ITRM990698A1

ITRM990698A1 - Metodo di controllo del calore di sovraccarico in un condizionatore di aria.

Info

Publication number: ITRM990698A1
Application number: IT1999RM000698A
Authority: IT
Inventors: Seung-Kwan Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-12
Also published as: ITRM990698A0; JP2000337685A; CN1120963C; CN1274065A; IT1307598B1; JP3194919B2; KR20000073809A; KR100353025B1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: "METODO DI CONTROLLO DEL CALORE DI SOVRACCARICO IN UN CONDIZIONATORE DI ARIA"

DESCRIZIONE

FONDAMENTO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un condizionatore di aria di tipo ad invertitore che cambia in maniera variabile le frequenze operative di un compressore secondo la capacità di raffreddamento o di riscaldamento, e più in particolare ad un metodo di controllo del sovraccarico di calore del condizionatore di aria limitando le frequenze operative del compressore, quando viene rivelata una condizione di sovraccarico di calore, in modo da impedire così che venga generato rumore quando cambiano le frequenze operative del compressore.

DESCRIZIONE DELLA TECNICA ANTECEDENTE

In generale, in una operazione di riscaldamento effettuata da un compressore in un condizionatore di aria di tipo ad invertitore, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno scende sotto la temperatura di sgancio, come mostrato nella fig. 1, la frequenza operativa del compressore viene mantenuta con l'aumento del calore. Tuttavia, non appena la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno scavalca la temperatura di sgancio, la frequenza operativa del compressore viene mantenuta al suo livello operativo, limitando qualsiasi ulteriore aumento della temperatura. D'altro canto, se la temperatura (Tp) aumenta continuamente al di sopra della temperatura di caduta, facendo scattare una condizione di calore di sovraccarico, la frequenza operativa del compressore diminuisce in modo da proteggere esso stesso dal venire danneggiato.

A questo punto, quando la frequenza operativa del compressore diminuisce ad un livello predeterminato in cui la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno inizia a scendere, il compressore arresta la discesa e mantiene la sua frequenza operativa in un suo campo operativo adeguato. D'altro canto, quando la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno scende al di sotto della temperatura di sgancio, il compressore aumenta la sua frequenza operativa in risposta alle variazioni della temperatura (Tp) dello scambiatore dì calore interno così che il compressore controlla in maniera variabile le sue frequenze operative.

Tuttavia, vi sono problemi nel metodo convenzionale di controllo del calore di sovraccarico del condizionatore di aria di tipo ad invertitore per il fatto che, quando si verifica una condizione di sovraccarico di riscaldamento (temperatura interna ed esterna varianti rispettivamente oltre 25°C e 20°C), la pressione interna del compressore aumenta al di sopra di una pressione massima di garanzia di affidabilità di 27 kg/cm<2 >a causa dell'aumento della temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno, riducendo in tal modo l'affidabilità del compressore, e quando il compressore controlla in maniera variabile e ripetitiva le sue frequenze operative nella condizione di sovraccarico di calore, le frequenze operative del compressore aumentano e diminuiscono in maniera ripetitiva, provocando rumori e variazioni nella capacità di riscaldamento del condizionatore di aria.

Sommario dell'invenzione

Pertanto, la presente invenzione viene prospettata per risolvere i problemi su menzionati ed è uno scopo della presente invenzione fornire un metodo per controllare il sovraccarico di riscaldamento del condizionatore di aria limitando la frequenza operativa del compressore al suo livello massimo, cioè, 2Hz minore della frequenza operativa del compressore quando si verifica la condizione di sovraccarico di riscaldamento, il che prende minimo il numero di aumenti e diminuizioni delle frequenze operative del compressore, impedendo in tal modo la generazione di rumori e rendendo minima la variazione della capacità di riscaldamento del condizionatore di aria.

Per conseguire lo scopo su menzionato, la presente invenzione fornisce un metodo per controllare il sovraccarico di riscaldamento del condizionatore di aria che esegue l'operazione di riscaldamento controllando in maniera variabile la frequenza operativa del compressore in risposta a variazioni nella temperatura di uno scambiatore di calore interna, il metodo comprendendo le operazioni di:

discriminare se la temperatura dello scambiatore di calore interno supera la temperatura di caduta a causa della condizione del sovraccarico di calore;

limitare la frequenza operativa massima del compressore, quando la temperatura dello scambiatore di calore interno viene mantenuta sopra la temperatura di caduta, impostando un numero predeterminato minore di quello subito prima che la temperatura dello scambiatore di calore interno arrivi alla temperatura di caduta;

discriminare se la temperatura dello scambiatore di calore interno scende sotto la temperatura di sgancio ;

discriminare se è trascorso un periodo predeterminato di tempo con la temperatura dello scambiatore di calore interno che viene mantenuta sotto la temperatura di sgancio prima che la temperatura dello scambiatore di calore interno scenda dalla temperatura di caduta sotto la temperatura di sgancio; e

ripristinare la frequenza operativa massima del compressore ad un numero predeterminato maggiore della frequenza operativa massima limitata nella operazione precedente dopo che è trascorso un periodo di tempo predeterminato.

Breve descrizione dei disegni

La fig. 1 è un diagramma per illustrare la frequenza operativa di un compressore controllato in maniera variabile in relazione alle variazioni della temperatura di un convenzionale scambiatore di calore interno;

la fig. 2 è uno schema a blocchi di un invertitore di un condizionatore di aria secondo una realizzazione della presente invenzione;

la fig. 3 è uno schema di circuito di azionamento del compressore secondo la presente invenzione ;

la fig. 4 è uno schema di flusso per illustrare la sequenza operativa di controllo del sovraccarico di riscaldamento di un condizionatore di aria secondo la presente invenzione; e

la fig. 5 è un diagramma per illustrare la frequenza operativa del compressore controllata in maniera variabile in relazione alle variazioni della temperatura dello scambiatore di calore interno secondo la presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

In appresso, verrà descritta in dettaglio con riferimento ai disegni annessi una realizzazione della presente invenzione. Come mostrato nelle fig.

2 e 3, un convertitore 3 raddrizza e livella una entrata di corrente alternata AC da un terminale di entrata di energia 1 per convertirla in corrente continua DC. Mezzi di alimentazione 5 cambiano la DC convertita nel convertitore 3 a tensioni predeterminate di DC (DC di 5V per una energia di pilotaggio di microcalcolatore, una DC di 12V per una energia di pilotaggio di carico).

Mezzi di controllo 7 sono costituiti da un microcalcolatore che inizializza il condizionatore di aria ricevendo una uscita di tensione a DC dai mezzi di alimentazione 5 e determina la frequenza operativa di un compressore 13 secondo una istruzione di una unità interna e la condizione dell'esterno per emettere un segnale di pilotaggio di invertitore. I mezzi di pilotaggio di invertitore 9 amplificano il segnale a modulazione di larghezza di impulso PWM inviato dai mezzi di controllo 7 in un segnale di pilotaggio ■ di invertitore per far ruotare il compressore alla sua frequenza operativa determinata dai mezzi di controllo 7.

Inoltre, un invertitore 11 attiva e disattiva alternativamente sei transistori di potenza TRI -TR6 in risposta al segnale di pilotaggio inviato dai mezzi di pilotaggio di invertitore 9 per trasformare l'uscita di DC dal convertitore 3 in 3 fasi (fase u, fase v e fase w) di AC da alimentare al compressore 13. I mezzi di rivelazione di temperatura 15 sono costituiti da un termistore che controlla le variazioni della temperatura all'esterno, all'interno e dello scambiatore di calore interno.

Ora, verrà descritto il metodo per controllare il calore di sovraccarico del condizionatore di aria così strutturato. Quando viene alimentata AC dal terminale 1 di entrata di energia, il convertitore 3 converte l'AC in DC. Poi, la DC viene posta in entrata nei mezzi dì alimentazione 5 in cui la DC viene trasformata rispettivamente in energia di pilotaggio di microcalcolatore di DC di 5V necessaria per pilotare il condizionatore di aria ed in energia di pilotaggio di carico di DC di 12V per venire successivamente alimentata ai mezzi di controllo 7 e ai mezzi di pilotaggio di invertitore 9. I mezzi di controllo 7 ricevono la tensione a DC (energia di pilotaggio di microcalcolatore) emessa dai mezzi di alimentazione 5 per inizializzare il condizionatore di aria.

A questo punto, se un utilizzatore preme un tasto di funzionamento su un dispositivo di controllo a distanza o aziona un tasto sul pannello di controllo dell'unità interna per impostare un modo operativo desiderato ed una temperatura Ts, i mezzi di controllo 7 determinano una frequenza operativa del compressore 13 in relazione alla condizione esterna e ad una istruzione dell'unità interna per emettere un segnale PWM di pilotaggio dell 'invertitore.

Di conseguenza, i mezzi di pilotaggio di invertitore 9 amplificano il segnale PWM inviato dai mezzi di controllo 7 in modo da attivare e disattivare alternativamente sei transistori di potenza TRI - TR6 dell'invertitore 11, così che l'uscita di DC dal convertitore 3 viene trasformata in 3 fasi di AC da usare per fare ruotare il compressore 13.

In altre parole, l'invertitore 11 alimenta una frequenza operativa del compressore 13 ed una tensione pertinente al compressore 13 secondo la capacità di raffreddamento o di riscaldamento necessarie per azionare il condizionatore di aria, così che il compressore 13 viene azionato ad una frequenza operativa desiderata.

A questo punto, le frequenze operative del compressore 13 vengono controllate in maniera variabile in relazione alle variazioni della temperatura dello scambiatore di calore interno. Quando si verifica una condizione di sovraccarico di calore (temperatura interna di 25°C e temperatura esterna di oltre 20°C), la temperatura dello scambiatore di calore interno aumenta a causa dell'aumento della pressione interna del compressore 13. Quindi, le frequenze operative del compressore 13 aumentano e diminuiscono in maniera ripetitiva entro un breve periodo di tempo. In altre parole, si verifica un così detto stato di controllo di sovraccarico di calore.

Pertanto, quando viene rivelata la condizione di sovraccarico di calore, le frequenze operative del compressore 13 vengono limitate in modo da impedire che avvenga lo stato del controllo di sovraccarico di calore come mostrato in fig. 4.

La fig. 4 è uno schema di flusso per illustrare la sequenza operativa di controllo del sovraccarico di riscaldamento del condizionatore di aria secondo la presente invenzione. Il simbolo di riferimento S nella fig. 4 indica un passo.

In primo luogo, nell'operazione di riscaldamento effettuata mediante il compressore 13, la temperatura Tp dello scambiatore di calore interno viene controllata da mezzi di rivelazione di temperatura 15 per determinare se essa è inferiore alla temperatura di sgancio (circa 53°C, la temperatura preimpostata nei mezzi di controllo), come in fig. 5. Se così, la frequenza operativa del compressore 13 aumenta finché la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno raggiunge la temperatura di sgancio. Quando essa supera la temperatura di sgancio, viene interrotto l'aumento della frequenza operativa del compressore 13 e mantiene il livello operativo corrente .

A questo punto, nel passo 1, i mezzi di controllo 7 discriminano se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno continua ad aumentare a causa del calore di sovraccarico e supera la temperatura di caduta (circa 60°C la temperatura preimpostata nei mezzi di controllo) mostrata in fig. 5.

Come risultato della discriminazione nel passo SI, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno viene mantenuta al di sotto della temperatura di caduta (in caso di NO) , il compressore 13 mantiene la sua frequenza operativa corrente e ripete le operazioni successive a SI finché la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno supera la temperatura di caduta.

D'altro canto, come risultato della discriminazione nel passo SI, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno supera la temperatura di caduta (in caso di SI), il flusso procede a S2, in cui i mezzi di controllo 7 determinano se si è verificato il sovraccarico di riscaldamento. Così, la frequenza operativa del compressore 13 viene ridotta di 2Hz (la frequenza operativa iniziale del compressore mostrata in fig.

5), subito prima che la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno superi la temperatura di caduta, per una frequenza operativa massima del compressore 13 (la prima frequenza operativa massima del compressore mostrata in fig. 5). A questo punto, inizia a venire contato un periodo predeterminato di tempo, 10 minuti.

Poi, nel passo S3, la frequenza operativa del compressore, come mostrato nella fig. 5, viene ridotta per proteggere il compressore 13 finché la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno scende sotto la temperatura di caduta. Nel passo S4, i mezzi di controllo 7 discriminano se la temperatura dello scambiatore di calore interno continua a scendere sotto la temperatura di caduta secondo la frequenza operativa massima ridotta del compressore 13.

Come risultato della discriminazione nel passo S4 , se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno è ancora superiore alla temperatura di caduta (in caso di NO), il flusso ritorna al passo S3 e ripete le operazioni prima del passo S3 mentre le frequenze operative del compressore 13 continuano a diminuire finché la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno perviene al di sotto della temperatura di caduta.

D'altro canto, come risultato della discriminazione nel passo S4, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno scende sotto la temperatura di caduta (in caso di SI), il flusso procede al passo S5 in cui il compressore 13 arresta la diminuizione delle sue frequenze operative e mantiene il suo livello operativo corrente.

Di conseguenza, nel passo S6 i mezzi di controllo 7 discriminano se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno continua a scendere sotto la temperatura di sgancio come mostrato nella fig. 5.

Come risultato della discriminazione nel passo S6, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno supera la temperatura di sgancio (in caso di NO), il flusso avanza al passo S61 in cui i mezzi di controllo 7 continuano a contare il tempo e, poi, ritornano al passo S5 per ripetere le operazioni prima di S5.

Come risultato della discriminazione nel passo 56, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno scende sotto la temperatura di sgancio (in caso di SI), il flusso procede al passo S7 in cui i mezzi di controllo 7 determinano se sono trascorsi 10 minuti tra quando la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno ha superato la temperatura di caduta e quando essa scende sotto la temperatura di sgancio, se non sono trascorsi 10 minuti (in caso di NO), il flusso procede al passo S7 in cui i mezzi di controllo 7 aumentano il periodo di tempo che deve trascorrere.

Come risultato della discriminazione nel passo 57, se sono trascorsi 10 minuti (in caso di SI), il flusso procede al passo S8 in cui i mezzi di controllo 7 determinano se è abbandonato lo stato di controllo del calore di sovraccarico provocato dalla condizione di sovraccarico di riscaldamento e ripristina la frequenza operativa del compressore a quella (frequenza operativa iniziale del compressore) di 2 Hz più alta della frequenza operativa massima (la prima frequenza operativa massima del compressore) limitata dalla condizione di sovraccarico di riscaldamento in S2.

Successivamente, nel passo S9, la frequenza del compressore 13 viene aumentata finché la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno viene alimentata al di sopra della temperatura di sgancio, come illustrato in fig. 5, e nel passo SIO, i mezzi di controllo 7 discriminano se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno è aumentata secondo la frequenza ascendente del compressore 13 in modo da divenire più alta della temperatura di sgancio.

Come risultato della discriminazione nel passo SIO, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno è al di sotto della temperatura di sgancio (in caso di NO), il flusso ritorna al passo S9 per aumentare continuamente la frequenza del compressore 13 fino al punto in cui la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno inizia a divenire più alta della temperatura di sgancio, ed effettuare le operazioni ripetute successive al passo S9.

Intanto, come risultato della discriminazione nel passo SIO, se la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno è maggiore della temperatura di sgancio (in caso di SI), il flusso avanza al passo SII per lo sgancio simile di frequenza nel compressore 13 e come illustrato nella fig. 5, mantenere la frequenza operativa corrente del compressore, dopodiché il flusso ritorna al passo SI per effettuare in maniera ripetitiva le operazioni successive al passo SI.

Inoltre, come risultato della discriminazione nel passo S7, se non sono passati 10 minuti (in caso di NO), i mezzi di controllo 7 discriminano che non è abbandonato il controllo di sovraccarico secondo la condizione di sovraccarico di riscaldamento, ed avanza al passo S9 per aumentare la frequenza del compressore 13, come illustrato nella fig. 5, finché la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno aumenta al di sopra della temperatura di sgancio, ed effettuare in maniera ripetitiva le operazioni successive al passo S9.

Come su descritto, ogni qualvolta si verifica la condizione di sovraccarico di riscaldamento, cioè, la temperatura (Tp) dello scambiatore di calore interno supera la temperatura di caduta, vengono limitate le frequenze operative massime {prima, seconda, terza ....) del compressore impostandole di 2Hz minori di quelle prima che la temperatura (Tp) raggiunge la temperatura di caduta come mostrato in Fig. 5. Pertanto, è stato ridotto il numero di cui il compressore aumenta e diminuisce le sue frequenze operative.

Inoltre, il periodo predeterminato di tempo di 10 minuti da trascorrere alla prima, seconda, terza .... massima frequenza del compressore limitate dal controllo di calore di sovraccarico diviene variabile e le frequenze operative del compressore ritornano al loro livello iniziale, così che può venire migliorata l'efficienza operativa del compressore 13.

Pertanto, ci sono vantaggi nel metodo di controllo del calore di sovraccarico del condizionatore di aria secondo la presente invenzione per il fatto che, quando viene rivelata la condizione di calore di sovraccarico, viene limitata la frequenza operativa massima del compressore impostandola di 2Hz minore della frequenza operativa corrente subito prima che si verifica la condizione di calore di sovraccarico, così che viene reso minimo il numero di cui il compressore aumenta e diminuisce le sue frequenze operative in modo da impedire la generazione di rumore del compressore e ridurre la variazione nella capacità di riscaldamento del condizionatore di aria.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo del calore di sovraccarico di un condizionatore di aria che effettua un'operazione di riscaldamento controllando in maniera variabile le frequenze operative di un compressore in risposta a variazioni nella temperatura di uno scambiatore di calore interno, il metodo comprendendo le operazioni di: discriminare se la temperatura dello scambiatore di calore interno supera la temperatura di caduta a causa della condizione di calore di sovraccarico; limitare la frequenza operativa massima del compressore, quando la temperatura dello scambiatore di calore interno viene mantenuta superiore alla temperatura di caduta, impostando un numero predeterminato minore di quello subito prima che la temperatura dello scambiatore di calore interno perviene alla temperatura di caduta; discriminare se la temperatura dello scambiatore di calore interno scende sotto.,la temperatura di sgancio; discriminare se è trascorso un periodo predeterminato di tempo con la temperatura dello scambiatore di calore interno e viene mantenuta sotto la temperatura di sgancio prima che la temperatura dello scambiatore di calore interno scenda dalla temperatura di caduta sotto la temperatura di sgancio; e ripristinare la frequenza operativa massima del compressore ad un numero predeterminato più alto della frequenza operativa massima limitata nella operazione precedente dopo che è trascorso un periodo predeterminato di tempo.
2. Metodo come definito nella rivendicazione 1, il metodo comprendendo l'operazione in cui la frequenza operativa del compressore viene cambiata in maniera variabile diminuendo la temperatura Tp dello scambiatore di calore interno in modo da scendere sotto la temperatura di caduta, se essa supera la temperatura di caduta, ed interrompendo la diminuzione per mantenere il suo livello livello operativo corrente, se la temperatura dello scambiatore di calore interno scende sotto la temperatura di caduta.
3. Metodo come definito nella rivendicazione 1 o 2, il metodo comprendendo l'operazione di azzerare il periodo di tempo conteggiato se la temperatura dello scambiatore di calore interno non scende sotto la temperatura di sgancio nella operazione di discriminazione della temperatura di sgancio .
4. Metodo come definito nella rivendicazione 1, il metodo comprendendo un campo di frequenze operative predeterminate del compressore da controllare fissato tra 1 - 3 Hz.
5. Metodo come definito nella rivendicazione 1 o 4, il metodo comprendendo un periodo predeterminato di tempo nel campo di 5 - 15 minuti.