CH664624A5

CH664624A5 - DEVICE FOR MONITORING A REFRIGERATION SYSTEM OR HEAT PUMP.

Info

Publication number: CH664624A5
Application number: CH416885A
Authority: CH
Inventors: Franz Fondel
Original assignee: Tyler Refrigeration Gmbh
Priority date: 1984-09-29
Filing date: 1985-09-26
Publication date: 1988-03-15
Also published as: DE8428748U1; GB2165079B; GB8524005D0; GB2165079A

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung einer Kälteanlage oder Wärmepumpe mit einer Anzeigetafel, auf der Geräte, die ein flüssiges bzw. gasförmiges Arbeitsmitel zum Transport von Kälte oder Wärme antreiben, im verkleinerten Massstab aufgezeichnet sind. DESCRIPTION The invention relates to a device for monitoring a refrigeration system or heat pump with a display panel on which devices which drive a liquid or gaseous working medium for the transport of cold or heat are recorded on a reduced scale.

Aus der deutschen Patentschrift Nr. 2 758 153 ist eine Verbundkälteanlage mit vier Kompressoren bekannt, die entsprechend der herbeizuführenden Temperatur über einen Stufenschalter der Reihe nach ein- oder ausgeschaltet werden. Bei dieser üblichen Reihenfolge stellt der erste Kompressor den Grundlastverdichter und der vierte Kompressor den Spitzenlastverdichter dar. Da der letztere nur bei extremen Bedingungen eingeschaltet wird, ergeben sich für ihn dann kurze Laufzeiten und lange Standzeiten, was sich auf seine Gesamtlebensdauer nachteilig auswirkt. A compound refrigeration system with four compressors is known from German Patent No. 2,758,153, which are switched on or off in sequence via a step switch in accordance with the temperature to be brought about. In this usual sequence, the first compressor is the base load compressor and the fourth compressor is the peak load compressor. Since the latter is only switched on under extreme conditions, the runtimes are short and the service life is long, which has an adverse effect on its overall service life.

In ähnlicher Weise wird bei der Ansteuerung eines Sollwertes dieser während kurzer Zeitspannen überschritten, so dass der jeweilige Kompressor immer wieder erneut in Gang gesetzt werden muss und die aufzubringende Kälteleistung schubweise und nicht zum tatsächlichen Kältebedarf proportional zugeführt wird. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, Similarly, when a setpoint is activated, it is exceeded for a short period of time, so that the respective compressor has to be started again and again and the cooling power to be applied is supplied in batches and not in proportion to the actual cooling requirement. To get around this difficulty

werden in einer Kälteanlage Kompressoren mit unterschiedlicher Leistung benutzt, die entsprechend dem Kältebedarf in passender Weise ausgewählt und von Hand oder selbsttätig zusammengeschaltet werden. compressors with different capacities are used in a refrigeration system, which are selected in a suitable manner according to the refrigeration requirement and can be interconnected by hand or automatically.

s Aus der deutschen Auslegeschrift Nr. 2 343 512 ist ein Verfahren zur Erfassung von Pumpstössen bei Kompressions-Maschinen bekannt, um gegebenenfalls innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne eine selbsttätige Abschaltung des Antriebsmotors herbeizuführen. Jede radial bzw. axial arbei-lo tende Kompressions-Maschine beginnt nämlich bei gewissen Fördermengen unruhig zu arbeiten. Innerhalb der Maschine reisst dadurch kurzzeitig die Strömung ab, und es findet dabei ein Rückstrom vom Druckstutzen zum Saugstutzen statt. Im nächsten Augenblick erfolgt die Strömung wieder ls normal. Dieser Vorgang wiederholt sich danach in kurzer Zeitfolge mehrmals hintereinander, wobei sogar unter ungünstigen Umständen Schäden an der Maschine entstehen können. Aus diesem Grunde zieht man eine kurzzeitige Abschaltung des Antriebsmotors vor. s German Patent Specification No. 2 343 512 discloses a method for detecting pump surges in compression machines, in order to bring about an automatic shutdown of the drive motor within a predetermined period of time. Every radial or axially working compression machine starts to work restlessly with certain delivery rates. As a result, the flow breaks off briefly within the machine and there is a backflow from the pressure port to the suction port. In the next moment the flow is normal again. This process is then repeated several times in quick succession, and damage to the machine can occur even under unfavorable circumstances. For this reason, a brief shutdown of the drive motor is preferred.

20 Ferner ist in der deutschen Auslegeschrift Nr. 2 245 456 eine Kälteanlage grosser Leistung erwähnt, die zur Klimatisierung eines grossen Gebäudes verwendet wird. Innerhalb dieser Kälteanlage läuft ein Kältemittel um und wird dabei ständig in einem geschlossenen Kreisprozess verdichtet, ver-25 flüssigt, gesammelt, zur Aufnahme der Wärme verdampft und schliesslich wieder verdichtet. Im einzelnen wird das Kältemittel von einem Kreiselverdichter zu einem Kondensator geleitet, der einen von Kühlwasser durchströmten Wärmeaustauscher aufweist. Das nunmehr flüssige Kältemittel 30 wird in einem Sammler aufgefangen und von diesem über eine Entspannungsvorrichtung zu einem Verdampfer geleitet, in dem das Kältemittel durch die Aufnahme von Wärme wieder in den gasförmigen Zustand zurückgebracht wird. 20 Furthermore, German refrigeration plant no. 2 245 456 mentions a refrigeration system of great performance, which is used to air-condition a large building. A refrigerant circulates within this refrigeration system and is constantly compressed, liquefied, collected, evaporated to absorb the heat and finally compressed again in a closed cycle. In detail, the refrigerant is passed from a centrifugal compressor to a condenser which has a heat exchanger through which cooling water flows. The now liquid refrigerant 30 is collected in a collector and passed from there via an expansion device to an evaporator, in which the refrigerant is returned to the gaseous state by the absorption of heat.

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Um die Arbeitsweise der verschiedenen Komponenten, insbesondere der Kompressoren zu überwachen, ist es bekannt, auf der Schalttafel derartiger Kälteanlagen zugehörige Kontrollämpchen anzubringen, die dem Bedienenden durch ihr Aufleuchten oder Erlöschen den augenblicklichen Betriebszustand der betreffenden Komponente anzeigen. Um die nötige Zuordnung zwischen der Komponente und dem jeweiligen Kontrollämpchen zu erreichen, ist es mit einer Beschriftung versehen. Solche Beschriftungen werden meist sehr knapp gehalten und mitunter von einem nachfolgenden Bedienenden, dem z.B. die ursprüngliche Numerierung der Kompressoren nicht oder nur unzureichend übermittelt wurde, falsch ausgelegt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die visuelle Überwachung der Kom-so ponenten einer Kälteanlage oder Wärmepumpe durch Kontrollämpchen als auch die Montage ihrer zugeordneten Schaltungen und Schaltungselemente zu erleichtern. In order to monitor the functioning of the various components, in particular the compressors, it is known to attach associated control lights on the control panel of such refrigeration systems, which, by lighting up or extinguishing, indicate to the operator the current operating state of the relevant component. In order to achieve the necessary assignment between the component and the respective control lamp, it is provided with a label. Such labels are usually kept very short and sometimes by a subsequent operator, e.g. the original numbering of the compressors was not or only insufficiently transmitted, misinterpreted. The invention has for its object to facilitate both the visual monitoring of the components of a refrigeration system or heat pump by control lamps and the assembly of their associated circuits and circuit elements.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass innerhalb Kompressoren zeigender Bilder der Anzeige-55 tafel zumindest jeweils ein Lämpchen zur Anzeige eines Betriebszustandes angebracht ist, und dass eine gedruckte Schaltungsplatte sowie eine mit Relais bestückte Platte parallel zu und an der Anzeigetafel angeordnet sind und gemeinsam eine Baueinheit zum Einsetzen in eine vorfabri-«o zierte Öffnung eines Schaltschrankes bilden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden ausführlich beschrieben. Es zeigen: This object is achieved according to the invention in that at least one lamp for displaying an operating state is attached within images of the display panel showing compressors, and that a printed circuit board and a board equipped with relays are arranged parallel to and on the display panel and together form a structural unit for insertion into a prefabricated opening of a control cabinet. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in detail below. Show it:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Kälteanlage, in die die 65 Anzeigevorrichtung gemäss der Erfindung eingebaut ist, 1 is an overall view of a refrigeration system, in which the 65 display device according to the invention is installed,

Fig. 2 die Anzeigetafel, auf der eine um eine Stufe erweiterte Kälteanlage, deren wesentliche Komponenten mit Hilfe von Kontrollämpchen und Schaltern zu überwachen bzw. 2 the display panel on which a refrigeration system expanded by one level, the essential components of which are monitored with the aid of control lamps and switches or

einzustellen sind, in verkleinertem Massstab wiedergegeben ist, must be set, is reproduced on a smaller scale,

Fig. 3 eine mit den Kontrollämpchen und Schaltern der Figur 2 verbundene gedruckte Schaltungsplatte und Fig. 3 is a printed circuit board connected to the control lights and switches of Fig. 2 and

Fig. 4 eine mit Relais bestückte, mit der gedruckten Schaltungsplatte zusammenwirkende Platte. Fig. 4 is a relay equipped, cooperating with the printed circuit board.

Gemäss der Figur 1 enthält eine Kälteanlage einen rechtwinkligen Rahmen 10, der nebeneinander drei Kompressoren 12,14 und 16 gegebenenfalls von unterschiedlicher Leistung trägt. Oberhalb des rückwärtigen Rahmenabschnittes sind drei Schränke 20,22 und 24 motiert, in denen weitere Teile der Kälteanlage untergebracht sind. Der Schrank 20 wird als Schaltschrank benutzt, und in eine in seinem Unterteil befindliche Öffnung ist eine Anzeigetafel 26 der Anzeigevorrichtung gemäss der Erfindung eingefügt und durch Schrauben 28 befestigt. According to FIG. 1, a refrigeration system contains a right-angled frame 10 which carries three compressors 12, 14 and 16 next to one another, possibly with different outputs. Above the rear frame section, three cupboards 20, 22 and 24 are motivated, in which further parts of the refrigeration system are accommodated. The cabinet 20 is used as a control cabinet, and a display panel 26 of the display device according to the invention is inserted into an opening in its lower part and fastened by screws 28.

Eine Kälteanlage der in der Figur 1 gezeigten Art ist mehrere Meter breit und etwa 2 Meter hoch; wegen dieser Ausmasse wäre es dem Bedienenden zu mühevoll, an den Komponenten unmittelbar montierte Kontrollämpchen zu überwachen und dementsprechend verteilt angeordnete Schalter zu betätigen. Ausserdem wäre dem Bedienenden ein Raum oder Gang zur Verfügung zu stellen, damit er sich von der einen Seite der Kälteanlage an den Kompressoren 12,14 und 16 entlang zur anderen Seite mühelos, also unbehindert begeben kann. Um dem Bedienenden die Überwachung der zahlreichen Komponenten mit Hilfe der Kontrollämpchen und die Betätigung der Schalter zu ihrer Ein- und Abschaltung bwz. zum automatischen Betrieb zu erleichtern, sind diese Komponenten und ihre gegenseitigen Verbindungen auf der Anzeigetafel 26 in verkleinertem Massstab abgebildet und dort mit den Kontrollämpchen und Schaltern versehen. An der einen Seite der Kältenanlage ist dann der gesamte Ablauf des Geschehens innerhalb der einzelnen Komponenten vom Bedienenden leicht zu überblicken, und er kann an derselben Stelle ohne weiteres durch die Betätigung der Schalter in diesen Ablauf eingreifen. A refrigeration system of the type shown in Figure 1 is several meters wide and about 2 meters high; Because of this size, it would be too difficult for the operator to monitor control lamps mounted directly on the components and to actuate switches arranged accordingly. In addition, the operator would have to be provided with a room or aisle so that he could move effortlessly from one side of the refrigeration system along the compressors 12, 14 and 16 to the other side, that is to say without hindrance. To monitor the numerous components with the help of the control lamps and the actuation of the switches to switch them on and off. To facilitate automatic operation, these components and their mutual connections are shown on the display panel 26 on a reduced scale and there are provided with the control lamps and switches. On one side of the refrigeration system, the entire sequence of events within the individual components can then be easily surveyed by the operator, and he can easily intervene in this sequence by actuating the switches.

In der Figur 2 ist die Vorderseite der Anzeigetafel 26 wiedergegeben, die jedoch für eine mit einem zusätzlichen Kompressor 30 bestückte Kälteanlage ausgebildet ist. An jedem der vier Kompressoren 12,14,16 und 30 sind fünf Kontrollämpchen 31 bis 35 angebracht; ihr Anbringungsort in der abgebildeten Kälteanlage stimmt dabei mit dem tatsächlich zu überwachenden Abschnitt des jeweiligen Kompressors überein. Folglich überwacht das in der Abbildung am Anschluss des Kompressors 12 zu einer Saugsammelleitung 38 angebrachte Kontrollämpchen 31 ebenfalls in der Wirklichkeit den Saugdruck in diesem Anschluss, der jedoch in der Figur 1 durch den Kompressor 12 selbst verdeckt ist und daher nicht gesehen wird. Sobald der Saugdruck seinen zulässigen Arbeitsbereich verlässt, leuchtet das Kontroll-lämpchen 31 auf, was bedeutet, dass der Kompressor 12 nicht oder unzureichend ansaugt. Ähnliches gilt für das am Anschluss zu einer Drucksammelleitung 40 angeordnete Kontrollämpchen 35, das mit seinem Aufleuchten den Ausfall der Komprimierung des Kältemittels oder eine unzureichende Komprimierung an diesem Kompressor 12 anzeigt. Das der Rotorwelle des Kompressors 12 zugeordnete Kontrollämpchen 32 leuchtet bei einer unzureichenden Versorgung ihrer Lager mit Öl auf, und das am Rotorumfang vorhandene Kontrollämpchen 33 zeigt mit seinem Aufleuchten eine Laufstörung des Motors an. Jedem Kompressor 12,14, 16 und 30 ist ein Handschalter 42 zugeordnet, an dem der Bedienende den Kompressor in Betrieb setzt oder abschaltet. Dabei kann er zwischen dem Handbetrieb und einem automatischen Betrieb wählen. Mit dem Handschalter 42 ist das Kontrollämpchen 34 elektrisch verbunden, damit der Bedie- FIG. 2 shows the front of the display panel 26, which, however, is designed for a refrigeration system equipped with an additional compressor 30. Five control lamps 31 to 35 are attached to each of the four compressors 12, 14, 16 and 30; their location in the refrigeration system shown corresponds to the section of the respective compressor that is actually to be monitored. Consequently, the control lamp 31 attached in the figure at the connection of the compressor 12 to a suction manifold 38 also monitors in reality the suction pressure in this connection, which, however, is covered by the compressor 12 itself in FIG. 1 and is therefore not seen. As soon as the suction pressure leaves its permissible working range, the control lamp 31 lights up, which means that the compressor 12 is not or is insufficiently suctioning. The same applies to the control lamp 35 which is arranged at the connection to a pressure collecting line 40 and which, when it lights up, indicates the failure of the compression of the refrigerant or an insufficient compression on this compressor 12. The control lamp 32 assigned to the rotor shaft of the compressor 12 lights up when there is an insufficient supply of oil to its bearings, and the control lamp 33 on the circumference of the rotor lights up to indicate a malfunction of the engine. A manual switch 42 is assigned to each compressor 12, 14, 16 and 30, at which the operator starts or stops the compressor. He can choose between manual mode and automatic mode. The control lamp 34 is electrically connected to the hand switch 42 so that the operator

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nende überwachen kann, ob der zugehörige Kompressor tatsächlich entsprechend der gewählten Schalterstellung in Betrieb geht oder nicht oder auch ausfällt. Ein weiterer Handschalter 44, der auf der Anzeigetafel 26 der Figur 2 oberhalb der Drucksammelleitung 40 angeordnet ist, ermöglicht das Einschalten aller Kontrollämpchen und somit eine Überprüfung der Funktion, damit gegebenenfalls ein durchgebranntes Kontrollämpchen durch ein neues ersetzt werden kann. can monitor whether the associated compressor actually starts up according to the selected switch position or not or even fails. Another hand switch 44, which is arranged on the display panel 26 of FIG. 2 above the pressure collecting line 40, enables all the control lamps to be switched on and thus a function check so that a blown control lamp can be replaced by a new one if necessary.

Die Drucksammelleitung 40 führt das unter Druck stehende Kältemittel zu einem Kondensator 50, mit dem vier Ventilatoren 52,54, 56 und 58 zur Ableitung der Wärme in die umgebende Luft zusammenwirken. Ähnlich wie den Kompressoren 12,14,16 und 30 ist jedem Ventilator 52,54, 56 und 58 ein Handschalter 60 zugeordnet, um ihn ein- und ausschalten bzw. auf automatischen Betrieb einstellen zu können. Über dem jeweiligen Handschalter 60 befindet sich ein Kontrollämpchen 62, mit dessen Aufleuchten der Bedienende bemerkt, dass der zugehörige Ventilator tatsächlich läuft und nicht etwa, abweichend von der Schalterstellung, ausser Betrieb ist. Oberhalb der auf der Anzeigetafel der Figur 2 abgebildeten Ventilatoren 52,54,56 und 58 ist ein weiteres Kontrollämpchen 64 angeordnet, das jedoch bei einer Störung des den jeweiligen Ventilator antreibenden Motors zum Leuchten gebracht wird. The pressure manifold 40 leads the pressurized refrigerant to a condenser 50, with which four fans 52, 54, 56 and 58 cooperate to dissipate the heat into the surrounding air. Similar to the compressors 12, 14, 16 and 30, each fan 52, 54, 56 and 58 is assigned a manual switch 60 in order to be able to switch it on and off or to set it to automatic operation. Above the respective manual switch 60 there is a control lamp 62, the lighting of which the operator notices that the associated fan is actually running and is not out of operation, unlike the switch position. A further control lamp 64 is arranged above the fans 52, 54, 56 and 58 shown on the display panel in FIG. 2, but this is brought to light in the event of a fault in the motor driving the respective fan.

Im unteren Abschnitt des auf der Anzeigetafel der Figur 2 wiedergebenen Kondensators 50 ist ein Temperatur-Anzeiger 66 angebracht, an dem die Temperatur des im Bodenbereich des Kondensators 50 vorhandenen Kältemittels unmittelbar in Grad Celsius abgelesen werden kann. Aus diesem Bodenbereich tritt das Kältemittel in einen Sammler 70 über, in dessen Abbildung ein weiteres Kontrollämpchen 68 angebracht ist, das jedoch nur aufleuchtet, falls die Menge des angesammelten flüssigen Kältemittels ein vorgegebenes Niveau überschreitet. Schliesslich läuft das flüssige Kältemittel vom Sammler 70 zu den Verdampfern 72, an denen das Saugsammelrohr 38 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist der Kreislauf des Kältemittels im System geschlossen. Falls im gesamten System eine Störung auftreten sollte, leuchtet ein Kontrollämpchen 74 auf, das sich neben dem Handschalter 44 zur Überprüfung aller Kontrollämpchen befindet. Innerhalb derselben Reihe ist noch ein Rückstellschalter 76 vorgesehen, von dem nach Behebung der Störung im System das Kontrollämpchen 74 von Hand gelöscht werden kann. In the lower section of the condenser 50 shown on the display panel of FIG. 2, a temperature indicator 66 is attached, on which the temperature of the refrigerant present in the bottom area of the condenser 50 can be read directly in degrees Celsius. From this floor area, the refrigerant passes into a collector 70, in the illustration of which a further control lamp 68 is attached, which, however, only lights up if the amount of liquid refrigerant accumulated exceeds a predetermined level. Finally, the liquid refrigerant runs from the collector 70 to the evaporators 72, to which the suction manifold 38 is connected. In this way, the refrigerant circuit in the system is closed. If a fault should occur in the entire system, a control lamp 74 lights up, which is located next to the hand switch 44 for checking all the control lamps. A reset switch 76 is also provided within the same row, from which the control lamp 74 can be deleted manually after the fault in the system has been remedied.

An und parallel zu der Rückseite der Anzeigetafel 26, die in den Schaltschrank 20 der Figur 1 eingeschraubt ist, ist eine gedruckte Schaltungsplatte 80 gemäss der Figur 3 angeordnet. Sie trägt die elektrischen Leiter, die die notwendigen elektrischen Verbindungen zwischen den Kontroll-lämpchen und den Fühlern an den zu überwachenden Hauptkomponenten der Kälteanlage herstellen. Ähnliches gilt auch für die elektrischen Leiter zwischen den Handschaltern 42,44 und 76 und den Komponenten, die über sie geschaltet werden. Neben der gedruckten Schaltungsplatte 80 befinden sich der Temperatur-Anzeiger 66 und ein Betriebsstundenzähler 82. A printed circuit board 80 according to FIG. 3 is arranged on and parallel to the rear of the display panel 26, which is screwed into the control cabinet 20 in FIG. It carries the electrical conductors that make the necessary electrical connections between the indicator lights and the sensors on the main components of the refrigeration system to be monitored. The same applies to the electrical conductors between the hand switches 42, 44 and 76 and the components that are switched via them. Next to the printed circuit board 80 are the temperature indicator 66 and an hour meter 82.

Schliesslich ist parallel zur Anzeigetafel 26 und zur gedruckten Schaltungsplatte 80 noch eine mit Relais 86 bestückte Platte 84, die in der Figur 4 gezeigt ist, in der Weise angeordnet, dass diese gemeinsam eine Baueinheit bilden, die als ganzes in eine Öffnung des Schaltschrankes 20 eingeführt werden kann. Daher kann auch eine solche Anzeigevorrichtung gegebenenfalls noch in vorhandene Kälteanlagen nachträglich eingebaut und entsprechend verdrahtet werden. Finally, parallel to the display panel 26 and to the printed circuit board 80, a board 84 equipped with relay 86, which is shown in FIG. 4, is arranged in such a way that these together form a structural unit which is inserted as a whole into an opening in the control cabinet 20 can be. Therefore, such a display device can also be retrofitted to existing refrigeration systems and wired accordingly.

Natürlich ist die gezeigte und erläuterte Anzeigevorrichtung auch auf Wärmepumpen anwendbar. Of course, the display device shown and explained is also applicable to heat pumps.

3 3rd

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10 10th

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25 25th

30 30th

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40 40

45 45

50 50

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SO SO

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B B

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

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1.Device for monitoring a refrigeration system or heat pump with a display board on which devices which drive a liquid or gaseous working medium for the transport of cold or heat are recorded on a smaller scale, characterized in that within compressors (12, 14, 16 , 30) showing images of the display panel (26) at least one lamp (31, 32, 33, 34 and / or 35) is attached to indicate an operating state, and that a printed circuit board (80)

and a plate (84) equipped with relays (86) are arranged parallel to and on the display panel (26) and together form a structural unit for insertion into a prefabricated opening of a control cabinet (20).

2. Device according to claim 1, characterized in that for switching on and off the respective device (12, 14, 16, 30; 52, 54, 56, 58) or for bringing about its automatic operation, the picture of the device on the Scoreboard (26) is associated with a manually operable switch (42 or 60).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device is a with the condenser (50) cooperating fan (52, 54, 56 or 58), on the image on the display panel (26) two control lamps ( 62 and 64) are arranged, which indicate the operation of the fan or a malfunction of a motor.

4. The device according to claim 1, characterized gekennzei-chent that the device is a collector (70) of liquid working fluid, the control lamp (68) indicates a small supply of accumulated liquid working fluid.

5. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the device is a compressor (12,14,16, 30), in the image on the display panel (26) a series of control lights (31,32,33,34 , 35) is arranged, which indicate errors in the generation of pressure on the suction and pressure side, in the oil supply to the bearing, another engine malfunction or normal operation.

6. The device according to claim 1, characterized in that on the display panel (26) a manually operable switch (44) for switching on and thus for checking all control lamps is arranged.