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DE69616750T2 - Bestimmung von Veränderungen in der Umgebungsluft-Temperatur ausserhalb eines Gerätes - Google Patents

Bestimmung von Veränderungen in der Umgebungsluft-Temperatur ausserhalb eines Gerätes

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Publication number
DE69616750T2
DE69616750T2 DE69616750T DE69616750T DE69616750T2 DE 69616750 T2 DE69616750 T2 DE 69616750T2 DE 69616750 T DE69616750 T DE 69616750T DE 69616750 T DE69616750 T DE 69616750T DE 69616750 T2 DE69616750 T2 DE 69616750T2
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DE
Germany
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cycle times
ambient temperature
average
housing
temperature
Prior art date
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DE69616750T
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DE69616750D1 (de
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Joseph R. Gromala
Vu T. Nguyen
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Robertshaw Controls Co
Original Assignee
Robertshaw Controls Co
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Publication date
Application filed by Robertshaw Controls Co filed Critical Robertshaw Controls Co
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Publication of DE69616750T2 publication Critical patent/DE69616750T2/de
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen von Veränderungen der Umgebungstemperatur von Luft in einem einen umschlossenen Raum bzw. ein Gehäuse umgebenden Bereich sowie auf ein Gerät bzw. eine Anordnung, die zum Ausführen dieses Verfahrens ausgelegt ist, wie z.B. Kühlsysteme wie die in Kühlschränken, Kühltruhen und Klimaanlagen verwendeten.
  • 2. STAND DER TECHNIK
  • Beim gewöhnlichen Betrieb von Geräten wie Kühlschränken, Kühltruhen und Klimaanlagen weist das Gerät bzw. die Anlage in sich einen Sensor auf, der den Beginn des Betriebs eines Kompressors veranlaßt, der auf vorher aufgestellten Verbraucher- bzw. Benutzereinstellungen (Kühler oder Wärmer) und einer voreingestellten Temperatur in Zusammenhang mit der durch den Benutzer erstellten Einstellung basiert. Normalerweise sind die voreingestellten Temperaturen die gleichen für jede Benutzereinstellung unabhängig von Umgebungstemperaturen, bei denen das Gerät bzw. die Anlage betrieben wird.
  • Demgemäß kann es zu Ungenauigkeiten der Temperatursteuerung oder der energetischen Effizienz kommen, wenn es zu einer wesentlichen Abweichung in der Temperatur der umgebenden Luft kommt. Normalerweise haben Lösungen dieser Probleme einen zusätzlichen Temperatursensor eingesetzt, der außerhalb des Geräts plaziert war. In dieser Anordnung wird die Außentemperatur durch den zusätzlichen Temperatursensor detektiert und dazu verwendet, eine zusätzliche Steuerung zu dem internen Kompressor oder einer ähnlichen Vorrichtung zu liefern oder diese zu übersteuern.
  • Eine auf den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gerichtete und im US-Patent and Trademark Office ausgeführte Recherche des Standes der Technik offenbarte die folgenden US-Patente:
  • 5 293 755 bezieht sich auf ein Steuersystem mit einem Außentemperatursensor zum Abfühlen der Außentemperaturen außerhalb einer Umschließung bzw. eines Gehäuses, dessen Temperatur gesteuert werden muss, und einem zweiten Temperatursensor innerhalb des Gehäuses, welcher die Innentemperatur abfühlt. Eine Differentialschaltung sorgt für eine angemessene Anpassung oder Steuerung.
  • 5 123 477 betrifft eine programmierbare Temperatursteuerung für einen Wärmereaktor. Auch hier ist ein erster Temperatursensor in der Kammer enthalten. Der zweite Sensor ist aufgenommen, um die Temperatur von von der Kammer zugeführter Luft abzufühlen. Eine Computerüberwachung der Sensoren steuert die Temperatur der Kammer infolge der Information von beiden Sensoren.
  • 5 275 011 lehrt ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlsystems in zwei Betriebsmodi. Der erste Modus, der einen vorausgewählten Temperaturbereich bestimmt, wird vom Benutzer ausgewählt, während der zweite Modus die Umgebungstemperatur und eine Temperatur mit dynamischen Einstellpunkt überwacht, um eine Brennkraftmaschine zu steuern, die dazu verwendet wird, den Kompressor des Kühlsystems zu steuern.
  • 5 197 670 ist ähnlich dem US-Patent 5 275 011. Es lehrt ein Kühlsystem mit einem durch eine Kraft- bzw. Antriebsmaschine angetriebenen Kompressor. Die Kraftmaschine wird in Reaktion auf den Unterschied zwischen der Temperatur des konditionierten Raums und einem gewählten Einstellpunkt gestartet und gestoppt. Wiederum werden zwei Temperatursensoren verwendet, von denen einer in dem Luftstrom enthalten ist.
  • 5 070 932 betrifft einen Thermostaten, welcher einen feststehenden Widerstand in Reihe mit einem die Umgebungstemperatur kompensierenden Thermistor für Temperatursteuerzwecke verwendet.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen von Änderungen der Umgebungstemperatur von Luft in einem einen umschlossenen Raum bzw. ein Gehäuse umgebenden Bereich bereitzustellen, um die Steuerung des Betriebs eines Elements zu verbessern, das intermittierend betrieben werden kann, um innerhalb des umschlossenen Raums bzw. des Gehäuses Wärme zu erzeugen, oder eines Elements, das intermittierend betrieben werden kann, um innerhalb des Gehäuses Kälte zu erzeugen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung bzw. ein Gerät mit einer verbesserten Steuerung des Betriebs eines kälteerzeugenden Elements, das in dem Gehäuse angeordnet ist, bereitzustellen.
  • Zu diesem Zweck stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren des Bestimmens von Änderungen der Umgebungstemperatur von Luft in einem ein Gehäuse bzw. einen umschlossenen Raum umgebenden Bereich nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 12 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Bei der vorliegenden Erfindung muss wie bei den meisten Anlagen die Temperatur innerhalb eines umschlossenen Raums bzw. Gehäuses gesteuert werden. Ein solcher umschlossener Raum könnte ein Teil eines Kühlschranks, einer Kühltruhe oder einer Klimaanlage sein. Normalerweise ist diese gewünschte Temperatur innerhalb des umschlossenen Raums bzw. des Gehäuses geringer als die Temperatur außerhalb des Gehäuses. In der gewöhnlichen Anordnung erzeugt ein Gerät, wie z.B. ein Kompressor, eine kalte Temperatur, die in das Gehäuse eingeleitet wird. Eine erste Temperaturabfühlvorrichtung ist innerhalb des Gehäuses angeordnet, um zu bewirken, daß sich der Kompressor ein- und ausschaltet, um die gewünschte Temperatur zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Es versteht sich, daß der umschlossene Raum bzw. das Gehäuse für gewöhnlich ein geschlossenes System ist, wie z.B. ein Kühlschrank, eine Kühltruhe etc.
  • Der Sensor oder die Abfühlvorrichtung bewirkt, daß sich der Kompressor zwischen zwei Temperaturen ein- und ausschaltet, so daß sich die Temperatur innerhalb des Gehäuses auf einer durchschnittlichen gewünschten Temperatur befindet. Wenn der Kompressor eingeschaltet ist, bewirkt er einen Temperaturabfall. Wenn er ausgeschaltet ist, steigt die Temperatur innerhalb des Gehäuses. Die Temperatur des Gehäuses versucht auf die Außen- oder Umgebungstemperatur anzusteigen. Die Zeit, die benötigt wird, damit die Temperatur zwischen zwei Temperaturen steigt und fällt, ist eine Konstante, solange die Außentemperatur konstant bleibt.
  • Es ist jedoch festgestellt worden, daß andere Faktoren häufig den Temperaturanstieg oder Abfall bewirken, wie z.B. eine Tür am Gehäuse, die für kurze Zeit geöffnet wird und wärmere oder kältere Luft hineinläßt. Auch die Menge der Masse an warmen oder kalten Objekten, die in das Gehäuse gegeben werden, können ebenfalls eine Änderung bewirken. Solche Faktoren werden für gewöhnlich durch Abfühlen der Türöffnung berücksichtigt, oder durch Erkennen einer Änderung in der Zeit-Temperatur-Kurve, die normalerweise in einem dichten bzw. abgeschlossenen System vorkommt. Es ist auch anzumerken, daß Ausfälle des Kompressorsystems als ein möglicher temperaturverändernder Faktor für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ignoriert werden.
  • Innerhalb des Anwendungsbereichs der Lehren der vorliegenden Erfindung wird zum Erhalt der konstanten Anstiegs- und Abfallzeiten, die mit der Außentemperatur korrelieren, ein Anfangstest ausgeführt, und unter variierenden Außentemperaturbedingungen Daten am Gehäuse gesammelt. Die Tests können auch zur Berücksichtigung anderer Faktoren durchgeführt werden, wie z.B. unterschiedliche Masse, warme oder kalte Objekte und Öffnen der Gehäusetür, da bestimmt wurde, daß die Zeit, die der Kompressor benötigt, um sich einzuschalten (gefolgt von einer Abfallzeit) und auszuschalten (gefolgt von einer Anstiegszeit) entsprechend den Außentemperaturen variiert und korreliert. Wenn die Außentemperaturen wärmer als normal sind, erhöht sich die Zeit für einen Temperaturabfall, und die Zeit für einen Temperaturanstieg nimmt ab. Wenn jedoch die Außentemperatur als kälter ermittelt wird, kommt es zu entgegengesetzten Resultaten. Es ist bestimmt worden, daß ein Minimum von zwei Außentemperaturen erforderlich ist, um die anfänglichen Bezugszeiten zu erhalten. Die Anfangsbedingungen tragen nur dazu bei, genauere Außentemperaturen zu erhalten.
  • In der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät wie ein Mikro-Controller verwendet, um den Betrieb des Kompressors in der gewöhnlichen Art und Weise auf der Basis von Ablesungen der Sensoren zu überwachen. Anfängliche Bezugszeiten werden in dem Mikro-Controller gespeichert. Der Mikro-Controller verfolgt die Zeiten, die erforderlich sind, damit sich die Innentemperatur zwischen Einschalt- und Ausschalttemperaturen ändert. Es kann auch das Temperaturgefälle zwischen der Einschalt- und Abschalttemperatur bestimmt werden. Die aktuellen Zeitbedingungen werden dabei mit Bezugszeiten verglichen, um die Temperatur außerhalb des Gehäuses zu berechnen. Mit dieser Information kann der Betrieb des Kompressors auf der Basis der geschätzten oder gefolgerten Außentemperatur angepaßt bzw. verstellt werden.
  • Es können angemessene Einstellungen vorgenommen werden, um eine Temperaturabweichung zu reduzieren, die Temperatursteuerung zu verbessern und andere Punkte vorherzusagen oder den Energieverbrauch der Vorrichtung zu reduzieren.
  • Es hat sich herausgestellt, daß die Zeit, die für einen Temperaturanstieg oder -abfall zwischen den Einschalt- und Ausschalttemperaturen zeitlich gleich oder nicht gleich sein kann. Sofern die Anstiegszeit oder Abfallzeit dazu verwendet werden kann, Unterschiede in der Außentemperatur abzufühlen, ermöglicht die Verwendung beider Zeiten mehr Information oder eine höhere Genauigkeit. Die Veränderungsrate im Anstieg oder Abfall oder das Temperaturgefälle können auch dazu verwendet werden, Abweichungen in der Umgebungstemperatur zu erfassen.
  • Durch Messen der Zeit, bis man zu einem Zwischentemperaturpunkt zwischen zwei Temperaturen gelangt, ist die gleiche oder eine zusätzliche Information erhältlich. Diese Information könnte dazu verwendet werden, Türöffnungen am Gehäuse oder die Präsenz von in das Gehäuse gegebenen wärmeren oder kälteren Gegenständen zu erfassen. Die gewünschte Temperatur kann angepaßt und verändert werden. In diesem Fall würde der Mikro-Controller die Bezugszeiten auf der Basis der Anfangsdaten verstellen oder er kann geringe Verschiebungen in den Bezugswerten vornehmen, so daß die Außentemperaturen nach wie vor erfaßt werden können.
  • Wenn es demgemäß zwei gewünschte Temperaturen gibt, kann der Mikro-Controller folglich diese Einstellungen erkennen und zwei verschiedene Gruppen von Bezugszeiten aufweisen. Da die Außentemperatur die Innentemperatur im Differential zwischen den beiden Temperaturen beeinflußt, können Bezugszeiten für jede Einstellung unterschiedlich sein. Eine alternative Meßweise der Außentemperatur besteht darin, Messungen von Temperaturveränderungen unter Verwendung einer feststehenden Zeitreferenz vorzunehmen.
  • Es ist festgestellt worden, daß andere Faktoren, die eine Schätzung oder Messung der Außentemperatur ermöglichen, die folgenden sind:
  • Der Benutzer kann ebenfalls die beiden Temperaturen verändern, aus denen die Durchschnittstemperatur abgeleitet ist.
  • Mehr als ein Sensor kann verwendet werden.
  • Kombinationen von aufeinanderfolgenden oder nichtaufeinanderfolgenden Zeit- oder Temperaturmessungen können verwendet werden.
  • Tatsächliche Anstiegs- oder Abfallzeiten sind nicht notwendigerweise erforderlich, nur Prozentsätze von Anstiegs- oder Abfallzeit genügen auch.
  • Es ist auch möglich, daß die Lehren der vorliegenden Erfindung für das Beheizen von Anlagen verwendet werden können. Die gewünschte Temperatur innerhalb des umschlossenen Raums ist dabei größer als die Außentemperatur. Ein Gerät innerhalb des Raums würde dabei zur Erzeugung von Wärme statt. Kälte verwendet.
  • Es wäre auch möglich, das Gehäuse mit mehreren Fächern mit einem irgendwo innerhalb des Fachs angeordneten Sensor zu verwenden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung ist aus der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine isometrische Skizze eines Kühlschranks oder eines ähnlichen Geräts, der/das die Lehren der vorliegenden Erfindung anwendet,
  • Fig. 2 eine Darstellung der Wirkung von Zeit gegenüber Temperatur,
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche die Zeiten innerhalb des Gehäuses gegenüber Außentemperaturen bei zwei verschiedenen Einstellungen angibt,
  • Fig. 4 eine Tabelle zur Darstellung der Ein- und Aus- Zeiten in Minuten oder in Prozent des Betriebsablaufs,
  • Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Basissoftware-Entscheidungen, die bei der vorliegenden Erfindung angewandt werden, und
  • Fig. 6 ein Blockdiagramm einer mit einem Verfahren des Bestimmens der umgebenden Lufttemperatur außerhalb der Anlage ausgerüsteten Anlage.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Für ein besseres und gründlicheres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese zu Veranschaulichungszwecken in einem Kühlschrank verkörpert dargestellt. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf die Verwendung lediglich in Kühlschränken beschränkt, sondern kann auch in anderen Geräten bzw. Anlagen wie Kühltruhen, Klimaanlagen etc. verwendet werden.
  • Gemäß Fig. 1 wird ein Temperatursensor 108 dazu verwendet, Temperaturen zu erfassen, die sich über einen längeren Zeitraum verändern. Der Sensor 108 ist innerhalb einer Kühlschranksektion 101 eines typischen Kühlschranks gemäß Fig. 1 angeordnet, der eine Tür mit einem Handgriff 103 und ein innenliegendes Gerät, d.h. den Kompressor 107 aufweist, welcher kalte Temperaturen erzeugt. Der Temperatursensor 108 steuert den Kompressor in einer bekannten Art und Weise, um den Kompressor periodisch zu betreiben, so daß das Innere des Kühlschranks, wenn die Tür geschlossen ist, auf einer Durchschnittstemperatur eingestellt ist, wie sie durch den Benutzer festgelegt ist. Ein Mikro-Controller oder irgendein anderes, ähnliches Meßgerät (nicht dargestellt), das im Kühlschrank enthalten ist, mißt die Zeit, die für ein Ansteigen und Abfallen der Sensortemperatur erforderlich ist. Angenommen, der Kühlschrank ist in einem Raum aufgestellt, der eine gesteuerte Temperatur von 25ºC aufweist, so wird das Innere des Kühlschranks durch den Benutzer auf einen Betrieb bei 0ºC eingestellt.
  • Der Mikro-Controller mißt die Ein-(t2) und Aus- (t1)Zeiten gemäß Fig. 2 des kälteerzeugenden Kompressors 107, um für einen Betrieb bei 0ºC zu sorgen.
  • Zu dieser Zeit kann sich die Außen- oder Raumtemperatur auf 32ºC verändern. Wiederum können die Zeiten für die interne Kühlschrankeinstellung von 0ºC gemessen werden.
  • Diese gemessenen Zeiten bei 0ºC Kühlschranktemperatur mit einer Raumtemperatur von 25º und 32ºC liefern alle nötigen Bezugspunkte für den Mikro-Controller, wie es im Detail in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Da die gemessenen Zeiten bei Innentemperaturen mit den Außentemperaturen des Kühlschranks korrelieren, ist es möglich, dieselben dazu zu verwenden, zukünftige Zeitdaten zu vergleichen, die in dem innerhalb eines Raums von unbekannter Außentemperatur befindlichen Kühlschrank abgenommen werden. Auf diese Weise werden Referenzpunkte als Endpunkte verwendet, die brauchbare Zwischenzeiten ermöglichen. Damit ist die unbekannte Raumtemperatur auf der Basis der Bezugszeiten und ihrer entsprechenden Bezugs-Außentemperaturen bestimmbar.
  • Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung können in einem Kühlschrank mit unbekannten Außentemperaturen Zeitdaten während wiederholter Zeitspannen abgenommen werden. Diese Daten sind nicht für 100% der Betriebszeit des Kühlschranks erforderlich. Während der Zeit, in der keine Daten abgenommen werden, kann der Mikro-Controller dazu verwendet werden, die Außentemperatur in Erfahrung zu bringen, um den Betrieb des Kompressors innerhalb des Kühlschranks zu verstellen bzw. anzupassen. Es ist auch möglich, einen Temperaturausgleich im Kühlschrankfach, Abtauberechnungen, Verbesserungen der energetischen Effizienz oder Temperaturveränderungen in anderen Fächern, wie z.B. einem Gefrierfach 102, vorzunehmen, die sich im gleichen Raum befinden wie der Kühlschrank. Der Betrieb basiert auf einer einfachen, in Fig. 5 gezeigten algorithmischen Entscheidung in Zusammenhang mit der im Blockdiagramm in Fig. 6 gezeigten Ausrüstung.
  • Es ist anzumerken, daß die Betriebselemente des vorliegenden Systems zwar in Blockdiagrammform dargestellt wurden, daß Details desselben jedoch nicht Teil der Erfindung bilden, sondern es nur erforderlich ist, daß die einzelnen Elemente des Systems auf die Art und Weise funktionieren, die nachstehend beschrieben wird. Solche Betriebsabläufe sind bekannt und liegen im Erfahrungsbereich von Fachleuten.
  • Es wird nun auf die Fig. 5 und 6 in Kombination eingegangen, wobei eine Erläuterung der Softwareroutine zum Bestimmen der Umgebungstemperatur gegeben wird. Anfänglich wird dem System gestattet, sich zu stabilisieren, wonach die Aus- und An-Zeiten des Kompressors 604 durch den Mikro- Controller 601 gemessen werden. Dieser Betriebsablauf erfolgt während jedes Kompressorzyklus. Auf der Basis der oben genannten Messungen berechnet der Mikro-Controller 601 die durchschnittlichen Kompressor-Ein- und -Aus-Zeiten. Zu diesem Zeitpunkt wird bestimmt, ob die durchschnittliche Kompressor- Aus-Zeit zunimmt oder abnimmt. Falls die durchschnittliche Kompressor-Aus-Zeit zunimmt, ist es möglich, daß der Mikro- Controller an diesem Punkt schätzt, daß eine fallende Umgebungstemperatur vorhanden ist, wonach das System zu seinem Hauptbetriebsprogramm zurückkehren kann, um die notwendige Kälte für den. Kühlschrank zu liefern.
  • Wenn andererseits die durchschnittliche Kompressor-Aus- Zeit nicht steigt, wird eine weitere Festlegung vorgenommen, ob die durchschnittliche Kompressor-Einschaltzeit zunimmt oder nicht. Wenn die durchschnittliche Einschaltzeit des Kompressors zunimmt, unternimmt der Mikro-Controller 601 eine Schätzung einer steigenden Umgebungstemperatur. Falls die durchschnittliche Kompressor-Einschaltzeit nicht zunimmt, und die durchschnittliche Kompressor-Ausschaltzeit nicht zunimmt, wird zum Hauptprogramm zurückgekehrt und es kann gefolgert werden, daß weder eine steigende noch fallende Umgebungstemperatur vorhanden ist.
  • Ein Beispiel der vorstehenden Ausführungen ist in Fig. 4 aus Zyklus 1 ersichtlich. An einem Kühlschrank werden Daten bei einer Raumtemperatur von 13ºC abgenommen. Die Daten können unter Verwendung einer Anzahl verschiedener Arten von Meß- oder Abfühlvorrichtungen abgenommen werden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind bei einer Außentemperatur von 13ºC die Kompressorzyklus-Ein- und Aus-Schaltzeiten 14, 8 und 23 Minuten für die Innentemperatureinstellungen von Normal, Warm und Kalt. Die gleichen Einstellungen werden nochmals mit der auf 33ºC veränderten Raumtemperatur überprüft, um festzulegen, daß bei dieser Temperatur die Zykluszeiten 74, 68 bzw. 83 Minuten betragen.
  • Demgemäß können diese Zeiten in einen Graphen eingetragen werden, und es können Gleichungen erstellt werden, welche mit diesen sechs Punkten übereinstimmen. Der Rest der Zeit-/Temperatur-Korrelation für die Außentemperatur wird aus diesem Graphen (oder Gleichungen oder Tabellen) in Abhängigkeit davon abgeleitet und in den Speicher des Mikro- Controllers eingegeben. Der Mikro-Controller 601 wird nun mit dem Sensor 607 verbunden, der sich im Kühlschrank befindet.
  • Wenn dieser Kühlschrank in einem Raum unbekannter Temperatur aufgestellt ist und seine Einstellungen auf Normal wie gemäß Zyklus 1 unten in Fig. 4 eingestellt sind, mißt der Mikro- Controller die Zeiten für den Kompressor-Einschalt- und Ausschalt-Zyklus. Er bestimmt oder mittelt diese Zeiten bei 20 Minuten. Von den Gleichungen oder Tabellen im Mikro- Controller 601 wird abgeleitet, daß die Raumtemperatur 15ºC beträgt. Während des nächsten Meßzeitraums ergibt sich die Zeit bei 32 Minuten, und eine entsprechende Raumtemperatur von 19ºC wird bestimmt oder gefolgert. Damit ist der Mikro- Controller 601 effektiv in der Lage, zu bestimmen, daß sich die Raumtemperatur auf der Basis der abgelesenen Werte verändert hat.

Claims (17)

1. Verfahren zum Bestimmen von Änderungen der Umgebungstemperatur von Luft in einem einen umschlossenen Raum bzw. ein Gehäuse umgebenden Bereich, der ein Element, das intermittierend bei betreffenden vorbestimmten Temperaturen betrieben werden kann, um in dem Gehäuse Wärme zu erzeugen, oder ein Element, das intermittierend bei betreffenden vorbestimmten Temperaturen betrieben werden kann, um in dem Gehäuse Kälte zu erzeugen, um eine gewünschte Durchschnittstemperatur in dem Gehäuse aufrechtzuerhalten, enthält, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Messen von Betriebs-Ein- und Auszeiten des Elements innerhalb einer vorbestimmten Messperiode,
Berechnen von durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Elements,
Bestimmen, ob die berechneten durchschnittlichen Betriebszykluszeiten sich in bezug auf vorher berechnete durchschnittliche Zykluszeiten verändert haben,
Bestimmen des Vorhandenseins einer Änderung in der Umgebungstemperatur, basierend auf dem Vorhandensein einer Änderung in den berechneten durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Elements,
Verwenden der Information über die Änderung der Umgebungstemperatur, um den Betrieb des Elements zu steuern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Schritt des Bestimmens des Vorhandenseins einer Änderung der Umgebungstemperatur eine steigende Umgebungstemperatur wie folgt bestimmt wird:
basierend entweder auf einer Zunahme der durchschnittlichen Ein-Zykluszeiten oder auf einer Abnahme der durchschnittlichen Aus-Zykluszeiten des Elements, falls das Element ein Kälte erzeugendes Element ist, oder
basierend entweder auf einer Zunahme der durchschnittlichen Aus-Zykluszeiten oder auf einer Abnahme der durchschnittlichen Ein-Zykluszeiten des Elements, falls das Element ein Wärme erzeugendes Element ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ein-Zykluszeit des Kälte erzeugenden Elements in Reaktion auf eine Bestimmung einer steigenden Umgebungstemperatur erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Schritt des Bestimmens des Vorhandenseins einer Änderung der Umgebungstemperatur eine fallende Umgebungstemperatur wie folgt bestimmt wird:
basierend entweder auf einer Abnahme der durchschnittlichen Ein-Zykluszeiten oder auf einer Zunahme der durchschnittlichen Aus-Zykluszeiten des Elements, falls das Element ein Kälte erzeugendes Element ist, oder
basierend entweder auf einer Zunahme der durchschnittlichen Ein-Zykluszeiten oder auf einer Abnahme der durchschnittlichen Aus-Zykluszeiten des Elements, falls das Element ein Wärme erzeugendes Element ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Aus-Zykluszeit des Kälte erzeugenden Elements in Reaktion auf eine Bestimmung einer fallenden Umgebungstemperatur erhöht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Schritt des Bestimmens des Vorhandenseins einer Änderung der Umgebungstemperatur eine konstante Umgebungstemperatur bestimmt wird, falls sich die durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Elements nicht ändern.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit dem Schritt des Aufstellens einer Relation zwischen den Betriebszykluszeiten des Kälte/Wärme erzeugenden Elements und Umgebungstemperaturen in einem den umschlossenen Raum bzw. das Gehäuse umgebenden Bereich, wobei der Schritt folgende Unterschritte umfasst:
Aufstellen einer ersten Innentemperatur- Einstellbedingung für das Gehäuse,
Aufstellen einer zweiten Innentemperatur- Einstellbedingung für das Gehäuse,
Aufstellen einer ersten äußeren Umgebungstemperatur in dem das Gehäuse umgebenden Bereich,
Aufstellen einer zweiten äußeren Umgebungstemperatur in dem das Gehäuse umgebenden Bereich,
Messen der Betriebs-Ein- und -Auszeiten des Wärme oder Kälte erzeugenden Elements, um die Betriebszykluszeiten für jede der ersten und zweiten Innentemperatur- Einstellbedingungen bei den ersten bzw. zweiten äußeren Umgebungstemperaturen zu erhalten,
Erstellen eines Graphen und/oder unterstützender Gleichungen, die jeweils die gemessenen Betriebszykluszeiten des Elements gegenüber den äußeren Umgebungstemperaturen für jede Innentemperatur-Einstellbedingung aufzeigen, und
wobei der Schritt des Bestimmens des Vorhandenseins einer Änderung der Umgebungstemperatur den folgenden Schritt umfasst:
Ableiten, aus dem Graphen und/oder den unterstützenden Gleichungen, der Änderungen der Umgebungstemperatur durch wiederholtes Vergleichen der berechneten durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Elements mit dem betreffenden Graphen und/oder der unterstützenden Gleichung für die eingestellte Innentemperaturbedingung.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der umschlossene Raum bzw. das Gehäuse ein Gerät und das Kälte erzeugende Element ein Kompressor ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Gehäuse ein Gerät ist, und der Meßschritt durch einen Mikro- Controller ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gehäuse ein Gerät ist und der Berechnungsschritt durch einen Mikro-Controller ausgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Gehäuse ein Gerät ist und der Bestimmungsschritt durch einen Mikro-Controller ausgeführt wird.
12. Gerät mit
einem umschlossenen Raum bzw. einem Gehäuse (101),
einem Kälte erzeugenden Element (107), das in dem Gehäuse angeordnet ist und das bei betreffenden vorbestimmten Temperaturen gemäß Signalen von einer in dem Gehäuse angeordneten Temperaturabfühlvorrichtung (108) intermittierend betrieben werden kann, um eine gewünschte Durchschnittstemperatur innerhalb des Gehäuses aufrechtzuerhalten, und
einem Mikro-Controller (601), der den Betrieb des Kälte erzeugenden Elements (107), basierend auf Information über eine Änderung der Umgebungstemperatur von Luft in einem das Gehäuse umgebenden Bereich zu steuern vermag durch:
Messen von Betriebs-Ein- und Auszeiten des Kälte erzeugenden Elements innerhalb einer vorbestimmten Messperiode,
Berechnen von durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Kälte erzeugenden Elements,
Bestimmen, ob die berechneten durchschnittlichen Betriebszykluszeiten sich in bezug auf vorher berechnete durchschnittliche Zykluszeiten geändert haben, und
Bestimmen des Vorhandenseins einer Änderung in der Umgebungstemperatur, basierend auf dem Vorhandensein einer Änderung der berechneten durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Elements.
13. Gerät nach Anspruch 12, wobei der Mikro-Controller (601) eine steigende Umgebungstemperatur, basierend entweder auf einer Zunahme der durchschnittlichen Ein-Zykluszeiten oder auf einer Abnahme der durchschnittlichen Aus-Zykluszeiten des Kälte erzeugenden Elements zu bestimmen vermag.
14. Gerät nach Anspruch 13, wobei der Mikro-Controller (601) die Ein-Zykluszeit des Kälte erzeugenden Elements in Reaktion auf eine Bestimmung einer steigenden Umgebungstemperatur zu erhöhen vermag.
15. Gerät nach Anspruch 12, wobei der Mikro-Controller (601) eine fallende Umgebungstemperatur, basierend entweder auf einer Abnahme der durchschnittlichen Ein-Zykluszeiten oder auf einer Zunahme der durchschnittlichen Aus-Zykluszeiten des Kälte erzeugenden Elements zu bestimmen vermag.
16. Gerät nach Anspruch 15, wobei der Mikro-Controller (601) die Aus-Zykluszeit des Kälte erzeugenden Elements in Reaktion auf eine Bestimmung einer fallenden Umgebungstemperatur zu erhöhen vermag.
17. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Mikro-Controller (601) eine konstante Umgebungstemperatur zu bestimmen vermag, falls sich die durchschnittlichen Betriebszykluszeiten des Kälte erzeugenden Elements nicht ändern.
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