BRPI0611215A2 - dispositivo e resfriamento e o mÉtodo de controle - Google Patents
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Abstract
A presente invenção se refere a um dispositivo de resfriamento (1) e a um método de controle do mesmo, os quais impedem o motor de um compressor de veículo variável (2) realize o ciclo refrigerante a partir de enguiços inesperados, devido a razões de superaquecimento ou por não ser capaz de responder à carga termodinâmica resultante de uma carga de trabalho pesada como alta temperatura ambiente ou a abertura e o fechamento freqúentes da porta por meio de um método de controle implementado através de uma placa de controle (5).
Description
DISPOSITIVO DE RESFRIAMENTO E O MÉTODO DE CONTROLE
A presente invenção se refere a um dispositivo deresfriamento que compreende um compressor que funcionaeficientemente sob uma carga operacional pesada.
Em dispositivos de resfriamento, a escolha docompressor no sistema de resfriamento leva em consideraçãoas condições operacionais de limite de acordo com as zonasclimáticas, conseqüentemente, a capacidade do compressorpodendo ser maior do que é necessário, uma vez que ascargas operacionais máximas prováveis são levadas emconsideração. A capacidade de o compressor ser maior do queo necessário pode resultar em um número aumentado deparadas - partidas e perdas cíclicas aumentadas. De modo ase superar esta condição, a escolha de compressor é feitade acordo com as condições de trabalho reais que cobrem amaior porção da expectativa de vida de um compressor, e avelocidade do compressor, isto é, a velocidade de rotação(rpm) do motor do compressor é mudada em casos em que odispositivo de resfriamento deve trabalhar em condiçõeslimites. Vários algoritmos de controle foram divisados emdispositivos de resfriamento utilizando motores decompressor de velocidade variável, para se determinarquando o compressor deve funcionar em uma velocidade normale quando em uma velocidade mais alta. A velocidade decompressor é acelerada com a ajuda de uma placa eletrônica,quando o dispositivo de resfriamento operar sob condiçõesoperacionais pesadas, tais como altas temperaturasambientes ou abertura e fechamento freqüentes de sua porta.
Neste caso, o compressor é alimentado através da placaeletrônica, ao invés do suprimento de potência de rede. Àsvezes, pode haver um superaquecimento ou enguiços, devido anão se ser capaz de responder à carga termodinâmica sobcondições operacionais pesadas, resultando em enguiçosinesperados em um compressor alimentado através da placaeletrônica. Quando o compressor dá a partida operando apóso enguiço, as condições máximas são repetidas em sucessão,devido à exigência de algoritmo e as máximas freqüentes docompressor levam a uma redução de eficiência.
Na Patente U.S. N0 6231306, um motor de turbina de gásinclui meios para a detecção de um enguiço de compressor,avaliação de sinais recebidos a partir de sensores ecomparação dos sinais detectados para um limitepredeterminado indicativo de um compressor saudável, e paraa provisão de um sinal processado indicativo de umacondição de enguiço iminente.
Na Patente U.S. N0 6532433, em um método para amonitoração e o controle de um compressor, pelo menos umparâmetro operacional de compressor é monitorado, para aobtenção de dados de série no tempo e estes dados de sérieno tempo são filtrados usando-se um filtro de Kalman. Umprecursor de enguiço do compressor sob um carregamentopesado é detectado antes do compressor enguiçar, comoresultado deste método de monitoração.
Na patente G. B. N0 2292847, em um motor de induçãomonofásico utilizado em um compressor, um detector decorrente detecta um enguiço do motor sob uma carga alta e orelê corta a potência do capacitor.
Na patente G.B. N0 1109346, em um compressor derefrigerante, o dispositivo de partida atua para manutençãoda energização do enrolamento auxiliar, após a partida domotor para superar o torque de partida extremo docompressor por um longo tempo, para se garantir que otorque de funcionamento do compressor tenha caído para umvalor mais baixo do que o torque de enguiço normal domotor.
0 objetivo da presente invenção é a realização de umdispositivo de resfriamento e de um método de controle,onde os enguiços sucessivos inesperados do compressor sãoevitados.
0 dispositivo de resfriamento e o método de controlerealizados de modo a se alcançar o objetivo da presenteinvenção, a placa eletrônica de motor permite que o motorde compressor opere sob cargas altas e velocidades nosperíodos de partida e de parada com as instruções dotermostato.
Conforme o compressor continua a operar nos períodossucessivos de parada e de partida, ele é alimentado atravésda rede por um período de tempo em toda partida e o motorde compressor funciona a uma velocidade constante. Assim,ao circuito eletrônico controlando a velocidade do motor êprovida uma proteção contra a corrente alta retirada napartida.
Enquanto o compressor opera, o protetor térmico quedetecta a temperatura do motor pode cortar a corrente dealimentação para parar o compressor, devido a umsuperaquecimento, antes de o termostato dar a instruçãopara parar.
Se a placa eletrônica detectar que o compressor parouconforme o protetor térmico comutar para desligado acorrente, ela concluirá que este é um caso de enguiçoinesperado, devido às condições de carga pesada.
Quando o compressor está para começar a operar denovo, um período de tempo de espera predeterminado decorre,antes da partida, de modo que os enguiços não se repitam, euma vez que o desequilíbrio de pressão é reduzido entre aspartes de sucção e de compressão do compressor, duranteeste período de tempo, ao compressor é permitido dar umapartida mais fácil após seu período de parada.
Quando o compressor dá a partida operando após umaespera por um certo período de tempo, ele é alimentadoatravés do suprimento de potência de rede, resultando em umperíodo de tempo operacional a velocidade constante que émais longo do que o período de tempo quando ele dá apartida operando com o sinal do termostato.
Quando o compressor é operado após o período deenguiço inesperado, se o protetor térmico está aberto ounão deve ser detectado imediatamente; portanto, umautilização de um sensor de calor em separado detectando atemperatura do protetor térmico é benéfica para o envio dosdados de protetor térmico para a placa eletrônica.
O dispositivo de resfriamento e o método de controlerealizados de modo a se alcançar o objetivo mencionadoacima da presente invenção são mostrados nas figuras emanexo, onde:
A Figura 1 é uma vista esquemática de um dispositivode resfriamento.
A Figura 2 é um fluxograma de um membro cilíndrico.
A Figura 3 é de gráficos de velocidade - tempo etemperatura - tempo de uma operação de compressor dedispositivo de resfriamento.Os elementos mostrados nas figuras são numeradosconforme se segue:
1. Dispositivo de resfriamento
2. Compressor
3. Protetor térmico
4. Termostato
5. Placa eletrônica
6. Sensor de calor de protetor térmico
0 dispositivo de resfriamento (1) compreende umcompressor de velocidade variável (2) provendo a realizaçãodo ciclo de resfriamento, um protetor térmico (3) quedetecta a temperatura do compressor (2), abrindo em valoresmais altos do que as temperaturas pré-reguladas e comutandopara desligada a corrente (I) para parar a operação docompressor (2) e fechando em valores mais baixos do que astemperaturas pré-reguladas, para a provisão da nova partidado compressor (2), um termostato (4) que dá instruções departida e de máxima para o compressor (2) e uma placaeletrônica (5) , a qual provê a implementação de umalgoritmo que controla a velocidade de operação e asdurações de partida e de parada do compressor (2).
Enquanto o compressor realiza sua operação normal nosperíodos de partida - parada consecutivos (T-on, T-off)disparados pelas instruções de partida e de máxima dotermostato (4), em cada passagem do período de T-off para operíodo de T-on, uma vez que uma corrente alta (I) seráretirada e, cada partida do compressor (2) , a correnterequerida (I) para o motor é retirada diretamente dosuprimento de potência de rede por um período de tempopredeterminado (Tl) para proteção da placa eletrônica (5)e, durante este período de tempo (Tl), o compressor (2)opera a uma velocidade constante (Vo). Quando o período detempo (Tl) termina, o compressor (2) dá a partida operandoao ser alimentado através da placa eletrônica (5) a umavelocidade variável, isto é, uma velocidade diferente davelocidade constante (Vo), por exemplo, uma velocidade maisalta (Vl) para a provisão do resfriamento requerido (Figura 3) .
Conforme o compressor (2) opera, a corrente (I) passaatravés do protetor térmico (3) atingindo o motor docompressor (2) . O protetor térmico (3) é posicionado nacaixa de conexão elétrica na carcaça do compressor (2), ese abre ou fecha, dependendo das mudanças na temperaturaambiente. O protetor térmico (3) se abre em temperaturasmais altas do que o valor pré-regulado, comutando paradesligada a corrente (I) do suprimento de potência de redepara o motor do compressor (2), e se fecha permitindo que acorrente (I) do suprimento de potência de rede atinja omotor do compressor (2) , quando a temperatura cair abaixodo valor pré-regulado. Quando o motor do compressor (2)está superaquecido, o protetor térmico (3) comuta paradesligada a corrente (I) , provendo uma parada do compressor(2) e protegendo a placa eletrônica (5).
Em casos em que o protetor térmico (3) comuta paradesligada a corrente (I) parando o compressor (2) semreceber uma instrução do termostato (4) para uma máxima, acorrente (I) não é suprida para o compressor (2) por umperíodo de tempo de pausa pré-regulado (T2), de modo que aspressões no sistema de refrigerante podem ser equilibradase uma instrução de partida que poderia ser dada pelotermostato (4) durante este período de tempo não énecessária. Quando o período (T2) termina, o compressor (2)dá a partida com a corrente (I) suprida independentementedo termostato (4) . Após a partida, o compressor (2) operana velocidade constante (Vo) por um período de tempo (T3)mais longo do que o período de tempo (Tl) em que opera àvelocidade constante (Vo), sendo alimentado pela corrente(I) do suprimento de potência de rede que é aplicada paracada primeira partida, mais tarde, a corrente (I) é supridaatravés da placa eletrônica (5) e opera a uma velocidade de(Vl) . Se uma instrução de máxima for recebida a partir dotermostato (4) , enquanto o compressor (2) opera avelocidades de Vo ou VI, esta instrução é obedecida,começando o período T-off.
O método de controle de dispositivo de resfriamento
(1) que impede enguiços inesperados repetidos do compressor
(2) é composto pelas etapas a seguir:
o compressor (2) dá a partida operando com ainstrução de partida do termostato (4) (100).
- o compressor (2) é operado na velocidade constante(Vo) na partida e durante o período de tempo (Tl) (101).
- após o período de tempo (Tl) ser completado, acorrente (I) é suprida através da placa eletrônica (5) e ocompressor (2) é operado na velocidade (Vl) (102).
- o protetor térmico (3) é controlado quanto a tercomutado para desligada a corrente (I) (103).
- se o protetor térmico (3) não tiver comutado paradesligada a corrente (I) , então, vá para a etapa em que otermostato (4) é controlado (106) quanto a se ele deu ounão a instrução de máxima.se o protetor térmico (3) tiver comutado paradesligada a corrente (I), pausar pelo período de tempo (T2)sem suprir a corrente (I) para o compressor (2) (104).
o compressor (2) é operado a uma velocidadeconstante (Vo) por um período de tempo (T3) mais longo doque o período de tempo (Tl) , com a corrente (I) supridapelo suprimento de potência de rede (105) .
- o termostato (4) é controlado quanto a se ele deu ounão a instrução de máxima (106).
- se o termostato (4) não tiver dado a instrução demáxima, então, retorne para a etapa (102), onde ocompressor (2) é operado na velocidade (Vl) .
- se o termostato (4) tiver dado a instrução demáxima, o compressor (2) começará o período de pausa (Toff)(107) .
Em uma modalidade da presente invenção, o dispositivode resfriamento (1) compreende um sensor de calor deprotetor térmico (6) , o qual detecta a temperatura doprotetor térmico (3). 0 sensor de calor de protetor térmico(6) detecta a temperatura do protetor térmico (3) atingindoabaixo do valor pré-regulado no qual o protetor térmico (3)se fecha e, daí, o protetor térmico (3) permite que acorrente (I) flua. Quando o protetor térmico (3) pára ocompressor (2) pela comutação para desligada da corrente(I), se a temperatura cair de volta para valores normais nofinal do período de pausa (T2) , o protetor térmico (3) sefechará, permitindo que a corrente (I) flua e a placaeletrônica (5) opere o compressor (2) no momento ou umpouco após o protetor térmico (3) se fechar com os dadosrecebidos a partir do sensor de calor de protetor térmico(6) .
Com o método de controle de dispositivo deresfriamento (1) implementado por meio da placa eletrônica(5) , a repetição dos enguiços ê impedida nas tentativas departida após os enguiços inesperados do compressor (2) enas tentativas de partida após os enguiços inesperadosserem bem sucedidos.
Na modalidade da presente invenção, enguiçosinesperados do compressor (2) são impedidos sem anecessidade de medição e avaliação dos vários parâmetros docompressor (2), pela implementação de um método de controlesimples, e uma performance eficiente é realizada, obtendo-se os valores de resfriamento desejados no dispositivo deresfriamento (1) sob cargas de trabalho de carga pesadacomo alta temperatura ambiente ou abertura e fechamentofreqüentes da porta do dispositivo de resfriamento (1).
Claims (4)
1. Dispositivo de resfriamento (1), que compreende umcompressor de velocidade variável (2) provendo a execuçãodo ciclo refrigerante, um protetor térmico (3) que detectaa temperatura do compressor (2) , um termostato (4) que dáinstruções de partida e de máxima para o compressor (2) emperíodos T-on e T-off, caracterizado pelo fato de uma placaeletrônica (5) , que não supre corrente (I) para ocompressor (2) por um período de tempo pré-regulado (T2),sem prestar atenção a uma instrução de partida que poderiaser dada pelo termostato (4), quando o protetor térmico (3)comutar para desligada a corrente (I) parando o compressor(2) , sem receber a instrução do termostato (4) para umamáxima enquanto o compressor (2) operar, e ao final desteperíodo (T2) , pára o compressor (2) com a corrente (I)suprida independentemente do termostato (4) e, após apartida, opera o compressor (2) a uma velocidade constante(Vo) por um período de tempo (T3) que é mais longo do que operíodo de tempo (Tl) pré-regulado para cada partida.
2. Dispositivo de resfriamento (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de um sensor decalor de protetor térmico (6), o qual detecta a temperaturado protetor térmico (3) , permitir que a placa eletrônica(5) dê a partida no compressor (2) no momento em que ou umpouco depois de o protetor térmico (3) se fechar.
3. Método de controle para um dispositivo deresfriamento (1) , definido nas reivindicações 1 ou 2,caracterizado por compreender as etapas a seguir:o compressor (2) dá a partida operando com a instruçãode partida do termostato (4) (10 0);o compressor (2) é operado na velocidade constante(Vo) na partida e durante o período de tempo (Tl) (101);após o período de tempo (Tl) ser completado, acorrente (I) é suprida através da placa eletrônica (5) e ocompressor (2) é operado na velocidade (Vl) (102);o protetor térmico (3) é controlado quanto a tercomutado para desligar a corrente (I) (103);se o protetor térmico (3) não tiver comutado paradesligar a corrente (I) , então, vá para a etapa em que otermostato (4) é controlado (106) quanto a se ele deu ounão a instrução de máxima;se o protetor térmico (3) tiver comutado para desligara corrente (I) , pausar pelo período de tempo (T2) semsuprir a corrente (I) para o compressor (2) (104);o compressor (2) é operado a uma velocidade constante(Vo) por um período de tempo (T3) mais longo do que operíodo de tempo (Tl), com a corrente (I) suprida pelosuprimento de potência de rede (105);o termostato (4) é controlado quanto a se ele deu ounão a instrução de máxima (106);se o termostato (4) não tiver dado a instrução demáxima, então, retorne para a etapa (102), onde ocompressor (2) é operado na velocidade (Vl);se o termostato (4) tiver dado a instrução de máxima,o compressor (2) começará o período de pausa (Toff) (107).
4. Método de controle, de acordo com a reivindicação-3, caracterizado pelo fato do período de parada (T2) após oprotetor térmico (3) comutar para desligar a corrente (I)na etapa de não (104) ser tão longo quanto o período detempo que é requerido para o equilíbrio das pressões nosistema de resfriamento.
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