專利名稱：節(jié)能控制方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能控制方法及其裝置，特別是涉及一種用于冷凍冷藏 或空調設備的節(jié)能控制方法及其裝置。
背景技術：
地球暖化，節(jié)省電力以節(jié)省二氧化碳排放量是當務之急，人人節(jié)省電力， 累積起來就相當可觀，再者，賣場或便利商店竟爭激列，電力的節(jié)省也是竟 爭成敗的重要因素，因此在業(yè)者急需電力節(jié)省設備的情況下，發(fā)展此外桂式 變頻裝置，成本低，舊有設備也可使用，符合業(yè)者急迫的需求。
現今對于便利商店的省能的項目上，主力是以空調及冷凍設備為主，其 中冷凍冷藏設備就占了整體耗電的百分之三十以上，而冷凍冷藏設備要達到 省能的目標，主力還是以變頻為主，其余的事項，包括除霧控制，除霜控制 等、系統(tǒng)的搭配及控制策略也占了一部分，最有效的一環(huán)還是屬變頻的容量 控制法則，也就是在一般的冷凍冷藏設備中，設計時必須以最惡烈的環(huán)境下 為基準，所有的冷凍冷藏設備都須超過容量設計，包含壓縮機的容量也如此， 但在一般的情況下，并不是在最惡劣的情況下運轉，因此以容量控制的原理 進行對壓縮機轉速的調整，達到最佳容量運轉，可達到省電的目的，主要是 壓縮機轉速與耗電成正比，在適合的容量下，盡量控制壓縮機在最低的轉速， 如此在cop提升之下可達到大量省電的目的。
因此對于現存的空調或冷藏系統(tǒng)而言，如何在適合的運轉容量下盡量將 壓縮機控制在最低的轉速將是一個相當重要的問題，職是之故，申請人鑒于 現有技術中所產生的種種缺失，經過悉心試驗與研究，并一本鍥而不舍的精 神，終構思出本發(fā)明「節(jié)能控制方法及其裝置」，能夠克服上述系統(tǒng)在現有 上的各種缺點，以下為本發(fā)明的簡要說明。

發(fā)明內容
由于在冷凍冷藏或空調設備中壓縮機的轉速將與耗電量成正比例關系，因此使用者應在能夠滿足需求的狀況下，盡量將壓縮機的轉速控制在最低 速，如此可大量節(jié)省電力。故本發(fā)明發(fā)明人構思一種能夠依據量測所得的壓 縮機壓力準值調整輸入至壓縮機的電源的頻率，以控制壓縮機的轉速的裝置 及方法。而且本方法以運轉率來調整控制壓力。
根據本發(fā)明的構想，提出一種節(jié)能控制方法，其包括步驟依一壓縮機的
一運轉能力設定該壓縮機及至少 一蒸發(fā)器間的 一壓力準值；及依該壓力準值 控制該壓縮^i的動作。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種控制方法，更包括步驟計算一冷凍冷藏空 調設備的一需求容量。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種控制方法，更包括步驟計算該冷凍冷藏空 調設備所具有的該壓縮機的該運轉率。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種控制方法，更包括步驟依該壓力準值調整 輸入該壓縮才幾的電源的頻率。
一種實施如前述的該種控制方法的裝置。
根據本發(fā)明的構想，提出一種節(jié)能控制裝置，其包括一壓力偵測裝置其 設在一壓縮機及至少一蒸發(fā)器間并與該兩者連接，以偵測該壓縮機及該至少 一蒸發(fā)器間的一壓力；及一控制裝置依據該壓力準值的運轉率控制該壓縮機 的動作并將該壓力保持在該壓力準值。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種節(jié)能控制裝置，其中該控制裝置更依據一 運轉率計算一需求容量。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種節(jié)能控制裝置，其中該壓力準值依據該需 求容量及該壓縮機的 一運轉能力而決定。
根據本發(fā)明的構想，提出一種節(jié)能裝置，其包括一冷凍冷藏空調設備； 及一控制模塊，與該冷凍冷藏空調設備電連接，該控制模塊依一壓力準值控 制該壓縮才幾的動作。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種節(jié)能裝置，其中該控制模塊更包括一壓力 偵測裝置，其設在一壓縮機及至少一蒸發(fā)器間并與該兩者連接，以偵測該壓 縮機及該至少一蒸發(fā)器間的一壓力；及一控制裝置，依據該壓力準值的運轉 率控制該壓縮機的動作并將該壓力保持在該壓力準值。壓力準值可依運轉率 自動調整壓力的高低設定值。這邊所強調的運轉率的基準是以拒內溫度能控 制在所設定的溫度，這時轉速愈低則運轉率愈高，但愈省電。較佳地，本發(fā)明所提供的該種節(jié)能裝置，其中該控制模塊更依據一運轉 率計算一需求容量。
較佳地，本發(fā)明所提供的該種節(jié)能裝置，其中該壓力準值依據該需求容 量及該壓縮機的一運轉能力而決定。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點節(jié)能、省成本、新舊設備皆可采用的壓縮機變 頻設備，本土化設計，對賣場最煩惱的維修線建立與訓練皆可達成，且本發(fā) 明能夠在不變更原系統(tǒng)及原控制箱的情況下增加控制模塊，在施工上非常簡 易，在原系統(tǒng)下可快速的達到更改的目地，另相較于傳統(tǒng)變頻控制須裝設多 點溫度感測器及復雜的控制組件，本發(fā)明更具有安裝簡易、成本低、 一對多 的變頻功能。


圖1為本發(fā)明所揭露的控制方法其實施流程示意圖2為本發(fā)明揭露的控制裝置組合應用在現有的冷凍冷藏空調設備上的 第一實施例示意圖3為本發(fā)明揭露的控制裝置組合應用在現有的冷凍冷藏空調設備上的 第二實施例示意圖；及
圖4為采用本發(fā)明所揭露的控制方法的冷凍冷藏空調設備其用電量分析 示意圖。
主要元件符號說明
11:輸入開放式冷藏拒的運轉壓力、除霜循環(huán)時間、除霜時間、
壓縮機啟動保護時間等設定 12:依照所設定壓力值計算壓縮機的運轉率 13:運轉率的計算得出數值 14:判定運轉率
15:運轉率低于設定值則提高壓力準值
16:運轉率高于設定值則降低壓力準值
17:運轉率適當則保持壓力準值
18:調整冷藏拒壓縮機的電源頻率以變動壓縮機轉速
21:壓縮機 22:蒸發(fā)器
23:冷凝器 26:膨脹閥25:壓縮機控制器
20A:壓力偵測裝置 20B:頻率控制裝置
31:展示拒32:感溫球
33:墻34:溫控器
35:電》茲閥IN.:室內EX.室外
具體實施例方式
本發(fā)明將可由以下的實施例說明而得到充分了解，使得熟悉本技術的人 士可以據以完成之，然而本發(fā)明的實施并非可由下列實施案例而被限制其實 施型態(tài)。
為便于說明本發(fā)明的實施狀況，以下將以便利商店中常見的開放式冷藏 拒作為冷凍冷藏設備以詳盡說明本發(fā)明的實施，但請?zhí)貏e注意，本發(fā)明的實 施非因此而僅限于便利商店中的開放式冷藏拒，他種冷凍冷藏或空調設備也 為本發(fā)明的應用或實施對象。
首先說明本發(fā)明的核心概念。由于在冷凍冷藏或空調設備中壓縮機的轉 速將與耗電量成正比例關系，因此使用者應在能夠滿足需求的狀況下，盡量 將壓縮機的轉速控制在最低速，如此可大量節(jié)省電力。因此本發(fā)明揭露一種 控制方法，其首先判定冷凍冷藏空調設備目前的運轉率即運轉能力，進而依
準值調整輸入至壓縮機的電源的頻率，以控制壓縮機轉速的方法及其裝置。 茲利用流程圖更進一步說明以上揭露的控制方法的概念。請參照圖1,
其為本發(fā)明所揭露的控制方法其實施流程示意圖。圖1中包括步驟輸入開 放式冷藏拒的運轉壓力、除霜循環(huán)時間、除霜時間、壓縮機啟動保護時間等 運轉所必須的各種參數11;各拒體能夠控制在所設定的溫度范圍內時，計算 開放式冷藏拒壓縮機運轉率12;計算運轉率13;判定運轉率14;運轉率低 于設定值則提高壓力準值15;如運轉率高于設定值則降低壓力準值16;如 適當則保持壓力準值17;及調整冷藏拒壓縮機的電源頻率以變動壓縮機轉速 18。當每臺拒體的溫度到達后，每臺電磁閥都關閉的情況下，此時運轉的壓 縮機會使吸入壓力持續(xù)下降，直到某設定壓力之下，令壓縮機停機，根據壓 縮機開啟與關閉的時間從軟體里計算運轉率，若壓縮機的運轉能力無法滿足需求容量，則降低壓力準值，若壓縮機的運轉能力不但可以滿足需求容量還 有剩余，則提高壓力準值，若壓縮機的運轉能力恰可滿足需求容量，保持壓
力準值，此即上述步驟14、 15、 16及17，而后依壓力準值調整冷藏拒壓縮 機的電源頻率以變動壓縮機轉速，即步驟18。經由實施以上方法，可保持冷 藏拒的低溫在滿足使用者需求的狀況下，仍可使壓縮機的轉速盡量維持在低 速，以節(jié)省電能。
以下更進一 步說明本發(fā)明所揭露的控制方法應用在實際的冷凍冷藏空 調設備上的實施狀況。請參照圖2，其為本發(fā)明揭露的控制裝置組合應用在 現有的冷凍冷藏空調設備上的第一實施例示意圖。圖2中包括壓縮機21、蒸 發(fā)器22、冷凝器23、膨脹閥26、壓縮機控制器25、壓力偵測裝置20A及頻 率控制裝置20B。其中壓縮機21、蒸發(fā)器22、冷凝器23、膨脹閥26、壓縮 機控制器25為現有的冷凍冷藏空調設備中常見的裝置。
在本第一實施例中，壓力偵測裝置20A設置在壓縮機21及蒸發(fā)器22 間，以偵測壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力，首先頻率控制裝置20B將依目 前使用者所要求的需求容量判定壓縮機21的運轉率的剩余或不足，以決定 壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力準值(此部分的控制方法請參照前述說明)， 另由于頻率控制裝置20B與壓力偵測裝置20A間設定有一回授機制，即壓 力偵測裝置20A將持續(xù)偵測壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力，若偵測所得的 壓力偏離決定的壓力準值，則調整輸入壓縮機21的電源的頻率而控制壓縮 機21的轉速，由此使得壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力維持在決定的壓力 準值，然后頻率控制裝置20B依此壓力準值調整輸入至壓縮機的電源的頻 率，由此蒸發(fā)器22所產生的溫度在可滿足使用者需求容量的狀況下，仍可 使壓縮機21的轉速盡量維持在低速，以節(jié)省電能。在本第一實施例中僅有 一個蒸發(fā)器22。
通常便利商店中的開放式冷藏拒，有可能是一個冷藏拒使用 一個壓縮 機，或是多個冷藏柜使用一個壓縮機，利用以上所述的方法，無論冷藏拒的 組合是一對一， 一對二或一對多，均可輕易達到降低壓縮機轉速，但冷藏拒 仍能保持所需要的低溫。以下將更進一步說明一個壓縮機對應至數個冷藏 拒的狀況。
請參照圖3,為本發(fā)明揭露的控制裝置組合應用在現有的冷凍冷藏空調 設備上的第二實施例示意圖。圖3中包括壓縮機21、蒸發(fā)器22、冷凝器23、膨脹閥26、壓縮機控制器25、頻率控制裝置20B、壓力偵測裝置20A、展 示拒31、感溫球32、墻33、溫控器34、電;茲閥35、室內IN.及室外EX.。 其中壓縮機21、蒸發(fā)器22、冷凝器23、膨脹閥26、壓縮機控制器25為現 有的冷凍冷藏空調設備中常見的裝置。圖3中所揭露的實施狀況，為最典型 的便利商店中冷藏拒的布置狀況，幾乎是平常生活中非常常見的布置，展示 拒31中可擺設各類冰品、冷飲等。在本第二實施例中包括多個蒸發(fā)器22。
在圖3中所揭露的第二實施例中具有多個蒸發(fā)器22,而每一個蒸發(fā)器 22的冷媒都用來冷卻一個展示拒31,多個蒸發(fā)器22的冷媒在匯集后便進入 壓縮機21中，而壓力偵測裝置20A設于多個蒸發(fā)器22匯集后進入壓縮機 21之前的位置，也用于偵測壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力，首先頻率控制 裝置20B將依目前使用者所要求的需求容量判定壓縮機21的運轉能力的剩 余或不足，以決定壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力準值(此部分的控制方法 請參照前述說明)，另由于頻率控制裝置20B與壓力偵測裝置20A間設定有 一回授機制，即壓力偵測裝置20A將持續(xù)偵測壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓 力，若偵測所得的壓力偏離決定的壓力準值，則調整輸入壓縮機21的電源 的頻率而控制壓縮機21的轉速，由此使得壓縮機21及蒸發(fā)器22間的壓力 維持在決定的壓力準值，然后頻率控制裝置20B依此壓力準值調整輸入至壓 縮機的電源的頻率，由此多個蒸發(fā)器22所產生的溫度在可滿足使用者需求 的狀況下，仍可使壓縮機21的轉速盡量維持在低速，以節(jié)省電能。各個拒 體的溫度是由各拒體獨立的溫度控制器所控制，各自拒體溫度如未達到設定 溫度則打開各自的電磁閥35,溫度到達則關閉電磁閥35，各拒體的溫度是 靠各自的溫控器控制電磁閥所致，必須控制在所設定的溫度范圍內，所述的 電^f茲閥打開或關閉意謂冷媒流過或停止流過之意。
而實施本發(fā)明的控制方法后，其節(jié)能效果如下所述。請參照圖4，為采 用本發(fā)明所揭露的控制方法的冷凍冷藏空調設備其用電量分析示意圖。圖4 中的數據為本發(fā)明實際應用于賣場的測試結果，圖4中的狀況為，在十三日 中午前，該賣場的冷藏拒均設有本發(fā)明所述的控制裝置，但在十三日中午后，
該賣場的冷藏拒撤除了本發(fā)明所述的控制裝置，恢復原本未設有節(jié)能裝置的 狀態(tài)，由圖4中可看出，其日用電量凄t據在十三日中午前均可維持在70kWh 左右，但自十三日中午撤除了本發(fā)明的節(jié)能裝置后，其日用電量數據上升至 將至90kWh左右，由圖4中可顯著的看出本發(fā)明的節(jié)能控制方法及其裝置應用在實際冷凍冷藏空調i殳備中的節(jié)能效率。
在前述的第 一及第二實施例當中，基本上使用者可以完全無須變更原冷
凍空調系統(tǒng)，也就是在圖l及圖2中的壓縮機21、蒸發(fā)器22、冷凝器23、 膨脹閥26及壓縮機控制器25均為現有冷凍冷藏空調設備中必備的元件，使 用者只須在此等現有的冷凍冷藏空調設備上加裝壓力偵測裝置20A及頻率 控制裝置20B,即可成功實施本發(fā)明，而壓力偵測裝置20A及頻率控制裝置 20B又可整合為一個控制模塊，故使用者可以在不變動原系統(tǒng)的狀況下加設 上述控制模塊，施工上相當簡易且迅速，也相當節(jié)省成本，再加上裝設上述 的控制模塊后，更可大幅度節(jié)省冷藏拒的消耗電源。
總結而言，本發(fā)明至少具有如下的優(yōu)點(a)改善一對多冷凍系統(tǒng)，各別 膨脹閥可以控制冷媒流量、但過熱度卻無法提供壓縮機容量控制的訊息；(b)
改善單獨少數幾個拒體啟動時，可能因閥件和冷媒流量差異，而造成過熱度 的變化；(c)本發(fā)明利用過熱度控制，由膨脹閥至壓縮機吸入端有時間的延遲， 改善反應的靈敏度；(d)利用壓力波的傳遞穩(wěn)定性遠大于溫度傳遞、而在定量 冷媒充填時，負載越大，則高壓越高，低壓越低，亦既壓縮比增大，反之則 會降低，因此本發(fā)明所揭露的變頻控制方法及其系統(tǒng)具有快速反應的特性。 以上所述的僅為本發(fā)明的最佳實施例而已，當不能以之限定本發(fā)明所實 施的范圍。即大凡依本發(fā)明權利要求所作的均等變化與修飾，皆應仍屬于本 發(fā)明專利涵蓋的范圍內，謹請貴審查委員明鑒，并祈惠準，是所至禱。
權利要求
1. 一種節(jié)能控制方法，其包括步驟依壓縮機的運轉能力設定該壓縮機及至少一蒸發(fā)器間的壓力準值；及依該壓力準值控制該壓縮機的動作。
2. 如權利要求1所述的該種控制方法，更包括步驟 依該運轉能力計算冷凍冷藏空調設備的需求容量；及/或 計算該壓縮機的該運轉能力。
3. 如權利要求1或2所述的該種控制方法，更包括步驟 依該需求容量及該運轉能力計算該壓力準值。
4. 如權利要求1所述的該種控制方法，更包括步驟 確定該運轉能力與 一設定值間的大小關系； 若該運轉能力大于該設定值，則降低該壓力準值； 若該運轉能力小于該設定值，則提高該壓力準值；及 若該運轉能力等于該設定值，則保持該壓力準值。
5. 如權利要求1所述的該種控制方法，更包括步驟 依該壓力準值調整該壓縮機的電源頻率以變動壓縮4幾轉速。
6. —種實施如權利要求1所述的該種控制方法的裝置。
7. —種節(jié)能控制裝置，其包括壓力偵測裝置，其設在壓縮機及至少一蒸發(fā)器間并與該兩者連接，以偵 測該壓縮機及該至少一蒸發(fā)器間的壓力；及控制裝置，與該壓力偵測裝置及該壓縮機電連接，依據壓力準值控制該 壓縮機的動作并將該壓力保持在該壓力準值。
8. 如權利要求7所述的該種節(jié)能控制裝置，其中該控制裝置與控制器電 連接。
9. 如權利要求7或8所述的該種節(jié)能控制裝置，其中該壓力準值是依據 該需求容量及該壓縮機的運轉能力而決定。
10. 如權利要求7所述的該種節(jié)能控制裝置，其中 該蒸發(fā)器與膨脹閥連接及該膨脹閥與冷凝器連接，而該冷凝器與該壓縮機連接；該控制裝置更計算冷凍冷藏空調設備的需求容量。
11. 一種節(jié)能裝置，其包括冷凍冷藏空調i殳備；及控制模塊，與該冷凍冷藏空調設備電連接，該控制模塊依壓力準值控制 該壓縮纟幾的動作。
12. 如權利要求11所述的該種節(jié)能裝置，其中該控制模塊更包括 壓力偵測裝置，其設在壓縮機及至少一蒸發(fā)器間并與該兩者連接，以偵測該壓縮機及該至少一蒸發(fā)器間的壓力；及控制裝置，依據壓力準值控制該壓縮機的動作并將該壓力保持在該壓力 準值。
全文摘要
本發(fā)明公開提出一種節(jié)能控制方法及其裝置，該方法包括步驟依一壓縮機的一運轉能力設定該壓縮機及至少一蒸發(fā)器間的一壓力準值；及依該壓力準值控制該壓縮機的動作。
文檔編號F25B49/02GK101469928SQ20071019438
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權日2007年12月26日
發(fā)明者謝文德, 謝燕廷 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院