Холодильное устройство и способ управления

Изобретение относится к холодильной технике. Холодильное устройство содержит управляющую карту с постоянными или переменными алгоритмами размораживания, которые определяют рабочий график устройства для размораживания, с начальными и конечными часами действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, определяемыми компаниями распределения электроэнергии. При этом холодильное устройство выполнено с возможностью осуществления процесса размораживания в периоды дешевых тарифов энергопотребления посредством задержки времени наступления процесса размораживания до начала дешевого тарифа энергопотребления, или ускорения времени наступления процесса размораживания для периода времени немного после окончания дешевого тарифа энергопотребления для снижения расходов по энергопотреблению. Изобретение позволяет уменьшить затраты потребителя на потребление электроэнергии. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к холодильному устройству, которое работает в соответствии с тарифом на электричество, и способу управления им.

В холодильных устройствах влажный воздух в окружающей среде вызывает образование инея на испарителе, поскольку он имеет самую холодную поверхность в отделении. Накопление инея на поверхности испарителя необходимо удалять посредством процесса размораживания, применяемого через конкретные интервалы времени. Продолжительность процесса размораживания определяется или с помощью алгоритмов управления размораживанием, рассчитанных в соответствии с конкретными параметрами такими, как количество инея, накопленного на испарителе, периодичность открытия двери холодильника или расход электроэнергии, или процесс размораживания используется через заданные интервалы времени для установленного количества времени. Хотя с использованием процесса размораживания эффективность холодильника увеличивается посредством предотвращения накопления инея, результатом является увеличение затрат расхода электроэнергии, поскольку данный процесс требует большого количества электроэнергии, таким образом сказываясь отрицательно на потребителе. Компании по распределению электроэнергии взимают разные тарифы за электроэнергию, потребляемую в разные периоды дня, так что применения, которые требуют большого количества электроэнергии, осуществляются в период легкой нагрузки, когда общее потребление электроэнергии является относительно низким. В холодильных устройствах продолжительность установленных периодов размораживания может совпадать с любой долей тарифа на потребление электроэнергии днем, это может быть доля дешевого льготного тарифа или доля дорогого тарифа на высокое потребление, что в свою очередь отражается на потребителе в качестве высоких затрат на расход электроэнергии.

В американском патенте US 5515692 посредством постоянного измерения уровня потребления электроэнергии системы охлаждения контролируют количество и продолжительность потребления, в котором процесс размораживания применяется, когда уровень потребления электроэнергии является минимальным.

В европейском патенте EP 0285035 приводится описание порядка работы электробытового прибора, когда действует предварительно выбранный тариф или более дешевый тариф, если используются, по меньшей мере, два тарифа на потребление электроэнергии.

Целью настоящего изобретения является создание холодильного устройства и способа управления им, в котором циклы размораживания регулируются в соответствии с тарифом на электричество для сведения к минимуму затрат на потребление электроэнергии.

Холодильное устройство и способ управления им, предназначенные для осуществления целей настоящего изобретения, проиллюстрированы в прилагаемых чертежах, на которых:

фиг.1 - перспективный вид холодильного устройства;

фиг.2 - схематическое представление управляющей карты, устройства для размораживания, компрессора и панели управления;

фиг.3 - блок-схема способа управления холодильного устройства.

Элементы, изображенные на чертежах, пронумерованы следующим образом:

1. Холодильное устройство;

2. Компрессор;

3. Испаритель;

4. Устройство для размораживания;

5. Управляющая карта;

6. Панель управления;

7. Цепь синхронизации.

Холодильное устройство (1), предпочтительно, саморазмораживающийся холодильник, содержит компрессор (2), обеспечивающий осуществление холодильного цикла; испаритель (3), посредством которого достигается охлаждение внутреннего объема холодильного устройства (1); устройство (4) для размораживания, обеспечивающее удаление инея, накопленного на испарителе; управляющую карту (5), содержащую фиксированные или гибкие алгоритмы размораживания, которые определяют график работы устройства (4) для размораживания, начальный и конечный часы дешевого тарифа на потребление электроэнергии, установленного компаниями распределения электроэнергии, в которой периоды процесса размораживания, в которых потребляются большие количества электроэнергии и которые определяются алгоритмами, изменяются относительно начального и конечного часов дешевого тарифа на потребление электроэнергии с целью уменьшения затрат на потребление электроэнергии; панель (6) управления, в которую вводятся начальный и конечный часы применения дешевого тарифа на потребление электроэнергии; и цепь (7) синхронизации, обеспечивающую восприятие информации о времени, введенного в панель (6) управления.

Управляющая карта (5) может задержать или ускорить время работы устройства (4) для размораживания относительно записанных начальных и конечных часов дешевого тарифа на потребление электроэнергии. Если наступающий процесс размораживания в соответствии с заданным алгоритмом приходится на время, близкое к началу действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, и находится в периоде действия дорогого тарифа, управляющая карта (5) задерживает этот процесс размораживания, чтобы использовать позже во время периода действия дешевого тарифа, и записывает новое время размораживания, задержанное до периода действия дешевого тарифа. Если наступающий процесс размораживания в соответствии с заданным алгоритмом приходится на время немного позже конца действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии и находится в периоде действия дорогого тарифа, управляющая карта (5) начинает раньше этот процесс размораживания, чтобы использовать время действия периода дешевого тарифа, и записывает новое время начала размораживания, чтобы находиться в периоде дешевого тарифа.

Если происходит изменение начальных и конечных часов дешевого тарифа на потребление электроэнергии, может быть записана информация о новом тарифе, и в соответствии с ним устройство (4) для размораживания может работать.

Для объяснения способа управления холодильного устройства в соответствии с настоящим изобретением используются следующие обозначения:

Tначало: является начальным часом действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, определяемым компанией распределения электроэнергии.

Tконец: является конечным часом действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, определяемым компанией распределения электроэнергии.

Td: начальные моменты периодических процессов размораживания.

T1: интервал времени, предшествующий периоду действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, определяемый производителем, для задержки периодических процессов размораживания, которые происходят в интервале времени, предшествующем началу дешевого тарифа на потребление электроэнергии. Например, если продолжительность T1 установлена как 4 часа, то процесс размораживания, который должен начаться за 4 часа (или меньше) до начала действия дешевого тарифа, задерживается для выполнения в течение периода дешевого тарифа.

T2: интервал времени, следующий за периодом действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, определяемый изготовителем, для смещения периодических процессов размораживания, которые находились в течение периода действия дорогого тарифа и после окончания периода действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, к более раннему интервалу времени для выполнения в течение периода дешевого тарифа. Например, если продолжительность T2 установлена как 2 часа, то процесс размораживания, который должен начаться в течение 2 часов (или меньше) после окончания действия дешевого тарифа, перемещается к более раннему временному периоду для выполнения в периоде действия дешевого тарифа.

Tdn: новые периоды размораживания, измененные и вновь установленные относительно дешевого тарифа на электроэнергию. Процесс размораживания холодильного устройства (1) управляется следующим образом:

- включение холодильного устройства (1) (100),

- запись начального часа (Tначало) действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии и конечного часа (Tконец) действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии (101),

- определение следующего времени (Td) периодического размораживания (102),

- проверка нахождения времени (Td) размораживания в интервале времени между начальным и конечным часами (Tначало Td Tконец) действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии (103),

- если Tначало≤Td≤Tконец, затем инициализация процесса размораживания во время (Td) периодического размораживания посредством проверки с цепью (7) синхронизации (104),

- переход к этапу (102), в котором определяется следующее время (Td) периодического размораживания,

- если время (Td) размораживания не находится в интервале времени между начальным и конечным часами действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, тогда проверяют, находится ли время (Td) размораживания в интервале (T1) времени перед действием дешевого тарифа (105),

- если время (Td) размораживания находится в интервале (T1) времени перед действием дешевого тарифа, тогда задержка процесса (Td) периодического размораживания для выполнения между начальным временем (Tначало) и конечным временем (Tконец) периода действия дешевого тарифа (106),

- инициализация процесса размораживания в новом времени (Tdn) периодического размораживания посредством проверки с цепью (7) синхронизации (107),

- переход к этапу (102), в котором определяется следующее время (Td) периодического размораживания,

- если время (Td) размораживания не находится в интервале (T1) времени перед действием дешевого тарифа, тогда проверяют, находится ли оно в интервале (T2) времени после действия дешевого тарифа (108),

- если время (Td) размораживания находится в интервале (T2) времени после действия дешевого тарифа, тогда переход к процессу (Td) периодического размораживания для выполнения между начальным временем (Tначало) и конечным временем (Tконец) периода действия дешевого тарифа (109),

- инициализация процесса размораживания в новое время (Tdn) периодического размораживания посредством проверки с цепью (7) синхронизации (107),

- переход к этапу (102), в котором определяется следующее время (Td) периодического размораживания,

- если время (Td) размораживания не находится в интервале (T2) времени после действия дешевого тарифа, тогда инициализация процесса размораживания во время (Td) периодического размораживания посредством проверки с цепью (7) синхронизации (104),

- переход к этапу (102), в котором определяется следующее время (Td) периодического размораживания.

Для уменьшения затрат на потребление электроэнергии наряду со способом, который является предметом настоящего изобретения, должен использоваться электрический счетчик, регулируемый как для дешевого, так и для дорогого тарифа на электроэнергию. Периоды размораживания, установленные в холодильном устройстве (1) производителем, будут переустановлены для более позднего или более раннего времени для того, чтобы более предопределенные процессы размораживания заканчивались в пределах дешевого тарифа на электроэнергию, определяемого компанией распределения электричества, и менее предопределенные процессы размораживания заканчивались в пределах дорогого тарифа на электроэнергию, таким образом уменьшая затраты потребителя на потребления электроэнергии.

1. Холодильное устройство (1), содержащее:

компрессор (2), обеспечивающий выполнение холодильного цикла,

испаритель (3), посредством которого достигается охлаждение внутреннего объема холодильного устройства (1),

устройство (4) для размораживания, обеспечивающее удаление инея, накопленного на испарителе, отличающееся тем, что управляющая карта (5) содержит:

постоянный или переменный алгоритмы размораживания, которые определяют рабочий график устройства (4) для размораживания,

и начальный и конечный часы действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии, определяемые компаниями распределения электроэнергии,

при этом холодильное устройство выполнено с возможностью осуществления процесса размораживания в периоды дешевых тарифов энергопотребления посредством задержки времени наступления процесса размораживания до начала дешевого тарифа энергопотребления, или ускорения времени наступления процесса размораживания для периода времени немного после окончания дешевого тарифа энергопотребления для снижения расходов по энергопотреблению.

2. Холодильное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что управляющая карта (5) выполнена с возможностью задержки начала процесса размораживания в соответствии с заданным алгоритмом в моменты времени, близкие к началу действия дешевого тарифа энергопотребеления, и в течение периодов действия дорогого тарифа для осуществления позднее в период действия дешевого тарифа, и записи нового времени размораживания, задержанного до периода действия дешевого тарифа.

3. Холодильное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что управляющая карта (5) выполнена с возможностью ускорения начала процесса размораживания в соответствии с заданным алгоритмом для моментов немного после окончания действия дешевого тарифа энергопотребления и в течение периода действия дорогого тарифа для выполнения в течение периода действия дешевого тарифа и записи нового более раннего времени размораживания для выполнения в течение периода действия дешевого тарифа.

4. Холодильное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что содержит цепь (7) синхронизации, обеспечивающую восприятие информации о времени, введенном в панель (6) управления.

5. Способ управления холодильным устройством (1) по п.1, включающий этапы, на которых вводят начальный и конечный часы действия дешевого тарифа энергопотребления, и изменяют периоды процессов размораживания, определяемые алгоритмами, с помощью управляющей карты (5) в соответствии с начальным и конечным часами действия дешевого тарифа энергопотребления.

6. Способ управления по п.5, включающий этапы, на которых выполняют процесс размораживания в течение периода действия дешевого тарифа энергопотребления посредством задержки времени начала процесса размораживания до моментов близких к началу действия дешевого тарифа энергопотребления, и выполняют процесс размораживания в течение дешевого тарифа энергопотребления посредством ускорения времени процесса размораживания до моментов немного позже окончания действия дешевого тарифа энергопотребления посредством управляющей карты (5).

7. Способ управления холодильным устройством (1) по п.6, при котором

включают холодильное устройство (1) (100),

записывают начальный час (Тначало) действия дешевого тарифа на потребление электроэнергии и конечный час (Тконец) действия дешевого тарифа энергопотребления (101),

определяют следующее время (Td) периодического размораживания (102),

проверяют, находится ли время (Td) размораживания в интервале времени между начальным и конечным часами (Tначало-Td-Tконец) действия дешевого тарифа энергопотребления (103),

если Тначало≤Td≤Тконец, то начинают процесс размораживания во время (Td) периодического размораживания посредством проверки цепью (7) синхронизации (104),

переходят к этапу (102), на котором определяют следующее время (Td) периодического размораживания,

если время (Td) размораживания не находится в интервале времени между начальным и конечным часами действия дешевого тарифа энергопотребления, то проверяют, находится ли время (Td) размораживания в интервале (Т1) времени перед действием дешевого тарифа (105),

если время (Td) размораживания находится в интервале (Т1) времени перед действием дешевого тарифа, то задержка процесса (Td) периодического размораживания для выполнения между начальным временем (Тначало) и конечным временем (Тконец) периода действия дешевого тарифа (106),

начинают процесс размораживания в новом времени (Tdn) периодического размораживания посредством проверки цепью (7) синхронизации (107),

переходят к этапу (102), на котором определяется следующее время (Td) периодического размораживания,

если время (Td) размораживания не находится в интервале (Т1) времени перед действием дешевого тарифа, то проверяют, находится ли оно в интервале (Т2) времени после действия дешевого тарифа (108),

если время (Td) размораживания находится в интервале (Т2) времени после действия дешевого тарифа, то переходят к процессу (Td) периодического размораживания для выполнения между начальным временем (Тначало) и конечным временем (Тконец) периода действия дешевого тарифа (109),

начинают процесс размораживания в новое время (Tdn) периодического размораживания посредством проверки цепью (7) синхронизации (107),

переходят к этапу (102), на котором определяется следующее время (Td) периодического размораживания,

если время (Td) размораживания не находится в интервале (Т2) времени после действия дешевого тарифа, то начинают процесс размораживания во время (Td) периодического размораживания посредством проверки цепью (7) синхронизации (104),

переходят к этапу (102), на котором определяют следующее время (Td) периодического размораживания.