專利名稱：冷卻器聲音降低控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及冷卻系統(tǒng)的聲音降低控制系統(tǒng)和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及通過有選擇地和可控制地減小壓縮器的速度、冷凝器風(fēng)扇的速度、和系統(tǒng)中工作冷凝器風(fēng)扇的數(shù)量，降低含有變速驅(qū)動器的壓縮器驅(qū)動冷卻器系統(tǒng)生成的聲音的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在冷卻器、HVAC或致冷系統(tǒng)中，致冷劑氣體經(jīng)壓縮器壓縮，傳送到冷凝器，在冷凝器中，它與另一種流體，譬如，由一個或多個冷凝器風(fēng)扇吹在冷凝器盤管上的環(huán)境空氣交換熱量。來自冷凝器的壓縮致冷劑經(jīng)過膨脹設(shè)備，然后到達(dá)蒸發(fā)器。經(jīng)過蒸發(fā)器的致冷劑冷卻了待冷卻的環(huán)境。致冷劑從蒸發(fā)器返回到壓縮器，然后，重復(fù)整個循環(huán)。
使大型建筑物的內(nèi)部足夠冷需要大容量冷卻器系統(tǒng)來提供。這樣的系統(tǒng)通常包括一個或多個壓縮器，以及冷卻壓縮致冷劑的含有冷凝器風(fēng)扇的一個或多個氣冷冷凝器。壓縮器速度和冷凝器風(fēng)扇速度，或運(yùn)行的冷凝器風(fēng)扇的數(shù)量是相互獨(dú)立的。當(dāng)壓縮器以更高速度工作時，將更高速率的壓縮致冷劑傳送到冷凝器。為了冷卻流動加快的壓縮致冷劑，要求冷凝器進(jìn)行更高速率的熱交換。加快冷凝器熱交換的一種方式是加快穿過冷凝器盤管的氣流。于是，使更多數(shù)量的冷凝器風(fēng)扇工作，或使風(fēng)扇以更高速率工作將加快冷凝器盤管周圍的氣流，導(dǎo)致冷凝器進(jìn)行更高速率的熱交換。
因此，有些時候格外有必要降低冷卻器生成的總聲音，尤其對于安裝在住宅區(qū)附近的冷卻器。的確，一些地方已經(jīng)有了要求一些地界的聲音水平在夜間要低于白天的法律。降低冷卻器噪聲的一種眾所周知方法是在所選的幾個小時內(nèi)禁用系統(tǒng)，從而防止冷卻器系統(tǒng)生成噪聲。但是，禁用冷卻器系統(tǒng)意味著冷卻器系統(tǒng)不能進(jìn)行冷卻，從而使建筑物內(nèi)部溫度上升到令人不舒服的水平。因此，使建筑物業(yè)主既能在所選時間內(nèi)降低冷卻器系統(tǒng)生成的聲音水平，又能在建筑物內(nèi)保持一些冷卻能力是有利的。
典型氣冷壓縮器冷卻器系統(tǒng)生成的聲音主要由壓縮器和冷凝器風(fēng)扇產(chǎn)生。因此，為了減小冷卻器系統(tǒng)生成的聲音量，最好使壓縮器和冷凝器風(fēng)扇更輕聲地工作。這個目標(biāo)可以通過幾種已知方式實(shí)現(xiàn)。例如，可以對壓縮器、冷凝器風(fēng)扇、和包住這樣部件的任何機(jī)殼作一些機(jī)械修改，例如，應(yīng)用隔音涂層，以便降低工作噪聲。可替代地，可以安裝用吸聲或聲衰減特制件制造的新壓縮器和新冷凝器。但是，由于可能涉及到材料、人力、和停工成本，這樣的修改或替代可以很昂貴。因此，我們需要的是有選擇地降低已安裝冷卻器系統(tǒng)生成的噪聲的合算方法。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開的是對冷卻器、HVAC或致冷系統(tǒng)提供噪聲或聲音控制的方法。冷卻器系統(tǒng)包括控制面板、壓縮器、冷凝器布置、至少一個冷凝器風(fēng)扇、和蒸發(fā)器布置。一旦在控制面板上接收到聲音控制信號，聲音控制信號就啟動聲音降低控制工作模式。聲音降低控制工作模式包括如下步驟測量壓縮器的工作速度；對測量的壓縮器工作速度大于最大工作速度作出響應(yīng)，可控制地降低壓縮器的工作速度，其中，最大工作速度直接與聲音控制信號有關(guān)；確定至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)；和對確定的至少一個冷凝器風(fēng)扇工作參數(shù)大于最大工作參數(shù)作出響應(yīng)，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置，其中，最大工作參數(shù)直接與聲音控制信號有關(guān)。
這里還公開了在冷卻器、HVAC或致冷系統(tǒng)中提供聲音控制的方法。冷卻器系統(tǒng)包括壓縮器、冷凝器布置、至少一個冷凝器風(fēng)扇、和蒸發(fā)器布置。該方法包含如下步驟確定控制面板是否接收到聲音控制信號；響應(yīng)所述聲音控制信號，為將動力提供給壓縮器的電機(jī)指定最大工作速度；響應(yīng)所述聲音控制信號，為至少一個冷凝器風(fēng)扇指定最大工作參數(shù)；確定壓縮器和至少一個冷凝器風(fēng)扇是否在相應(yīng)允許范圍內(nèi)，其中，相應(yīng)允許范圍具有相應(yīng)最大工作速度和相應(yīng)最大工作參數(shù)的上限；響應(yīng)壓縮器和至少一個冷凝器風(fēng)扇在相應(yīng)允許范圍之外的確定，調(diào)整a)壓縮器電機(jī)的速度或b)至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)的至少一個；其中，調(diào)整速度的步驟起降低冷卻器系統(tǒng)生成的噪聲的作用。
本發(fā)明還旨在提供冷卻器系統(tǒng)。冷卻器系統(tǒng)包括控制面板、壓縮器、冷凝器布置、至少一個冷凝器風(fēng)扇、和蒸發(fā)器布置。還配備了在控制面板上接收聲音控制信號的裝置，聲音控制信號被配置成啟動聲音降低控制工作模式。還配備了測量壓縮器的工作速度的裝置；對測量的壓縮器工作速度大于最大工作速度作出響應(yīng)，可控制地降低壓縮器的工作速度的裝置。最大工作速度直接與聲音控制信號有關(guān)。此外，還提供了測量至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)的裝置；和響應(yīng)聲音控制信號，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的裝置。
本發(fā)明的一個實(shí)施例旨在提供通過有選擇地和可控制地限制壓縮器的最大工作速度、至少一個冷凝器風(fēng)扇的最大工作速度、和/或要工作的風(fēng)扇的數(shù)量，降低冷卻器系統(tǒng)的噪聲水平的方法。
本發(fā)明的另一個實(shí)施例旨在提供讓控制面板帶有限制壓縮器的最大工作速度，和改變至少一個冷凝器風(fēng)扇的速度或調(diào)整工作冷凝器風(fēng)扇的總數(shù)量的控制算法的冷卻器系統(tǒng)。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是，無需對系統(tǒng)部件加以機(jī)械修改，就可以有選擇地降低已安裝冷卻器系統(tǒng)生成的聲音。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)要求系統(tǒng)遵從定期降低聲音要求時，譬如，在夜間工作時，不會完全犧牲掉內(nèi)部空間的適度冷卻。
通過結(jié)合舉例說明本發(fā)明原理的附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作更詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。


圖1示意性地例示了供本發(fā)明使用的加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)裝系統(tǒng)的實(shí)施例；圖2例示了詳述本發(fā)明的噪聲控制方法的流程圖；和圖3-4例示了在本發(fā)明的一個實(shí)施例中輸入信號對壓縮器和冷凝器風(fēng)扇的影響。
無論在什么情況下，附圖中相同的標(biāo)號自始至終用于表示相同或相似的部分。
具體實(shí)施例方式
因此，本發(fā)明提供了有選擇地控制冷卻器系統(tǒng)的壓縮器和冷凝器風(fēng)扇的速度，以便在所選時間內(nèi)降低該系統(tǒng)生成的聲音的系統(tǒng)和方法。冷凝器風(fēng)扇的有選擇工作可以包括禁用一個或多個風(fēng)扇、使少于總數(shù)個風(fēng)扇工作、使一個或多個風(fēng)扇以較低固定速度工作、使一個或多個風(fēng)扇以較低可變速度工作的任何組合。應(yīng)該注意到，正如下面所述的那樣，風(fēng)扇速度的控制還包括開關(guān)一些或所有冷凝器風(fēng)扇。
圖1一般性地例示了可以供本發(fā)明使用的冷卻器、HVAC或致冷系統(tǒng)100。AC(交流電)電源102對變速驅(qū)動器(VSD)104供電，變速驅(qū)動器(VSD)104將動力提供給一個或多個電機(jī)106。每個電機(jī)106用于驅(qū)動相應(yīng)壓縮器108，壓縮器108將高壓高溫致冷劑氣體饋入冷凝器110中。壓縮器108最好是螺旋壓縮器或離心壓縮器，但是，壓縮器也可以是包括往復(fù)壓縮器、渦形壓縮器、或旋轉(zhuǎn)壓縮器在內(nèi)的任何適用壓縮器。壓縮器108的輸出能力可以基于壓縮器108的工作速度，壓縮器108的工作速度取決于VSD 104驅(qū)動的電機(jī)106的輸出速度。系統(tǒng)100可以包括在圖1中未示出的許多其它特征，并且，為了簡化附圖以易于例示，這里有意省略了那些特征。
傳送給冷凝器110的致冷劑蒸氣進(jìn)入與流體，最好是空氣的熱交換關(guān)系之中。為了幫助冷凝器110的熱交換器盤管周圍的空氣經(jīng)過，至少一個風(fēng)扇112可以用于將空氣吹在或吸到冷凝器110的盤管上。更可取地，可以使用一排數(shù)個冷凝器風(fēng)扇112。取決于風(fēng)扇和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的類型，每個冷凝器風(fēng)扇112實(shí)際上可以是單一速度、多個固定速度、或可變速度。在每個實(shí)施例中，冷凝器110由至少一個冷凝器風(fēng)扇112冷卻。
來自冷凝器110的冷凝液態(tài)致冷劑流過膨脹設(shè)備到達(dá)蒸發(fā)器114。蒸發(fā)器114可以包括有關(guān)冷卻負(fù)載的供應(yīng)線和返回線的連接。最好是水，但也可以是任何其它適用輔助液體，譬如，乙烯(ethylene)、氯化鈣鹵水(calcium chloridebrine)或氯化鈉鹵水(sodium chloride brine)的輔助液體通過返回線進(jìn)入蒸發(fā)器114和通過供應(yīng)線從蒸發(fā)器114出來。蒸發(fā)器114中的液態(tài)致冷劑進(jìn)入與輔助液體的熱交換關(guān)系之中，以降低輔助液體的溫度。由于與輔助液體的熱交換關(guān)系，蒸發(fā)器114中的致冷劑液體經(jīng)歷相變，變成致冷劑蒸氣。然后，蒸發(fā)器114中的氣態(tài)致冷劑通過吸管116返回到壓縮器108，從而完成整個循環(huán)。只要在冷凝器110和蒸發(fā)器114中可以獲得致冷劑的適當(dāng)相變，在系統(tǒng)100中可以使用冷凝器110和蒸發(fā)器114的任何適用配置。
控制面板118被配備成控制VSD 104的操作，以便監(jiān)視和控制電機(jī)106的操作，從而控制壓縮器108的工作速度?？刂泼姘?18進(jìn)一步允許監(jiān)視和控制每個冷凝器風(fēng)扇112的操作?？刂泼姘?18還允許獨(dú)立地和有選擇地操作和控制VSD 104和電機(jī)106，以及冷凝器風(fēng)扇112。關(guān)于每個冷凝器風(fēng)扇112的有選擇工作，控制面板118可以有選擇地禁用每個風(fēng)扇112，和如果風(fēng)扇112具有多個工作速度，最好可以調(diào)整每個風(fēng)扇112的工作速度。風(fēng)扇112可以是與公用VSD(未示出)連接的變速風(fēng)扇，公用VSD專用于控制冷凝器風(fēng)扇的速度，以便允許利用控制面板118幾乎無限地調(diào)整風(fēng)扇速度。可替代地，在將定速風(fēng)扇用在一排多個冷凝器風(fēng)扇112中的情況下，將風(fēng)扇112配置成在任何給定時刻可以有選擇地使少于總數(shù)個風(fēng)扇工作。作為另一種替代，冷凝器風(fēng)扇112也可以與電機(jī)106一道共同與VSD 104連接。作為又一種替代，風(fēng)扇112可以是配置成在高速、低速和關(guān)閉的各種組合下工作的多定速風(fēng)扇，通常是雙速風(fēng)扇。
在可替代實(shí)施例中，系統(tǒng)可替代地可以包括合并在相應(yīng)致冷劑線路中的兩個或多個壓縮器，并且，應(yīng)該明白，為了提供所需系統(tǒng)負(fù)載，系統(tǒng)可以含有一條致冷劑線路、兩條致冷劑線路、或不止兩個的致冷劑線路，和對于每條致冷劑線路，可以含有不止一個的壓縮器。這樣的可替代系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括將單個冷凝器分割成或者另外配置成允許兩個分立致冷劑線路在單個冷凝器機(jī)殼內(nèi)工作，使每個壓縮器輸出的致冷劑不與來自其它壓縮器的輸出混合的冷凝器布置。類似地，系統(tǒng)100可以包括單個蒸發(fā)器機(jī)殼被配備成為兩個或更多個分立致冷劑線路服務(wù)的蒸發(fā)器布置。例如，冷凝器機(jī)殼和蒸發(fā)器機(jī)殼可以通過帶有蒸發(fā)器機(jī)殼的分割或其它劃分裝置，或通過提供盤管布置保持分立致冷劑線路。在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中，兩個或更多個壓縮器輸出的致冷劑可以合在一起進(jìn)入單條致冷劑線路中，在分開重新進(jìn)入壓縮器之前經(jīng)過系統(tǒng)的各個部件。
可取地，控制面板118包括微處理器或控制器，將控制信號提供給VSD104控制VSD 104的操作。更可取地，控制面板118可以控制VSD 104的輸出動力來控制電機(jī)106和壓縮器108的速度，以便在需要降低噪聲操作的間隔中滿足系統(tǒng)的工作環(huán)境的聲音要求。最可取地，控制面板118可以控制VSD104使電機(jī)106在需要降低噪聲操作的間隔中在預(yù)定速度范圍內(nèi)工作，這有降低冷凝器排放壓力的作用。降低排放壓力使一些或所有冷凝器風(fēng)扇112因降低冷卻要求而關(guān)閉。如果應(yīng)用變速型冷凝器風(fēng)扇112，可以配備一個或多個VSD。在這種情況下，降低壓縮器速度使冷凝器風(fēng)扇112以降低的速度工作，而不是關(guān)閉系統(tǒng)中的一部分風(fēng)扇。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，控制面板118執(zhí)行控制算法或軟件來控制系統(tǒng)100的操作，和確定和實(shí)現(xiàn)VSD 104操作壓縮器108的工作配置。控制面板的控制算法或軟件還確定、實(shí)現(xiàn)、和控制每個冷凝器風(fēng)扇112的速度，以便滿足工作環(huán)境的聲音要求，同時仍然提供一些冷凝器冷卻。在一個實(shí)施例中，控制算法可以是存儲在控制面板118的非易失性存儲器中的計(jì)算機(jī)程序或軟件，和可以包括可被控制面板118的微處理器執(zhí)行的一系列指令。雖然控制算法被具體化成計(jì)算機(jī)程序和由處理器來執(zhí)行是優(yōu)選的，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，控制算法也可以利用數(shù)字和/或模擬硬件實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行。如果硬件用于執(zhí)行控制算法，可以對控制面板118的相應(yīng)配置加以改變，加入必要部件和除去不再需要的任何部件。
降低噪聲控制過程可以響應(yīng)用戶輸入來啟動，或可以自動地，譬如，通過來自系統(tǒng)基本控制程序的預(yù)編程指令來啟動。降低噪聲控制過程可以是單獨(dú)過程或程序，或者，可以合并到較大控制過程或程序，譬如，冷卻器系統(tǒng)的能力控制程序中。例如，控制過程可以用于生成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4-20mA或0-10V信號，作為發(fā)送到VSD 104的噪聲控制信號，以降低壓縮器108的最大允許速度，以及限制每個冷凝器風(fēng)扇112的最大工作速度?？商娲?，噪聲控制信號也可以從像控制面板118上的小鍵盤那樣的用戶接口中生成，或者，噪聲控制信號也可以像通過控制面板118的微處理器控制那樣自動生成。噪聲降低控制過程防止VSD 104以比噪聲控制信號規(guī)定的最大值更大的頻率提供動力。噪聲控制信號還可以限制至少一個冷凝器風(fēng)扇112的最大速度或可以工作的冷凝器風(fēng)扇112的最大數(shù)量。通過限制VSD 104、壓縮器108和可選地，風(fēng)扇112的最大頻率或速度，防止系統(tǒng)100在特定工作間隔中超過給定聲音水平。聲音的降低部分是由壓縮器108以預(yù)定速度范圍內(nèi)的較低速度工作時變得更輕聲引起的。聲音的降低進(jìn)一步是由作為較低風(fēng)扇速度的結(jié)果冷凝器風(fēng)扇112更輕聲地工作引起的。在含有多個冷凝器風(fēng)扇112的可替代實(shí)施例中，控制面板118在噪聲控制模式下，通過有選擇地使少于總數(shù)個風(fēng)扇112工作，或通過使所有風(fēng)扇112以噪聲控制信號允許的預(yù)定風(fēng)扇速度范圍內(nèi)的較低速度工作，降低總風(fēng)扇噪聲。
在另一個實(shí)施例中，控制面板118還可以使冷凝器110的排放壓力在希望保持低系統(tǒng)聲音水平的間隔中升高。這是通過提高一些或所有冷凝器風(fēng)扇112的壓力設(shè)置，以便使冷凝器110的壓力在希望保持低系統(tǒng)聲音水平的間隔中升高實(shí)現(xiàn)的。增大冷凝器的壓力將導(dǎo)致冷凝器110需要較少的冷卻，從而使冷凝器風(fēng)扇112以較低速度工作，和/或使眾多配備冷凝器風(fēng)扇112中少數(shù)幾個風(fēng)扇112工作。壓力設(shè)置可以通過控制算法用電子手段調(diào)整，或通過改變存儲在控制面板中的排放壓力設(shè)置點(diǎn)來調(diào)整。排放壓力設(shè)置點(diǎn)的提高因允許冷凝器較熱地和在更高壓下運(yùn)行而降低對冷卻的需要。
微處理器或控制面板118執(zhí)行的控制程序或算法用于確定壓縮器108的速度，以及控制像任何冷凝器風(fēng)扇112的工作狀態(tài)和速度那些的其它系統(tǒng)參數(shù)?？刂瞥绦蚩梢越邮崭鞣N各樣的輸入，譬如，溫度、壓力和/或流量測量結(jié)果，以便用于作出在什么時候降低壓縮器104和冷凝器風(fēng)扇11的速度的確定。應(yīng)該明白，用于降低壓縮器速度和冷凝器風(fēng)扇速度的特定控制程序和控制準(zhǔn)則可以根據(jù)系統(tǒng)100的特定性能要求來選擇。
另外，系統(tǒng)100可以包括系統(tǒng)100的檢測和測量工作參數(shù)的一個或多個傳感器?？梢詫碜詡鞲衅鞯男盘柼峁┙o控制系統(tǒng)100的操作的微處理器或控制面板118。傳感器可以包括壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、或評估系統(tǒng)100的性能的任何其它適用傳感器。
系統(tǒng)100在降低噪聲控制模式下的操作由控制面板118控制?？刂泼姘?18可以從微處理器，或可替代地，從用戶接口接收指示降低噪聲要求的輸入信號。然后，控制面板118利用本發(fā)明的控制方法處理這些輸入信號，和生成到系統(tǒng)100的各自部件，包括VSD 104、壓縮器108、和冷凝器風(fēng)扇112的適當(dāng)控制信號，獲得所需降低的工作速度，以降低這些部件生成的噪聲，從而降低系統(tǒng)100生成的總噪聲。
在降低噪聲控制模式的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)那些能力控制試圖使壓縮器或冷凝器風(fēng)扇在噪聲控制算法施加的極限之上工作時，控制面板110和噪聲控制算法只超越系統(tǒng)的正常能力控制特性。簡單地說，在噪聲控制模式下，仍然監(jiān)視冷卻要求，和能力控制特性可以對操作壓縮器和冷凝器風(fēng)扇作出響應(yīng)，但噪聲控制模式對系統(tǒng)能力加上上限。冷卻要求與冷卻器無關(guān)，隨冷卻的建筑物或過程而變。本發(fā)明的噪聲控制過程為每個壓縮器108設(shè)置最大頻率，以及設(shè)置要工作的冷凝器風(fēng)扇112的最大速度或數(shù)量。將那些頻率或速度極限施加在包括壓縮器和冷凝器風(fēng)扇控制算法的能力控制算法上。如果那些能力控制算法不要求受控部件在提供的極限之上工作，則噪聲控制算法不干擾正常工作。但是，如果系統(tǒng)算法要求這些部件在提供的極限之上工作，則通過噪聲控制算法超越它們。
圖2例示了詳述本發(fā)明用于如圖1所示的示范性系統(tǒng)100的降低噪聲控制過程的一個實(shí)施例的流程圖。該過程從在步驟202中是否接收到降低噪聲控制信號的確定開始。降低噪聲控制信號像通過與控制面板118連接的微處理器控制器、計(jì)時器、或用戶接口那樣自動生成。噪聲控制信號可以預(yù)置或可變，和基于特定系統(tǒng)100的噪聲分布和特性。可取地，噪聲控制信號是可變的，以便為在降低噪聲模式下有選擇地降低系統(tǒng)生成的總噪聲和相應(yīng)冷卻效果。更可取地，噪聲控制信號是可變的和在預(yù)定時間上和在預(yù)定間隔內(nèi)自動啟動。系統(tǒng)噪聲與壓縮器108和冷凝器風(fēng)扇112的速度之間的關(guān)系將隨加入系統(tǒng)100中的壓縮器108和風(fēng)扇112的類型和數(shù)量而改變。例如，圖3-4例示了具有200Hz最大運(yùn)行頻率的壓縮器108上對于標(biāo)準(zhǔn)4-20mA輸入和標(biāo)準(zhǔn)0-10V輸入的最大VSD頻率之間的示范性關(guān)系。對于每個冷卻器系統(tǒng)100，可以導(dǎo)出在聲音水平與壓縮器108和冷凝器風(fēng)扇12的工作頻率之間的類似關(guān)系，以確定工作在給定頻率上對由冷卻器系統(tǒng)100生成的聲音水平的影響。
如果在步驟202中未接收到降低噪聲控制信號，系統(tǒng)100根據(jù)加熱和冷卻要求和其它系統(tǒng)控制輸入，以正常模式工作。但是，如果接收到降低噪聲控制信號，系統(tǒng)進(jìn)入噪聲控制模式，和過程繼續(xù)前進(jìn)到步驟204。在步驟204中，控制面板118處理噪聲控制輸入信號，將相應(yīng)最大工作速度或頻率指定給壓縮器108，以及指定冷凝器風(fēng)扇112的相應(yīng)最大速度或頻率或要工作的風(fēng)扇的最大數(shù)量?？扇〉兀@個可變噪聲控制信號通過直線生成，但也可以基于任何函數(shù)、方程、或查用表。當(dāng)在步驟202中接收到最大聲音控制信號時，允許壓縮器最大速度達(dá)到可以對應(yīng)于壓縮器的最大速度的速度上限。最小聲音控制信號通常提供聲音降低最小量。當(dāng)在步驟202中接收到最大聲音降低信號時，使壓縮器的最大速度降低到它的最小速度。步驟202中的所有其它聲音降低信號輸入都落在如圖3和4所示的連接兩點(diǎn)的直線上。
在系統(tǒng)的一個方面中，噪聲控制信號的電平可以在工作頻率的范圍內(nèi)確定。最大電機(jī)工作頻率是各種各樣壓縮器或風(fēng)扇電機(jī)的制造和型號的特征。電機(jī)的最小電機(jī)工作頻率通常約50Hz。在確定了頻率范圍與模擬信號相聯(lián)系的跨度(span)之后，通過在每個工作頻率上測量聲音水平可以畫出沿著這個范圍的聲音水平?？扇〉?，控制算法可以將工作頻率當(dāng)作一個電機(jī)或幾個電機(jī)的最大速度的百分比來引用。可以從畫出的特定工作頻率的實(shí)際分貝級的聲音測量中，或可以按最大速度的相應(yīng)百分比構(gòu)成一個表格。
這樣，系統(tǒng)操作人員通過參考噪聲隨頻率分布的表格或圖形表示，可以選擇系統(tǒng)處在噪聲控制模式下時要施加的噪聲控制信號的電平。如果操作人員知道所需噪聲水平，可以選擇相關(guān)工作頻率，以便設(shè)置噪聲控制信號電平。這樣的表格可選地可以存儲在控制面板可訪問的存儲器存儲設(shè)備中，和可以在控制面板上或在遠(yuǎn)程終端上配備用戶輸入設(shè)備，以便輸入所需參數(shù)，例如，所需最大分貝級或最大工作頻率。然后，控制面板可以通過引用表格中輸入?yún)?shù)的值，為噪聲控制信號建立電平。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，控制面板118的處理包括將經(jīng)過處理的噪聲控制信號轉(zhuǎn)發(fā)到公用VSD 104，公用VSD 104被配置成允許獨(dú)立控制電機(jī)106的速度，因此，控制壓縮器108的速度。冷凝器風(fēng)扇112可以由分立VSD控制，或數(shù)個冷凝器風(fēng)扇112可以配備成定速風(fēng)扇、變速風(fēng)扇、或兩者的任何組合，以便允許通過控制工作風(fēng)扇112的數(shù)量和速度可調(diào)地控制穿過冷凝器110的氣流。如果使用了不止一個變速冷凝器風(fēng)扇，兩個或更多個風(fēng)扇112可以由公用VSD控制，或每個冷凝器風(fēng)扇可以由分立VSD控制。
過程繼續(xù)前進(jìn)到步驟206，確定壓縮器108的速度的當(dāng)前速率和冷凝器風(fēng)扇112的速度或數(shù)量是否在在步驟202中接收的降低噪聲控制信號允許的預(yù)定范圍內(nèi)。如果系統(tǒng)100的壓縮器108和冷凝器風(fēng)扇112在步驟202中接收的降低噪聲控制信號允許的工作速度范圍內(nèi)工作，則不對壓縮器108和冷凝器風(fēng)扇112的速率加以調(diào)整，和系統(tǒng)在“正常”模式下工作。如果壓縮器或任何風(fēng)扇在允許最大速度以上工作，則過程繼續(xù)前進(jìn)到步驟208，在步驟208中，控制面板將壓縮器108和/或風(fēng)扇112的速度調(diào)整成小于或等于噪聲控制信號允許的最大速度的速度。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在步驟208中，控制面板110繼續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)壓力和溫度，譬如，排放壓力和離開冷卻液體溫度，和可以在等于或低于控制輸入信號允許的最大速度的工作范圍內(nèi)調(diào)整壓縮器108的速度，以及任何冷凝器風(fēng)扇112的速度，以便控制系統(tǒng)100。通過在降低噪聲模式下使壓縮器108維持穩(wěn)定工作，系統(tǒng)100在降低噪聲模式下工作時維持某種冷卻作用。在降低噪聲模式的另一個實(shí)施例中，在步驟208中，系統(tǒng)100可以允許冷凝器風(fēng)扇112最初以超過噪聲控制信號允許的最大工作速度的速度工作，直到對于壓縮器108的較低工作速度，系統(tǒng)的溫度和壓力已經(jīng)穩(wěn)定的時候。
接著，過程返回到步驟202，確定降低噪聲控制信號是否仍然存在。如果噪聲控制信號仍然存在，則重復(fù)上述過程。如果未檢測到噪聲控制信號，則系統(tǒng)返回到可以對加熱和冷卻要求作出響應(yīng)的正常工作模式。
控制面板118在每個控制程序循環(huán)期間至少確定一次噪聲控制信號是否存在。各種類型的噪聲控制信號包括遠(yuǎn)程信號、編程值、或像上面討論過那樣的其它類型。如果通過增加、減小或撤消使噪聲控制信號改變狀態(tài)，控制算法對壓縮器108的最大速度作相應(yīng)調(diào)整?？扇〉兀瑢⒂?jì)時器與遠(yuǎn)程系統(tǒng)相聯(lián)系，以限制在預(yù)定時間間隔內(nèi)遠(yuǎn)程系統(tǒng)可以對冷卻器系統(tǒng)作出的調(diào)整的次數(shù)。例如，計(jì)時器可以防止遠(yuǎn)程系統(tǒng)比計(jì)時器周期更頻繁地改變噪聲控制信號。計(jì)時器的周期可以從5分鐘變化到60分鐘。計(jì)時器周期可以大于或小于那個范圍，只要適合特定冷卻器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)就行。計(jì)時器可以防止冷卻器系統(tǒng)因噪聲控制信號和受噪聲控制信號影響的系統(tǒng)參數(shù)的更頻繁變化而變得不穩(wěn)定。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，系統(tǒng)100的用戶可以像觀看相連用戶界面(未示出)那樣觀看控制面板118，以便確定系統(tǒng)特定工作模式。例如，如果配備在控制面板118或用戶界面上的LED(發(fā)光二極管)閃爍，那么，盡管要求冷卻或加熱，系統(tǒng)100也可以處在噪聲控制模式下。但是，如果控制面板118或用戶界面上的LED不閃爍，系統(tǒng)100可以處在正常工作模式下，對任何冷卻或加熱要求作出響應(yīng)。應(yīng)該明白，可以針對用戶的特定要求或需要修改控制面板118或用戶界面上的顯示方法。
如上所述，在典型的冷卻器系統(tǒng)中，傳送到冷凝器110的致冷劑蒸氣進(jìn)入與流體，最好是空氣的熱交換關(guān)系之中。就本發(fā)明來說，如果熱交換受除了空氣之外的其它流體，例如是液體影響，那么，系統(tǒng)將不使用風(fēng)扇，和噪聲控制只通過調(diào)節(jié)壓縮器電機(jī)的頻率，因此，通過壓縮器的速度來完成。
雖然通過參照優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對本發(fā)明作了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以作各種各樣的改變和可以用一些等效物替代其中的單元，而不偏離本發(fā)明的范圍，另外，可以作許多修改，以便使特定狀況或原料與本發(fā)明的原理相適應(yīng)，而不偏離本發(fā)明的基本范圍。因此，我們的意圖是，本發(fā)明不限于作為為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而設(shè)想的最佳方式公開的特定實(shí)施例，而是，本發(fā)明包括在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)的所有實(shí)施例。
本申請要求2004年4月12日提出的美國臨時申請第60/561,435號的權(quán)益。
權(quán)利要求
1.一種對致冷器系統(tǒng)提供聲音控制的方法，該方法包含如下步驟提供包含控制面板、壓縮器、冷凝器布置、至少一個冷凝器風(fēng)扇、和蒸發(fā)器布置的冷卻器系統(tǒng)；在控制面板上接收聲音控制信號，聲音控制信號被配置成啟動聲音降低控制工作模式，聲音降低控制工作模式包括如下步驟測量壓縮器的工作速度；對測量的壓縮器工作速度大于最大工作速度作出響應(yīng)，可控制地降低壓縮器的工作速度，該最大工作速度直接與聲音控制信號有關(guān)；確定至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)；和對確定的至少一個冷凝器風(fēng)扇工作參數(shù)大于最大工作參數(shù)作出響應(yīng)，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置，該最大工作參數(shù)直接與聲音控制信號有關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，至少一個冷凝器風(fēng)扇包含數(shù)個冷凝器風(fēng)扇，和可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的步驟是從由如下組成的組中選擇的禁用數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇、使少于總數(shù)個冷凝器風(fēng)扇工作、使數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇以降低固定速度工作、和使數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇以降低可變速度工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的步驟包含有選擇地禁用數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置包括調(diào)整數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇的速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制面板包括獨(dú)立地控制至少一個壓縮器電機(jī)和至少一個冷凝器風(fēng)扇、和調(diào)整數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇的速度的可執(zhí)行程序，其中，風(fēng)扇速度的可調(diào)范圍幾乎是無限的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含通過用戶接口人工啟動聲音控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含通過控制程序啟動聲音控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，可控制地降低壓縮器的工作速度的步驟包括降低用于將動力提供給壓縮器的電機(jī)的變速驅(qū)動器的輸出頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的步驟包含提高冷凝器排放壓力設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對致冷器系統(tǒng)提供聲音控制的方法，其中，該方法還包含在存在聲音控制信號時，監(jiān)視冷卻要求，和響應(yīng)能力控制命令，限制可用于系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻能力，和當(dāng)系統(tǒng)控制算法要求至少一個壓縮器電機(jī)或至少一個冷凝器風(fēng)扇在至少一個壓縮器電機(jī)的速度或至少一個冷凝器風(fēng)扇的參數(shù)的預(yù)定范圍之上工作時，超越一個或多個系統(tǒng)控制算法。
11.一種在冷卻器系統(tǒng)中提供聲音控制的方法，其中，冷卻器系統(tǒng)包括壓縮器、冷凝器布置、至少一個冷凝器風(fēng)扇、和蒸發(fā)器布置；該方法包含如下步驟確定控制面板是否接收到聲音控制信號；響應(yīng)所述聲音控制信號，為將動力提供給壓縮器的電機(jī)指定最大工作速度；響應(yīng)所述聲音控制信號，為至少一個冷凝器風(fēng)扇指定最大工作參數(shù)；確定壓縮器或至少一個冷凝器風(fēng)扇是否在相應(yīng)允許范圍內(nèi)工作，其中，壓縮器的相應(yīng)允許范圍具有上限和至少一個冷凝器風(fēng)扇相對于最大工作速度或最大工作參數(shù)；響應(yīng)壓縮器和至少一個冷凝器風(fēng)扇在相應(yīng)允許范圍之外工作的確定，調(diào)整a)壓縮器電機(jī)的速度或b)至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)的至少一個；和，其中，調(diào)整步驟起降低冷卻器系統(tǒng)生成的噪聲的作用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，還包含將聲音控制信號發(fā)送到變速驅(qū)動器的步驟，其中，所述變速驅(qū)動器被配置成允許獨(dú)立地控制a)至少一個壓縮器電機(jī)的速度；和b)至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包含響應(yīng)經(jīng)調(diào)整的工作參數(shù)，控制工作冷凝器風(fēng)扇的數(shù)量的步驟，其中，所述至少一個冷凝器風(fēng)扇包含數(shù)個風(fēng)扇。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述至少一個冷凝器風(fēng)扇包含從包含定速、變速、或兩者組合的組中選擇的數(shù)個風(fēng)扇；和進(jìn)一步包含響應(yīng)經(jīng)調(diào)整的工作參數(shù)，控制工作冷凝器風(fēng)扇的速度的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，還包含如下步驟在啟動間隔中，使至少一個壓縮器電機(jī)以降低的速度工作，同時使至少一個冷凝器風(fēng)扇以比與聲音控制信號有關(guān)的允許速度設(shè)置大的速度工作，直到對于冷卻器系統(tǒng)在至少一個壓縮器的降低工作速度下的操作，冷卻器系統(tǒng)的參數(shù)已經(jīng)變穩(wěn)定為止；和在達(dá)到冷卻器系統(tǒng)的穩(wěn)定工作范圍之后，降低速度，以便與至少一個壓縮器電機(jī)的速度相適應(yīng)。
16.一種包括控制面板、壓縮器、冷凝器布置、至少一個冷凝器風(fēng)扇、和蒸發(fā)器布置的冷卻器系統(tǒng)，包含在控制面板上接收聲音控制信號的裝置，聲音控制信號被配置成啟動聲音降低控制工作模式；測量壓縮器的工作速度的裝置；對測量的壓縮器工作速度大于最大工作速度作出響應(yīng)，可控制地降低壓縮器的工作速度的裝置，最大工作速度直接與聲音控制信號有關(guān)；測量至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)的裝置；和響應(yīng)聲音控制信號，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，至少一個冷凝器風(fēng)扇包含數(shù)個冷凝器風(fēng)扇，數(shù)個冷凝器風(fēng)扇是根據(jù)由如下組成的組的一個配置的a)禁用數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇、b)使數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的少于總數(shù)個冷凝器風(fēng)扇工作、c)使數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇以降低固定速度工作、和d)使數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇以降低可變速度工作。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，所述至少一個冷凝器風(fēng)扇是從由如下組成的組中選擇的單速風(fēng)扇、多速風(fēng)扇、和變速購買。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的裝置包括有選擇地禁用至少一個冷凝器風(fēng)扇的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的裝置包括調(diào)整數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇的速度的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，所述控制面板包括獨(dú)立地控制至少一個壓縮器和至少一個冷凝器風(fēng)扇、和調(diào)整數(shù)個冷凝器風(fēng)扇的一個或多個冷凝器風(fēng)扇的速度的可執(zhí)行軟件，其中，該風(fēng)扇速度的可調(diào)范圍幾乎是無限的。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，可控制地降低壓縮器的工作速度的裝置包括降低用于將動力提供給壓縮器的電機(jī)的變速驅(qū)動器的輸出頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，可控制地變更至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作配置的裝置包括提高冷凝器排放壓力設(shè)置的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻器系統(tǒng)，其中，可控制地降低壓縮器的工作速度的裝置包含公用VSD，公用VSD被配置成允許獨(dú)立地控制a)至少一個壓縮器電機(jī)的速度；和b)至少一個冷凝器風(fēng)扇的工作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明為含有至少一條致冷劑線路的冷卻系統(tǒng)(100)提供了噪聲控制方法。致冷劑線路包括壓縮器(108)、冷凝器(110)、至少一個冷凝器風(fēng)扇(112)、和蒸發(fā)器(114)。在預(yù)定時間上響應(yīng)降低操作的要求進(jìn)行噪聲控制。降低噪聲的請求觸發(fā)噪聲控制方法的開始。噪聲控制方法牽涉到將壓縮器(108)的工作速度降低到，以及將至少一個冷凝器風(fēng)扇(112)的工作速度降低到允許降低工作速度的預(yù)定范圍之內(nèi)。噪聲控制方法超越冷卻系統(tǒng)(100)的能力，以便對提高的冷卻要求作出全面響應(yīng)。當(dāng)噪聲控制方法終止時，系統(tǒng)(100)恢復(fù)成正常工作，直到降低噪聲要求的下一個間隔開始。
文檔編號F25D19/00GK1969156SQ200580019294
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者柯蒂斯·C·克蘭, 弗蘭克·H·希爾四世, 安德魯·J·格雷比爾, 伊恩·M·卡斯珀 申請人:約克國際公司