeder der Vergleicherstufen 136 bis 140 angelegt. Die Ausgänge dieser Vergleicher sind, wie dargestellt, jeweils mit den Gatterkreisen 141 bis 145 gekoppelt. Diese Ausgangssignale von den Gattern werden in der Stufe 146 summiert, um ein Signal zu erzeugen, das die Geschwindigkeitsabweichung von der Minimum-Machzahl, die auf der gegenwärtigen Leitflügelposistion basiert, anzeigt. Die Kondensiertemperatur des Kühlmittels, die von dem Thermistor 56 gemessen wird, erzeugt ein Signal an der Leitung 55 und die Kühlmitteldampftemperatür, die von dem Thermistor 58" ge-

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messen wird, erzeugt ein anderes Signal an der Leitung 57. Diese beidenSignale werden in einem Differentialverstärker zusammengefaßt um an den Leitungen 88 und 89 ein Signal zu erzeugen, das zu der Minimum-Machzahl M für weit geöffnete Leitflügel in Bezug steht. An diesem Punkt des Kreises steht das Signal nur mit der Kompressordruckhöhe in Beziehung und schließt keinen Faktor ein, der zu der Leitflügelposition in Beziehung steht. Ein Teil des Verdampfersignals an der Leitung 57 wird auf einen anderen Vergleicher 148 gegeben um an der Leitung 150 ein Abschaltsignal (shut-down signal) für die Inverterlogik zu erzeugen, wenn die Verdampfertemperatur unter einen vorgegebenen Wert fällt, wobei dieser Wert durch die Referenzspannung erzeugt wird, die an die andere Eingangsverbindung dieser Stufe angelegt ist.

Das M -Signal an der Leitung 88 wird mit dem Geschwindigkeitsänderungssignal am Punkt 90 zusammengefaßt und an die negative Eingangsverbindung des Operationsverstärkers 151 gegeben. Auf diese Weise empfängt diese Verbindung ein zusammengesetztes Eingangssignal, das eine Funktion sowohl des Geschwindigkeitsänderungssignals und der Minimum-Machzahl M_Q ist. Die andere Eingangsverbindung der Stufe 151 empfängt ein Anzeigesignal der gegenwärtigen Motorgeschwindigkeit über die Leitung 72, wie dies oben beschrieben wurde. Auf diese Weise stellt das Ausgangssignal der Stufe 151, das an der Leitung 91 zur Invertergeschwindigkeitslogikanordnung vorgesehen ist, den Fehler in dem Geschwindigkeitsollsignal dar, wenn das Kühlsystem in dem PRV-Steuerbereich arbeitet, indem sowohl die Motorgeschwindigkeit als auch die Leitflügelposition reguliert werden müssen um den optimalen Steuerweg 80, der in der Figur 3 .dargestellt ist, zu folgen.

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In der Figur 6B wird das Geschwindigkeitssignal an der Leitung 91 auch an die Pluseingangsverhindung eines anderen Vergleichers 153 angelegt, der an seiner anderen Eingangsverbindung eine Referenzspannung empfängt. Das Ausgangssignal von der Stufe 153 ist daher ein logisches Signal, das über die Leitung 154 an den NAND-Kreis 120 gegeben anzeigt, ob die gegenwärtige Motorgeschwindigkeit oberhalb oder unterhalb der gewünschten Motorgeschwidigkeit für die gegebenen Betriebsbedingungen liegt . Kurz gesagt, wird dieses logische Signal benützt, um der Temperaturfehlerinformation zu gestatten den Motorgeschwindigkeitssteuerbefehl zu modifizieren und ein schnelleres Ansprechen des Systems zu erhalten, wenn solche Modifizierungen nicht die Gefahr beinhalten, das System in den Pumpbereich überzuführen.

Der Einschaltdauersteuerkreis 86 arbeitet, um die Zeit des Kontaktschlusses in den "Offen-Fahren"-Teilen und den "Schließen.-Pähren" -Teilen der PRV-Steuerung als eine Funktion der augenblicklichen PRV-Position zu begrenzen. Dies ist ein bedeutender Aspekt der vorliegenden Erfindung, weil, wenn die Leitflügel geschlossen werden um nur eine kleine öffnung freizulassen, wird ein "ScKLLeßenrFahren "-Signal daran gehindert mit einer Rate, die schneller ist äLs die Ansprechrate des Systems, angelegt zu werden. Der Einschaltdauersteuerkreis 86 kann auch als ein Fahrsteuerkreis bettachtet werden, weil er den Zeitprozentsatz in einem gegebenen Zeitintervall festlegt, zu dem ein Fahrsignal augenblicklich an. den PRV-Motor oder an irgendeine andere passende Kapazitätssteuermittel, das einstellbar ist um die Kapazität des Kompressors zu verändern, angelegt wird. Daher stellt der PRV-Motor 32 ein Mittel

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zur Regulierung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel, der PRV selbst, dar.

Das Problem, das von früheren PRV-Steuersystemen auferlegt wurde, kann besser in Verbindung mit der Figur 7 verstanden werden. Verschiedene Kurven, die dort dargestellt sind, zeigen Veränderungen der Kompressorkapazität als eine Funktion der PRV-öffnung, für verschiedene konstante Werte der Druckhöhe (-Q-/ . Zum Beispiel zeigt die Kurve 300 die Beziehung zwischen der Kapazität und der Leitflügelöffnung für einen Wert der Kompressordruckhöhe von 1,2. Die folgenden Kurven 301, 302, 303 und 304 weisen verringerte Werte der Kompressordruckhöhe auf, bis hinunter zu einem SL von 0,8 für die Kurve 304. Da die Kompressordruckhöhe bis zu 1,0 und Werte unterhalb dieses Pegels abfällt, wird die Neigung der rechten Kurventeile einer PRV-öffnung von etwa 1/2 in steigendem Maße kleiner. Für geringe Werte der PRV-öffnung jedoch sind die Neigungen der Kurven unabhängig von den Druckhöhenwerte sehr groß. Eine sehr leichte physikalische Verrückung der Einlaßleitflügel bewirkt daher, wenn die Leitflügel geschlossen sind oder beinahe geschlossen sind, eine sehr große Änderung in der Systemkapazität. Es wäre wünschenswert, wenn die in der Figur dargestellten Kurven linearer wären und der Einschaltdauersteuerkreis 86 ist auf eine Linearisierung der Systembetriebsweise gerichtet.

Der Einschaltdauersteuerkreis oder Fahrsteuerkreis 86 (Figur 6B) enthält im wesentlichen eine Integratorstufe 156, ein NOR-Gatter 157, und eine Vergleicherstufe 160. Dieser Fahrsteuerkreis empfängt zwei verschiedene Eingangssignale. Als

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ersterEingang von dem Fahrsteuerkreis kann der Leiter 200 angesehen werden, der ein Zeitsignal von dem Oszillator 155 empfängt. Dieses Zeitsignal, das in der dargestelltenAusführungsform 0,033 Hz beträgt, wird über einen 1,3 M J^-Widerstand an den oberen Eingangsanschluß der Integratorstufe 156 und ebenfalls an den oberen Eingangsanschluß des NOR-Gatters 157 angelegt. Dieses Signal wird im allgemeinen durch die Wellenform 201 der Figur 8A dargestellt. Das NOR-Gatter 157 erzeugt ein Ausgangssignal, das einer logischen "1" entspricht, wenn beide Eingänge an einem tiefen Potential liegen oder Null sind. Wenn das Oszillatorsignal, das durch die Wellenform 201 dargestellt ist, ein tiefes Potential annimmt, erlaubt die 5,5 Volt Bezugsspannung an dem anderen Eingangsanschluß des Integrators 156, daß diese Stufe sich zu der Zeit t aufzuladen beginnt und eine dem Bezugszeichen 202 erisprechende Ausgangsspannung (Figur 8B) an der Leitung 161 für den oberen Eingangsanschluß des Vergleichers 160 erzeugt. Dieser Vergleicher empfängt auch ein Positionssignal über die Leitung 85; dieses Positionssignal variiert als eine Funktion der Einstellung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel, die in dieser Ausführungsform die PRV des Kompressors sind. Wenn die PRV virtuell ganz geschlossen ist, ist der Gleichspannungspegel an der Leitung 85, der durch die Linie 203 in der Figur 8B dargestellt wird, nahezu 2 Volt. Wenn das äteigende Signal von dem Integrator 156 über die Leitung 161 im Punkt A die 2-Volt-Linie überschreitet, schaltet der Vergleicher 160 zur Zeit t-j, wie dies durch die Wellenform 204 in der Figur 8C dargestellt ist. Auf diese Weise war das Signal von.dem Vergleicher 160 in dem Zeitraum zwischen t und t "tief" und das durch die Kurve 201 (Figur 8A) dargestellte Signal von dem

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Integrator 156 war äaenfalls "tief". Daher war das Ausgangssignal des NOR-Gatters 157 zu dieser Zeit "hoch", wie dies durch den Puls in der Nähe des Anfangs der Kurve 205 in der Figur 8D dargestellt ist. Solange der Vergleicherausgang, wie durch die Kurve 204 dargestellt ist, "hoch"bleibt, gibt es kein weiteres Ausgangssignal von dem NOR-Gatter 157. Das Signal 204 wird wieder "tief", wenn die abnehmende Neigung der Kurve 202 die 2-Volt-Linie zur Zeit t₅ überschreitet. Zu dieser Zeit ist jedoch der Oszillatorausgang "hoch", und folglich erscheint kein weiteres Ausgangssignal von dem NOR-Gatter 157 bis der ansteigende Neigungsteil der Integratork"urve 202 wieder die 2-Volt-Linie 203 überschreitet. Auf diese Weise ist das Fahrsignal für die PRV oder für die Mittel znr Steuerung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel, deutlich eine Funktion der Leitflügelposition, die durch den Pegel des Signals an der Eingangsleitung 85 dargestellt wird.

Vorausgesetzt, daß die PRV virtuell weit geöffnet sind, wird ein 1O-Volt-Signal an der Leitung 85 erzeugt; dieses Signal ist in der Figur 8B durch die Linie 206 dargestellt. Es ist daher offensichtlich, daß der ansteigende Neigungsteil der Kurve 202 die 1O-Volt-Linie im Punkt B oder zu einer Zeit t₃ überschreiten wird, wie dies in der Figur 8E durch die Kurve 207 dargestellt ist. Zu dieser Zeit wird der Ausgang des Vergleichers 160 "hoch", wie dies durch die Kurve 207 dargestellt ist, und verhindert ein Ausgangssignal von dem Gatter 157. Vor diesem Schalten jedoch zwischen den Zeiten t_Q und t^ war der Ausgang des NOR-Gatters Ί37 "hoch", wie dies durch die Kurve 208 in der Figur 8F dargestellt ist, weil beide Eingangssignale dieses Gatters "tief" waren. Dies erzeugt eine

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viel längere Pulsdauer in der Kurve 208 zum Antrieb des PRV oder irgendeines anderaieinstellbaren Kapazitätsinittels. In der dargestellten Ausführungsform erzeugten die Kreiskomponenten einen Impuls von beinahe 1 Sekunde in der Wellenform 205 und von beinahe 5 Sekunden in der Wellenform 208. Zwischenpositionen der PRV erzeugen entsprechende Impulse mit dazwischenliegenden Längen. Natürlich können auch andere Fahrstöuerkreise angewendet werden, um eine Variation einiger anderer Signalcharakteristiken zu erzeugen, so wie beispielsweise die Amplitude, um die Änderung in den einstellbaren Kapazitätssteuermitteln in Übereinstimmung mit der augenblicklichen Position der einstellbaren Kapazitätssteuermittel zu regulieren.

Das Kapazitätssteuersignal wird von dem NOR-Gatter 157 in das NAND-Gatter 162 und auch in das weiter oben liegende andere NAND-Gatter 135 gegeben. Die Wirkungsweise der logischen Anordnung zum öffnen oder Schließen der Leitflüge1 wird mit den zusätzlichen Stufen 163 bis 168 und 170, die wie dargestellt verbunden sind, bewerkstelligt.

Ztjm Beispiel erzeugt ein logisches "0"-Signal von der NOR-Stufe 165 (Figur 6C) keine Toransteuerung (gate drive) für den npn-Transistor, der die lichtemitierende Diode von B+ und den 1 KΛ- -Widerstand mit Energie versorgt und der eine Toransteuerung für den Thyristor herstellt, der erregt wird und ein Signal zum Schließen der Leitflügel an der Leitung 54 erzeugt. Der Anschluß unterhalb des 0,22ytfF- Kondensators, der mit X bezeichnet ist, entspricht dem anderen ähnlich bezeichneten Anschluß in dem Leitflügel-Öffnen-Kreis und stellt eine gewöhnliche elektrische Verbindung für den PRV-Motor dar.

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Natürlich kann das System auch manuell durch die Verdrehung des Betriebsartwahlschalters 171 von der Automatikposition, in der er dargestellt ist, zu jeder der anderen drei Positionen bewegt werden. Wenn der bewegbare Kontakt bewegt wird^um Äit dem "Halten"-Kontakt in Berührung zu gelangen, kann der Leitflügelmotor nicht geöffnet oder geschlossen werden, sondern bleibt in der gegenwärtigen Position. Wenn der Kontakt in die "Offen"-Position gedreht wird, wird ein Erregerkreis geschlossen_/um den Thyristor durchzuschalten und ein Signal an der Leitung 53 zum öffnen der Leitflügel zu erzeugen. In ähnlicher Weise erzeugt der Betrieb des Logikkreises das erforderliche Torerregungssignal zur Erregung des Thyristors und zur Erzeugung eines "Leitflügel-Schließen"-Signals an der Leitung 54, wenn der Schalter weiter in die Position "Schließen" verrückt wird.

Das Motorstrompegelsignal wird über den Leiter 71 empfangen und über das dargestellte 3 K-ß-Potentiometer geteilt, wobei ein Teil dieses Signals über die Leitung 172 an die erste Strombegrenzerstufe 173 ahgezweigt wird. Wenn der Pegel des Motorstromes einen vorherbestimmten Wert erreicht, der 100% der Strombemessung darstellt, schaltet die Stufe 173 und erzeugt ein Ausgangssignal, das, wie dargestellt, sowohl an den PRV-Logiksteuerkreis als auch an den Invertergeschwindigkeitslogiksteuerkreis gegeben wird. In dem Invertergeschwindigkeitssteuerteil bedeutet dies, daß der Invertermotor nicht schneller angetrieben werden kann_/solange dieser 100%ige Strompegel aufrechterhalten wird,und die Geschwindigkeit wird tatsächlich vermindert. Außerdem ist der Betrieb des PRV-Logiksteuerkreises unter diesen Bedingungen so, daß die Leitflügel nicht

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geöffnet werden können. Wann aber ein Signal, das eine abnehmende Last anzeigt, erzeugt wird, können die Leitflügel geschlossen werden um die Belastung des Systems zu vermindern. Wenn der Strompegel weiter ansteigt zu einem Pegel, der anzeigt, daß 103 % des bemessenen Stromes in den Motorwindungen fließt, wird die Stufe 174 geschaltet,um ein Signal für den PRV-Steuerkreis zu erzeugen, der beginnt, die Leitflügel in Richtung auf die geschlossene Position anzutreiben, um die Last zu vermindern. Wenn der Strom weiter ansteigt zu einem Pegel von 106 % des bemessenen Stromes wird dieses Signal über die Leitung 175 abgetastet und die Stufe 176 schaltet, am an der Leitung 70 ein Signal zu erzeugen, das die Inverterlogik abschaltet und so in entsprechender Weise die Energieversorgung des Motors einstellt.

Figur 9 zeigt ein Kurvenpaar, das dieVeränderung der Kompressorgeschwindigkeit als Funktinn der öffnung der PRV für einen festen Kompressordruckhöhenwert darstellt. Die Kurve 307 zeigt eine Pumpkurvenlinie, die von tatsächlichen Daten entwickelt wurde, so daß der Betrieb in dem linken unteren Teil dieser Kurve ein Kompressorpumpen verursachen würde. Um ein Pumpen zu vermeiden, wurde eine tatsächliche Funktion 308 abgeleitet, die eine mathematische Funktion darstellt/um den Betrieb des Steuersystems nach der Erfindung zu regeln. Durch die Regelung der Geschwindigkeit der elektrischen Antriebsmaschine 36 und des Ausmaßes der öffnung der PRV um der Funktion 308 zu folgen, wird nicht nur ein Pumpen vermieden sondern das System wird im wesentlichen in der wirkungsvollsten Weise betrieben. Daß das Steuersystem den Betrieb entlang der Kurve steuern kann, wird zum Teil auf die effektive. Ableitung .

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der Minimum-Machzahl-M_o an der Leitung 89 (Figur 5) von den Kondensier- und Verdampfertemperaturen zurückgeführt. Danach wird diese Minimum-Machzahl oder Druckhöhenanzeigesignal an die Ausgangsseite des Netzwerkes 87 gegeben. Das Signal, das von dem PRV-Positionspotentiometer 61 abgeleitet wurde, wird durch das Netzwerk 87 modifiziert/ um ein modifiziertes oder Funktionssignal zur Kombination mit dem Minimum-Machaahl-Signal an der Leitung 90 zu erzeugen. Diese Kombination der Signale an der Leitung 90 erzeugt ein Signal, das dann mit dem tatsächlichen Motorgeschwindigkeitssignal an der Leitung 72 zusammengefaßt wird,um ein Geschwindigkeitszusatzsignal (speed boost) für den Invertergeschwindigkeitssteuerteil des Steuersystems zu erzeugen. Der Ausdruck Geschwindigkeitszusatz bezieht sich auf die Geschwindigkeitskorrektur, die für den den Kompressor antreibenden Ansaugmotor gewünscht wird, indem man die Minimum-Machzahl-M , das Funktionssignal an der Ausjangsseite des Netzwerkes 97 und das tatsächliche Motorgeschwindigkeitssignal betrachtet. Das resultierende Geschwindigkeitszusatzsignal stellt einen wirkungsvollen Korrekturwert zur optimalen Regulierung der Geschwindigkeit des Ansaugmotors dar.

Technische vorteile.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine effektive Steuerung für ein Kühlsystem, das Kompressoren benützt, die einstellbare Einlaßleitflügel aufweisen, in denen der Kompressor von einem elektrischen Motor mit variabler Geschwindigkeit angetrieben wird. Das System und das Verfahren nach der Erfindung wurden erfolgreich erprobt und ea stellt sich heraus, daß die automatische Einstellung der Kompressorgeschwindigkeit und der Einlaß-

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leitflügelpostion den Kompressordruck und die Flußerfordernisse für eine gegebene Verdampferlast anpassen kann, während das Kühlwasser bei einer konstanten Temperatur gehalten wird. Der Steuerweg, wie er in der Figur 4 dargestellt ist, zielt darauf ab, die Energieerfordernisse des Systems zu minimalisieren, während zur selben Zeit ein Kompressorpumpen vermieden wird. Außerdem haben das Steuersystem und die Steuermethode nach der vorliegenden Erfindung eine Fähigkeit zur Erhaltung der Temperatur des Kühlwassers innerhalb von 0,15⁰F seines Sollwertes während des gesamten möglichen Lastbereichs aufgezeigt. Insbesondere wird die maximale mögliche Benutzung der Motorgeschwindigkeitssteuerung bewirkt, bevor damit begonnen wird die PRV-Position einzustellen um die Kompressorlast zu verändern. Dies stellt die energieeffizienteste Methode zum Betrieb einer Anordnung mit einstellbaren Einlaßleitflügein dar und hat sich als wesentlich effizienter als Systeme herausgestellt, die eine Kombination einer PRV-Steuerung und einer Heißgasüberbrückung (hot gas bypass) benützen um ein Pumpen zu vermeiden. Die vorliegende Anordnung hat die Notwendigkeit für ein Getriebegehäuse eliminiert und gestattet den Betrieb mit kleineren, effizienteren Motoren höherer Geschwindigkeit. Außerdem ist der Kompressor in einem Teillastbereich ruhiger, er wird langsamer angetrieben bei einem Leitflügelwinkel, der mehr an eine Lärmverminderung angepaßt ist.

Teilweise basiert die vorliegende Erfindung auf dem Verständnis der Kompressorcharakteristiken und der Ableitung der Minimura-Macheähl-M_o, die durch die Druckhöhe in dem Kompressor begrenzt wird. Dieser¹ Gebrauch der Machzahl für weit geöffnete Leitflügel wird beständig in dem Steuersystem

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angezeigt, um die Lasterfordernisse an die Kapazität des Kompressors zu der Zeit anzupassen. Es ist sehr bedeutend, daß der maximale Bereich der Geschwindigkeitssteuerung benützt wird, ehe auf den Bereich der PRV-Steuerung umge^ schaltet wird, wie dies in Verbindung mit der Figur 4 beschrieben wurde. Die Ableitung der Druckinformation aus den beiden Temperaturen ist ein bedeutender Aspekt der vorliegenden Erfindung. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung mit minimalen Wandlerkosten, weil Thermistoren anstelle vcn teuereren Druckfühlern verwendet werden können, die häufig in solchen Anordnungen verwendet werden.

Das System und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung steuert das Kühlsystem sowohl in dem Geschwindigkeitssteuerbereich als auch in dem PRV-Steuerbereich. In dem Geschwindigkeitssteuerbereich besteht das Steuerkonzept einfach darin,die Kompressorgeschwindigkeit durch das Regulieren der Frequenz der Inverterausgangsspannung entweder nach oben oder nach unten in Abhängigkeit davon, ob die Systemkapazität erhöht oder erniedrigt werden soll, einzustellen. Der Fehler in der Kühlwassertemperatur im Hinblick auf den Soll-Wert wird benützt um die erdJorderliehen Systemkapazitätsänderungen zu bestimmen. Die Technik ist einfach zu verstehen und kann nach der Festlegung des Ansprechens, der Stabilität und der Leitungszusammenführungserfordernisse leicht mit elektronischen Kreismittel geringer Kosten ausgeführt werden. In dem PRV-Steuerbereich erfordern Kühlwasserfehleränderungen eine kompliziertere Änderung der Steuerung und eine beständige Anzeige des Systemvariablen. Es muß nicht nur die PRV-Position eingestellt werden, vielmehr muß um ein Pumpen zu vermeiden, die

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Kompressorgeschwindigkeit gemäß der Druckhöhenraessungen und der vorgespeicherten PRV-Position (Netzwerk 87) begleitend reguliert werden. Zusätzlich zu diesen beiden Bereichen der Steuercharakteristiken und ihrem abhängigen Grenzdefinitionsproblem besteht das Erfordernis, daß der für die Kompressorgeechwindigkeit und die PRV-Positionseinstellung gewählte Steuerweg Energie erhaltend sein muß.

Bei der Methode und dem System nach der vorliegenden Erfindung ist die Beobachtung, daß die Kompressordruckhöhe eine nahezu lineare Funktion der Differenz aus der Kondensiertemperatur des Kühlmittels und der Verdampfungstemperatur ist, von wisentlicher Bedeutung. Außerdem haben experimentelle Daten des verwendeten Kompressors gezeigt, daß die minimale zulässige Machzahl, um ein Pumpen zu vermeiden, zur Kompressordruckhöhe in linearer Beziehung steht. Danach wurde festgestellt, daß die Kompressdrdruckhöhe in Verbindung mit der PRV-Position verwendet werden konnte, um Pumporte des Kompressors sowohl bei teilweise geöffneten Leitflügel als auch bei weit geöffneten Leitflügein zu bestimmen und dadurch den gewünschten Systembetriebsweg, der in der Figur 4 dargestellt ist, herzustellen. Auf diese Weise bilden Signale von verhältnismäßig hostengeringen Wandlern, die die Kondensierungs- und Verdampfungstemperatur, die Kompressorgeschwindigkeit und die PRV-Position zusaanen mit der Xühlwassertemperatur anzeigen, die Grundlage für das effektive Steuersystem und •das Verfahren der vorliegenden Erfindung.

Das Verfahren der Systemsteuerung kann leicht in Zusammenhang mit der Figur 5 verstanden werden. In dear^Verfahren -wird

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das Kompressordruckhöhensignal kontinuierlich als eine Funktion der Temperatur des kondensierenden Kühlmittels und der Verdampf ungstemperaüur des Kühlmittels gebildet; dieses Druckhöhensignal erscheint an der Leitung 89. Ein Funktionssignal, das in Bezug steht zur augenblicklichen Position der Einlaßleitflügel, wird an der>Auggangsseite d?s Netzwerkes 87 abgeleitet. Das Druckhöhenanzeigesignal und das Funktionssignal werden dann zusammengefaßt um ein Zwischensignal an der Leitung 90 zu erzeugen. Ein Signal, das zur aktuellen Motorgeschwindigkeit in Bezug steht, wird an der Leitung 72 erzeugt; dieses kann von dem Motor selbst oder von der Leitung oder von einer anderen Quelle herrühren. Das augenblickliche Motorgeschwindigkeitssignal und das Zwischensignal werden zusammengefaßt, um ein erstes Signal an der Leitung 92 herzustellen, um die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors zu regulieren. Ein Temperatürfehlersignal, das in Bezug steht zu der TJömperaturdif ferenz zwischen dem kühlenden Medium an dem Verdampferausgang und der gewünschten Soll-Temperatur wird an der Leitung 67 erzeugt und das Temperaturfehlersignal wird als ein zweites Signal zur Regulierung sowohl der Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors als auch der Position der Einlaßleitflügel verwendet.

Ein anderer Weg zum Verständnis des Verfahrens nach der vorliefenden Erfindung ist in Verbindung mit der Figur 4 dargestellt. Wie dort gezeigt ist, wird angenommen, daß das System ursprünglich in einer ersten Betriebsbedingung arbeitet, die mit g bezeichnet ist. Dann wird die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors von der ersten Betriebsbedingung g über eine zweite Betriebebedingung h zu einer dritten Betriebsbedingung j vermindert, während die Einlaßleitflügel

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weit offen gehalten werden. Dann beginnt ein schrittweises Schlie8en der Einlaßleitflügel und gleichzeitig wird die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors vergrößert, um eine vierte Betriebsbedingung k zu erreichen. Das Schließen der Einlaßleitflügel wird fortgeführt,während die Geschwindigkeit des Antriebsmotors gleichzeitig vermindert wird, um eine fünfte Betriebsbedingung m zu erreichen. Das Schließen der Einlaßleitflügel wird fortgesetzt, während gleichzeitig die Geschwindigkeit des Antriebsmotors vergrößert wird bis eine sechste Betriebsbedingung η erreicht ist.

Es ist von Bedeutung festzustellen, daß die Steuerfolge zur Wiederherstellung der Kapazität des Systems sich wesentlich von der eben beschriebenen (g, h, j, k , m, n) unterscheidet, wenn der enefgieeffizienteste Weg verfolgt wird. Zuerst werden die Einlaßleitflügel schrittweise geöffnet, während die Geschwindigkeit des Korapressorantriebsmotors vermindert wird, wenn das System sich von der sechsten Betriebsbedingung η zu der fünften Betriebsbedingung m bewegt. Dann werden die Einlaßleitflügel weiter geöffnet, während gleichzeitig die Geschwindigkeit des Motors vergrößert wird, während das System sich von der flinften Betriebsbedingung m weg bewegt. Dann werden die Einlaßleitflügel reiter geöffnet, während gleichzeitig die Geschwindigkeit des Motors vergrößert wird, während sich das System von der. fünften Betriebsbedingung m zu der vierten Betriebsbedingung k bewegt. Die öffnung der Einlaßleitflügel wird vergrößert und gleichzeitig wird die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors vergrößert, wenn sich das System aus der vierten Betriebsbedingung k direkt zu der zweiten Betriebsbedingung h bewegt ohne durch die dritte Betriebsbedingung j zu gehen. Die Einlaßleitflügel sind

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in der zweiten Betriebsbedingung h vollständig offen. Schließlich wird die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors vergrößert um die Systemkapazität zu vergrößern, bis die erste Betriebsbedingung g wieder erreicht ist. Kürzer gesagt, reguliert das Verfahren nach der Erfindung die Position der Einlaßflügel und die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors im wesentlichen, gemäß der in der Figur 4 dargestellten und oben beschriebenen funkionellen Änderungen,um ein Pumpen während des Betriebs in einer energieeffizienten Weise zu vermeiden.

Der Fachmann wird erkennen, daß das Steuersystem nach der Erfindung einfach anwendbar ist um eine Heiz-Pump-Anordnung zu steuern, in der sowohl die Geschwindigkeit des Kompressors und des Betrags des zu dem Kompressor übertragenen Gasesvariiert werden um eine» optimalen Steuerpfad zu folgen.

Im folgenden ist eine . Stückliste angegeben, in der die in den Figuren 6A bis 6C nicht spezifizierten Bauteile und Komponenten bezeichnet sind.

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IC Typ MLM2902P MLM2902P MC14016BCP MLM2902P MLM2902P MLM2902P MC14016BCP CA3.160S MLM2902P MC14572BCP MC14023BCP MC14001BCP MC 14011BCP MC14001BCP MC14541BCP T231OA NSL5057 2N3415

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Stufen (Fig. 6A-6C)

59, 140, 148, 149 136, 137, 138, 139 141, 142, 143, 144 65, 101, 103, 104 106, 110, 111, 156 130, 146, 151, 153 123, 124, 125, 145

160, 173, 174, 176 114, 115, 116, 117, 122, 120, 135, 162 108, 121, 165, 167 134, 164, 166, 170 118, 157, 163, 168

Alle Triacs

Alle lichtemittierenden Dioden Alle Transistoren Alle Dioden

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Ein erfindungsgemäßes System kann sowohl innerhalb bestehender Einrichtungen, mittels einer Rückanpassung als auch in Verbindung mit neu installierten Systemen angewendet werden.

In den beigefügten Ansprüchen bedeutet der Ausdruck "verbunden" eine Gleichstromverbindung zwischen zwei Komponenten mit einem virtuellen Null-Gleichstromwiderstand zwischen diesen Komponenten. Der Ausdruck "gekoppelt" zeigt an, daß dort eine funktioneile Beziehung zwischen zwei Komponenten besteht, mit der möglichen Zwischenschaltung anderer Elemente zwischen die beiden als "gekoppelt" oder "zwischengekoppelt" bezeichneten Komponenten.

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Leerseife

Claims (13)

1. Dlpl.-Phy«. U. M. Hall ^ Mütchen 22, den

   Maximilianstr. 15 Tel. 294818

   Patentansprüche

   (i). Steuersystem für ein Kühlsystem mit einem Kompressor, einem Kondensor und einem Verdampfer, die alle in einem geschlossenen Kühlkreis miteinander verbunden sind, wobei der Kompressor ein einstellbares Kapazitatssteuermittel (Einlaßleitflügel) , Mittel (Motor) zur Regulierung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel und eine elektrische Antriebsmaschine zum Antrieb des Kompressors einschließt, dadurch gekennzeichnet , daß ein Steuerkreis für die Antriebsmaschine (36) erste Kreismittel (56, 58, 59) zur Ableitung eines Signals, das sich mit der

   Kompressordruckhöhe ändert, und Mittel (44, 37) zur Benützung des Druckhöhenanzeigesignals zur Regulierung der Geschwindigkeit der elektrischen Antriebsmaschine (36) aufweist, so daß die kombinierte Steuerung der _Geschwindigkeit der Antriebsmaschine (36) und der einstellbaren Kapazitatssteuermittel (31) in einer eneraieerhaltenen Weise und ohne den Kompressor (20) in seinen Pump bereich überzuführen bewirkt wird.
2. 2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (155) zur Herstellung eines Zeitsignals vorgesehen sind, daß Mittel (61) zur Erzeugung eines Positionssignals vorgesehen sind, das sich als eine Funktion der Einstellung der

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   einstellbaren Kapazitätssteuermittel verändert, und daß ein Antriebssteuerkreis (156, 157, 160) einen ersten Eingang, der an die Mittel (155) zur Erzeugung des Zeitsignals gekoppelt ist, einen zweiten Eingang, der (über 85) an Mittel (61) zur Erzeugung des Positbnssignals gekoppelt ist,und einen Ausgang aufweist, der (iber die PRV-Logik 96) an Mittel zur Steuerung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) gekoppelt ist, daß der Antriebssteuerkreis ein Ausgangssignal erzeugt, das wenigstens eine Charakteristik aufweist, die als eine Funktion des Positionssignals variiert, um so die einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) als eine Funktion der Position der einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) zu regulieren.
3. 3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kreis (83) vorgesehen ist, der ein Signal (über 51) für die Mittel (44) zur Regulierung der Geschwindigkeit der elektrischen Antriebsmaschine (36) als eine Funktion des die Druckhöhe beinhaltenden Signals erzeugt, und daß ein dritter Kreis (96) vorgesehen ist_/um ein Signal (über 53, 54) für die Mittel (32) zur Regulierung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) zu erzeugen, so daß die konbinierte Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine (36) und der einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) in einer energierhaltendenWeise bewirkt wird und daß dabei ein Kompressorpumpen vermieden wird.
4. 4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kreis ein erstes Fühlmittel (56) , das positioniert ist um ein erstes Signal (über 55) zu erzeugen, das in Bezug steht zu der KühlmittelkondensiErtemperatur und ein zweites

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   Kühlmittel (58), das positioniert ist_/um ein zweites Signal zu erzeugen, das in Bezug steht zu der Kühlmittelverdampfungstemperatur und Mittel (59) zur Zusammenfassunjdes ersten und zweiten Signals aufweist,um das die Druckhöhe enthaltende Signal zu erzeugen.
5. 5. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (61) an die einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) gekoppelt sind,um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die physikalische Lage der Kapazitätssteuermittel (31) anzeigt, und daß Mittel zum Anlegen des Positionsanzeigesignals an den dritten Kreis (96) vorgesehen sind, um ein Antriebssignal (über 53, 54) für die Mittel zur Regulierung der einstellbaren Kapazitätssteuermittel (31) als eine Funktion der Kapazitätssteuermittelposition zu erzeugen.
6. 6. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturftihlmittel (63) angeordnet ist, um ein Signal (über 64) zu erzeugen, das in Bezug steht zu der Kühlwasserauströmtemperatur des Verdampfers, daß einstellbare Mittel (66) zur Erzeugung eines Temperatursollwertsignals vorgesehen sind und daß Mittel (65) zur Zusammenfassung des Kühlwasser temperatursignals und des Temperatursollwertsignals vorge sehen sind/um ein Temperaturfehlersignal (an 67) zu erzeugen, das an den zweiten Kreis (83) und den dritten Kreis (86) zum Gebrauch bei der Steuerung des Betriebs des Kühlsystems angelegt wird,um sowohl bei der Regulierung der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine (36) als auch der einstellbaren Kapazitätssteuerini ttel zu helfen.
7. 7. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzwerk (87) vorgesehen ist, um das Posit&onsanzeigesignal

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   zu modifizieren und um ein modifiziertes Signal aum Gebrauch zur Regulierung der elektrischen Antriebsmaschine zu erzeugen.
8. 8. Steuersystem nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandsmittel zum Zusammenfassen des modifizierten Signals und des die Druckhöhe enthaltenen Signals vorgesehen sind_/um ein kombiniertes Signal (an 90) zu erzeugen, daß Mittel vorgesehen sind, zur Erzeugung eines Signals (an 72) das in Bezug steht zur augenblicklichen Geschwindigkeit der elektrischen Antriebsmaschine (36), und daß Mittel (151) vorgesehen sind zum Zusammenfassen des kombinierten Signals und des Geschwindigkeitssignals um ein Signal (an 91) zur Regulierung der Geschwindigkeit der elektrischen Antriebsmaschine (36) zu erzeugen.
9. 9. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Uhlastkreis (68) vorgesehen ist, der an die einstellbaren Mittel (66) gekoppelt ist, um das Tempera tor soliwert signal zu erzeugen, und der betriebsfähig ist, um das Temperatursollwertsignal zu verändern₍ub so die Last an den Kompressor zu verändern und die Rate, bei der Energie verbraucht wird, zu vermindern.
10. 10. Verfahren zur Steuerung eines Kühlsystems mit einem Kompressor, einem Kondensor und einem Verdampfer, die alle in einem geschlossenen Kühlkreis miteinander verbunden sind, wobei der Kompressor -einstellbare Einlaßflügel zur,Veränderung der Kompressorkapazität einschließt und mit einem elektrisch einstellbaren eeschwindigkeitsmotor, der zum Antrieb des Kompressors verbunden ist, so daß die Einstellung der Motorgeschwindigkeit auch die Kapazität verändert, wobei das Ver-

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    -5-fahren folgende Schritte aufweist:

    a) die kontinuierliche Herstellung eines Kompressordruckhöhensignals als eine Funktion der Kondensiertemperatur des Kühlmittels und der Verdampfungstemperatur des Kühlmittels ;

    b) die Ableitung eines Funktionssignals, das in Bezug steht zu der augenblicklichen Lage der Einlaßleitflügel;

    c) die Zusammenfassung des die Druckhöhe anzeigenden Signals und des Funktionssignals zur Erzeugung eines Zwischensignals;

    d) die Herstellung eines Signals, das in Bezug steht zu der aktuellen gegenwärtigen Motorgeschwindigkeit;

    e) die Zusannenfassung des gegenwärtigen Motorgeschwindigkeitssignals und des Zwischensignals zur Erzeugung eines ersten Signals zur Steuerung der Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors und

    f) die Ableitung eines Temperaturfehlersignals, das in Bezug steht 2ur Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Kühlmittels an dem Ausgang des Verdampfers und der gewünschten Sollwerttemperatur, und die Verwendung des Temperaturfehlersignals als ein zweites Signal zur Regulierung sowohl der Geschwindigkeit des Kompressorantriebsraotore ala auch der Position der Einlaßleitflügel.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors und die Position

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    der Einlaßleitflügel reguliert werden, um die Systemkapazität in Übereinstimmung mit den folgenden Schritten, die aufeinanderfolgend ausgeführt werden, zu vermindern:

    a) die Verminderung der Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors, während die Einlaßleitflügel weit offen bleiben, von einer Ersten Arbeitsbedingung über eine zweite Arbeitsbedingung zu einer dritten Arbeitsbedingung;

    b) das schrittweise Schließen der Einlaßleitflügel und das gleichzeitige Steigern der Geschwindigkeit des Kompressor-

    . antriebsmotors, um eine vierte Betriebsbedingung zu erreichen;

    c) das Fortsetzen der Schließung der Einlaßleitflügel während gleichzeitig die Geschwindigkeit des Antriebsmotors vermindert wird, um eine fünfte Arbeitsbedingung zu erreichen und

    d) danach das Fortsetzen des Schließens der Einlaßleitflügel₇ während gleichzeitig die Geschwindigkeit des Antriebsmotors erhöht wird, bis eine sechste Betriebsbedingung erreicht ist.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin aufeinanderfolgend die folgenden Schritte vorgesehen sind/Um die Kapazität des Systems wieder herzustellen:

    a) das schrittweise öffnen der Einlaßleitflügel während die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors vermindert wird,

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    - wenn sich das System von der sechsten Betriebsbedingung zu der fünften Betriebsbedingung bewegt;

    b) das Fortsetzen der öffnung der Einlaßleitflügel,während gleichzeitig die Geschwindigkeit des Motors erhöht wird, während sich das System von der fünften Betriebsbedingung zu der vierten Betriebsbedingung bewegt;

    c) das Fortsetzen der Vergrößerung der öffnung der Einlaßleitflügel und der gleichzeitigen Steigerung der Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors, wenn sich das

    - System von der vierten Betriebsbedingung direkt zu der zweiten Betriebsbedingung bewegt ohne durdidie dritte Betriebsbedingung zu gehen, wobei die Einlaßleitflügel in der zweiten Betriebsbedingung völlig geöffnet sind und

    d) das Fortsetzen der Steigerung der Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors um die SystemkapazitSt zu vergrößern bis die erste Betriebsbedingung erreicht ist.
13. 13. Verfahren zur Regulierung eines Kühlsystems, mit einem Kompressor mit einstellbares Leitflügel, der durch einen variablen Geschwindigkeitsmotor angetrieben wird, wobei die Position der Einlaßflügel und die Geschwindigkeit des Kompressorantriebsmotors zusammen im wesentlichen gemäß der Funktionsänderungen, die in der Figur 4 dargestellt sind und die in der Beschreibung beschrieben wurden, geregelt werden, um ein/ Pumpen während des Betriebs in einer energieeffizienten Weise, zu vermeiden.

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