DE102008056920B4

DE102008056920B4 - Verfahren zum Warten zumindest eines Teils eines Flüssigkeitskühlsystems eines Luftfahrzeugs sowie Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem und Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung

Info

Publication number: DE102008056920B4
Application number: DE102008056920.8A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Sönmez Kenan; Axel Redemann
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2028-11-13
Also published as: DE102008056920A1; US8393165B2; US20100126189A1

Abstract

Verfahren zum Warten zumindest eines Teils eines Flüssigkeitskühlsystems (1) eines Luftfahrzeugs oder einer Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1), umfassend: – Aufbauen einer Informationsübertragung zwischen einer Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) und einer Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder einer zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1), um zumindest eine Anweisung zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) und der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder der zu wartenden Komponente (6, 12) auszutauschen; und – Senden einer ersten Anweisung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) zu der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder der zu wartenden Komponente (6, 12), durch die die FIüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder die Komponente (6, 12) in einen Wartungszustand geschaltet werden; wobei das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte aufweist: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit einem Kühlmittelreservoir (8) des Flüssigkeitskühlsystems (1), in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, mittels einer Reservoirwartungsleitung (52), um dem Kühlmittelreservoir (8) komprimierbares Fluid zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir (8) abzuführen; – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit einem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) mittels zumindest einer Kühlkreislaufwartungsleitung (54, 56, 58, 62, 64, 66), um dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) Kühlmittel zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) abzuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warten zumindest eines Teils eines Flüssigkeitskühlsystems eines Luftfahrzeuges oder einer Komponente des Flüssigkeitskühlsystems gemäß Anspruch 1, ein Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem gemäß Anspruch 13 und eine Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß Anspruch 14.
In Flugzeugen werden zunehmend Flüssigkeitskühlsysteme verwendet. Flüssigkeitskühlsysteme umfassen typischerweise eine Kältequelle, die flüssiges Kühlmittel in einen geschlossenen Kühlkreislauf abgibt. In dem geschlossenen Kühlkreislauf befinden sich ein oder mehrere Kälteverbraucher. Die Kälteverbraucher können hintereinander oder parallel angeordnet sein. Die Kälteverbraucher können insbesondere Kühlschränke in den Galleys, beispielsweise zum Kühlen von Speisen, elektronische Einrichtungen, beispielsweise Flugsteuerungsrechner in der sogenannten Avionics Bay oder Unterhaltungssysteme, und individuell zu klimatisierende Bereiche, beispielsweise eine Suite oder ein Sitz der ersten Klasse, sein. Nachdem das Kühlmittel die Kälteverbraucher durchlaufen hat, wird es durch den geschlossenen Kühlkreislauf wieder zur Kältequelle zurückgeführt. Die Kältequelle kann eine Kompressionskältemaschine sein, die außerhalb eines Druckrumpfes unterhalb des Flügelmittelkastens angeordnet ist. Dabei wird die Abwärme der Kompressionskältemaschine direkt an die Außenluft abgegeben.
Flüssigkeitskühlsysteme haben den Vorteil, dass das flüssige Kühlmittel mittels Leitungen mit einem relativ kleinen Querschnitt von der Kältequelle zu den Kälteverbrauchern geführt werden kann. Dadurch können diese Leitungen relativ flexibel und platzsparend im Rumpf des Flugzeuges angeordnet werden. Ferner können aufgrund der relativ hohen Wärmekapazität eines flüssigen Kühlmittels größere Entfernungen zwischen der Kältequelle und dem Kälteverbraucher realisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass weniger Kältequellen im Flugzeug erforderlich sind, wodurch das Gewicht des Flugzeuges sinkt und die Zuverlässigkeit des Flugzeuges erhöht wird.
Als Kühlmittel kann ein Gemisch aus Wasser und Glykol verwendet werden. Ferner können Perfluorpolyether verwendet werden, die beispielsweise unter dem Markennamen Galden HT 135 vertrieben werden.
Ein Flüssigkeitskühlsystem zum Kühlen elektronischer Bauteile ist in der DE 10 2006 041 788 A1 beschrieben.
Es versteht sich, dass ein Flüssigkeitskühlsystem regelmäßig gewartet werden muss, da es wichtige Komponenten, wie beispielsweise Flugsteuerungsrechner, kühlt. Die Wartung kann das Befüllen, das Entleeren und das Entlüften des gesamten Flüssigkeitskühlsystems umfassen. Da wie eingangs beschrieben wurde, sich der Kühlkreislauf zu einer Mehrzahl von Kälteverbrauchern verzweigen kann, kann eine solche Wartung relativ aufwändig sein. Dadurch steigt auch die Gefahr von Fehlern während der Wartung des Flüssigkeitskühlsystems.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren zu bereitzustellen, mit dem ein Flüssigkeitskühlsystem eines Luftfahrzeuges auf einfache Art und Weise gewartet werden kann. Ferner ist die Erfindung auf die Aufgabe gerichtet, ein auf einfache Art und Weise zu wartendes Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem sowie eine Einrichtung zur Wartung eines derartigen Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystems bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Wartungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und eine Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Warten zumindest eines Teils eines Flüssigkeitskühlsystems eines Luftfahrzeugs oder einer Komponente des Flüssigkeitskühlsystems wird eine Informationsübertragung zwischen einer Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung und einer Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung oder zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung und der Komponente des Flüssigkeitskühlsystems aufgebaut, um zumindest eine Anweisung zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung und der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung oder der Komponente des Flüssigkeitskühlungssystems auszutauschen. Es wird zumindest eine erste Anweisung von der Flüssigkeitskühlwartungseinrichtung zur Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung oder der Komponente gesendet. Die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung oder die Komponente des Flüssigkeitskühlsystems kann dadurch in einen Wartungszustand geschaltet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung ferner mit einem Kühlmittelreservoir des Flüssigkeitskühlsystems verbunden werden, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, um komprimierbares Fluid in das Kühlmittelreservoir zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir abzuführen. Alternativ oder zusätzlich dazu wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels zumindest einer Kühlkreislaufwartungsleitung mit dem Flüssigkeitskühlsystem oder der Komponente des Flüssigkeitskühlsystems verbunden, um dem Flüssigkeitskühlsystem oder der Komponente Kühlmittel von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Flüssigkeitskühlsystem oder der Komponenten in die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung abzuführen.
Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann eine mobile Einrichtung sein, die beispielsweise mit Rädern versehen ist, um zu einem Luftfahrzeug bewegt zu werden. Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann Batterien aufweisen, um eine Stromversorgung sicherzustellen. Es ist aber auch möglich, dass ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, in der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung vorgesehen ist, um diese während der Wartung mit Energie, beispielsweise elektrischer Energie, zu versorgen.
Ferner kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung einen Behälter für Stickstoff umfassen, der als das zuvor beschriebene komprimierbare Fluid verwendet wird. Ferner kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung einen Tank für Kühlmittel umfassen. Ferner kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung eine Mehrzahl von Sperrventilen und Pumpen umfassen, damit das komprimierbare Fluid und/oder das Kühlmittel zum Luftfahrzeug geleitet bzw. von diesem abgeleitet werden kann/können.
Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann ferner ein Bediensystem aufweisen. Das Bediensystem kann ein Computer mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm oder einer herkömmlichen Tastatur sein. Das Bediensystem kann auch durch eine Mehrzahl von Schaltern und Tasten sowie eine Anzeigeeinrichtung ausgebildet sein. Das Bediensystem kann Daten zur Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung senden und/oder von dieser empfangen. Die Daten können eine Anweisung umfassen, dass die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in einen Wartungszustand eintreten soll. Ferner können die Daten eine Anweisung enthalten, welche Art der Wartung durchzuführen ist. Die Daten können auch eine Rückmeldung der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung enthalten. Beispiele einer solchen Rückmeldung sind das Quittieren einer Anweisung, eine Information über den aktuellen Zustand der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung sowie des Flüssigkeitskühlsystems, das Fehlschlagen einer Anweisung, etc.
Die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Kältequelle und eine Pumpe eines Flüssigkeitskühlsystems eines Luftfahrzeuges zu steuern. Ferner kann die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, zumindest ein Sperrventil im Kühlkreislauf und/oder zumindest einen Kälteverbraucher im Kühlkreislauf zu steuern. Die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung kann einen sogenannten Automatikzustand aufweisen, in dem die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung beispielsweise die Pumpe und die Kältequelle entsprechend einer Kühlanforderung des Kühlkreislaufs steuert. Dazu kann zumindest ein Temperatursensor vorgesehen sein. Die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung kann die Drehzahl der Pumpe und/oder die Kühlleistung der Kältequelle vorgeben. Im Wartungszustand stellt das Flüssigkeitskühlsystem den Kälteverbrauchern keine Kühlleistung bereit. Es ist möglich, dass im Wartungszustand die Pumpe und/oder die Kältequelle ausgeschaltet sind. Es ist möglich, dass im Wartungszustand die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung die Kälteverbraucher eines Kühlkreislaufs steuert. Es ist aber auch möglich, dass die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung im Wartungszustand keine Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems steuert und dass diese von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gesteuert werden.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Sendens einer zweiten Anweisung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zur Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung umfassen, wodurch die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in den zuvor beschriebenen Automatikzustand geschaltet wird. Nach dem Senden der ersten Anweisung bleibt die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung im Wartungszustand bis die zweite Anweisung empfangen wird. Dadurch wird verhindert, dass sie während der Wartung des Kühlsystems, beispielsweise durch das Kabinenpersonal oder anderes Wartungspersonal, manuell in den Automatikzustand geschaltet werden kann. Dadurch wird beispielsweise verhindert, dass die Kältequelle versucht, Kühlleistung bereitzustellen, obwohl während der Wartung das Kühlmittel entfernt wurde. Durch diese Vorgehensweise kann eine Beschädigung von Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems vermieden werden. Es versteht sich, dass in der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung eine geschützte Bedieneinrichtung vorgesehen sein kann, um im Falle eines Fehlers nach abgeschlossener Wartung die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung wieder in den Automatikzustand zu schalten. Die geschützte Bedieneinrichtung kann beispielsweise ein Schlüssel oder ein passwortgeschützter Eingabebereich eines Menüs sein.
Die Informationsübertragung kann mittels eines Kabels, einer Funkverbindung und/oder eines Optokopplers durchgeführt werden. Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann einen Sender und das Flüssigkeitskühlsystem kann einen entsprechenden Empfänger zum Übertragen drahtgebundener bzw. drahtloser Signale umfassen. Bei einer bidirektionalen Kommunikation kann das Flüssigkeitskühlsystem auch einen Sender und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung auch einen Empfänger umfassen. Das Paar aus Sender und Empfänger kann auch durch einen Transceiver implementiert werden.
Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie während der Wartung lediglich Anweisungen an die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung sendet und letztere die Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems betätigt. Es ist aber auch möglich, dass die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie Anweisungen an die Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems sendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Warten eines Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf mit flüssigem Kühlmittel, zumindest eine Kältequelle und einen Kälteverbraucher umfassen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Der Kühlkreislauf kann zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle abgesperrt werden. Es wird flüssiges Kühlmittel mittels der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung zugeführt, und das im Kühlkreislauf enthaltene Fluid, beispielsweise Luft, Stickstoff, und/oder flüssiges Kühlmittel, wird mittels der zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung aus dem Kühlkreislauf abgeführt.
Durch diese Vorgehensweise kann das gesamte Flüssigkeitskühlsystem mit flüssigem Kühlmittel befüllt werden. Über die eingangs genannte Reservoirwartungsleitung kann dabei komprimierbares Fluid in eine Kammer des Kühlmittelreservoirs geleitet werden, die durch die Membran vom flüssigen Kühlmittel getrennt ist. Als komprimierbares Fluid kann beispielsweise Stickstoff verwendet werden. Stickstoff ist bevorzugt, da dieser nicht zu einer Korrosion an Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems führt und keine Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf in das System bringt. Statt Stickstoff kann im Kontext dieser Anmeldung jegliches Gas verwendet werden, wobei ein inertes Gas bevorzugt wird. Durch Zuführen von komprimierbarem Fluid in die Kammer des Kühlmittelreservoirs wird verhindert, dass der Druck an der Membran den maximal zulässigen Wert überschreitet. Bei einem üblichen Kühlmittelreservoir beträgt der maximal zulässige Druck an der Membran etwa 5 bar an den Endpunkten der im Kühlmittelreservoir verschiebbaren Membran. Zwischen den Endpunkten beträgt der maximal zulässige Druck an der beweglichen Membran etwa 3,5 bar.
Die erste Stelle kann sich am Eingang einer Kältequelle befinden, die im Normalbetrieb gekühltes flüssiges Kühlmittel liefert. Stromabwärts der Kältequelle sind Kälteverbraucher angeordnet. Stromabwärts der Kälteverbraucher kann ein Kühlmittelreservoir an den Kühlkreislauf angeschlossen sein. Vom Anschluss des Kühlmittelreservoirs strömt das Kühlmittel wieder zur Kältequelle. Die zweite Stelle kann sich stromabwärts des Anschlussortes des Kühlmittelreservoirs und stromaufwärts der ersten Stelle befinden.
Zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle kann ein erstes Sperrventil vorgesehen sein, das den Kühlkreislauf zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle während der Wartung sperren kann. Das erste Sperrventil kann manuell oder automatisch, beispielsweise mittels der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung, betätigt werden.
Ist das erste Sperrventil geschlossen, strömt das flüssige Kühlmittel von der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung in das Flüssigkeitskühlsystem. Ein im Flüssigkeitskühlsystem enthaltenes Fluid, beispielsweise Stickstoff oder Kühlmittel, tritt an der zweiten Stelle aus dem Flüssigkeitskühlsystem in die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung und von dort in die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung ein.
Am Ausgang der Kältequelle kann ein Anschluss für eine dritte Kühlkreislaufwartungsleitung vorgesehen sein. Mittels der dritten Kühlkreislaufwartungsleitung kann dem Kühlkreislauf Kühlmittel zugeführt werden oder von diesem abgeführt werden.
In der Kammer des Kühlmittelreservoirs, die für Kühlmittel vorgesehen ist, kann eine Reservoirentlüftungsleitung angeschlossen sein. An die Reservoirentlüftungsleitung kann eine vierte Kühlkreislaufwartungsleitung angeschlossen werden. Über die Reservoirentlüftungsleitung und die vierte Kühlkreislaufwartungsleitung kann das Kühlmittelreservoir und somit der Kühlkreislauf mit Kühlmittel befüllt werden und/oder ein eventuell im Kühlkreislauf vorhandenes Fluid, beispielsweise Luft oder Stickstoff, kann entfernt werden.
Es versteht sich, dass während des Befüllens des Kühlkreislaufs alle Sperrventile, die einem Kälteverbraucher zugeordnet sind, um einen Kühlmittelstrom durch den Kälteverbraucher zu ermöglichen, geöffnet sind. Vorzugsweise sind diese Sperrventile so ausgebildet, dass sich die Sperrventile öffnen, falls dem Sperrventil kein elektrischer Strom zugeführt wird. Nachdem das gesamte Flüssigkeitskühlsystem mit Kühlmittel befüllt wurde, kann zum Erhöhen der Zuverlässigkeit des Wartungsverfahrens zusätzlich zumindest eine besonders kritische Komponente des Flüssigkeitskühlsystems, beispielsweise die Kältequelle, mit Kühlmittel aufgefüllt werden, wie nachstehend beschrieben ist. Ferner kann/können der gesamte Kühlkreislauf und/oder die besonders kritische Komponente entlüftet werden, wie ebenfalls nachstehend beschrieben ist.
Um die Kühlkreislaufwartungsleitungen, die Reservoirwartungsleitung und eine eventuelles Kommunikationsleitung an das Luftfahrzeug anschließen zu können, kann ein sogenanntes Wartungspaneel am Luftfahrzeug vorgesehen sein. Auf dem Wartungspaneel befinden sich zumindest vier Anschlüsse für die Kühlkreislaufwartungsleitungen und ein Anschluss für die Reservoirwartungsleitung sowie optional ein Anschluss für eine Kommunikationsleitung. Die am Luftfahrzeug vorgesehenen Anschlüsse für die Kühlkreislaufwartungsleitungen und die Reservoirwartungsleitung können so ausgebildet sein, dass sie sowohl als Anschlusseinrichtung als auch als Sperrventileinrichtung arbeiten. Das bedeutet, dass ein Fluidstrom ermöglicht wird, sobald eine Kühlkreislaufwartungsleitung bzw. eine Reservoirwartungsleitung angeschlossen ist und kein zusätzliches Sperrventil geschaltet werden muss.
Es kann eine spezielle Anweisung vorgesehen sein, mit der die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in einen Zustand versetzt, in dem die vollständige Befüllung des Kühlkreislaufs ermöglicht wird. Es versteht sich, dass diese Anweisung in mehrere Anweisungen aufgeteilt sein kann, die jeweils einen Schritt zum Befüllen des Kühlkreislaufs einleiten. Es können weitere Anweisungen, beispielsweise zum Befüllen der besonders kritischen Komponente, zum Entlüften der besonders kritischen Komponente und zum Entlüften des gesamten Flüssigkeitskühlsystems vorgesehen sein.
Nach dem Befüllen des Flüssigkeitskühlsystems kann in einem zusätzlichen Schritt, wie nachstehend beschrieben wird, der Füllzustand des Kühlmittelreservoirs geprüft und eingestellt werden.
Bei einer weiten Ausgestaltung des Verfahrens zum Warten eines Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf mit flüssigem Kühlmittel, zumindest eine Kältequelle, zumindest einen Kälteverbraucher und zumindest ein Kühlflüssigkeitsreservoir aufweisen kann, kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden werden. Ferner kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden werden. Der Kühlkreislauf kann zwischen der ersten und der zweiten Stelle abgesperrt werden. Mittels der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung wird ein Gas, beispielsweise Stickstoff, zugeführt, und mittels der zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung wird Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf entfernt.
Über die Reservoirwartungsleitung kann ein komprimierbares Fluid geleitet werden, um das Entleeren des Kühlmittelreservoirs zu unterstützen. Falls alle Kälteverbraucher so ausgebildet sind, dass ein dem Kälteverbraucher zugeordnetes Sperrventil, das einen Kühlmittelstrom durch den Kälteverbraucher ermöglicht, öffnet, falls kein Strom an das Sperrventil angelegt wird, kann das Flüssigkeitskühlsystem auch entleert werden, falls das Sperrventil und insbesondere die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung nicht mit Strom versorgt werden.
Falls das Flüssigkeitskühlsystem mit Strom versorgt wird, kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung und/oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung eine Anweisung ausgeben, dass das dem Kälteverbraucher zugeordnete Sperrventil geöffnet wird. Sind mehrere Kälteverbraucher vorhanden, können anfangs alle den Kälteverbrauchern zugeordneten Sperrventile gleichzeitig geöffnet werden. Anschließend können mehrere oder alle den Kälteverbrauchern zugeordneten Sperrventile mit der Ausnahme eines einem Kälteverbraucher zugeordneten Sperrventils geschlossen werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Kälteverbraucher, dessen Sperrventil geöffnet ist, besonders zuverlässig entleert wird. Anschließend kann eine besonders kritische Komponente des Flüssigkeitskühlsystems separat entleert werden, wie nachstehend beschrieben wird. Falls das Flüssigkeitskühlsystem mit Strom versorgt wird, können eine oder mehrere Anweisungen von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zur Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung gesendet werden. Es ist möglich, dass die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung die Steuerung des Entleerens und somit beispielsweise die Steuerung der Sperrventile der Kälteverbraucher übernimmt.
Die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung und/oder die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung können so ausgebildet sein, dass, falls das Flüssigkeitskühlsystem bei Beginn der Entleerungsprozedur nicht mit Strom versorgt wird und die Stromversorgung während des Entleerens eingeschaltet wird, verhindert wird, dass die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in den Automatikzustand eintritt. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung prüft, ob eine Kommunikationsverbindung mit der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung besteht. Falls diese besteht, kann die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung bei der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung anfragen, ob eine Wartung durchgeführt wird. Es ist auch möglich, dass die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zyklisch prüft, ob eine Kommunikationsverbindung mit der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung aufgebaut wurde. Falls eine solche Kommunikationsverbindung erkannt wird, kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung die erste Anweisung senden, damit die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in den Wartungszustand eintritt. Falls ein Kabel für die Informationsübertragung verwendet wird, kann die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung bereits dann in den Wartungszustand eintreten, falls erkannt wird, dass ein Kabel am Wartungspaneel angeschlossen ist. Dies ist bei allen Ausgestaltungen des Wartungsverfahrens möglich.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens zum Warten eines Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf mit flüssigem Kühlmittel, zumindest eine Kältequelle und zumindest einen Kälteverbraucher aufweisen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer zweiten Kühlreislaufwartungsleitung an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Der Kühlkreislauf kann zwischen der ersten und der zweiten Stelle abgesperrt werden. Mittels der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung wird flüssiges Kühlmittel zugeführt und mittels der zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung abgeführt.
Bei dieser Vorgehensweise kann das gesamte Flüssigkeitskühlsystem entlüftet werden. Hierzu kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung eine Anweisung an die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung senden, damit die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung die Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems so ansteuert, dass ein Entlüften ermöglicht wird. Es ist aber auch denkbar, dass die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung die Steuerung der Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems während des Entlüftens übernimmt.
Während des Entlüftens werden alle zuvor genannten, den Kälteverbrauchern zugeordneten Sperrventile geöffnet. Über die Reservoirwartungsleitung kann das Kühlmittelreservoir und somit der gesamte Kühlkreislauf unter Druck gesetzt werden. Die erste Stelle und die zweite Stelle können sich an den zuvor beschriebenen Orten des Kühlkreislaufs befinden. Während des Entlüftens kann das flüssige Kühlmittel mit sich ändernden Volumenströmungsraten und/oder sich ändernden Drücken durch das Flüssigkeitskühlsystem, die erste Kühlkreislaufwartungsleitung, die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung und durch die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung strömen. Beim Zirkulieren des Kühlmittels durch die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann das flüssige Kühlmittel in der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gereinigt werden. Ferner wird auch die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung entlüftet. Das Kühlmittelreservoir kann entlüftet werden, indem über die erste oder die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung Kühlmittel in das Flüssigkeitskühlsystem strömt und Fluid und/oder Kühlmittel aus der Reservoirentlüftungsleitung in eine vierte Kühlkreislaufwartungsleitung strömt. Ein Nutzer kann von einer Benutzeroberfläche der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zyklisch gefragt werden, ob in einem Sichtglas der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung noch Luftblasen zu erkennen sind. Falls noch Luftblasen zu erkennen sind, kann das System zumindest einen der vorangegangenen Schritte nochmals durchführen. Im Flüssigkeitskühlsystem und/oder in der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann ein Ventil vorgesehen sein, durch das Luft aus dem Kühlkreislauf abgelassen werden kann.
Nach dem Entlüften wird das Sperren des Abschnitts des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle aufgehoben und der Reservoirfüllstand kann, wie nachstehend beschrieben wird, geprüft und eingestellt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens zum Warten eines Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf mit flüssigem Kühlmittel, zumindest eine Kältequelle, zumindest einen Kälteverbraucher und zumindest ein Kühlflüssigkeitsreservoir umfassen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels der Reservoirwartungsleitung mit dem Kühlmittelreservoir des Flüssigkeitskühlsystems verbunden, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist. Der Kühlkreislauf wird zwischen der zweiten Stelle und einem von dem Kühlmittelreservoir wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs abgesperrt. Über die Reservoirwartungsleitung wird von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung komprimierbares Fluid zu der Kammer des Kühlmittelreservoirs geführt, die durch die Membran von dem flüssigen Kühlmittel getrennt ist. Dem Kühlmittelreservoir wird flüssiges Kühlmittel mittels der zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zugeführt. Diese Vorgehensweise ist erforderlich, falls, beispielsweise aufgrund einer Leckage, Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf ausgetreten ist. Anschließend kann der Füllstand des Kühlmittelreservoirs geprüft und/oder eingestellt werden, wie nachstehend beschrieben wird.
Hierzu können wie bei den anderen Ausführungsformen Anweisungen zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung, der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung und/oder den Komponenten ausgetauscht werden.
Bei einer Ausgestaltung eines Verfahrens zum Warten einer Komponente des Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf mit flüssigem Kühlmittel, zumindest eine Kältequelle und zumindest einen Kälteverbraucher aufweisen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kühl kreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wir die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer dritten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer dritten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Die erste Stelle kann sich in der Nähe eines Einlasses zu einer kritischen Komponente, beispielsweise der Kältequelle, befinden und die dritte Stelle kann sich in der Nähe eines Auslasses der kritischen Komponente befinden. Der Kühlkreislauf kann zwischen der ersten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente wegführenden Abschnitt abgesperrt werden. Hierzu kann das zuvor beschriebene erste Sperrventil verwendet werden. Ferner kann der Kühlkreislauf zwischen der dritten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente wegführenden Abschnitt abgesperrt werden. Hierzu kann ein zweites Sperrventil verwendet werden, das sich beispielsweise zwischen der Kältequelle und den Kälteverbrauchern befindet. Es wird flüssiges Kühlmittel mittels der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung zugeführt, und es wird aus dem Kühlmittelkreislauf austretendes Fluid an der dritten Stelle durch die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung aufgenommen.
Mit dieser Vorgehensweise kann eine zu wartende Komponente und somit ein Teilbereich des Flüssigkeitskühlsystems befüllt werden. Die zu wartende Komponente kann die zuvor erwähnte kritische Komponente sein. Auch bei dieser Ausgestaltung können wie bei den anderen Ausgestaltungen Anweisungen zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung, Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung und den Komponenten ausgetauscht werden. Es ist nicht erforderlich, dass das Kühlsystem mit Strom versorgt wird, falls das erste Sperrventil und das zweite Sperrventil manuell betätigt werden kann. Während des Befüllens der zu wartenden Komponente zirkuliert das Kühlmittel durch die zu wartende Komponente, die erste Kühlkreislaufwartungsleitung, die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung, wobei das Kühlmittel in der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gereinigt werden kann.
Nach dem Beenden des Auffüllens der zumindest einen zu wartenden Komponente, können das erste und das zweite Sperrventil geöffnet werden, und der Füllstand des Kühlmittelreservoirs kann, wie nachstehend beschrieben wird, geprüft und eingestellt werden. Ferner kann nach dem Auffüllen der zumindest einen zu wartenden Komponente das Kühlmittel in der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung entlüftet werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung eines Verfahrens zum Warten zumindest einer Komponente eines Flüssigkeitssystems, das einen Kühlkreislauf, zumindest eine Kältequelle und zumindest einen Kälteverbraucher aufweisen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wir die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer dritten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer dritten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Der Kühlkreislauf wird zwischen der ersten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente wegführenden Abschnitt abgesperrt. Ferner wird der Kühlkreislauf zwischen der dritten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente wegführenden Abschnitt abgesperrt. Es kann ein Gas mittels der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung zugeführt werden, und es wird Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf mittels der dritten Kühlkreislaufwartungsleitung abgeführt.
Auch bei dieser Ausgestaltung befinden sich die erste Stelle, die dritte Stelle, das erste Sperrventil und das zweite Sperrventil an den zuvor erwähnten Orten bezüglich der zumindest einen zu wartenden kritischen Komponente. Ferner können die zuvor erwähnten Anweisungen verwendet werden. Bei dieser Ausgestaltung kann die zumindest eine zu wartende Komponente entleert werden. Falls das erste Sperrventil und das zweite Sperrventil mechanisch betätigt werden, muss das Flüssigkeitskühlsystem nicht mit elektrischem Strom versorgt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung eines Verfahrens zum Warten zumindest einer Komponente eines Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf, zumindest eine Kältequelle und zumindest einen Kälteverbraucher aufweisen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer dritten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer dritten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Der Kühlkreislauf wird zwischen der ersten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente wegführenden Abschnitt abgesperrt. Ferner wird der Kühlkreislauf zwischen der dritten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente wegführenden Abschnitt abgesperrt. Die erste Kühlkreislaufwartungsleitung, die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung, das erste Sperrventil und das zweite Sperrventil können so angeordnet sein, wie zuvor hinsichtlich des Befüllens und Entleerens der zumindest einen zu wartenden Komponente beschrieben wurde. Ferner umfasst die siebte Ausgestaltung das Zuführen eines Fluids durch die erste Kühlkreislaufwartungsleitung und das Abführen des Fluids aus dem Kühlkreislauf durch die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung. Durch diese Ausgestaltung kann eine Leckageprüfung der zumindest einen zu wartenden Komponente durchgeführt werden. Falls das erste Sperrventil und das zweite Sperrventil mechanisch betätigt werden, kann diese Leckageprüfung durchgeführt werden, ohne dass das Flüssigkeitskühlsystem mit Strom versorgt werden muss. Das Fluid ist vorzugsweise Stickstoff, da Stickstoff nicht zu einer Korrosion der Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems führt und keine Feuchtigkeit in das Flüssigkeitskühlsystem einführt. Auch bei dieser Ausgestaltung können Anweisungen, wie zuvor beschrieben wurde, zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung, der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung und/oder der zumindest einen zu wartenden Komponente ausgetauscht werden, sofern diese mit Strom versorgt werden. Die Leckageprüfung kann auch im befüllten Zustand durchgeführt werden. Um die Leckagestelle zu reparieren muss die Kühlflüssigkeit abgelassen werden, beispielsweise beim Austausch von Rohrleitungen. Außerdem können bestimmte Systemkomponenten nur im entleerten Zustand ausgetauscht werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung eines Verfahrens zum Warten eines Flüssigkeitskühlsystems, das einen Kühlkreislauf, zumindest eine Kältequelle, zumindest einen Kälteverbraucher und zumindest ein Kühlflüssigkeitsreservoir aufweisen kann, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Ferner wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mit dem Kühlkreislauf verbunden. Der Kühlkreislauf wird zwischen der ersten und der zweiten Stelle abgesperrt. Mittels der ersten Kühlkreislaufwartungsleitung wird ein Fluid zugeführt und mittels der zweiten Kühlkreislaufleitung wird das Fluid abgeführt.
Die erste Stelle, die zweite Stelle und das ersten Sperrventil können sich an den zuvor angegebenen Orten befinden. Auch können, wie zuvor beschrieben, Anweisungen von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zur Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung gesendet werden. Mit dieser Vorgehensweise kann eine Leckageprüfung des gesamten Flüssigkeitskühlsystems durchgeführt werden. Falls das erste Sperrventil mechanisch betätigt wird, kann die Leckageprüfung ohne Stromversorgung durchgeführt werden.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wartungsverfahrens, das die Wartung eines Füllstandsensors eines Kühlmittelreservoirs eines Flüssigkeitskühlsystems ermöglicht, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer Reservoirwartungsleitung mit dem Kühlmittelreservoir des Flüssigkeitskühlsystems verbunden, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist. In dem Kühlmittelreservoir enthaltenes komprimierbares Fluid wird über die Reservoirwartungsleitung aus dem Kühlmittelreservoir abgeführt. Anschließend kann der Füllstandsensor und/oder der Drucksensor des Kühlmittelreservoirs gewartet, beispielsweise geprüft, repariert und/oder ausgetauscht, werden. Schließlich wird über die Reservoirwartungsleitung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung komprimierbares Fluid, beispielsweise Stickstoff, zugeführt. Bei dieser Ausgestaltung des Wartungsverfahrens, muss das Flüssigkeitskühlsystem nicht mit Strom versorgt werden.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wartungsverfahrens, die dazu dient, den Zustand eines Kühlmittelreservoirs eines Flüssigkeitskühlsystems anzupassen, wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer Reservoirwartungsleitung mit dem Kühlmittelreservoir des Flüssigkeitskühlsystems verbunden, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist. Ferner wird die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung an einer zweiten Stelle mit dem Kühlkreislauf verbunden, wobei sich die zweite Stelle mit dem flüssigen Kühlmittel im Kühlmittelreservoir in Fluidkommunikation befindet. Es wird ein Ist-Druck des komprimierbaren Fluids und eine Ist-Menge des flüssigen Kühlmittels bestimmt. Ein komprimierbares Fluid wird über die Reservoirwartungsleitung zugeführt, falls der Ist-Druck des des komprimierbaren Fluids niedriger als ein Soll-Druck ist, und ein komprimierbares Fluid wird über die Reservoirwartungsleitung abgeführt, falls der Ist-Druck des komprimierbaren Fluids höher als ein Soll-Druck ist. Flüssiges Kühlmittel wird über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung zugeführt, falls die Ist-Menge des flüssigen Kühlmittels niedriger als eine Soll-Menge ist, und flüssiges Kühlmittel wird über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung abgeführt, falls die Ist-Menge des flüssigen Kühlmittels höher als eine Soll-Menge ist.
Die Reservoirwartungsleitung und die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung können, wie zuvor beschrieben wurde, an das Flüssigkeitskühlsystem angeschlossen sein. Das Prüfen und/oder Einstellen des Füllstandes des Kühlmittelreservoirs kann bei eingeschalteter oder ausgeschalteter Stromversorgung des Flüssigkeitskühlsystems erfolgen.
Bei allen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Wartungsverfahrens wird, wie eingangs beschrieben, verhindert, dass die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung vom Wartungszustand in den Automatikzustand schalten kann. Ferner wird bei allen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen sichergestellt, wie eingangs beschrieben, dass die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung nicht in den Automatikzustand eintritt, falls eine Kommunikationsverbindung mit der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung besteht.
Soll eine Kühlkreislaufwartungseinrichtung dem Flüssigkeitskühlsystem Kühlmittel zuführen, kann bei allen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Wartungsverfahrens die jeweilige Kühlkreislaufwartungsleitung entlüftet werden. Hierzu wird in die Kühlkreislaufwartungsleitung flüssiges Kühlmittel gepumpt, bis dieses aus der Kühlkreislaufwartungsleitung austritt. Anschließend kann die Kühlkreislaufwartungsleitung an einen entsprechenden Anschluss am Wartungspaneel angeschlossen werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein möglichst niedriger Lufteintrag in das Flüssigkeitskühlsystem erfolgt. Es versteht sich, dass, falls die Kühlkreislaufwartungsleitung ein komprimierbares Fluid dem Flüssigkeitskühlsystem zuführen soll, vor dem Anschließen der Kühlkreislaufwartungsleitung Kühlmittel aus der Kühlkreislaufwartungsleitung entfernt wird.
Ein erfindungsgemäßes Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem umfasst eine zu wartende Komponente oder eine Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung, die mit einer Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung verbindbar und dazu eingerichtet ist, zumindest eine erste Anweisung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zu empfangen, durch die die Komponente oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in einen Wartungszustand geschaltet wird. Ferner kann das erfindungsgemäße Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem einen von flüssigem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf umfassen, der mittels einer Kühlkreislaufwartungsleitung mit der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung verbindbar ist, um dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente des Flüssigkeitskühlsystems Kühlmittel zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente des Flüssigkeitskühlsystems abzuführen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das erfindungsgemäße Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem ein Kühlmittelreservoir aufweisen, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist. Das Kühlmittelreservoir ist mittels einer Reservoirwartungsleitung mit der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung verbindbar, um komprimierbares Fluid in das Kühlmittelreservoir zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir abzuführen.
Ein erstes Sperrventil kann in dem Kühlkreislauf angeordnet sein. Ferner kann eine erste Abzweigleitung vorgesehen sein, deren erstes Ende an einer ersten Seite des ersten Sperrventils und deren zweites Ende an der Luftfahrzeugaußenhaut angeordnet ist. An die erste Abzweigleitung kann die erste Flüssigkeitskühlungswartungsleitung angeschlossen werden, falls das Flüssigkeitskühlsystem gewartet werden soll. Ferner kann das Flüssigkeitskühlsystem eine zweite Abzweigleitung aufweisen, deren erstes Ende an einer zweiten Seite des ersten Sperrventils angeordnet ist und deren zweites Ende an der Luftfahrzeugaußenhaut angeordnet ist. An die zweite Abzweigleitung kann die zuvor erwähnte zweite Flüssigkeitskühlungswartungsleitung angeschlossen sein.
Das Flüssigkeitskühlsystem kann ferner eine Reservoirzuführleitung zum Zuführen und/oder Abführen von komprimierbarem Fluid zum bzw. vom Kühlmittelreservoir aufweisen, wobei das erste Ende der Reservoirzuführleitung mit dem Kühlmittelreservoir verbunden ist und wobei das zweite Ende der Reservoirzuführleitung an der Luftfahrzeugaußenhaut angeordnet ist. An die Reservoirzuführleitung kann während einer Wartung die Reservoirwartungsleitung angeschlossen werden. Das erste Sperrventil kann zwischen dem Kühlmittelreservoir und der Kältequelle angeordnet sein. Am Ausgang einer Kältequelle kann eine dritte Abzweigleitung angeordnet sein, an die die dritte Flüssigkeitskühlungswartungsleitung im Wartungsfall angeschlossen werden kann. Stromabwärts des Anschlusses der dritten Abzweigleitung kann sich ein zweites Sperrventil befinden. An die Kammer des Kühlmittelreservoirs, in der sich das Kühlmittel befindet, kann eine Reservoirentlüftungsleitung angeschlossen sein, an die im Wartungsfall die vierte Flüssigkeitskühlungswartungsleitung angeschlossen wird. Es versteht sich, dass das Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem so weitergebildet sein kann, wie zuvor hinsichtlich des Wartungsverfahrens beschrieben wurde.
Eine erfindungsgemäße Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung ist mit einer zu wartenden Komponente oder einer Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung eines Flüssigkeitskühlsystems eines Luftfahrzeugs verbindbar und dazu eingerichtet, zumindest eine erste Anweisung an die zu wartende Komponente oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung zu senden, durch die die Komponente oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung in einen Wartungszustand geschaltet wird. Ferner kann die erfindungsgemäße Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer Kühlkreislaufwartungsleitung mit einem von flüssigem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems verbindbar sein, um dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente des Flüssigkeitskühlsystems Kühlmittel zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente des Flüssigkeitskühlsystems abzuführen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung mittels einer Reservoirwartungsleitung mit einem Kühlmittelreservoir des Flüssigkeitskühlsystems verbindbar sein, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, um komprimierbares Fluid in das Kühlmittelreservoir zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir zu führen.
Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann einen ersten Fluidanschluss zum Abgeben und/oder Aufnehmen von flüssigem Kühlmittel sowie einen zweiten Fluidanschluss zum Abgeben und/oder Aufnehmen von flüssigem Kühlmittel umfassen. Ferner kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung einen Druckfluidanschluss zum Abgeben und/oder Aufnehmen eines komprimierbaren Fluids aufweisen.
Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann, wie zuvor hinsichtlich des Verfahrens beschrieben wurde, weitergebildet werden. Insbesondere kann die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung einen dritten und vierten Fluidanschluss zum Abgeben und/oder Aufnehmen von flüssigem Kühlmittel aufweisen, an den die dritte bzw. vierte Flüssigkeitskühlungswartungsleitung angeschlossen werden können. Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann ein Kühlmittelreservoir aufweisen. Ferner kann sie dazu eingerichtet sein, Kühlmittel zu reinigen. Ferner kann vom Luftfahrzeug entnommenes Kühlmittel wieder in das Luftfahrzeug rezirkuliert werden.
Es ist auch möglich, dass die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung dazu ausgebildet ist, Kühlmittel zu kühlen, wodurch ein stehendes Luftfahrzeug gekühlt werden kann. Ferner kann während dieses Kühlens durch die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung das Flüssigkeitskühlsystem des Luftfahrzeuges gewartet werden. Beispielsweise kann der Füllstand des Kühlmittelreservoirs des Flüssigkeitskühlsystems geprüft und eingestellt werden sowie das Flüssigkeitskühlsystem entlüftet werden.
Die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung kann das zuvor beschriebene Bediensystem aufweisen.
Die Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter erläutert. Es zeigen:
1 ein Flüssigkeitskühlsystem eines Luftfahrzeuges, an das eine Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung zum Befüllen des gesamten Flüssigkeitskühlsystems, zum Entleeren des gesamten Flüssigkeitskühlsystems und zum Entlüften des gesamten Flüssigkeitskühlsystems angeschlossen ist,
2 eine Füllkurve eines beispielhaften Kühlmittelreservoirs, bei der der Druck im Kühlmittelreservoir und der Füllstand des Kühlmittelreservoirs in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt sind,
3 ein Flussdiagramm, in dem die zum Einstellen des Füllstandes in einem Kühlmittelreservoir erforderlichen Schritte dargestellt sind,
4 das Flüssigkeitskühlsystem und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß 1, wobei die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so angeschlossen ist, dass das Kühlmittelreservoir nachgefüllt werden kann,
5 das Flüssigkeitskühlsystem und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß 1, wobei die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so angeschlossen ist, dass ein Teilsystem des Flüssigkeitskühlsystems befüllt werden kann,
6 das Flüssigkeitskühlsystem und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß 1, wobei die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so angeschlossen ist, dass ein Teilsystem des Flüssigkeitskühlungssystems entleert werden kann,
7 das Flüssigkeitskühlsystem und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß 1, wobei die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so angeschlossen ist, dass ein Teilsystem des Flüssigkeitskühlsystems einer Leckageprüfung unterzogen werden kann,
8 das Flüssigkeitskühlsystem und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß 1, wobei die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so angeschlossen ist, dass das gesamte Flüssigkeitskühlsystem einer Leckageprüfung unterzogen werden kann,
9 das Flüssigkeitskühlsystem und die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung gemäß 1, wobei die Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung so angeschlossen ist, dass ein Füllstandssensor des Kühlmittelreservoirs ausgetauscht werden kann,
10 eine Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung, die zum Warten einer Komponente eines Flüssigkeitskühlsystems an diese angeschlossen ist, und
11 einen Querschnitt eines Kühlmittelreservoirs des Flüssigkeitskühlsystems gemäß 1.
1 zeigt ein Flüssigkeitskühlsystem 1 mit einer Kältequelle 2, einem Kälteverbraucher 6, nachfolgend Verbraucher genannt, einem Kühlmittelreservoir 8, nachfolgend Reservoir genannt, und einer Kühlmittelleitung 4, die die Kältequelle 2, den Verbraucher 6 und das Reservoir 8 verbindet. Als Kühlmittel kann Perfluorpolyether, der beispielsweise als Galden HT 135 von Solvay Solexis vertrieben wird, oder ein Gemisch aus Glykol und Wasser, insbesondere aus Propylenglykol und Wasser, verwendet werden. Das Kühlmittel befindet sich im Kühlkreislauf ständig im flüssigen Zustand. Die Kältequelle 2 kühlt flüssiges Kühlmittel, das in die Kühlmittelleitung abgegeben wird. Die Kältequelle 2 kann eine Kompressionskältemaschine sein, die beispielsweise außerhalb des Druckrumpfes unterhalb des Flügelmittelkastens angeordnet ist. Dabei gibt die Kompressionskältemaschine die Abwärme direkt an die Außenluft ab. Das Reservoir 8 kann sich auch außerhalb des Druckrumpfes befinden. Der Verbraucher 6 kann ein Speisewagen in einer Galley, ein Luftfahrzeugunterhaltungssystem und/oder ein Computer, beispielsweise ein Flugsteuerungscomputer in der Avionics Bay, sein.
Das Flüssigkeitskühlsystem 1 verfügt auch über eine Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung 10, nachfolgend Steuerungseinrichtung genannt. Die Steuerungseinrichtung 10 ist an die Kältequelle 2 und an das Reservoir 8 angeschlossen. Die Steuerungseinrichtung 10 kann auch mit dem Verbraucher 6 kommunizieren. Aus Übersichtlichkeitsgründen werden die Verbindungen zwischen der Steuerungseinrichtung 10, der Kältequelle 2, dem Verbraucher 6 und dem Reservoir 8 nicht gezeigt. Die Steuerungseinrichtung 10 kann eine Ist-Temperatur des in die Kältequelle 2 eintretenden Kühlmittels messen und die Kältequelle 2 derart ansteuern, dass sie das Kühlmittel mit der gewünschten Soll-Temperatur abgibt. In der Kältequelle 2 oder im Reservoir 8 kann eine Pumpe (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die das Kühlmittel durch das Flüssigkeitskühlsystem 1 zirkuliert.
Der Verbraucher 6 kann, wie in 10 gezeigt ist, einen Verbrauchereinlass 80, einen Verbraucherauslass 82 und einen Verbrauchersteuerungsanschluss 84 aufweisen. Der Verbraucher umfasst ferner ein Kühlmittelsteuerungsventil 86, das auch als Coolant Control Valve bezeichnet wird. Das Kühlmittelsteuerungsventil 86 gibt vor, welche Menge an flüssigem Kühlmittel durch einen Kühlmittel-Luft-Wärmetauscher 88 strömt. Das Kühlmittelsteuerungsventil 86 kann über eine Verbrauchersteuerungseinrichtung (nicht gezeigt) mit einem Temperatursensor verbunden sein. Dadurch kann eine Temperaturregelung geschaffen werden. Das Kühlmittelsteuerungsventil 86 kann auch mit der Steuerungseinrichtung 10 verbunden sein. Die Steuerungseinrichtung 10 kann beispielsweise während einer Wartung ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass das Kühlmittelsteuerungsventil 86 geöffnet oder geschlossen wird.
Es versteht sich, dass ein Verbraucher 6 oder eine Mehrzahl von Verbrauchern 6 im Kühlkreislauf vorgesehen sein kann/können. Solche Verbraucher können nacheinander und/oder parallel vom flüssigen Kühlmittel durchströmt werden. Die Steuerungseinrichtung 10 kann in diesem Fall mit einer Mehrzahl von Verbrauchern 6 verbunden sein, um deren Kühlmittelsteuerungsventile 86 zu öffnen oder zu schließen. In einem Luftfahrzeug kann ein zentrales Flüssigkeitskühlsystem vorgesehen sein oder es kann eine Mehrzahl von Flüssigkeitskühlsystemen vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei Flüssigkeitskühlsysteme für eine redundante Kühlung des Luftfahrzeuges vorgesehen sein.
Das Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung, nachfolgend Wartungseinrichtung genannt. Die Wartungseinrichtung 50 kann dazu ausgebildet sein, das gesamte Flüssigkeitskühlsystem 1 oder einen Teil des Flüssigkeitskühlsystems 1 zu befüllen, zu entleeren, zu entlüften, hinsichtlich einer möglichen Leckage zu prüfen, einen Reservoirfüllstandsensor des Reservoirs 8 zu prüfen und/oder einzelne Komponenten des Kühlsystems 1 zu befüllen und zu entleeren. Hierzu kann die Wartungseinrichtung 50 als Gesamtwartungseinrichtung ausgebildet sein, die dazu eingerichtet ist, das gesamte Flüssigkeitskühlsystem 1 zu befüllen, zu entleeren, zu entlüften und einer Leckageprüfung zu unterziehen. Die Gesamtwartungseinrichtung kann bei einer größeren Wartung, beispielsweise in einer Wartungshalle, verwendet werden. Eine in Form einer Teilwartungseinrichtung ausgebildete Wartungseinrichtung 50 kann beispielsweise zwischen zwei Flügen verwendet werden. Die Teilwartungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, ein Reservoir 8 nachzufüllen, ein Teilsystem 12 des Kühlsystems 1 zu befüllen, das Teilsystem 12 zu entleeren, das Teilsystem 12 einer Leckageprüfung zu unterziehen, das gesamte Flüssigkeitskühlsystem 1 einer Leckageprüfung zu unterziehen, die Wartung eines Reservoirfüllstandsensors 99 zu ermöglichen und/oder einzelne Komponenten 2, 6 des Flüssigkeitskühlsystems 1 zu befüllen bzw. zu entleeren. Es versteht sich, dass eine Gesamtwartungseinrichtung auch so ausgebildet sein kann, dass sie die hinsichtlich einer Teilwertungseinrichtung beschriebenen Wartungsvorgänge ausführen kann. Sowohl die Teilwartungseinrichtung als auch die Gesamtwartungseinrichtung können mobil ausgebildet sein oder stationär eingebaut sein. Der Ausdruck Wartungseinrichtung 50 kann sich im Zusammenhang mit dieser Anmeldung sowohl auf eine Teilwartungseinrichtung als auch auf eine Gesamtwartungseinrichtung beziehen.
Die Wartungseinrichtung 50 kann einen Behälter zum Aufnehmen von flüssigem Kühlmittel, ein Stickstoffreservoir, zumindest eine Pumpe, eine Kommunikationsschnittstelle, eine Stromversorgung und einen Steuercomputer umfassen. Die Stromversorgung der Wartungseinrichtung 50 kann mittels Batterien, Akkumulatoren, einer Brennstoffzelle, einer Kombination aus Verbrennungsmotor und Generator sowie durch das öffentliche Leitungsnetz erfolgen.
11 zeigt einen Querschnitt des in dem Kühlsystem 1 gemäß 1 eingesetzten Reservoirs 8. Das Reservoir 8 umfasst eine Kammer 90, in der sich eine Membran 96 bewegen kann. Die Kammer 90 ist in eine Kühlflüssigkeitskammer 92 und eine Druckkammer 94 unterteilt. Über eine Reservoirzuführleitung 16 wird Stickstoff in die Druckkammer 94 geleitet. Die Kühlflüssigkeitskammer 92 ist über eine Stichleitung 98 an die Kühlmittelleitung 4 angeschlossen. Über eine Reservoirentlüftungsleitung 18 kann die Kühlmittelkammer 92 entlüftet werden. Der durch den Stickstoff in der Druckkammer 94 eingestellte Druck wirkt über die Membran 96 auf das Kühlmittel in der Kühlmittelkammer 92. Dieser Druck herrscht auch in der Kühlmittelleitung 4 und somit im ganzen Flüssigkeitskühlsystem 1. Ein Reservoirfüllstandsensor 99 erfasst den Füllstand des Reservoirs 8. Die Membran und/oder die Kammer können aus Metall hergestellt sein.
Anstelle einer Kammer 90 kann auch ein Flüssigkeitsbalg verwendet werden. Der Flüssigkeitsbalg und der Zylinder können einstückig, beispielsweise aus Metall, ausgebildet sein.
Ferner umfasst das Flüssigkeitskühlsystem 1 eine Kühlkreislaufeingangsleitung 22, die an den Eingang der Kältequelle 2 angeschlossen ist, eine Kältequelleausgangsleitung 38, die an den Ausgang der Kältequelle 2 angeschlossen ist, und eine Kühlkreislaufausgangsleitung 20, die an das Reservoir 8 angeschlossen ist. Die Reservoirzuführleitung 16 ist an einen Reservoirzuführanschluss 24, die Reservoirentlüftungsleitung 18 an einen Reservoirentlüftungsanschluss 26, die Kühlkreislaufausgangsleitung 20 an einen Kühlkreislaufausgangsanschluss 28, die Kühlkreislaufeingangsleitung 22 an einen Kühlkreislaufeingangsanschluss 30 und die Kältequelleausgangsleitung 38 an einen Kältequelleausgangsanschluss 34 angeschlossen.
Die zuvor erwähnten Anschlüsse 24, 26, 28, 30 und 34 sind so ausgebildet, dass an jeden eine einer Mehrzahl von Wartungsleitungen 52, 54, 56, 58 und 62 angeschlossen werden kann. Die Anschlüsse 24, 26, 28, 30, 34 können so ausgebildet sein, dass sie gleichzeitig als Anschlusseinrichtung und als Ventil wirken. Das heißt, dass beim Anschließen einer der Wartungsleitungen 52, 54, 56, 58 und 62 an einen der Anschlüsse 24, 26, 28, 30 und 34 ein Fluidfluss durch den Anschluss ermöglicht wird. Alternativ hierzu kann jedem Anschluss 24, 26, 28, 30, 34 ein Ventil zugeordnet sein, das den Fluidfluss durch den Anschluss 24, 26, 28, 30, 34 ermöglicht bzw. verhindert.
Der Reservoirzuführanschluss 24, der Reservoirentlüftungsanschluss 26, der Kühlkreislaufausgangsanschluss 28, der Kühlkreislaufeingangsanschluss 30, der Kommunikationsanschluss 32 und der Kältequelleausgangsanschluss 34 können sich an einem zentralen Wartungspaneel für das Flüssigkeitskühlsystem 1 befinden.
An die Reservoirzuführleitung 16 kann eine mit der Wartungseinrichtung 50 verbundene Reservoirwartungsleitung 52 angeschlossen werden. Dadurch wird ermöglicht, dass die Reservoirwartungsleitung 52 der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 Stickstoff zuführt bzw. von dieser abführt. An die Kühlkreislaufeingangsleitung 22 kann eine in Form einer Kühlkreislaufeingangswartungsleitung 58, nachfolgend Eingangswartungsleitung genannt, ausgebildete erste Kühlkreislaufwartungsleitung angeschlossen werden, durch die die Wartungseinrichtung 50 dem Kühlsystem 1 beispielsweise flüssiges Kühlmittel zuführen kann. An die Kühlkreislaufausgangsleitung 20 kann eine in Form einer Kühlkreislaufausgangswartungsleitung 56, nachfolgend Ausgangswartungsleitung genannt, ausgebildete zweite Kühlkreislaufwartungsleitung angeschlossen werden. Mit Hilfe der Ausgangswartungsleitung 56 kann die Wartungseinrichtung 50 beispielsweise Kühlmittel in die Kühlmittelkammer 92 des Reservoirs 8 leiten oder Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf entnehmen. An die Kältequelleausgangsleitung 38 kann eine in Form einer Kältequelleausgangswartungsleitung 62 ausgebildete dritte Kühlkreislaufwartungsleitung angeschlossen werden, mit der beispielsweise aus der Kältequelle 2 austretendes Kühlmittel aufgenommen werden kann. An die Reservoirentlüftungsleitung 18 kann eine in Form einer Reservoirentlüftungswartungsleitung 54 ausgebildete vierte Kühlkreislaufwartungsleitung angeschlossen werden. Dadurch wird ermöglicht, dass die Wartungseinrichtung 50 die Kühlflüssigkeitskammer 92 des Reservoirs 8 entlüften kann.
Der Kühlkreislauf des Kühlsystems 1 umfasst ferner ein erstes Sperrventil 14 und ein zweites Sperrventil 36, die manuell oder automatisch betätigt werden können. Im normalen Betrieb sind das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 36 geöffnet, so dass Fluid durch sie hindurchströmen kann. Im Wartungsfall können diese Sperrventile 14, 36 geschlossen werden.
Die Steuerungseinrichtung 10 ist ferner mit einem Steuerungseinrichtungsanschluss 32 verbunden, an den eine elektrische Kommunikationsleitung 60 angeschlossen werden kann, um die Steuerungseinrichtung 10 mit der Wartungseinrichtung 50 zum Übertragen von Anweisungen und/oder Daten zu verbinden. Beim Beginn eines Wartungsvorgangs sendet die Wartungseinrichtung 50 eine Anweisung an die Steuerungseinrichtung 10, damit die Steuerungseinrichtung in einen sogenannten Wartungszustand eintritt. Während des Wartungszustands kann beispielsweise eine Pumpe (nicht gezeigt) des Flüssigkeitskühlsystems 1, die Kältequelle 2 und dergleichen ausgeschaltet werden. Solange sich die Steuerungseinrichtung 10 im Wartungszustand befindet, muss verhindert werden, dass sie in den Automatikzustand eintritt, in welchem sie beispielsweise unerwünschterweise die Kältequelle 2 aktivieren könnte. Die Steuerungseinrichtung 10 darf erst wieder in den Automatikzustand eintreten, wenn die Wartungseinrichtung 50 eine Anweisung hierfür gesendet hat. Während der Wartung können sowohl die Steuerungseinrichtung 10 als auch die Wartungseinrichtung 50 eine eventuell erforderliche Steuerung der Kältequelle 2, der Pumpe und der Verbraucher 6 übernehmen. Wird das Flüssigkeitskühlsystems 1 während der Wartung nicht mit Strom versorgt, muss verhindert werden, dass die Steuerungseinrichtung 10 beim Einschalten der Stromversorgung in den Automatikzustand eintritt. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 10 prüfen, ob an einen Anschluss 32 die elektrische Kommunikationsleitung 60 angeschlossen ist, oder die Steuerungseinrichtung 10 kann eine Anweisung senden, um zu prüfen, ob eine Wartungseinrichtung 50 antwortet. In diesen Fällen kann die Steuerungseinrichtung 10 nach dem Einschalten direkt in den Wartungszustand eintreten.
Es versteht sich, dass die Wartungseinrichtung 50 ein Bediensystem (nicht gezeigt) enthält. Über das Bediensystem kann ein Benutzer die durchzuführende Wartung auswählen. Ferner kann das Bediensystem den Benutzer auffordern, eine der Wartungsleitungen 52, 54, 56, 58 und 62 an den jeweiligen Anschluss 24, 26, 28, 30 und 34 anzuschließen. Das Bediensystem kann beispielsweise einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen.
Im Folgenden wird ein Wartungsvorgang zum Befüllen des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 beschrieben. Hierzu muss die Wartungseinrichtung 50 als Gesamtwartungseinrichtung ausgebildet sein. Die Wartungseinrichtung 50 füllt die Wartungsleitungen 54, 56, 58 und 62 mit flüssigem Kühlmittel. Die Wartungsleitungen 54, 56, 58, 62 können als Schläuche ausgebildet sein, die auf elektrisch betriebenen Schlauchtrommeln in der Wartungseinrichtung 50 aufgerollt sind. Ferner wird die Reservoirwartungsleitung 52 mit Stickstoff befüllt. Der Nutzer wird aufgefordert, die elektrische Kommunikationsleitung 60 an den Kommunikationsanschluss 32 anzuschließen. Die Wartungseinrichtung 50 sendet eine Anweisung, damit die Steuerungseinrichtung 10 in den Wartungszustand, insbesondere den Befüllungswartungszustand, eintritt. Der Nutzer wird aufgefordert, die Reservoirwartungsleitung 52 an den Reservoirzuführanschluss 24 anzuschließen. Ferner fordert die Wartungseinrichtung 50 den Nutzer auf, die Reservoirentlüftungswartungsleitung 54 an den Reservoirentlüftungsanschluss 26, die Ausgangswartungsleitung 56 an den Kühlkreislaufausgangsanschluss 28, die Eingangswartungsleitung 58 an den Kühlkreislaufeingangsanschluss 30 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 an den Kältequelleausgangsanschluss 34 anzuschließen. Der Nutzer kann den korrekten Anschluss der Leitungen quittieren oder die Wartungseinrichtung kann durch Druckmessungen den korrekten Anschluss prüfen. Sobald der korrekte Anschluss der Wartungsleitungen geprüft ist, gibt die Steuerungseinrichtung 10 oder die Wartungseinrichtung 50 eine Anweisung an die Verbraucher 6 aus, damit jeder Verbraucher das ihm zugeordnete Kühlmittelsteuerungsventil 86 (siehe 10) öffnet. Das Sperrventil 14 wird manuell oder automatisch durch die Wartungseinrichtung 50 oder die Steuerungseinrichtung 10 geschlossen. Dadurch wird sichergestellt, dass Kühlmittel in die Verbraucher 6 strömen kann.
Über die Reservoirwartungsleitung 52 wird Stickstoff in die Druckkammer 94 (siehe 11) des Reservoirs 8 geleitet. Dies ist erforderlich, um einen Vordruck im Reservoir 8 aufzubauen, da der maximale Druck über die Membran, falls sich diese an einem Anschlag befindet, etwa 5 bar und, falls sie sich nicht an einem Anschlag befindet, etwa 3,5 bar betragen darf. Als nächstes wird dem System über die Eingangswartungsleitung 58 flüssiges Kühlmittel zugeführt, und über die Ausgangswartungsleitung 56 und die Reservoirentlüftungswartungsleitung 54 wird ein im Kühlkreislauf vorhandenes Fluid, beispielsweise Stickstoff oder Luft, und/oder Kühlmittel, vom Flüssigkeitskühlsystem 1 abgeführt. Hierzu kann das flüssige Kühlmittel durch die Wartungseinrichtung 50 zirkulieren sowie gereinigt, dehydriert und wieder abgegeben werden.
Beim Auffüllen des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1, wird dieses vorzugsweise mit Strom versorgt. Damit kann sichergestellt werden, dass alle Kühlmittelsteuerungsventile 86 der Verbraucher 6 geöffnet sind, auch wenn diese nicht im stromlosen Zustand automatisch geöffnet werden, und ferner kann, wie nachstehend beschrieben wird, der Füllstand des Reservoirs 8 und/oder der Druck im Reservoir 8 eingestellt werden.
Im nächsten Schritt kann ein Teilsystem 12 des Kühlsystems 1, das bei dieser Ausführungsform aus der Kältequelle 2 besteht, über die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 befüllt und entlüftet werden, wie nachstehend detaillierter beschrieben wird. Danach wird der Kühlkreislauf entlüftet, indem über die Eingangswartungsleitung 58 Kühlmittel mit unterschiedlichen Volumenströmen und Drücken zugeführt wird und über die Ausgangswartungsleitung 56 abgeführt wird. Ferner wird der Kühlkreislauf in der Wartungseinrichtung 50 entlüftet. Hierzu kann der Nutzer der Wartungseinrichtung 50 aufgefordert werden, zu prüfen, ob sich in einem Schauglas der Wartungseinrichtung 50 und/oder des Flüssigkeitskühlsystems 1 noch Luft befindet. Falls sich in dem Schauglas noch Luft befindet, wird das Entlüften des Kühlkreislaufes des Flüssigkeitskühlsystems 1 und/oder der Wartungseinrichtung 50 wiederholt. Die Luft wird aus dem Flüssigkeitskühlmittel automatisch entfernet. Alternativ hierzu kann im Flüssigkeitskühlsystem 1 und/oder in der Wartungseinrichtung 50 ein Ventil vorgesehen sein, das durch einen Nutzer zum Entlüften geöffnet werden kann.
Als nächstes wird das Reservoir entlüftet. Hierzu wird der Kühlmittelkammer 92 des Reservoirs 8 über die Eingangswartungsleitung 58 Kühlmittel zugeführt, bis keine Luft mehr aus der Kühlmittelkammer 92 austritt, d. h. bis beispielsweise der Wartungseinrichtung 50 über die Reservoirentlüftungswartungsleitung 54 Kühlmittel zugeführt wird, das keine Luft aufweist.
Der Ausdruck ”Luft” und ”Entlüften” ist nicht auf das sich in der Atmosphäre befindende Gasgemisch aus im Wesentlichen Stickstoff und Sauerstoff beschränkt. Es versteht sich, dass sich in Leitungen des Flüssigkeitskühlsystems andere Fluide befinden können, beispielsweise mehr oder weniger reiner Stickstoff, der während eines Wartungsschrittes in die Leitungen des Flüssigkeitskühlsystems 1 gepresst wurde.
Sobald die Wartungseinrichtung 50 dem Flüssigkeitskühlsystem 1 Kühlmittel zuführt, muss sie die Temperatur des zugeführten Kühlmittels überwachen und gegebenenfalls auf einen zulässigen Bereich kühlen. Hierzu kann die Wartungseinrichtung 50 eine Kühleinrichtung aufweisen, die die Temperatur des Kühlmittels in einem gewünschten Bereich hält. Beispielsweise wird die Kühleinrichtung der Wartungseinrichtung 50 bei einer Kühlmitteltemperatur über 40°C eingeschaltet und bei einer Kühlmitteltemperatur von unter 37°C ausgeschaltet. Übersteigt die Temperatur des Kühlmittels etwa 75°C, wird der Nutzer gewarnt und, falls die Temperatur des Kühlmittels etwa 80°C überschreitet, führt die Wartungseinrichtung 50 dem Flüssigkeitskühlsystem 1 kein Kühlmittel zu und die gesamte Prozedur wird unterbrochen.
Anschließend wird das Sperrventil 14 geöffnet, so dass der Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems 1 wieder geschlossen ist.
Jetzt wird der Füllstand des Reservoirs 8 geprüft und, falls erforderlich, eingestellt. Hierzu muss das Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Strom versorgt werden, damit der Reservoirfüllstandsensor 99 den Füllstand des Reservoirs 8 bestimmen kann. Es wird auf 2 Bezug genommen. Die Kurve 91 zeigt schematisch den Verlauf des Drucks in Abhängigkeit von der Temperatur. Die Kurve 93 zeigt schematisch den Verlauf des Füllstandes in Abhängigkeit von der Temperatur. Diese Kurven müssen für jeden Reservoirtyp separat bestimmt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 wird jetzt ein Verfahren zum Einstellen des Füllstandes des Reservoirs 8 beschrieben, das mit dem Schritt 100 beginnt. Dieses Verfahren kann von der Wartungseinrichtung 50, der Steuerungseinrichtung 10 oder von beiden ausgeführt werden. Im Schritt 102 wird anhand der zuvor beschriebenen Kurven 91 und 93 ein Referenzwert, d. h. ein Soll-Wert, für den Füllstand des Reservoirs 8 in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt (siehe Schritt 102). Im Schritt 104 wird der aktuelle Füllstand, d. h. der Ist-Wert des Füllstands in dem Reservoir 8 bestimmt. In Schritt 106 wird geprüft, ob der aktuelle Füllstandswert in dem Reservoir 8 kleiner als ein Referenzwert ist. Es kann optional berücksichtigt werden, ob sich der aktuelle Füllstandswert in einem Toleranzbereich um den Referenzwert befindet. Anschließend wird das Reservoir 8 im Schritt 108 mittels der Pumpe in der Wartungseinrichtung 50 befüllt. Ist das Reservoir 8 mit einer vorbestimmten Menge an flüssigem Kühlmittel befüllt worden, wird im Schritt 110 die Pumpe ausgeschaltet und ein Zulaufventil und ein Rücklaufventil in der Wartungseinrichtung 50 werden geschlossen. Anschließend muss im Schritt 112 gewartet werden, bis sich der Füllstand des Reservoirs 8 stabilisiert hat. Beispielsweise kann 20 Sekunden gewartet werden. Im Schritt 114 wird geprüft, ob sich der aktuelle Füllstandswert in dem Reservoir 8 in einem Toleranzband um den Referenzwert befindet. Falls ja, ist der richtige Füllstand eingestellt, und das Verfahren kann beendet werden. Falls sich der aktuelle Wert nicht innerhalb eines Toleranzbandes um den Referenzwert befindet, wird im Schritt 116 geprüft, ob der aktuelle Wert kleiner als ein Referenzwert ist, wobei beim Referenzwert ein Referenzband berücksichtigt werden kann. Falls nein, wird im nächsten Schritt 118 geprüft, ob der aktuelle Wert größer ist als ein Referenzwert. Falls ja, wird das Verfahren bei Schritt 122 fortgeführt.
Falls im Schritt 106 bestimmt wurde, dass der aktuelle Füllstandswert kleiner als ein Referenzwert inklusive eines Toleranzbandes ist, wird im Schritt 120 zusätzlich geprüft, ob der aktuelle Füllstandswert größer als der Referenzwert bzw. als ein Referenzband um den Referenzwert ist. Falls nein, kann das Verfahren beendet werden. Im Schritt 122 wird das Reservoir 8 entleert, indem das Zulaufventil in der Wartungseinrichtung 50 geschlossen wird und das Rücklaufventil in der Wartungseinrichtung 50 geöffnet wird. Im Schritt 124 wird das Rücklaufventil in der Wartungseinrichtung 50 geschlossen, falls dem Reservoir 8 eine ausreichende Kühlflüssigkeitsmenge entnommen wurde. Anschließend muss wieder gewartet werden, beispielsweise 20 Sekunden, bis sich der Füllstand des Reservoirs 8 stabilisiert hat (Schritt 126). Im Schritt 128 wird geprüft, ob sich der aktuelle Füllstandswert innerhalb eines Referenzbandes um den Referenzwert befindet. Falls ja, kann das Verfahren beendet werden. Andernfalls fährt das Verfahren mit dem zuvor beschriebenen Schritt 116 fort.
Anschließend kann die Wartungseinrichtung 50 einen Bericht mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor dem und nach dem Befüllen ausgeben.
Im Folgenden wird ein Wartungsvorgang zum Entleeren des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 erläutert. Das Entleeren des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 ist sowohl bei eingeschalteter als auch bei ausgeschalteter Stromversorgung möglich. Hierzu wird die Wartungseinrichtung 50 so an das Flüssigkeitskühlsystem 1 angeschlossen, wie zuvor hinsichtlich des Befüllens des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 beschrieben wurde, d. h. sämtliche Wartungsleitungen 52, 54, 56, 58, 62 und die elektrische Kommunikationsleitung 60 werden an ihren jeweiligen Anschluss 24, 26, 28, 30, 34 und 32 angeschlossen. Wird die Steuerungseinrichtung 10 mit Strom versorgt, tritt sie in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, ein. Wird die Stromversorgung der Steuerungseinrichtung 10 während des Entleerens eingeschaltet, wird sichergestellt, dass sie in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, eintritt. Vor dem Anschließen werden die Wartungsleitungen 54, 56, 58 und 62 durch die Wartungseinrichtung 50 entleert. Optional können die Wartungsleitungen 54, 56, 58 und 62 vor dem Anschließen an das Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Stickstoff befüllt werden. Nach dem Anschließen der Wartungsleitungen 52, 54, 56, 58, 62 wird das Sperrventil 14 manuell oder automatisch geschlossen. Anschließend wird Stickstoff über die Reservoirwartungsleitung 52 in die Druckkammer 94 des Reservoirs 8 geleitet, wodurch das sich in der Kühlmittelkammer 92 des Reservoirs befindende Kühlmittel über die Ausgangswartungsleitung 56 in die Wartungseinrichtung 50 gedrückt wird.
Anschließend werden alle Verbrauchern 6 zugeordneten Kühlmittelsteuerungsventile 86, beispielsweise innerhalb von 30 Sekunden, geöffnet. Anschließend wird das gesamte Flüssigkeitskühlsystem 1 entleert, indem über die Eingangswartungsleitung 58 Stickstoff in den Kühlkreislauf gepresst wird, der bewirkt, dass Kühlmittel über die Ausgangswartungsleitung 56 aus dem Flüssigkeitskühlsystem 1 austritt und in die Wartungseinrichtung 50 eintritt. Im nächsten Schritt wird ein Ventil in der Wartungseinrichtung 50, durch das das aus der Ausgangswartungsleitung 56 strömende Fluid strömt, zyklisch geöffnet und geschlossen. Hierdurch kann zusätzlicher Druck im Flüssigkeitskühlsystem 1 aufgebaut werden, wodurch eine bessere Entleerung des Flüssigkeitskühlsystems 1 ermöglicht wird.
Anschließend wird weiterhin über die Eingangswartungsleitung 58 Stickstoff in das Kühlsystem 1 geleitet, der zusammen mit dem zu entleerenden Kühlmittel durch die Ausgangswartungsleitung 56 aus dem Kühlsystem 1 austritt. Hierbei schließen einzelne, Verbrauchern 6 zugeordnete Kühlmittelsteuerungsventile 86. Es ist hierbei möglich, dass alle Kühlmittelsteuerungsventile 86 geschlossen werden und lediglich eines der Kühlmittelsteuerungsventile 86 geöffnet wird. Dadurch wird das Kühlmittel besonders gründlich aus dem dem geöffneten Kühlmittelsteuerungsventil 86 zugeordneten Verbraucher 6 entfernt. Anschließend wird ein anderes Kühlmittelsteuerungsventil 86 geöffnet, wobei alle übrigen Kühlmittelsteuerungsventile 86 geschlossen sind. Es können jedoch auch mehrere Kühlmittelsteuerungsventile 86 geöffnet sein, während die Mehrzahl von Kühlmittelsteuerungsventilen 86 geschlossen ist.
Anschließend wird das Teilsystem 12, das die Kältequelle 2 umfasst, über die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 entleert, indem Stickstoff in die Eingangswartungsleitung 58 gepresst wird. Das Entleeren des Teilsystems wird nachstehend detaillierter beschrieben. Anschließend wird eine Restmenge von Kühlmittel im Reservoir 8 entnommen, indem Stickstoff über die Eingangswartungsleitung 58 in das Flüssigkeitskühlsystem 1 geleitet wird, wobei der Stickstoff und das zu entleerende flüssige Kühlmittel durch die Reservoirentlüftungswartungsleitung 54 aus dem Flüssigkeitskühlsystem 1 austreten. Anschließend wird das Sperrventil 14 geöffnet. Jetzt kann eine Restmenge an flüssigem Kühlmittel, beispielsweise dasjenige flüssige Kühlmittel, das sich im Sperrventil 14 gesammelt hat, entnommen werden, indem über die Eingangswartungsleitung 58 Stickstoff in das Flüssigkeitskühlsystem 1 gepresst wird und der Stickstoff sowie das zu entnehmende flüssige Kühlmittel über die Ausgangswartungsleitung 56 aus dem Flüssigkeitskühlsystem 1 abgeführt werden. Das Entleeren des Teilsystems kann erforderlich sein, falls eine Komponente des Teilsystems ausgetauscht werden soll, die nur im entleerten Zustand ausgetauscht werden kann.
Dieser Vorgang kann unterstützt werden, indem das zweite Sperrventil 36 geschlossen wird. Anschließend wird dem Reservoir 8 über die Reservoirwartungsleitung 52 Stickstoff zugeführt, um die Membran 96 des Reservoirs 8 entsprechend dem entleerten Zustand des Reservoirs 8 zu positionieren. Anschließend kann die Wartungseinrichtung 50 einen Bericht mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem Entleeren ausgeben. Ferner ist es möglich, dass die Wartungseinrichtung 50 das flüssige Kühlmittel reinigt, um es in internen Tanks zu speichern und gegebenenfalls das Flüssigkeitskühlsystem 1 wieder zu befüllen. Am Ende der Wartung können sämtliche Leitungen, die von der Wartungseinrichtung 50 zum Wartungspaneel führen, von diesem entfernt werden.
Wie zuvor erwähnt wurde, kann das Flüssigkeitskühlsystem 1 auch entleert werden, wenn es nicht mit Strom versorgt wird. Die hierfür durchzuführenden Schritte entsprechen im Wesentlichen dem Entleeren des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 mit Stromversorgung, wobei lediglich der Schritt des zyklischen Öffnens und Schließens der Kühlmittelsteuerungsventile 86 der Verbraucher 6 entfällt, da diese ohne Stromversorgung nicht betätigt werden können. Da typischerweise die Kühlmittelsteuerungsventile 86 öffnen, wenn die Stromversorgung unterbrochen ist, ist zumindest eine gewisse Entleerung des Flüssigkeitskühlsystems 1 möglich.
Der Nutzer kann das Entleeren des Teilsystems 12 oder des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 durch ein Sichtglas an der Wartungseinrichtung 50 prüfen. Falls im Sichtglas Kühlmittel vorhanden ist, können ein Schritt oder mehrere Schritte zum Entleeren des Teilsystems 12 bzw. des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 wiederholt werden.
Im Folgenden wird ein Wartungsvorgang zum Entlüften des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 erläutert. Hierfür muss die Wartungseinrichtung 50 als Gesamtwartungseinrichtung ausgebildet sein. Das Entlüften des Flüssigkeitskühlsystems 1 ist erforderlich, falls beispielsweise eine Komponente nicht vorbefüllt in das Flüssigkeitskühlsystem 1 eingebaut wurde. Falls die Komponente vor dem Einbau nicht mit flüssigem Kühlmittel befüllt wird, wird Luft in den Kühlkreislauf eingebracht, die andere Komponenten des Flüssigkeitskühlsystems 1, beispielsweise die Pumpe, beschädigen kann.
Während des Entlüftens müssen das gesamte Flüssigkeitskühlsystem 1 und insbesondere die Verbraucher 6 mit Strom versorgt werden. Mittels einer Pumpe (nicht gezeigt) in der Wartungseinrichtung 50 wird Kühlmittel durch das Flüssigkeitskühlsystem 1 zum Entlüften geleitet. Hierbei wird das flüssige Kühlmittel gereinigt und gefiltert. Nach dem Entlüften kann das Flüssigkeitskühlsystem 1 erneut befüllt werden, was dem zuvor beschriebenen Befüllungsvorgang entspricht. Während des Entlüftens und des Befüllens wird, wie zuvor beschrieben, die Temperatur des flüssigen Kühlmittels gemessen und, falls erforderlich, durch eine Kühleinrichtung (nicht gezeigt) in der Wartungseinrichtung 50 gekühlt. Nach dem Entlüften und einem eventuellen erneuten Auffüllen des Flüssigkeitskühlsystems 1 kann der Füllstand im Reservoir 8 eingestellt werden, wie zuvor beschrieben wurde.
Die Reservoirentlüftungswartungsleitung 54, die Ausgangswartungsleitung 56, die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangsleitung 62 werden mit flüssigem Kühlmittel befüllt und entlüftet. Anschließend werden diese Wartungsleitungen 54, 56, 58, 62 sowie die Reservoirwartungsleitung 52, die ebenfalls durch Einfüllen von Stickstoff entlüftet wurde, und die elektrische Kommunikationsleitung 60 je an den entsprechenden Anschluss des Flüssigkeitskühlsystems angeschlossen. Die Steuerungseinrichtung 10 tritt in den Wartungszustand und insbesondere in den inaktiven Wartungszustand ein. Anschließend wird das Sperrventil 14 manuell oder automatisch geschlossen. Nach dem Schließen des Sperrventils 14 tritt die Steuerungseinrichtung 10 in den Wiederbefüllungswartungszustand ein, der im Wesentlichen dem Befüllungswartungszustand entspricht. Innerhalb von etwa 30 Sekunden werden alle Kühlmittelsteuerungsventile 86 der Verbraucher 6 geöffnet.
Es wird ein Vordruck im Reservoir 8 aufgebaut, indem über die Reservoirwartungsleitung 52 Stickstoff in die Druckkammer 94 des Reservoirs geleitet wird, wodurch der gesamte Kühlkreislauf mit Druck beaufschlagt wird. Zum eigentlichen Entlüften wird flüssiges Kühlmittel von der Wartungseinrichtung 50 über die Eingangswartungsleitung 58 dem Kühlsystem 1 zugeführt und über die Ausgangswartungsleitung 56 abgeführt, wobei das Kühlmittel mit unterschiedlichen Volumenströmungsraten und unterschiedlichen Drücken zugeführt wird. Gleichzeitig wird der Kühlkreislauf entlüftet. Hierzu kann an einer oder mehreren Stellen des Kühlkreislaufes ein Ventil vorgesehen sein, das geöffnet werden kann, damit Luft aus dem Kühlkreislauf austreten kann. Auch an der Wartungseinrichtung 50 kann ein Ventil vorgesehen sein, das zum Entlüften des Kühlkreislaufes des Flüssigkeitskühlsystems 1 und/oder zum Entlüften der Wartungseinrichtung 50 geöffnet werden kann. Es versteht sich, dass während des Zirkulierens des Kühlmittels durch die Wartungseinrichtung 50 das Kühlmittel gereinigt und/oder dehydriert werden kann. Anschließend wird das Kühlmittel in der Kühlmittelkammer 92 des Reservoirs 8 entlüftet, indem Kühlmittel über die Eingangswartungsleitung 58 zugeführt wird und Luft bzw. Kühlmittel mit Luft aus der Reservoirentlüftungswartungsleitung 54 entnommen wird. Anschließend wird das erste Sperrventil 14 geöffnet. Jetzt kann, wie zuvor beschrieben wurde, der Füllstand des Reservoirs 8 geprüft und eingestellt werden. Die Wartungseinrichtung 50 gibt jetzt einen Bericht über die durchgeführte Prozedur mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1 vor und nach dem Entlüften aus. Anschließend können die Wartungsleitungen 52, 54, 56, 58, 62 und die elektrische Kommunikationsleitung 60 vom Flüssigkeitskühlsystem 1 entfernt werden.
Die zuvor erwähnten Wartungsvorgänge können vorzugsweise mit einer Gesamtwartungseinrichtung durchgeführt werden. Die nachstehend beschriebenen Wartungsvorgänge können mit einer Teilwartungseinrichtung durchgeführt werden, die einfacher aufgebaut sein kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die folgenden Wartungsvorgänge zwischen zwei Flügen durchgeführt werden können, beispielsweise während sich das Flugzeug am Gate befindet. Es versteht sich, dass die folgenden Wartungsvorgänge auch von einer Gesamtwartungseinrichtung durchgeführt werden können.
Im Folgenden wird ein Wartungsvorgang zum Nachfüllen des Reservoirs 8 unter Bezugnahme auf 4 erläutert. Die Ausgangswartungsleitung 56 wird durch die Wartungseinrichtung 50 entlüftet, indem sie mit flüssigem Kühlmittel befüllt wird. Anschließend wird sie an den Kühlkreislaufausgangsanschluss 28, die elektrische Kommunikationsleitung 60 an den Kommunikationsanschluss 32 und die Reservoirwartungsleitung 52 an den Reservoirzuführanschluss 24 angeschlossen. Die Reservoirwartungsleitung 52 kann vor dem Anschließen auch durch Befüllen mit Stickstoff entlüftet werden. Anschließend stellt die Wartungseinrichtung 50 den Füllstand des Reservoirs 8 ein, wie zuvor beschrieben wurde.
Nach dem Abschluss des Einstellens des Reservoirfüllstands wird ein Bericht mit dem durchgeführten Wartungsvorgang mit Angabe des Zustandes des Kühlsystems 1 und/oder der Wartungseinrichtung 50 ausgegeben, und die Wartungsleitungen 52, 56 und die elektrische Kommunikationsleitung 60 werden von ihren entsprechenden Anschlüssen 24, 28 getrennt. Bei diesem Wartungsvorgang muss das Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Strom versorgt werden damit der Reservoirfüllstandsensor 99 den Füllstand des Reservoirs 8 erfassen kann.
Unter Bezugnahme auf 5 wird das Befüllen eines Teilsystems 12 des Flüssigkeitskühlsystems 1 erläutert. Dieser Wartungsvorgang ist erforderlich, wenn Systemkomponenten, beispielsweise die Kältequelle 2, die Pumpe, ein Sensor, ein Sicherheitsventil und dergleichen ausgetauscht wurden, die nicht mit selbstschließenden Schnellkupplungen versehen sind. Bei diesem Wartungsvorgang wird ein Teilbereich des Flüssigkeitskühlsystems 1 befüllt und anschließend wird der Füllstand des Reservoirs 8 geprüft und eingestellt. Während dieses Vorganges wird das Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Strom versorgt. Die Ausgangswartungsleitung 56, die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 werden zum Entlüften mit flüssigem Kühlmittel befüllt. Die Reservoirwartungsleitung 52 wird zum Entlüften mit Stickstoff befüllt. Anschließend werden diese Wartungsleitungen 52, 56, 58, 62 zusammen mit der elektrischen Kommunikationsleitung 60 an die jeweiligen Anschlüsse des Flüssigkeitskühlsystems 1 angeschlossen. Das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 32 müssen im geschlossenem Zustand sein, weil davor das Teilsystem 12 entleert wurde. Es muss also geprüft werden, ob das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 32 geschlossen sind. Falls nicht, werden das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 36 automatisch oder manuell geschlossen.
Die Steuerungseinrichtung 10 tritt in den Wartungszustand, insbesondere in den inaktiven Wartungszustand, ein. Anschließend wird das Teilsystem 12 mit flüssigem Kühlmittel befüllt, indem über die Eingangswartungsleitung 58 flüssiges Kühlmittel zugeführt wird und Luft bzw. Kühlmittel über die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 vom Teilsystem 12 abgeführt wird. Während des Befüllens und eines anschließenden Zirkulierens des Kühlmittels werden unterschiedliche Volumenströmungsraten und/oder Drücke verwendet, um das Teilsystem 12 möglichst gut zu entlüften. Wie zuvor erwähnt wurde, kann im Teilsystem 12 und/oder in der Wartungseinrichtung 50 ein Ventil vorgesehen sein, das während des Entlüftens geöffnet werden kann, damit Luft aus dem Kühlkreislauf austritt. Nach dem Entlüften werden das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 36 geöffnet. Vor und/oder nach dem Öffnen der Sperrventile 14, 36 kann die Wartungseinrichtung 50, wie zuvor beschrieben wurde, entlüftet werden. Jetzt wird, wie zuvor beschrieben wurde, der Füllstand des Reservoirs 8 eingestellt.
Es kann ein Bericht über den durchgeführten Wartungsvorgang mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1, des Teilsystems 12 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem Wartungsvorgang ausgegeben werden. Schließlich werden die Wartungsleitungen 52, 56, 58, 62 und die elektrische Kommunikationsleitung 60 vom Flüssigkeitskühlsystem 1 entfernt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 6 ein Wartungsvorgang zum Entleeren eines Teilsystems 12 des Flüssigkeitskühlsystems 1 beschrieben. Dieser Wartungsvorgang wird durchgeführt, falls eine Systemkomponente ausgetauscht werden muss, die nicht mit selbstschließenden Schnellkupplungen ausgestattet ist. Während dieses Wartungsvorgangs kann die Stromversorgung des Flüssigkeitskühlsystems 1 eingeschaltet oder ausgeschaltet sein.
Die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 werden entleert, indem eventuell vorhandenes flüssiges Kühlmittel entfernt wird, und optional wird Stickstoff in die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 geleitet, bevor sie an die jeweiligen Anschlüsse am Flüssigkeitskühlsystem 1 angeschlossen werden. Das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 36 werden geschlossen. Wird das Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Strom versorgt, tritt die Steuerungseinrichtung 10 in den Wartungszustand, insbesondere in den inaktiven Wartungszustand, ein. Ist die Steuerungseinrichtung 10 nicht mit Strom versorgt, muss gewährleistet werden, dass beim Einschalten der Stromversorgung während des Wartungsvorgangs die Steuerungseinrichtung 10, wie zuvor beschrieben, in den Wartungszustand übergeht. Das Teilsystem 12 wird entleert, indem über die Eingangswartungsleitung 58 Stickstoff zugeführt und über die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 Kühlmittel und/oder Stickstoff zur Wartungseinrichtung 50 abgeführt wird. Anschließend wird in der Wartungseinrichtung 50 ein Ventil, durch das das Fluid von der Kältequelleausgangswartungsleitung 62 fließt, zyklisch geöffnet und geschlossen, um das Teilsystem 12 durch einen erhöhten Druckaufbau besser zu entleeren.
Der Nutzer kann das Entleeren des Teilsystems 12 oder des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 durch ein Sichtglas an der Wartungseinrichtung 50 und/oder des Flüssigkeitskühlsystems 1 prüfen. Falls im Sichtglas Kühlmittel vorhanden ist, können ein Schritt oder mehrere Schritte zum Entleeren des Teilsystems 12 wiederholt werden.
Schließlich wird wieder ein Bericht über den durchgeführten Wartungsvorgang mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1, des Teilsystems 12 und der Wartungseinrichtung 50 vor und nach der Wartung ausgegeben. Die elektrische Kommunikationsleitung 60 und die Wartungsleitungen 58 und 62 können vom Flüssigkeitskühlsystem 1 entfernt werden.
Unter Bezugnahme auf 7 wird ein Wartungsvorgang für eine Leckageprüfung des Teilsystems 12 beschrieben. Bei diesem Wartungsvorgang muss das Flüssigkeitskühlsystem 1 nicht mit Strom versorgt werden. Der Teilbereich 12 des Flüssigkeitskühlsystems wird mit Stickstoff unter Druck gesetzt und die kritischen Stellen, beispielsweise Verbindungen, können mittels einer Leckagedetektionsflüssigkeit, beispielsweise Seifenwasser oder Leckagespray, vom Nutzer auf Vorliegen einer Leckage geprüft werden. Das Teilsystem 12 kann vor der Leckageprüfung entleert werden.
Die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 werden durch die Wartungseinrichtung 50 entleert, so dass sich kein flüssiges Kühlmittel darin befindet. Optional können diese Wartungsleitungen 58, 62 mit Stickstoff aufgefüllt werden. Das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 36 werden manuell oder automatisch geschlossen. Die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangswartungsleitung 62 werden an die entsprechenden Anschlüsse 30, 34 des Flüssigkeitskühlsystems 1 angeschlossen. Ferner wird die elektrische Kommunikationsleitung 60 an den Kommunikationsanschluss 32 angeschlossen, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Steuerungseinrichtung 10 in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, eintritt, falls das Flüssigkeitskühlsystem 1 während des Wartungsvorgangs mit Strom versorgt wird oder die Stromversorgung während des Wartungsvorgangs eingeschaltet wird. Über die Eingangswartungsleitung 58 wird Stickstoff in das Teilsystem 12 eingeleitet, und das Teilsystem 12 wird unter Druck gehalten, bis die Leckageprüfung des Teilsystems 12 beendet ist. Sobald der Nutzer die Beendigung der Leckageprüfung über das Bediensystem der Wartungseinrichtung 50 bestätigt hat, wird der Druck im Teilsystem 12 über die Eingangswartungsleitung 58 und die Kältequelleausgangsleitung 62 abgebaut. Dieser Wartungsvorgang kann bei eingeschalteter oder ausgeschalteter Stromversorgung des Flüssigkeitskühlsystems 1 oder der Steuerungseinrichtung 10 durchgeführt werden.
Es kann ein Bericht über die Leckageprüfung des Teilsystems 12 mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1, des Teilsystems 12 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem Ablassen des Druckes ausgegeben werden. Anschließend können die Wartungsleitungen 58, 62 und die elektrische Kommunikationsleitung 60 vom Flüssigkeitskühlsystem 1 getrennt werden.
Unter Bezugnahme auf 8 wird jetzt eine Leckageprüfung des gesamten Flüssigkeitskühlsystems 1 beschrieben. Bei diesem Wartungsvorgang muss die Steuerungseinrichtung 10 nicht mit Strom versorgt werden. Es wird das gesamte Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Stickstoff unter Druck gesetzt und kritische Stellen, beispielsweise Verbindungen, werden mittels einer Leckagedetektionsflüssigkeit, beispielsweise Seifenwasser oder einem Leckagespray, wie zuvor beschrieben, von einem Nutzer geprüft, um das Vorhandensein einer Leckage festzustellen. Das Flüssigkeitskühlsystem 1 kann vor der Leckageprüfung entleert werden.
Für die Leckageprüfung werden die Eingangswartungsleitung 58 und die Ausgangswartungsleitung 56 durch die Wartungseinrichtung 50 entleert, so dass sich kein flüssiges Kühlmittel darin befindet. Optional können die Eingangswartungsleitung 58 und die Kählkreislaufausgangsleitung 56 mit Stickstoff befüllt werden. Anschließend werden die Eingangswartungsleitung 58 und die Ausgangswartungsleitung 56 an die entsprechenden Anschlüsse 30, 28 des Flüssigkeitskühlsystems 1 angeschlossen. Ferner wird die elektrische Kommunikationsleitung 60 an das Flüssigkeitskühlsystem 1 angeschlossen, um sicherzustellen, dass die Steuerungseinrichtung 10 in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, eintritt, falls die Steuerungseinrichtung 10 während der Leckageprüfung mit Strom versorgt werden sollte oder deren Stromversorgung eingeschaltet wird. Ferner wird die Reservoirwartungsleitung 52 an den entsprechenden Anschluss 24 des Flüssigkeitskühlsystems 1 angeschlossen. Über die Eingangswartungsleitung 58 und die Reservoirwartungsleitung 52 wird das Flüssigkeitskühlsystem 1 mit Stickstoff unter Druck gesetzt. Dieser Druck wird beibehalten, bis der Nutzer die Leckageprüfung abgeschlossen hat und dies über das Bediensystem der Wartungseinrichtung 50 bestätigt. Anschließend wird der Druck im Flüssigkeitskühlsystem 1 über die Eingangswartungsleitung 58, die Ausgangswartungsleitung 56 und die Reservoirwartungsleitung 52 abgebaut. Die Wartungsleitungen 52, 50, 56, 58 und die elektrische Kommunikationsleitung 60 können vom Flüssigkeitskühlsystem entfernt werden. Es kann ein Bericht über die Leckageprüfung mit Angaben über den Zustand des Flüssigkeitskühlsystems 1 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem Ablassen des Druckes ausgegeben werden.
Jetzt wird unter Bezugnahme auf 9 ein Wartungsvorgang zum Austausch eines Reservoirfüllstandsensors 99 (siehe 11) des Reservoirs 8 beschrieben. Bei diesem Wartungsvorgang kann der Reservoirfüllstandsensor 99 ausgetauscht werden, ohne dass es erforderlich ist, das Flüssigkeitskühlsystem 1 zu entleeren. Hierzu wird der Stickstoff aus der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 abgelassen, wodurch sich die Membran 96 in Richtung des Anschlages bei maximalem Füllstand bewegt. Dies kann durch Schwerkraft erfolgen, da das Reservoir 8 am niedrigsten Punkt des Kühlkreislaufs angeschlossen ist. Somit drückt das Gewicht des flüssigen Kühlmittels die Membran 96 des Reservoirs 8 in die Anschlagstellung für einen maximalen Füllstand. Während dieses Wartungsvorgangs kann die Stromversorgung für die Steuerungseinrichtung 10 eingeschaltet oder ausgeschaltet sein.
Es werden die elektrische Kommunikationsleitung 60 und die Reservoirwartungsleitung 52 an ihre jeweiligen Anschlüsse des Flüssigkeitskühlsystems 1 angeschlossen.
Ist die Stromversorgung der Steuerungseinrichtung 10 eingeschaltet, tritt sie in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, ein. Wird die Stromversorgung der Steuerungseinrichtung 10 während des Wartungsvorgangs eingeschaltet, wird sichergestellt, wie zuvor beschrieben wurde, dass die Steuerungseinrichtung 10 in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, eintritt. Der Druck in der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 wird über einen definierten Zeitraum über die Reservoirwartungsleitung 52 abgelassen. Es kann ein Bericht über das Ablassen des Drucks in der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 mit Angaben über den Zustand des Flüssigkeitskühlsystems 1, des Reservoirs 8 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem Ablassen des Druckes ausgegeben werden. Optional kann die Wartungsleitung 52 entfernt werden.
Anschließend wird der Reservoirfüllstandsensor 99 und/oder ein Drucksensor gewartet, was beispielsweise ein Prüfen, Reparieren und/oder Austauschen des Reservoirfüllstandsensors 99 und/oder des Drucksensors umfassen kann.
Anschließend muss der Druck in der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 wieder aufgebaut werden. Hierzu werden die elektrische Kommunikationsleitung 60 und die Reservoirwartungsleitung 52 wieder an das Flüssigkeitskühlsystem 1 angeschlossen, falls diese zuvor entfernt wurden. Es versteht sich, dass vor dem Anschließen der Reservoirwartungsleitung 52, diese durch Zuführen von Stickstoff aus der Wartungseinrichtung 50 entlüftet werden kann. Ist die Stromversorgung der Steuerungseinrichtung 10 eingeschaltet, geht diese in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand über. Wie zuvor beschrieben wurde, wird sichergestellt, dass die Steuerungseinrichtung 10 in den Wartungszustand, insbesondere den inaktiven Wartungszustand, übergeht, falls während des Wartungsvorgangs die Stromversorgung der Steuerungseinrichtung 10 eingeschaltet wird.
Anschließend wird über die Reservoirwartungsleitung 52 Stickstoff in die Druckkammer 94 des Reservoirs 8 geleitet, um den Druck in der Druckkammer 94 wieder aufzubauen. Hierzu kann die in 2 gezeigte und zuvor beschriebene Füllkurve verwendet werden. Ein in der Druckkammer 94 gehaltener Druck muss über einen vorgegebenen Zeitraum konstant gehalten werden, damit der Reservoirfüllstand wieder in die Ausgangsposition gebracht werden kann und sich die Druckwerte im System stabilisieren. Nach Ablauf dieses Zeitraumes kann der Druck in der Druckkammer 94 wieder geändert werden, um sukzessive den optimalen Fülldruck zu erreichen. Nach jeder Druckänderung muss wieder während des vorgegebenen Zeitraumes gewartet werden, bis der Druckwert nach Stabilisierung des Systems wieder angepasst werden kann. Während des Einstellens des Drucks in der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 kann über einen geeigneten Sensor die Position der Membran 96 bestimmt werden. Das Füllen der Druckkammer 94 mit Stickstoff unter Berücksichtigung der Membranposition kann von der Steuerungseinrichtung 10 oder der Wartungseinrichtung 50 gesteuert werden. Im letzteren Fall muss gewährleistet werden, dass die Membranposition, d. h. der Füllstand des Reservoirs, an die Wartungseinrichtung 50 gesendet wird.
Nach dem Befüllen der Druckkammer 94 des Reservoirs 8 wird ein Bericht über den durchgeführten Wartungsvorgang mit Angabe des Zustandes des Flüssigkeitskühlsystems 1, des Reservoirs 8 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem Wartungsvorgang ausgegeben. Die elektrische Kommunikationsleitung 60 und die Reservoirzuführungswartungsleitung 52 können vom Flüssigkeitskühlsystem 1 getrennt werden.
Unter Bezugnahme auf 10 wird die Wartung einer einzelnen Komponente 6 eines Flüssigkeitskühlsystems 1 eines Luftfahrzeuges erläutert. 10 zeigt beispielhaft einen Verbraucher 6 mit einem Kühlflüssigkeits-Luft-Wärmetauscher 88, einem Kühlmittelsteuerungsventil 86, einem Verbrauchereinlass 80, einem Verbraucherauslass 82 und einem Verbrauchersteuerungsanschluss 84. Flüssiges Kühlmittel strömt durch den Verbrauchereinlass 80 in den Verbraucher 6 und durch das Kühlmittelsteuerungsventil 86 und den Kühlflüssigkeits-Luft-Wärmetauscher 88. Das Kühlmittel tritt durch den Verbraucherauslass 82 aus dem Verbraucher aus. Das Kühlmittelsteuerungsventil 86 wird mittels eines durch den Verbrauchersteuerungsanschluss 84 erhaltenen Signals gesteuert. Dadurch kann eingestellt werden, wie viel Kühlmittel durch den Kühlflüssigkeits-Luft-Wärmetauscher 88 strömt. Der Verbraucher 6 kann ein Kühlbehälter für einen Galley-Wagen, ein Luftfahrzeugunterhaltungssystem, eine Kühleinrichtung für einen Flugcomputer, ein separat klimatisierter Bereich einer Kabine und dergleichen sein. Wird der Verbraucher 6 aus dem Flüssigkeitskühlsystem 1 ausgebaut, befindet sich in ihm typischerweise flüssiges Kühlmittel. Es versteht sich, dass dieses Kühlmittel vor einer eventuellen Prüfung oder Instandsetzung des Verbrauchers 6 aus diesem entnommen werden muss. Ferner muss der Verbraucher 6 mit Kühlmittel aufgefüllt werden, bevor er in das Flüssigkeitskühlsystem 1 eingebaut wird, damit keine oder möglichst wenig Luft in den Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems 1 eingebracht wird.
Eine Wartungseinrichtung 50, die identisch zu der zuvor beschriebenen Gesamtwartungseinrichtung oder Teilwartungseinrichtung sein kann, umfasst zumindest ein Kühlmittelreservoir, eine Pumpe, einen Filter, einen Steuerungscomputer und ein Bediensystem. Diese Elemente können identisch zu den zuvor beschriebenen Komponenten einer Wartungseinrichtung sein. Ferner umfasst die Wartungseinrichtung 50 eine Verbraucherzuführwartungsleitung 64, eine Verbraucherabgabewartungsleitung 66 und eine Verbrauchersteuerungsleitung 68.
Ist die Verbraucherzufuhrwartungsleitung 64 an den Verbrauchereinlass 80, die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 an den Verbraucherauslass 82 und die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 an den Verbrauchersteuerungsanschluss 84 angeschlossen, kann die Wartungseinrichtung 50 den Verbraucher 6 mit Kühlmittel befüllen und diesen entleeren. Der Verbrauchereinlass 80 und der Verbraucherauslass 82 sind als selbstschließende Schnellkupplungen ausgebildet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass nach dem Befüllen des Verbrauchers 6 kein Kühlmittel aus dem Verbraucher 6 austritt und keine Luft in den Verbraucher 6 eintritt, die nach dem Einbau des Verbrauchers 6 in den Kühlkreislauf des Kühlsystems 1 gelangen können. Das Auffüllen und Entleeren des Verbrauchers 6 kann außerhalb des Luftfahrzeuges erfolgen.
Zum Befüllen des Verbrauchers 6 werden die Verbraucherzuführwartungsleitung 64 und die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 an den jeweiligen Anschluss 80, 82 des Verbrauchers 6 angeschlossen. Ferner wird die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 an den Verbraucher 6 angeschlossen, wobei die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 ein elektrisches Signal oder ein pneumatisches Signal übertragen kann. Die Wartungseinrichtung 50 gibt eine Anweisung aus, damit das Kühlmittelsteuerungsventil 86 geöffnet wird. In der Wartungseinrichtung 50 wird die Pumpe eingeschaltet, um über die Verbraucherzuführwartungsleitung 64 flüssiges Kühlmittel in den Verbraucher 6 zu leiten. Dem Verbraucher 6 wird solange flüssiges Kühlmittel zugeführt, bis das von der Verbraucherabgabewartungsleitung 66 zurückgeführte flüssige Kühlmittel keine Luftblasen mehr enthält, was durch ein Schauglas an der Wartungseinrichtung 50 erkannt werden kann. Anschließend wird die Pumpe in der Wartungseinrichtung 50 ausgeschaltet und die Verbraucherwartungsleitungen 64, 66 und die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 werden vom Verbraucher 6 getrennt. Ist das Kühlmittelsteuerungsventil 86 so ausgebildet, dass es im stromlosen Zustand geöffnet ist, ist es nicht erforderlich, die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 an den Verbraucher 6 anzuschließen.
Zum Entleeren des Verbrauchers 6 werden die Verbraucherzufuhrwartungsleitung 64, die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 und, falls erforderlich, die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68, wie zuvor beschrieben, an den Verbraucher 6 angeschlossen. Falls erforderlich, weist die Wartungseinrichtung 50 das Kühlmittelsteuerungsventil 86 an, einen Kühlmittelstrom durch den Verbraucher 6 zu ermöglichen. Anschließend wird über die Verbraucherzufuhrwartungsleitung 64 Stickstoff in den Verbraucher 6 geleitet, wodurch das Kühlmittel und der Stickstoff über die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 aus dem Verbraucher 6 austreten. Anschließend wird ein Ventil (nicht gezeigt) in der Wartungseinrichtung 50 zyklisch geöffnet und geschlossen, das einen Fluidstrom durch die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 steuert. Dadurch kann das Kühlmittel besonders effektiv aus dem Verbraucher 6 entfernt werden. Über ein Sichtglas an der Wartungseinrichtung 50 kann geprüft werden, ob noch flüssiges Kühlmittel über die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 abgeführt wird. Falls kein flüssiges Kühlmittel mehr vom Verbraucher 6 abgeführt wird, kann die Stickstoffzufuhr zum Verbraucher 6 unterbrochen werden. Anschließend wird der Druck über die Verbraucherzufuhrwartungsleitung 64 und/oder über die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 abgebaut. Schließlich werden die Verbraucherzufuhrwartungsleitung 64, die Verbraucherabgabewartungsleitung 66 und, falls erforderlich, die Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 vom Verbraucher 6 getrennt.
Wie zuvor erwähnt, ist das Anschließen der Verbraucherwartungssteuerungsleitung 68 nicht erforderlich, falls sich das Ventil 86 automatisch in einem geöffneten Zustand befindet, falls keine Stromversorgung vorhanden ist.
Anstelle des Verbrauchers 6 kann eine beliebige Komponente, beispielsweise eine Pumpe, eine Kältemaschine und dergleichen, eines Flüssigkeitskühlsystems 1 gewartet werden.
Es versteht sich, dass für jede der zuvor beschriebenen Wartungsvorgänge am Ende ein Bericht ausgegeben werden kann, der den Zustand des Verbrauchers 6, des Reservoirs 8, des Teilsystems 12, der Kältequelle 2, der Steuerungseinrichtung 10 und/oder der Wartungseinrichtung 50 vor und nach dem jeweiligen Wartungsvorgang anzeigt. Die Wartungseinrichtung 50 kann weitgehend automatisiert betrieben werden. Die Wartungseinrichtung 50 kann ein Bediensystem aufweisen, auf dem ein Programm mit einer Benutzeroberfläche läuft.
Über die Benutzeroberfläche kann ein Nutzer den gewünschten Wartungsvorgang auswählen. Das Steuerungsprogramm informiert den Nutzer, welche Wartungsleitungen und Kommunikationsleitungen an das Flüssigkeitskühlsystem 1 anzuschließen sind. Ferner kann das Programm den Nutzer auffordern, das Flüssigkeitskühlsystem 1 und insbesondere die Steuerungseinrichtung 10 mit Strom zu versorgen. Ferner wird der Nutzer über das Programm aufgefordert, das erste Sperrventil 14 und das zweite Sperrventil 36 zu betätigen, falls diese nicht automatisch betätigt werden können. Das Programm kann ferner so eingerichtet sein, dass der Nutzer jeden Schritt quittieren muss, nachdem er einen solchen Schritt nach Aufforderung durch das Programm durchgeführt hat. Die Wartungseinrichtung 50 kann mittels des Programms weitestgehend automatisch über die Wartungsleitungen, wie zuvor detailliert beschrieben wurde, flüssiges Kühlmittel zuführen, flüssiges Kühlmittel entziehen, Stickstoff zuführen und Stickstoff entziehen.
Ferner kann die Wartungseinrichtung 50 einen Wasserabscheider aufweisen, damit dem flüssigen Kühlmittel Wasser entnommen werden kann, d. h. das flüssige Kühlmittel wird dehydriert.
Die Druckkammer 94 des Reservoirs 8 kann geschlossen sein, wodurch die Reservoirzuführwartungsleitung entfällt. Bei dieser Ausführung des Reservoirs braucht der Druck nicht eingestellt werden, sondern nur der Flüssigkeitsfüllstand.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass die Wartung eines Flüssigkeitskühlsystems 1 und einer Komponente 2, 6, 12 davon weitestgehend automatisiert abläuft. Dadurch wird zum einen die Wartung beschleunigt und zum anderen die Sicherheit eines Luftfahrzeuges erhöht, da das Auftreten eines Fehlers aufgrund der Automatisierung unwahrscheinlicher ist.
Es ist nicht erforderlich, dass eine Komponente 2 oder ein Teilsystem 12 zur Wartung aus dem Flüssigkeitskühlungssystem 1 ausgebaut werden muss. Dadurch kann die Wartung vereinfacht werden.
Das hierin beschriebene Wartungsverfahren hat ferner den Vorteil, dass es durch Anpassen des Programms auch an künftige Flüssigkeitskühlsysteme 1 angepasst werden kann. Üblicherweise sind hierzu lediglich Werte einzelner Parameter zu ändern. Ferner wird der Schulungsaufwand eines Nutzers reduziert, da der Nutzer über das Bediensystem der Wartungseinrichtung 50 durch die einzelnen Wartungsvorgänge geleitet wird. Ferner kann der Nutzer nicht von der vorgegebenen Prozedur abweichen, wodurch das Eintreten eines Fehlers weniger wahrscheinlich wird.

Claims

Verfahren zum Warten zumindest eines Teils eines Flüssigkeitskühlsystems (1) eines Luftfahrzeugs oder einer Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1), umfassend: – Aufbauen einer Informationsübertragung zwischen einer Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) und einer Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder einer zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1), um zumindest eine Anweisung zwischen der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) und der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder der zu wartenden Komponente (6, 12) auszutauschen; und – Senden einer ersten Anweisung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) zu der Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder der zu wartenden Komponente (6, 12), durch die die FIüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) oder die Komponente (6, 12) in einen Wartungszustand geschaltet werden; wobei das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte aufweist: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit einem Kühlmittelreservoir (8) des Flüssigkeitskühlsystems (1), in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, mittels einer Reservoirwartungsleitung (52), um dem Kühlmittelreservoir (8) komprimierbares Fluid zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir (8) abzuführen; – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit einem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) mittels zumindest einer Kühlkreislaufwartungsleitung (54, 56, 58, 62, 64, 66), um dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) Kühlmittel zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) abzuführen.
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung (56); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle; – Zuführen eines flüssigen Kühlmittels in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); und – Abführen eines Fluids aus dem Kühlkreislauf über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung (56); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle; – Zuführen eines Gases in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Abführen eines flüssigen Kühlmittels aus dem Kühlkreislauf über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56).
Wartungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, mit dem Schritt: – Öffnen eines einem Kälteverbraucher (6) des Flüssigkeitskühlsystems (1) zugeordneten Ventils (86), wodurch bewirkt wird, dass dem Kälteverbraucher (6) flüssiges Kühlmittel zuführbar und ein Fluid aus dem Kälteverbraucher (6) abführbar ist, oder dass dem Kälteverbraucher (6) ein Gas zuführbar und flüssiges Kühlmittel aus dem Kälteverbraucher (6) abführbar ist.
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung (56); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle; – Zuführen eines flüssigen Kühlmittels in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); und – Abführen eines flüssigen Kühlmittels aus dem Kühlkreislauf über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer zweiten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung (56); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlmittelreservoir (8) des Flüssigkeitskühlsystems (1), in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, mittels einer Reservoirwartungsleitung (52); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der zweiten Stelle und einem von dem Kühlmittelreservoir (8) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Zuführen eines komprimierbaren Fluids in das Kühlmittelreservoir (8) über die Reservoirwartungsleitung (52); und – Zuführen eines flüssigen Kühlmittels über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer dritten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer dritten Kühlkreislaufwartungsleitung (62); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und einem von einer zu wartenden Komponente (2) des Flüssigkeitskühlsystems (1) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der dritten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente (2) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Zuführen eines flüssigen Kühlmittels in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); und – Aufnehmen eines aus dem Kühlmittelkreislauf austretenden Fluids an der dritten Stelle des Kühlkreislaufs über die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung (62).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer dritten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer dritten Kühlkreislaufwartungsleitung (62); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente (2) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der dritten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente (2) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Zuführen eines Gases in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); und – Abführen eines flüssigen Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf durch die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung (62).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer dritten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer dritten Kühlkreislaufwartungsleitung (62); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente (2) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der dritten Stelle und einem von der zumindest einen zu wartenden Komponente (2) wegführenden Abschnitt des Kühlkreislaufs; – Zuführen eines Fluids in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); und – Abführen des Fluids aus dem Kühlkreislauf über die dritte Kühlkreislaufwartungsleitung (62).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer ersten Stelle des Kühlkreislaufs mittels einer ersten Kühlkreislaufwartungsleitung (58); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer zweiten Stelle des Flüssigkeitskühlsystems (1) mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung (56); – Absperren des Kühlkreislaufs zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle; – Zuführen eines Fluids in den Kühlkreislauf über die erste Kühlkreislaufwartungsleitung (58); und – Abführen des Fluids aus dem Kühlkreislauf über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit einem Kühlmittelreservoir (8) des Flüssigkeitskühlsystems (1), in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, mittels einer Reservoirwartungsleitung (52); – Abführen eines komprimierbaren Fluids aus dem Kühlmittelreservoir (8) über die Reservoirwartungsleitung (52); – Warten eines Füllstandssensors (99) des Kühlmittelreservoirs (8); und – Zuführen eines komprimierbaren Fluids in das Kühlmittelreservoir (8) über die Reservoirwartungsleitung (52).
Wartungsverfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit einem Kühlmittelreservoir (8) des Flüssigkeitskühlsystems (1), in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, mittels einer Reservoirwartungsleitung (52); – Verbinden der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) mit dem Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) an einer zweiten Stelle des Kühlkreiskaufs mittels einer zweiten Kühlkreislaufwartungsleitung (56), wobei sich die zweite Stelle des Kühlkreiskaufs mit dem flüssigen Kühlmittel im Kühlmittelreservoir (8) in Fluidkommunikation befindet; – Bestimmen eines Ist-Drucks des komprimierbaren Fluids in dem Kühlmittelreservoir (8); – Bestimmen einer Ist-Menge des flüssigen Kühlmittels in dem Kühlmittelreservoir (8); – Zuführen eines komprimierbaren Fluids in das Kühlmittelreservoir (8) über die Reservoirwartungsleitung (52), falls der Ist-Druck des komprimierbaren Fluids in dem Kühlmittelreservoir (8) niedriger als ein Soll-Druck ist, und Abführen eines komprimierbaren Fluids aus dem Kühlmittelreservoir (8) über die Reservoirwartungsleitung (52), falls der Ist-Druck des komprimierbaren Fluids in dem Kühlmittelreservoir (8) höher als ein Soll-Druck ist; und – Zuführen eines flüssigen Kühlmittels in das Kühlmittelreservoir (8) über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56), falls die Ist-Menge des flüssigen Kühlmittels in dem Kühlmittelreservoir (8) niedriger als eine Soll-Menge ist, und Abführen eines flüssigen Kühlmittels aus dem Kühlmittelreservoir (8) über die zweite Kühlkreislaufwartungsleitung (56), falls die Ist-Menge des flüssigen Kühlmittels in dem Kühlmittelreservoir (8) höher als eine Soll-Menge ist.
Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystem (1), mit: – einer zu wartenden Komponente (6, 12) oder einer Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10), die mit einer Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) verbindbar und dazu eingerichtet ist, zumindest eine erste Anweisung von der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) zu empfangen, durch die die Komponente (6, 12) oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) in einen Wartungszustand geschaltet wird, wobei das Flüssigkeitskühlsystem (1) ferner zumindest eines der folgenden Merkmale aufweist; – einen von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf, der mittels zumindest einer Kühlkreislaufwartungsleitung (54, 56, 58, 62, 64, 66) mit der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) verbindbar ist, um dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) Kühlmittel zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) abzuführen; – ein Kühlmittelreservoir (8), in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist und das mittels einer Reservoirwartungsleitung (52) mit der Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50) verbindbar ist, um komprimierbares Fluid in das Kühlmittelreservoir (8) zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir (8) abzuführen.
Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlungswartungseinrichtung (50), die mit einer zu wartenden Komponente (6, 12) oder einer Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) eines Luftfahrzeug-Flüssigkeitskühlsystems (1) verbindbar und dazu eingerichtet ist, zumindest eine erste Anweisung an die zu wartenden Komponente (6, 12) oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) des Flüssigkeitskühlsystems (1) zu senden, durch die die Komponente (6, 12) oder die Flüssigkeitskühlungssteuerungseinrichtung (10) in einen Wartungszustand geschaltet wird, und die ferner – mittels zumindest einer Kühlkreislaufwartungsleitung (54, 56, 58, 62, 64, 66) mit einem von flüssigem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf des Flüssigkeitskühlsystems (1) verbindbar ist, um dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) Kühlmittel zuzuführen oder um Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf oder der zu wartenden Komponente (6, 12) des Flüssigkeitskühlsystems (1) abzuführen; und/oder die – mittels einer Reservoirwartungsleitung (52) mit einem Kühlmittelreservoir (8) des Flüssigkeitskühlsystems (1) verbindbar ist, in dem flüssiges Kühlmittel durch eine Membran (96) von einem komprimierbaren Fluid getrennt ist, um komprimierbares Fluid in das Kühlmittelreservoir (8) zuzuführen oder um komprimierbares Fluid aus dem Kühlmittelreservoir (8) abzuführen.