技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
热力循环过程系统，其包括至少两个
热交换器、EC
压缩机和诸如EC
风扇、
电子调节
阀和/或EC
泵等的电子部件的组合。
背景技术
[0002] 这种系统例如用作供热系统中的
热泵或
空调系统中的冷却器。在该过程中，一个热交换器被设计成
冷凝器，另一个热交换器被设计成
蒸发器。风扇通常附接于热交换器。为了增加整个系统的效率，使用电子控制部件来代替电气和
热机械部件。例如，EC(电子换向(electronically commutated))风扇用于代替AC风扇，EC(电子换向)压缩机(也被称为无刷DC压缩机或BLDC压缩机)用于代替AC压缩机。使用电子调节阀代替恒温膨胀阀。通过
开关电子部件，能够通过中央调节器进行单个部件的独立控制或调节，使得整个系统在每个操作点的效率能够被最大化。在该过程中，分别通过PWM(
脉宽调制)调制的操作
电压控制或调节特别是EC压缩机、EC风扇和EC泵。这些系统中使用的EC压缩机和EC风扇用的PWM操作电压通常在400V至700VHub之间和15kHz至20kHz PWM
频率之间。
[0003] 已知热力循环过程系统中的每个单个电子部件均具有自己的分散的电子器件单元，分散的电子器件单元具有自己的用于提供电压的供电电子器件、和具有用于控制或调节电子部件的控制单元的功率电子器件。功率电子器件用于产生PWM操作电压。单个电子部件的分散的电子器件单元借助于它们的供电电子器件彼此独立地连接到各自所需的电压源，例如三相400VAC源或传统的两相230V AC源。为了控制和调节热力循环过程，热力循环过程系统包括特别是具有中央用户
接口的附加的中央调节单元。中央调节单元连接到单个电子部件的控制单元和附加的
传感器。传感器为调节单元提供作为输入
信号的操作参数。这些热力循环过程系统的一个缺点是单个电子部件中的电子部件(特别是在供电电子器件和功率电子器件中)的高冗余性。每个供电电子器件通常具有EMC(电磁兼容性)
滤波器、输入
电流限制器和AC/DC
变压器和/或DC/DC变压器。这些装置的成本相当大，因此这些热力循环过程系统带来相对较高的成本。
[0004] 除此之外，已知在热力循环过程系统中，单个电子部件被中央电子器件单元操作。为此，单个电子部件被设置成没有集成的电子器件单元。代替的是，中央电子器件单元包括特别是具有输入电流限制器、EMC滤波器和至少一个变压器的用于所有部件的供电电子器件。此外，中央电子器件单元包括多个功率电子器件以产生用于单个电子部件的不同的PWM调制电压。为此，单个电子部件特别是设计成
马达的单个电子部件分别通过各自的线连接到中央电子器件单元。这种热力循环过程系统具有以下优点：由于可以省略电子部件，因此其可以被成本效益性地大量生产。然而，其也具有以下缺点：特别是供电电子器件的电子器件单元必须被专
门适配成所用的电子部件的功率范围，使得不能或者仅能够在限制范围内灵活使用具有其它功率范围的可替换电子部件。除此之外，归因于从中央电子器件单元到单个电子部件的相对较长的线路，产生不利的电磁
辐射，这可能特别对中央电子器件单元或各其它电子部件产生负面影响。
[0005] 从US 2012/0047911A1、WO 2011/139269A1、US 2007/0151272A1和WO 2004/109892A2已知这种普通的循环过程系统。
[0006] 从JP 2001/178173A已知一种具有无刷风扇马达的空调装置，其中，变换器和如具有集成的输入输出控制的单个部件的单片集成
电路被合并在风扇马达中。以这种方式，通过控制马达的输入DC电压与变换器的脉宽调制控制能够增加空调装置的输出。
[0007] 从US 6317012B1已知用于
数据网络的介质转换器系统，其能够将来自例如双绞线的一个介质的
信号传输转换至例如光纤系统的另一个介质。在这种情况下，来自功率供电装置的电功率被分配到下游的装置。
发明内容
[0008] 从一般的
现有技术出发，因此，本发明的目的在于提供一种热力循环过程系统，其能够尽可能成本效益化地进行生产，并且在该热力循环过程系统中同时确保了具有不同功率范围的单个部件的选择的灵活性并且使
电磁辐射尽可能的低。特别地，该目的是改善单个部件的供电电压/电流各自所需的电压/电流控制和避免供电线路中的
电磁干扰。
[0009] 在开始说明的这种热力循环过程系统中，通过方案1的特征部分的特征实现了本发明的目的。
[0010] 由于供电电子器件被设计成中央电子器件单元，因此这种热力循环过程系统允许省略部件。因此，省略了特别是输入电流限制器、EMC滤波器和变压器的电子部件。供电电子器件为不同部件提供供电电压，然而，关于电磁辐射，供电电压的传送不是关键。同时，功率电子器件被集成在相应部件中允许功率电子器件与电子部件之间特别短的连接，使得由PWM操作电压的传送带来的电磁辐射被最小化。此外，由于电子部件可以被具有不同功率范围的其它电子部件替换而无需调整中央电子器件单元，因此能够将热力循环过程系统灵活调整到不同的功率范围。
附图说明
[0011] 本发明的进一步细节、特征和有利的改进将在从属方案和附图中示出的实施方式呈现，在附图中：
[0012] 图1是根据本发明的用于三相AC电压源的热力循环过程系统的第一实施方式的系统图，
[0013] 图2是根据本发明的用于单相AC电压源的热力循环过程系统的第二实施方式的系统图，
[0014] 图3是根据本发明的热力循环过程系统的中央供电电子器件的实施方式的电路图，
[0015] 图4是根据本发明的热力循环过程系统的电子部件的集成的功率电子器件的实施方式的电路图。
具体实施方式
[0016] 相同的部件在不同附图中始终设置有相同的附图标记。
[0017] 参照以下说明明确强调的是：本发明不限于实施方式并且在此过程中不限于说明的特征组合的所有或多个特征；相反的是，实施方式/各个实施方式的每个的单个的子特征还可以与连同说明的所有其它子特征无关地自身具有创造性的关联，并还可以与其它实施方式的任何特征组合而不管特征的组合和
权利要求的引用关系。
[0018] 图1和图2是根据本发明的热力循环过程系统的两个实施方式的系统图。示出的每个热力循环过程系统包括多个电子部件，特别是EC压缩机1、EC风扇2、电子调节阀3和EC泵4。EC压缩机1被特别构造为BLDC压缩机。调节阀3特别是
电子膨胀阀。电子部件中的每一个均包括集成的功率电子器件6a、6b、6c、6d和集成的控制单元7a、7b、7c、7d。控制单元7a、7b、
7c和7d用于控制功率电子器件6a、6b、6c、6d并且每个控制单元包括控制接口，控制单元借助于控制接口通过
连接线23连接到外部中央调节单元12。连接线23用作控制线并特别包括总线，特别是用于Modbus。外部调节单元12用于调节热力循环过程并整体控制不同的电子部件，以促进循环过程系统的最佳效率。此外，调节基于来自外部传感器14的
输入信号，外部传感器14借助于连接线24连接到调节单元12。此外，可选的操作装置13连接到调节单元
12，用户可以利用可选的操作装置13设置操作参数。
[0019] 除此之外，各热力循环过程系统包括中央供电电子器件5a、5b。供电电子器件5a、5b可以连接到AC电压源15a、15b并且供电电子器件5a、5b特别包括输入电流限制器8a、8b、EMC滤波器9a、9b、中间电路10a、10b和至少一个变压器11a、11b、16。供电电子器件5a、5b的输入电流被输入电流限制器8a、8b限制以防止不利的电流峰值。如根据图1的第一实施方式中，供电电子器件5a、5b可以连接到特别是具有400V AC的三相AC电压源15a，或者如根据图
2的第二实施方式中，供电电子器件5a、5b可以连接到特别是具有230VAC的单相AC电压源
15b。不利的电磁辐射被EMC滤波器9a、9b过滤。借助于中间电路10a、10b和根据第一实施方式的变压器11a、16和根据第二实施方式的变压器11b，分别为电子部件1、2、3、4提供三种或两种不同的供电电压。
[0020] 在根据图1的第一实施方式中，第一供电电压通过连接线20从供电电子器件5a的中间电路10a传送到EC压缩机1，特别是传送到EC压缩机1的功率电子器件6a。第一供电电压在300V与600V之间，特别是565V。第二供电电压通过连接线21从供电电子器件5a的变压器16传送到EC风扇2、电子调节阀3和EC泵4，特别是传送到EC风扇2、电子调节阀3和EC泵4各自的功率电子器件6b、6c、6d。第二供电电压在30V与400V之间，特别是48V或325V。第三供电电压通过连接线22从供电电子器件5a的变压器11a传送到EC压缩机1、EC风扇2、电子调节阀3、EC泵4(特别是传送到EC压缩机1、EC风扇2、电子调节阀3、EC泵4各自的控制单元7a、7b、7c、
7d)和中央调节单元12。第三供电电压在3V与42V之间并且特别是5V。
[0021] 在根据图2的第二实施方式中，第一供电电压通过连接线20从供电电子器件5b的中间电路10b传送到EC压缩机1、EC风扇2、电子调节阀4和EC泵4，特别是传送到EC压缩机1、EC风扇2、电子调节阀4和EC泵4各自的功率电子器件6a、6b、6c、6d。第一供电电压在30V与400V之间，特别是48V或325V。第二供电电压通过连接线22从供电电子器件5b的变压器11b传送到EC压缩机1、EC风扇2、调节阀3、EC泵4(特别是传送到EC压缩机1、EC风扇2、调节阀3、EC泵4的控制单元7a、7b、7c、7d)和中央调节单元12。第二供电电压在3V与42V之间，特别是
5V。
[0022] 供电电压是未调制的DC电压，使得连接线20、21、22不会发生电容性干扰。
[0023] 图3是供电电子器件5a的示例的实施方式的电路图。该实施方式中示出的供电电子器件5a可以连接到特别是具有400V AC的三相AC电压源15a。供电电子器件5a通过输入电流限制器8a限制三相AC电压的电流峰值。此外，电磁干扰被EMC滤波器9a过滤。三相AC电压被AC/DC变压器10a转换成EC压缩机1的功率电子器件6a用的特别是565V DC的第一供电电压并被供电给连接线20用的连接。特别是325V DC的第二供电电压被DC/DC变压器16转换用于EC风扇2的功率电子器件6b、EC泵3的功率电子器件6c和膨胀阀4的功率电子器件6d并供电给连接线21用的连接。此外，第一供电电压被DC/DC变压器11b转换成电子部件(EC压缩机1、EC风扇2、电子调节阀3、EC泵4各自)的控制单元7a、7b、7c、7d用的和调节单元12用的特别是5V DC的第三供电电压并被供电给连接线22用的连接。
[0024] 图4是用于马达的集成的功率电子器件6a、6b、6c、6d的示例的示意图。功率电子器件6a、6b、6c、6d例如由
驱动器、如IGBT开关的功率输出级和电流感应
电阻器构成并经由连接线20被供电电子器件5a、5b的供电电压供电。
[0025] 由于中央供电电子器件5a、5b，因此省略了各电子部件1、2、3、4中的部分部件，使得可以成本效益化地生产这种热力循环过程系统。由于各电子部件1、2、3、4均具有自己相应的功率电子器件6a、6b、6c、6d和相关联的控制单元7a、7b、7c、7d，因此能利用同一供电电子器件装置5来产生热力循环过程系统用的其它功率范围。为此，相应的电子部件1、2、3、4被功率更强或功率更弱的电子部件1、2、3、4代替。然而，由于具有其它功率范围的电子部件1、2、3、4用的供电电压相同并可以被成本效益化地设置必要的功率，因此在该过程中不一定要调整供电电子器件5a、5b。
[0026] 此外，由于这些连接线可以因为功率电子器件6a、6b、6c、6d在电子部件1、2、3、4中的集成而被设计成特别短，因此大大减小了电磁干扰辐射，电磁干扰辐射是由从功率电子器件6a、6b、6c、6d到电子部件1、2、3、4的用电元件的连接线上的PWM操作电压产生的，该用电元件特别是EC压缩机1的马达和EC风扇2的马达。
[0027] 本发明不限于示出和说明的实施方式，而是
覆盖了具有本发明意义下的相同效果的所有实施方式。明确强调的是：实施方式不限于所有特征的组合；相反，甚至与所有其它子特征无关地，每个单个的子特征自身也可以具有创造性的关联。此外，本发明到目前为止不限于权利要求1中限定的特征的组合，而是还可以被公开的所有单个特征之外的某些特征的任何其它组合限定。这意味着原则上在实践中权利要求1的任何单个的特征可以被省略或者被本
申请其它地方公开的至少一个单个的特征替换。在这个方面，权利要求1仅被理解为阐述发明的第一尝试。
