DE102004044990A1

DE102004044990A1 - System und Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks

Info

Publication number: DE102004044990A1
Application number: DE102004044990A
Authority: DE
Inventors: Jin-Ho Jeong
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2005-04-14
Also published as: JP2005090953A; KR20050028391A; GB0420628D0; US20050056031A1; GB2406174A

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks angegeben. Beim erfindungsgemäßen System sind Temperatursensoren (120, 130) an der Einlass- und der Auslassseite eines Verdampfers montiert. Wenn die Differenz zwischen den durch die Temperatursensoren gemessenen Temperaturen über einem vorbestimmten Wert liegt, ermittelt eine Steuerungseinheit (200), dass ein Kühlmittelleck vorliegt. Daraufhin wird dieses Kühlmittelleck dem Benutzer über ein Display (210) angezeigt. DOLLAR A Durch diesen Aufbau ist es möglich, ein Kühlmittelleck in einem frühen Zustand automatisch auf billige Weise zu erkennen, was es ermöglicht, Teile, wie eine Kühlmittelleitung, durch neue zu ersetzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks.
Als Alternative zu üblichen, in einem Kühlkreis verwendeten Kühlmitteln werden neuerdings z.B. Kühlmittel auf Kohlenwasserstoffbasis und Hybrid-Kühlmittel verwendet. Derartige Kühlmittel sind explosiv und giftig. Daher beeinträchtigt ein Leck in einer Kühlmittelleitung nicht nur das Funktionsvermögen des Kühlkreises, sondern es wird auch das Wohlbefinden von Personen beeinträchtigt. Demgemäß ist ein System zur Erfassung von Kühlmittellecks wesentlich, um zu erkennen, ob ein Kühlmittel aus einer Kühlmittelleitung ausleckt oder nicht.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 ein erstes Beispiel eines bekannten Systems zur Erfassung von Kühlmittellecks beschrieben.

Bei diesem bekannten System ist ein Gaskonzentrationssensor 20 in einem halb geschlossenen System separat vorhanden, wie es in der Figur dargestellt ist. Dieser Gaskonzentrationssensor 20 ist mit einer Steuerung 30 verbunden. Der Gaskonzentrationssensor 20 erfasst, als Sensor zum Erfassen einer Gaskonzentration, dass die Konzentration eines giftigen Gases in einem Raum über einen Gefahrenpegel zunimmt, wenn eine gefährliche Menge an Kühlmittel aus einer Kühlmittelleitung 10 in den Raum ausgeleckt ist, in dem ein Kühlschrank oder eine Klimaanlage installiert ist.

Jedoch war es bei einem derartigen herkömmlichen System zur Erfassung von Kühlmittellecks schwierig, ein Kühlmittelleck unmittelbar zu erkennen, das in feinen Rissen in der Kühlmittelleitung 10 besteht.

Außerdem ist ein System zur Erfassung von Kühlmittellecks mit einem derartigen Gaskonzentrationssensor 20 sehr teuer. Demgemäß sind auch die Kosten eines Geräts unter Verwendung eines solchen Systems erhöht, so dass ein derartiges System kaum bei elektrischen Heimgeräten wie üblichen Kühlschränken angewandt werden kann.

Ferner ist es bei diesem ersten bekannten Beispiel mühselig, einen Algorithmus zum Erfassen der Gaskonzentration an die Kapazität der Kühlmittelleitung anzupassen.

Die 2 veranschaulicht ein manuelles Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß einem zweiten bekannten Beispiel. Gemäß der 2 wird, wenn Kühlmittel allmählich durch Risse oder schlechte Schweißnähte in der Kühlmittelleitung 10 entweicht, Seifenwasser oder eine Kühlmittel-Reaktionslösung auf einen Teil aufgesprüht, wo das Leck vermutet wird. Wenn an der vermuteten Stelle tatsächlich ein Leck vorliegt, entstehen Blasen in der Seifenwasserlösung, oder die Kühlmittel-Reaktionslösung zeigt das Leck an.

Wenn jedoch das Leck in der Kühlmittelleitung zu fein ist oder das Kühlmittel völlig ausgetreten ist, kann durch ein derartiges manuelles Verfahren kein Kühlmittelleck erkannt werden. Ferner ist es von Nachteil, dass eine Untersuchungsperson periodisch manuell eine Kontrolle auf Kühlmittellecks ausführen sollte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks zu schaffen, die automatisch und billig arbeiten.

Diese Aufgabe ist durch das System gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und das Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 2 gelöst. Vorzugsweise wird in einem Kühlmittelleck-Anzeigeschritt ein Alarmton ausgegeben sobald ein Kühlmittelleck erkannt ist.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erfolgt, ersichtlich werden.
1 ist eine Ansicht eines ersten Beispiels zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß dem Stand der Technik;
2 ist eine Ansicht eines zweiten Beispiels zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß dem Stand der Technik;
3 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ist ein Steuerungs-Flussdiagramm des Betriebs zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine schematische Ansicht eines Kühlschranks mit einem System zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
6a ist ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen eines normalen Zustands des Ein- und Ausströmens eines Kühlmittels;
6b ist ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen einer Temperaturdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass eines Verdampfers im Normalzustand des Ein- und Ausströmens des Kühlmittels; und
7a und 7b sind der 6a bzw. der 6b entsprechende Ansichten, jedoch bei Vorliegen eines Kühlmittellecks.
Nachfolgend werden ein System und ein Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung detailliert beschrieben.
Gemäß dem in der 3 dargestellten Steuerungs-Blockdiagramm verfügt diese Ausführungsform des Systems über eine Spannungsversorgung 220 zum Versorgen einer Kühlschrank-Haupteinheit mit Spannung, einen ersten Temperatursensor 120 zum Messen der Kühlmitteltemperatur auf der Einlassseite eines Verdampfers, einen zweiten Temperatursensor 130 zum Messen der Kühlmitteltemperatur auf der Auslassseite des Verdampfers, einen Mikrocontroller 200 zum Steuern des Betriebs des Kühlschranks, zum Berechnen der Differenz zwischen den durch den ersten und den zweiten Temperatursensor 120 und 130 gemessenen Temperaturen, zum Vergleichen der Differenz mit einem Bezugswert und zum Ermitteln, ob ein Kühlmittelleck vorhanden ist oder nicht, und ein Display 210 zum Anzeigen eines Kühlmittellecks.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird nun der Betrieb dieses beschriebenen Systems zur Erfassung von Kühlmittellecks erläutert.
Wie es in der 5 dargestellt ist, ist der Verdampfer des Kühlschranks in einer Gefrierkammer vorhanden. Der Gefrierkammer zugeführte kalte Luft wird in dieser umgewälzt und dann durch einen Rücklaufkanal 150 gesaugt. Die Gefrierkammer ist mit einem Lüftermotor 110 versehen, um einen Lüfter so anzusteuern, dass durch einen Wärmeaustausch gekühlte Luft schnell in die Gefrierkammer geblasen werden kann.
Die kalte Luft, die durch den Verdampfer in der Gefrierkammer einem Wärmeaustausch unterzogen wurde, wird auch durch einen Kanal 140 von der Gefrierkammer zu einer Kühlkammer an die letztere geliefert. Die an die Kühlkammer gelieferte kalte Luft wird in dieser umgewälzt und dann durch den Rücklaufkanal 150 zurückgesaugt.
An der Einlassseite der Kühlmittelleitung des an der Rückseite der Gefrierkammer angebrachten Verdampfers 100 ist mit dem ersten Temperatursensor 120 versehen. Die Auslassseite der Kühlmittelleitung aus dem Verdampfer 100 ist mit dem zweiten Temperatursensor 130 versehen. Der erste und der zweite Temperatursensor 120 und 130, die auf diese Weise montiert sind, erfassen die Temperaturen an der Einlass-bzw. der Auslassseite der Kühlmittelleitung (Schritte 210 und 220). Diese erfassten Temperaturen werden an den Mikrocontroller 200 übertragen, der die Differenz zwischen ihnen berechnet (Schritt 230).
Im Mikrocontroller 200 ist ein Bezugswert zum Erkennen des Auftretens eines Kühlmittellecks in der Kühlmittelleitung abhängig von der Differenz zwischen den durch den ersten und den zweiten Temperatursensor 120 und 130 erfassten Temperaturen eingestellt. Genauer gesagt, ermittelt der Mikrocontroller 200, wenn diese Temperaturdifferenz unter dem Bezugswert liegt, dass sich die Kühlmittelleitung des Verdampfers 200 in einem normalen Zustand befindet. Wenn dagegen die genannte Temperaturdifferenz über dem Bezugswert liegt (Schritt 240), ermittelt der Mikrocontroller 200, dass in der Kühlmittelleitung ein Kühlmittelleck vorhanden ist.
Ob ein Kühlmittelleck vorliegt oder nicht, wird durch das Display angezeigt (Schritt 250), das von einem Benutzer betrachtet wird, so dass dieser unmittelbar das Auftreten eines Kühlmittellecks erkennen kann, um z.B. Teile wie die Kühlmittelleitung durch neue Teile zu ersetzen.
Wenn ein Kühlmittelleck vorliegt, kann alternativ oder zusätzlich zur Anzeige desselben durch das Display 210 ein Alarmton ausgegeben werden.
Anhand der 6a und 6b wird nun der Normalbetrieb des Verdampfers ohne Kühlmittelleck erläutert.
Dabei veranschaulicht die 6a den Verdampfungszustand des Kühlmittels, wenn das Ein- und das Ausströmen desselben ohne Kühlmittelleck normal ablaufen. Der auf der Einlassseite des Verdampfers 100 vorhandene erste Temperatursensor 120 und der an der Auslassseite desselben vorhandene zweite Temperatursensor 130 messen die jeweilige Temperatur. Ohne Kühlmittelleck sind die Temperaturen an der Einlass- und der Auslassseite des Verdampfers 100 dergestalt, wie es in der 6b dargestellt ist. Es existiert nämlich kaum eine Temperaturdifferenz zwischen dem in den Verdampfer 100 strömenden und dem von ihm ausgegebenen Kühlmittel, und die geringe Differenz wird konstant aufrechterhalten.
Anhand der 7a und 7b wird nun der Betrieb beim Vorliegen eines Kühlmittellecks erläutert.
Wie es durch die 7a veranschaulicht ist, nimmt die Menge des Kühlmittels im Verdampfer 100 ab, wenn ein Kühlmittelleck vorliegt. Daher liegt der Verdampfungspunkt des Kühlmittels im Verdampfer 100 früher als im Normalzustand. D.h., dass das Kühlmittel zu einem Zeitpunkt B vollständig verdampft ist, der vor einem Zeitpunkt A liegt, zu dem das Kühlmittel im normalen Zustand gemäß der 6a verdampft ist, wie es durch die 7a veranschaulicht ist. Demgemäß steigt die Kühlmitteltemperatur an der Auslassseite des Verdampfers 100 an, und dadurch wird die Temperaturdifferenz zwischen der Einlass- und der Auslassseite des Verdampfers 100 groß.
D.h., dass, wie es durch die 7b veranschaulicht ist, die Differenz zwischen den durch die Temperatursensoren 120 und 130 erfassten Temperaturen größer als ein bestimmter Wert (z.B. ungefähr 5°C bei der Ausführungsform der Erfindung) ist, wenn ein Kühlmittelleck vorliegt.
Vorzugsweise arbeiten der erste und der zweite Temperatursensor 120 und 130, wie sie bei dieser Ausführungsform verwendet werden, auch als Enteisungs-Temperatursensoren.
Mit dem System und dem Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks gemäß der Erfindung können die folgenden Vorteile erzielt werden.
Es ist möglich, das Auftreten eines Kühlmittellecks abhängig von der Differenz zwischen den Temperaturen zu ermitteln, wie sie durch Temperatursensoren erfasst werden, die an der Einlass- bzw. Auslassseite eines Verdampfers vorhanden sind, so dass keine zusätzliche teure Einrichtung oder eine manuelle Inspektion wie beim Stand der Technik erforderlich ist, um ein Kühlmittelleck zu erkennen.
Durch die Erfindung wird ausgenutzt, dass der Verdampfungspunkt des Kühlmittels im Verdampfer früher liegt, wenn Kühlmittel ausleckt, wodurch die Temperatur an der Auslassseite des Verdampfers ansteigt. Dann wird die Differenz zwischen den Temperaturen an der Einlass- und der Auslassseite des Verdampfers groß, wodurch ein Kühlmittelleck erkannt werden kann. So ermöglicht es die Erfindung, ein Kühlmittelleck auf billige Weise automatisch zu erkennen.
Wie oben beschrieben, sind bei der Erfindung Temperatursensoren an der Einlass- bzw. Auslassseite eines Verdampfers vorhanden, um ein Kühlmittelleck in einer Kühleinrichtung, z.B. einem Kühlschrank, zu erkennen. Ein Grundmerkmal der Erfindung besteht darin, anhand der Differenz zwischen den durch diese Temperatursensoren erfassten Temperaturen zu ermitteln, ob ein Kühlmittelleck vorliegt oder nicht.

Claims

System zur Erfassung von Kühlmittellecks zur Verwendung in einem Kühlkreis mit einem Kompressor, einem Kondensator und einem Verdampfer (100), mit: – einem ersten Temperatursensor (120) zum Messen der Temperatur des in den Verdampfer strömenden Kühlmittels; – einem zweiten Temperatursensor (130) zum Messen der Temperatur des vom Verdampfer ausgegebenen Kühlmittels; – einer Steuerungseinheit (200) zum Berechnen der Differenz zwischen den durch den ersten und den zweiten Temperatursensor gemessenen Temperaturen und zum Ermitteln, anhand dieser Temperaturdifferenz, ob ein Kühlmittelleck vorliegt oder nicht; und – einer Anzeigeeinheit (210) zum Anzeigen eines Kühlmittellecks, wenn durch die Steuerungseinheit das Vorliegen eines solchen erkannt wurde.
Verfahren zur Erfassung von Kühlmittellecks, umfassend: – einen ersten Erfassungsschritt zum Messen der Temperatur eines Kühlmittels an der Einlassseite eines Verdampfers; – einem zweiten Erfassungsschritt zum Messen der Temperatur des Kühlmittels an der Auslassseite des Verdampfers; – einen Rechenschritt zum Berechnen der Differenz zwischen den im ersten und im zweiten Erfassungsschritt gemessenen Temperaturen; und – einem Kühlmittelleck-Anzeigeschritt zum Anzeigen eines Kühlmittellecks, wenn die im Rechenschritt berechnete Temperaturdifferenz größer als ein vorbestimmter Wert oder gleich groß wie dieser ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlmittelleck-Anzeigeschritt ein Alarmton ausgegeben wird, wenn ein Kühlmittelleck vorliegt.