专利名称：用于制冷或空调系统的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制制冷或空调系统的至少一个部件的控制设备，该控制设备包括蒸发器、位于冷却剂回路中蒸发器上游和/或下游的传感器和电子膨胀阀，其中该控制设备设计成用来根据由传感器输送的信号作用于该膨胀阀。
背景技术：
上述类型的制冷和空调系统可从现有技术的各种实施方案中得知，并且用于例如食品的冷却或房间的空气调节，这些系统的冷却剂回路除膨胀阀和蒸发器外还具有压缩机和液化器。对于这类制冷和空调系统的连续、有效的和无故障运行来说，有必要定期对蒸发器除霜，该蒸发器在所有情况下使用并且在运行期间结冰。本方法的目的是尽快地进行除霜程序，以便不让制冷系统中冷却的食品不必要地长时间暴露在例如增加的温度下。
在除霜过程中，必须通过除霜过程中的热气或冷气将冷却剂回路中的冷却剂流转移或中断，从而使用于除霜的热气或冷气能够被引导通过蒸发器以及可选择地通过膨胀阀成为可能。当通过环境空气或通过电除霜加热除霜时，不一定必须将冷却剂流转移，但是必须至少中断，以便在该除霜过程中蒸发器不被制冷剂冷却，否则将阻碍除霜过程。
除霜过程中冷却剂流的中断或转移通常会受到电磁阀的影响，该电磁阀位于冷却剂回路中适合的位置，其中在许多应用中所谓的电磁阀的位置位于靠近或者相对远离蒸发器的位置。
另外，如果使用电子膨胀阀的话，必须确保在除霜过程中将该膨胀阀转为静态。也就是说，如果在正常操作过程中的调节或控制过程在除霜过程中继续的话，这可能导致对膨胀阀的破坏，因为没有将后者设计为用于除霜过程中存在的空运转。另外，在除霜过程中继续的对膨胀阀的控制或调节将导致引起噪音污染。
在这一方面，有必要在所有情况下当除霜过程开始和结束时通知与电子膨胀阀连接的控制设备，否则，它不能将膨胀阀转为静态。如果在除霜过程中用于中断或转移冷却剂流的电磁阀接近与膨胀阀连接的控制和调节装置，则可以在该装置与电磁阀之间建立电连接，所谓的信息通过该电连接传输。然而，在许多应用中，如之前所提及，将电磁阀在空间上设置在远离与膨胀阀连接的控制和调节装置，以致电连接的建立是困难的或要付出不成比例的努力。这种类型的应用存在于，例如，有许多冷却器的超级市场中，在这些冷却器中，至少一个电子膨胀阀与其各自相关的控制设备置于每个冷却器内部并且用于中断或转移冷却剂流的电磁阀置于控制室的中心，该控制室位于相对远离冷却器的位置。
发明内容
本发明的一个目的在于进一步开发前述的控制设备，使得用于中断或转移冷却剂回路的电磁阀和与各个膨胀阀相连的用于除霜过程管理的控制设备之间不需要电连接。
根据本发明，通过权利要求1的特征达到该目的，该特征尤其在于温度传感器在膨胀阀远离冷却剂回路中的蒸发器的一侧与膨胀阀的上游连接，其中，当温度传感器输出低于预定阈值的温度值或以至少一种预定方式下降的温度曲线时，控制设备设计为用于中断其控制功能和将膨胀阀保持在静态。
因此，本发明利用这种认识，即膨胀阀前面的管道中存在的制冷剂蒸发并因此对冷却剂流的中断或转移起到冷却效果。在除霜过程之外的冷却剂回路的正常操作中，在膨胀阀前面的管道中没有蒸发过程发生，因为制冷剂仅在蒸发器中蒸发并且仅以液态存在于膨胀阀前面的管道中。在这一方面，膨胀阀前面的管道在除霜过程前后比在除霜过程一开始的时候具有更高的温度。这种将除霜过程与正常操作区分开的温度差异通过根据本发明提供的温度传感器检测，并且汇报给用于控制膨胀阀的控制设备，以致当除霜过程开始时，与膨胀阀连接的控制设备能够识别。
这种识别过程可以在这种情况下进行没有任何信息必须从最终触发除霜过程的电磁阀传送到膨胀阀的控制设备。因此，如果将所述电磁阀置于，例如，远离冷却器的控制室内，则在冷却器中根据本发明提供的温度传感器能够在冷却剂回路管道的提及位置处检测温度下降并且将其报告给同样位于各自冷却器中的膨胀阀的控制设备，以便该控制设备能因此最终负责将膨胀阀转到静态。
根据本发明制备的用于控制膨胀阀的控制设备能够将膨胀阀转到静态，例如，根据本发明提供的温度传感器输出低于预定阈值的温度值时，或者，当根据本发明的温度传感器输出以至少一种预定方式下降的温度曲线时，所述过程也可以被触发，以致在这种情况下，它不仅是降到用作除霜过程的开始作为标准使用的阈值之下，而是在膨胀阀前面的管道附近的温度下降的时间变化。
优选将根据本发明的温度传感器直接置于冷却剂回路内远离蒸发器一侧的该膨胀阀的前面，以使该温度传感器和膨胀阀之间的空间距离尽可能小。用这样的方式实现将温度传感器和与膨胀阀连接的控制设备之间的输电线尽可能地沿着与膨胀阀和控制设备之间的电线的相同路径铺设。在这种方式中，实际上几乎完全省去用于管道铺设的额外工作。
在除霜过程中，通常可以将膨胀阀转到任何想要的静态。因此它可以是完全开放的状态，完全关闭的状态，或仅部分开放或部分关闭的状态。然而，在除霜过程中将膨胀阀转到完全开放的状态是优选的，因为在这种情况下，用于蒸发器除霜的介质如热气或冷气可以没有阻碍地流过膨胀阀。
为了在正常操作过程中(即在除霜过程前后)控制膨胀阀，在膨胀阀和蒸发器之间可以提供第二温度传感器用于检测蒸发器的工作条件，以及在蒸发器后面提供第三温度传感器，其中将通过所述温度传感器输送的值汇报给膨胀阀的控制设备。或者或另外，也可以将压力传感器用于蒸发器后面的第三传感器。根据本发明，该控制设备也可以设计成不仅适合于识别除霜过程的开始，而且还适合于识别这一除霜过程的结束。在识别除霜过程结束的时候，该控制设备则可以取消膨胀阀的保持状态，并且随后接管该膨胀阀的正常控制和调节功能，该功能在冷却或空气调节中是需要的。在除霜过程结束时，用于中断或转移冷却剂流的电磁阀经控制使该冷却剂流可以再次没有阻碍地流经冷却剂回路。因此制冷剂也再次流经蒸发器，其结果是设置在膨胀阀和蒸发器之间的温度传感器和/或置于冷却剂回路内的蒸发器后面的温度传感器，其温度变化以至少一种预定方式下降。这一温度变化或下降到阈值之下可以通过控制设备来检测，随之取消膨胀阀的保持状态并且再次启动膨胀阀的常规控制功能。或者或另外，除了对温度的所述检测之外，也可以在置于蒸发器后面的压力传感器处检测压力增量以从除霜模式切换到常规模式。
如果该下降的温度变化是单独的或在所述切换时被考虑，例如，当在数秒内发生几度的温度下降时始终进行切换。此类温度下降通常在除霜过程中从不发生，而是仅在其结束之后发生，因此它代表除霜过程结束的重要标准。在此，在1到30秒内下降3到5°是典型的。
本发明不局限于以上所述控制设备。它还涉及其中使用至少一种所述控制设备的制冷或空调系统。
本发明另外的优选实施方案在从属权利要求中描述。
下面本发明将参照实施例和附图进行描述。冷却剂回路区域的框图显示在该图中，该图显示了对本发明的功能来说重要的部件。
具体实施例方式
电磁阀1、电子膨胀阀2和蒸发器3彼此连续地沿制冷剂的流动方向设置在冷却剂回路内。在常规冷却剂回路的框架内，该回路对蒸发器3存在冷却或空气调节作用，因此该制冷剂首先以液态流经电磁阀1并且随后流经电子膨胀阀2，随之它在蒸发器3中蒸发。
电子膨胀阀2在空间上位于接近蒸发器3的位置，以使部件2、3都可以例如置于冷却器内部。相反，电磁阀1在空间上相对远离电子膨胀阀2，以便在例如与冷却器分开设置的控制室内提供该电磁阀。
在电磁阀1和电子膨胀阀2之间没有设置输电线或技术数据连接，而是仅有冷却剂流流经的管道。
温度传感器4沿流动方向连接在蒸发器的上游，并且另一个温度传感器5连接在下游。另外，压力传感器6设置在该温度传感器5的后面。所有传感器4、5、6可以例如像蒸发器3和电子膨胀阀2一样位于冷却器内。传感器4、5、6将温度信号和压力信号输送到根据本发明的控制设备8，其调节在所示安排的正常操作中的电子膨胀阀2的各种开放度。以一般方式调节电子膨胀阀2使提供给蒸发器3的制冷剂在蒸发器3内尽可能完全地蒸发。
根据本发明，将另一个温度传感器7(其可以同样位于冷却器内)直接置于远离蒸发器3的一侧的膨胀阀2的前面。这一温度传感器7测量冷却剂线路的温度或直接位于电子膨胀阀前面的制冷剂的温度，并且，它所处的位置能够以希望的方式将直接位于电子膨胀阀2前面的管道的冷却情况报告给控制设备8。
如图所示，设备的操作中，当按这种方式关闭电磁阀1以启动除霜过程时，这导致置于电子膨胀阀2前面的温度传感器7区域中的冷却剂的蒸发。在控制设备8检测到这一冷却之后，它将电子膨胀阀2转为静止的、完全开放的状态以在除霜过程中保护该电子膨胀阀2，并且也可允许除霜剂介质流经蒸发器3。
当除霜过程之后再次打开电磁阀1时，温度传感器4、5处温度下降，压力传感器6处压力增加。这些温度和/或压力的改变可以立刻通过控制设备8再次检测，其最终的效果是相对于电子膨胀阀2控制设备8再次开始常规标准运行。
参考编号列表1 磁场2 电子膨胀阀3 蒸发器
4 温度传感器5 温度传感器6 压力传感器7 温度传感器8 控制设备
权利要求
1.一种控制设备，其用于控制制冷或空调系统的至少一种部件，该制冷或空调系统包括蒸发器(3)、置于冷却剂回路中该蒸发器(3)上游和/或下游的传感器(4、5、6)和电子膨胀阀(2)，其中控制设备(8)设计为用于根据传感器(4、5、6)输送的信号作用于膨胀阀(2)，其特征在于，温度传感器(7)被设置在膨胀阀(2)的、远离蒸发器(3)的一侧的前面，其中控制设备(8)设计为用于，当温度传感器(7)输出低于预定阈值的温度值或输出以至少一种预定方式下降的温度变化时，中断其控制功能并将膨胀阀(2)保持在静态。
2.根据权利要求1的控制设备，其特征在于，温度传感器(7)在该冷却剂回路中被直接置于膨胀阀(2)的、远离该蒸发器(3)的一侧的前面。
3.根据上述权利要求中任何一项的控制设备，其特征在于，该膨胀阀(2)的静态对应于其打开状态。
4.根据上述权利要求中任何一项的控制设备，其特征在于，温度传感器(4、5)置于该膨胀阀(2)和该蒸发器(3)之间和/或该蒸发器(3)后面的冷却剂回路中。
5.根据上述权利要求的任何一项的控制设备，其特征在于，压力传感器(6)置于该蒸发器(3)后面的冷却剂回路中。
6.根据上述权利要求中任何一项的控制设备，其特征在于，控制设备(8)设计为用于当位于该膨胀阀(2)和该蒸发器(3)之间的温度传感器(4)和/或位于冷却剂回路中的蒸发器下游的温度传感器(5)输送以至少一种预定方式下降的温度变化时，取消该膨胀阀(2)的保持状态并再次执行其与该膨胀阀(2)相关的控制功能。
7.根据上述权利要求中任何一项的控制设备，其特征在于，用于中断或转移冷却剂回路的电磁阀(1)安排在膨胀阀(2)前面的冷却剂回路中，并且尤其位于膨胀阀(2)前面数米处。
8.一种制冷或空调系统，其包括根据上述权利要求中任何一项的设备。
9.根据权利要求8的制冷或空调系统，其特征在于，其设计为用于通过热气、冷气、环境空气或通过电除霜加热将蒸发器(3)除霜。
全文摘要
本发明涉及用于控制制冷或空调系统的膨胀阀(2)的控制设备(8)，其包括与冷却剂回路中膨胀阀上游连接的温度传感器(7)。如果该控制设备检测到通常在除霜过程开始时发生的前述温度传感器中的温度下降，则将该膨胀阀转换到静态，从而在除霜过程中保护该阀。
文档编号F25D21/00GK1950649SQ200580014797
公开日2007年4月18日 申请日期2005年4月20日 优先权日2004年5月18日
发明者汉斯-朱根斯·伯斯克 申请人:埃莫森电器两合公司