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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kompressionskältemaschine.
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Eine Kältemaschine ist ein Gerät, das der Kälteerzeugung dient. Eine Ausführungsform einer Kältemaschine ist die Kompressionskältemaschine, die mit einem mechanischen Kompressor (Verdichter) und einem Drosselorgan (z. B. Expansionsventil) ausgerüstet ist. Erforderlich sind ein Kompressions- und ein Expansionselement sowie zwei Wärmeübertrager, die in einem Kreislauf derart zusammen angeordnet sind, dass die Wärmeübertrager beidseitig zwischen Kompressions- und Expansionselement geschaltet werden.
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Die Kompressoren werden häufig als Hermetikkompressoren ausgeführt. Bei Hermetikkompressoren wird je nach Kompressortyp eine definierte Ölmenge in den Kompressor eingefüllt, die zur Schmierung der bewegten Teile des Kompressors dient und an den Berührungsstellen des Hub- oder Rollkolbens oder der Scroll-Spirale mit den Gehäusewandungen die kompressorinterne Saugseite von der kompressorinternen Druckseite abdichten soll.
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Unter allen Betriebsbedingungen der Kompressionskältemaschine muss eine ausreichende Schmierung der bewegten Teile des Kompressors sichergestellt sein. Das Öl wird mit dem komprimierten Fluid (Kältemittel) z.B. als Heißgas aus dem Kompressorgehäuse abtransportiert und mechanisch durch eine Scherströmung in den Rohren des Kältekreises zum Kompressor zurückgeführt, und bzw. oder aber durch eine Löslichkeit von Öl im Kältemittel zum Kompressor zurückgebracht.
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Insbesondere bei drehzahlgeregelten Kompressoren gibt es Betriebszustände wie beispielsweise eine niedrige Kältemittelgeschwindigkeit im Rohr oder Mischungslücken zwischen dem Kältemittel und Öl, bei denen eine ausreichende Ölrückführung zum Kompressor hin nicht mehr vollständig gewährleistet ist. Wenn der Kompressor eine längere Zeit ohne ausreichende Schmierung betrieben wird, folgt daraus höherer Verschleiß mit einer reduzierten Lebensdauer.
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EP 2 500 675 A1 zeigt eine Kompressorkältemaschine mit mindestens einem Kompressor und einer Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Ölschmierung des Kompressors. Die Überwachungsvorrichtung verwendet die Kompressortemperatur zur Überwachung der Ölschmierung des Kompressors.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine mangelnde Schmierung des Kompressors in einer Kompressionskältemaschine zu vermeiden bzw. die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer mangelnden Schmierung zu reduzieren, bevor aus dieser ein erhöhter Verschleiß resultieren kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kompressionskältemaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Kompressionskältemaschine mit einem Kompressor und einer Vorrichtung zum Überwachen der Ölschmierung eines Kompressors der Kompressionskältemaschine. Die Vorrichtung weist einen ersten Eingang auf, der eingerichtet ist, ein erstes Signal zu erhalten, welches einer ersten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine entspricht, und einen Speicher, der eingerichtet ist, wenigstens einen ersten vorgegebenen zeitlichen Verlauf der ersten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine zu speichern. Die Vorrichtung weist eine Vergleichseinheit auf, die eingerichtet ist, aus dem ersten Signal einen zweiten zeitlichen Verlauf der ersten physikalischen Größe oder ihrer Änderung über eine erste vorgegebene Zeitdauer zu erzeugen und den zweiten zeitlichen Verlauf mit dem wenigstens ersten zeitlichen Verlauf zu vergleichen. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, ein Signal in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem ersten und zweiten zeitlichen Verlauf auszugeben.
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Somit wird erfindungsgemäß der Zustand der Ölschmierung des Kompressors einer Kompressionskältemaschine überwacht, um rechtzeitig eine mangelnde Schmierung zu erkennen, bevor aus dieser ein erhöhter Verschleiß oder sogar eine Beschädigung des Kompressors resultieren kann.
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Hierzu wird erfindungsgemäß die zeitliche Entwicklung einer physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine betrachtet. Dabei wird diese physikalische Größe in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfasst und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die beispielsweise eine Steuerung oder Regelung des Kompressors oder der Kompressionskältemaschine oder eines Teils hiervon sein kann, zugeführt. Dabei kann die Abtastung dieses Signals durch die Steuerung oder durch den entsprechenden Sensor so erfolgen, dass aus den erfassten Werten der physikalischen Größe ein repräsentativer Verlauf der zeitlichen Entwicklung der physikalischen Größe erzeugt werden kann, ohne dabei der Steuerung die Verarbeitung der Werte durch eine zu hohe Datenmenge aufgrund einer hochfrequenten Abtastung zu erschweren. Entsprechend ist es bevorzugt, die Werte durch den Sensor so abzutasten bzw. der Steuerung zuzuführen oder durch diese erfassen zu lassen, dass zwischen 0,5 und 10 Werten pro Sekunde erfasst werden, besonders bevorzugt 1 Wert pro Sekunde.
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Die Steuerung erzeugt aus diesen Werten einen Ist-Verlauf der physikalischen Größe über der Zeit, wobei vorgegeben werden kann, wie lange die Zeitdauer ist, über die die erfassten Werte gespeichert werden sollen, d.h. über welche Zeitspanne in die Vergangenheit zurück der Verlauf der physikalischen Größe erzeugt werden soll. Dabei kann die Zeitspanne vorgegeben sein oder durch einen Benutzer geändert werden. Auch können für verschiedene Betriebszustände der Kompressionskältemaschine unterschiedliche Zeitspannen verwendet werden, beispielsweise für den Start der Kompressionskältemaschine und für den laufenden Betrieb.
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Für diese Zeitspanne werden von der Steuerung entsprechende Daten aus einem Speicher ausgelesen, die dort z.B. werksseitig hinterlegt oder durch eine Eingabe- oder Programmierschnittstelle durch einen Benutzer zeitweise oder dauerhaft gespeichert sind. Diese Werte stellen einen Soll-Verlauf der physikalischen Größe über der Zeit dar.
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Diese beiden Verläufe werden erfindungsgemäß von der Steuerung miteinander verglichen. Hierzu ist es erforderlich, dass die Abtastung der erfassten Ist-Werte mit dem gleichen Abstand erfolgt, mit dem die Soll-Werte im Speicher vorgegeben sind. Auf diese Weise kann für jeden Zeitpunkt der beiden Verläufe ein Vergleich erfolgen, ob der Ist-Wert oberhalb oder unterhalb des entsprechenden Soll-Wertes liegt.
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Alternativ kann auch ein Verlauf erzeugt bzw. vorgegeben werden, der der Änderung der physikalischen Größe zwischen zwei Zeitpunkten entspricht. Auf diese Weise kann eine Änderung der physikalischen Größe als Vergleichskriterium gewählt werden anstelle der absoluten Werte der jeweiligen Zeitpunkte.
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Das Ergebnis des jeweiligen Vergleichs kann durch die Steuerung ausgegeben werden, um beispielsweise einem Benutzer oder einer übergeordneten Steuerung oder Überwachung oder einer anderen Komponente der Kompressionskältemaschine anzuzeigen, wie sich die erfasste physikalische Größe für den betrachteten Zeitraum relativ zu dem entsprechenden Soll-Verlauf verhalten hat. Aus diesem Ergebnis kann beispielsweise abgeleitet werden, ob die Schmierung des Kompressors ausreichend ist oder nicht. Dabei kann auch der Betriebszustand der Kompressionskältemaschine wie beispielsweise ein Start der Kompressionskältemaschine und ein laufender Betrieb berücksichtigt werden.
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Auf diese Weise kann eine mangelnde Schmierung des Kompressors einer Kompressionskältemaschine vermieden bzw. die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer mangelnden Schmierung reduziert werden, bevor aus dieser ein erhöhter Verschleiß resultieren kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung einen zweiten Eingang auf, der eingerichtet ist, ein zweites Signal zu erhalten, welches einer zweiten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine entspricht, und einen Speicher, der eingerichtet ist, wenigstens einen dritten vorgegebenen zeitlichen Verlauf der zweiten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine zu speichern. Die Vergleichseinheit ist eingerichtet, aus dem zweiten Signal einen vierten zeitlichen Verlauf der zweiten physikalischen Größe oder ihrerÄnderung über die erste vorgegebene Zeitdauer zu erzeugen und den vierten zeitlichen Verlauf mit dem wenigstens dritten zeitlichen Verlauf zu vergleichen. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, ein Signal in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem ersten und zweiten zeitlichen Verlauf und des Vergleichs zwischen dem dritten und vierten zeitlichen Verlauf auszugeben.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass die Beurteilung des Schmierungszustands des Kompressors in Abhängigkeit des Vergleichs zweier verschiedener physikalischer Größen erfolgt. Auf diese Weise kann mit einer erhöhten Sicherheit eine solche Aussage getroffen werden, da zur Beurteilung des Schmierungszustands des Kompressors mehr Informationen verwendet werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das zweite Signal von einem Drucksensor erfasst, der im Fluidkreislauf der Kompressionskältemaschine auf der Ansaugseite oder auf der Auslassseite des Kompressors vorgesehen ist.
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Vorteilhaft ist dabei, dass ein derartiger Drucksensor bei vielen Kompressionskältemaschinen an dieser Stelle des Fluidkreislaufs bereits vorhanden ist, da über diesen Sensor aus dem erfassten Druck die Verdampfungstemperatur auf der Ansaugseite des Kompressors bestimmt werden kann. Somit kann ein vorhandener Sensor genutzt werden bzw. es kann an dieser Stelle ein Drucksensor vorgesehen werden, dessen Signal neben der erfindungsgemäßen Überwachung des Schmierungszustands des Kompressors gleichzeitig zur Bestimmung der Verdampfungstemperatur auf der Ansaugseite des Kompressors verwendet werden kann. Auch ist es bekannt und üblich, an dieser Stelle im Fluidkreislauf einen Drucksensor vorzusehen, weshalb entsprechende Drucksensoren und Montageelemente bekannt und einfach verfügbar sind.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Speicher eingerichtet, ferner einen fünften vorgegebenen zeitlichen Verlauf der ersten und bzw. oder zweiten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine zu speichern. Der erste vorgegebene zeitliche Verlauf entspricht einem ersten Betriebszustand der Kompressionskältemaschine und der fünfte vorgegebene zeitliche Verlauf entspricht einem zweiten Betriebszustand der Kompressionskältemaschine.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass in dem Speicher der Vorrichtung verschiedene Soll-Verläufe für verschiedene physikalische Größen vorgesehen sind oder auch durch einen Benutzer gespeichert werden können. So können durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur verschiedene physikalische Größen hinsichtlich ihrer Soll- und Ist-Verläufe verglichen werden, sondern es können auch jeweils mehrere Soll-Verläufe im Speicher vorgesehen werden, die je nach Anwahl des Benutzers oder auch z.B. durch die Steuerung selbst festgestellten Betriebszustände, wie ein Start der Kompressionskältemaschine nach einem kürzeren oder längeren Stillstand oder im laufenden Betrieb, für den Vergleich herangezogen werden können. So kann beispielsweise der Ist-Verlauf der physikalischen Größe nach einem Stillstand, in dem sich das Öl im Kühlmittel abgelagert hat, sich anders darstellen als im laufenden Betrieb, in dem das Öl mit dem Kühlmittel laufend in Bewegung ist. Daher kann eine Unterscheidung der Soll-Verläufe der physikalischen Größe zwischen verschiedenen Betriebszuständen zu einer Verbesserung der Aussage über den Schmierungszustand des Kompressors führen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Signal mit einem ersten Wert ausgegeben, falls der erzeugte zeitliche Verlauf der ersten und bzw. oder zweiten physikalischen Größe mit einer vorbestimmten ersten Häufigkeit oberhalb des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der entsprechenden physikalischen Größe liegt, und das Signal wird mit einem zweiten Wert ausgegeben, falls der erzeugte zeitliche Verlauf der ersten und bzw. oder zweiten physikalischen Größe mit einer vorbestimmten zweiten Häufigkeit unterhalb des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der entsprechenden physikalischen Größe liegt.
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Durch eine derartige Unterscheidung durch den Vergleich zwischen den Verläufen der Soll- und Ist-Werte ist es also möglich, zu beurteilen, ob der Soll-Verlauf als Schwellenwertgrenze durch den Ist-Verlauf überschritten oder unterschritten wird. Dabei ist es zweckmäßig, dieses Überschreiten oder Unterschreiten des Schwellenwertes unter Berücksichtigung einer bestimmten Häufigkeit zu beurteilen, um Messungenauigkeiten und Ausreißer in den erfassten Ist-Werten zu eliminieren.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Signal mit einem ersten Wert ausgegeben, falls der erzeugte zeitliche Verlauf der ersten und bzw. oder zweiten physikalischen Größe mit einer vorbestimmten ersten Häufigkeit innerhalb einer oberen und einer unteren Grenze des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der entsprechenden physikalischen Größe liegt, und das Signal wird mit einem zweiten Wert ausgegeben, falls der erzeugte zeitliche Verlauf der ersten und bzw. oder zweiten physikalischen Größe mit einer vorbestimmten zweiten Häufigkeit außerhalb der oberen und der unteren Grenze des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der entsprechenden physikalischen Größe liegt.
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Durch eine derartige Unterscheidung durch den Vergleich zwischen den Verläufen der Soll- und Ist-Werte ist es möglich, zu beurteilen, ob der Ist-Verlauf innerhalb des Schwellenwertbereichs eines Ist-Verlaufs liegt oder nicht. Dabei ist es zweckmäßig, dieses Einhalten oder Überschreiten des Schwellenwertes unter Berücksichtigung einer bestimmten Häufigkeit zu beurteilen, um Messungenauigkeiten und Ausreißer in den erfassten Ist-Werten zu eliminieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung entspricht die erste physikalische Größe und bzw. oder die zweite physikalische Größe der von dem Kompressor im Betrieb aufgenommenen Leistung und bzw. oder dem Druck auf der Saugseite des Kompressors.
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Die Verwendung einer dieser beiden physikalischen Größen bzw. die Verwendung beider physikalischen Größen ist vorteilhaft, weil sich aus ihren Verläufen Rückschlüsse auf den Schmierungszustand des Kompressors einer Kompressionskältemaschine ziehen lassen. Dabei kann die von dem Kompressor im Betrieb aufgenommene Leistung durch eine Elektronik sehr einfach erfasst werden. Somit ist zur Verwendung der von dem Kompressor im Betrieb aufgenommenen Leistung als Beurteilungsgröße keine weitere Sensorik im Fluidkreislauf der Kompressionskältemaschine erforderlich. Auch kann die Erfassung dieser physikalischen Größe mit der erforderlichen Abtastung erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich kann z.B. mittels eines Drucksensors auf der Auslassseite des Kompressors der dortige Druck erfasst werden und als erste oder zweite physikalische Größe verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Überwachen der Ölschmierung eines Kompressors einer Kompressionskältemaschine mit den Schritten:
- Erfassen eines ersten Signals, welches einer ersten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine entspricht,
- Auslesen wenigstens eines ersten vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der ersten physikalischen Größe des Fluidkreislaufs der Kompressionskältemaschine aus einem Speicher,
- Erzeugen eines zweiten zeitlichen Verlaufs der ersten physikalischen Größe oder ihrer Änderung über eine erste vorgegebene Zeitdauer aus dem erhaltenen ersten Signal,
- Vergleichen des zweiten zeitlichen Verlaufs mit dem wenigstens ersten zeitlichen Verlauf, und
- Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichens.
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Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf folgende Figuren näher erläutert:
- 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Kompressionskältemaschine gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Leistungsaufnahme des Kompressors über die Zeit,
- 3 zeigt einen Graphen zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Druckdifferenz überdie Zeit, und
- 4 zeigt einen Graphen zur Veranschaulichung der Leistungsaufnahme des Kompressors und der Druckänderung.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Kompressionskältemaschine gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Kompressionskältemaschine weist einen Kompressor 1 auf, um ein Fluid, welches in dem Kältekreislauf der Kompressionskältemaschine als Kältemittel zirkuliert, auf der einen Seite anzusaugen (Saugseite) und auf der anderen Seite zu verdichten, d.h. mit einem höheren Druck als auf der Saugseite, auszugeben. Das verdichtete Fluid wird von dem Kompressor 1 einem Verflüssiger 2 (Kondensator) zugeführt, in dem es unter Abgabe von Wärme kondensiert. In dem folgenden Drosselorgan 3 wie beispielsweise ein Expansionsventil 3 entspannt sich das verdichtete Fluid, d.h. der Druck nimmt ab. Anschließend gelangt das Fluid in einen Verdampfer 4, in dem es Wärme aus der Umgebung des Verdampfers 4 aufnimmt und diese dadurch abkühlt. Das verdampfte Fluid wird darauf vom Kompressor 1 wieder angesaugt und verdichtet und der Kreislauf der Kompressionskältemaschine ist geschlossen.
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Erfindungsgemäß weist die Kompressionskältemaschine der 1 ferner eine Überwachungsvorrichtung 5 auf, die eine Steuerungseinheit 5 oder eine Regelungseinheit 5 sein kann, welche die Kompressionskältemaschine oder zumindest einen Teil dieser steuert bzw. regelt.
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In einer ersten Ausführungsform wird dieser Steuerungseinheit 5 von dem Kompressor 1 in regelmäßiger zeitlicher Wiederholung, vorzugsweise ein Mal pro Sekunde, über einen entsprechenden Eingang 1a ein Wert zugeführt, der der aktuellen vom Kompressor 1 aufgenommenen Leistung entspricht.
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In einer zweiten Ausführungsform weist die Kompressionskältemaschine der 1 einen Drucksensor 6 auf, der auf der Saugseite oder Druckseite des Kompressors 1 den Druck des Fluids erfassen kann. Dieser Drucksensor 6 kann erfindungsgemäß zusätzlich in der Kompressionskältemaschine vorgesehen werden oder es kann ein bereits vorhandener Drucksensor 6 verwendet werden, der beispielsweise auf der Saugseite im Kreislauf vorgesehen ist, um aus dem erfassten Druck die Verdampfungstemperatur zu bestimmen. Der von dem Drucksensor 6 erfasste Druck wird in regelmäßiger zeitlicher Wiederholung, vorzugsweise ein Mal pro Sekunde, über einen entsprechenden Eingang 6a der Steuerungseinheit 5 als Wert zugeführt.
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Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsform wird der jeweils erhaltene Wert von der Steuerungseinheit 5 - zumindest temporär - als Verlauf über die Zeit gespeichert und jeweils mit einem Verlauf des entsprechenden Sollwerts verglichen. Dabei entspricht der aus den erhaltenen Werten erstellte zeitliche Verlauf hinsichtlich seiner Datenrate, d.h. Werte pro Zeiteinheit, und seiner zeitlichen Längen dem entsprechenden vorgegebenen zeitlichen Verlauf, mit dem er zu vergleichen ist.
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Diese Verläufe sind dabei in einem Speicher 5b der Steuerungseinheit 5 vorgegeben, beispielsweise werksseitig gespeichert. Dabei können verschiedene Verläufe der Größen „aufgenommene Leistung“ und bzw. oder „Druck“ in der Steuerungseinheit 5 hinterlegt sein und je nach Betriebszustand oder externer Anwahl zum Vergleich herangezogen werden. So können beispielsweise beim Start der Kompressionskältemaschine andere Sollwertverläufe mit den erfassten Verläufen verglichen werden als im Betrieb, in dem ein anderer Verteilungszustand des Öls im Fluidkreislauf vorherrscht.
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Die Steuerungseinheit 5 führt jeweils einen Vergleich der erfassten und vorgegebenen Verläufe durch, wobei entweder ein Vergleich zwischen den Verläufen der aufgenommenen und vorgegebenen Leistung in der ersten Ausführungsform oder zwischen den Verläufen der aufgenommen und vorgegebenen Drücke in der zweiten Ausführungsform durchgeführt werden kann oder aber auch beide Vergleiche gemeinsam in einer dritten Ausführungsform durchgeführt werden können. Der Vergleich kann beispielsweise mittels eines Prozessors 5a durchgeführt werden, der Teil der Steuerungseinheit 5 ist und dem über die Eingänge 1a bzw. 6a beide aufgenommenen Werte oder nur einer der Werte sowie die entsprechenden Verläufe zugeführt werden bzw. der entsprechende Verlauf zugeführt wird.
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Als Ergebnis dieser Vergleiche kann von der Steuerungseinheit 5 eine Ausgabe über beispielsweise einen Ausgang 7 getätigt werden, die eine Aussage über den Ölschmierungszustand des Kompressors 1 darstellt. Dabei kann diese Aussage beispielsweise in dem Fall unterbleiben oder eine entsprechende Meldung darstellen, falls der Ölschmierungszustand des Kompressors 1 ausreichend ist, d.h. kein unzulässiger Verschleiß zu erwarten ist. Andernfalls kann eine Fehlermeldung, eine Störungsmeldung oder ein Warnhinweis einen ungenügenden Ölschmierungszustand anzeigen, beispielsweise durch eine entsprechende Meldung auf einem Display und bzw. oder ein akustisches und bzw. oder optisches Warnsignal. Auch kann im Fall eines derart ungenügenden Ölschmierungszustands, dass eine Beschädigung des Kompressors 1 droht, eine Notabschaltung des Kompressors 1 durch die Steuerungseinheit 5 mit oder ohne eine gleichzeitige akustische und bzw. oder optische Warnsignalausgabe erfolgen.
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2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Leistungsaufnahme des Kompressors (d. h. die von dem Kompressor aufgenommene Leistung des Kompressors) über die Zeit, und 3 zeigt die Abhängigkeit der Druckdifferenz über die Zeit. In den 2 und 3 sind insbesondere die Verläufe eines Kompressorstarts bei unterschiedlichen Betriebszuständen gezeigt. Das Bezugszeichen 120 und 140 zeigt einen Kompressorstart bei reduzierter Schmierung, d. h. das Öl war eine längere Zeit aufgeschäumt, was den Öltransport zu den Schmierstellen an dem Kompressor eingeschränkt hat. Für den Betrieb des Kompressors war ausreichend Öl in einem Ölsumpf vorhanden.
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Mit dem Bezugszeichen 110 und 130 sind Verläufe der Druckdifferenz und der Aufnahmeleistung bei einem Kompressorstart mit aufgeschäumtem Öl gezeigt. Hierbei war zusätzlich kein Öl im Schauglas sichtbar. Mit den Bezugszeichen 110 und 120 ist jeweils die Aufnahmeleistung in 2 dargestellt. Mit den Bezugszeichen 130 und 140 ist jeweils die Druckdifferenz aufeinander folgender Arbeitszyklen in 3 dargestellt. Kurz nach einem Start des Verdichters ist ein Anstieg bei 0,25 Sekunden sowie ein weiterer starker Anstieg bei 0,58 Sekunden zu sehen. Bei 0,8 Sekunden ist ein starkes Schwanken der Druckänderungen über mehrere Zyklen vorhanden. Gleichzeitig kommt es zu einer starken Schwankung der Leistungsaufnahme.
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4 zeigt einen Graphen zur Veranschaulichung der Leistungsaufnahme und der Druckänderung. In 4 ist im Bereich B1 ein starkes Schäumen des Öls vorhanden. Im Bereich B2 ist kein Öl mehr im Schauglas des Verdichters zu erkennen. Im Bereich B3 ist die Schmierung wieder gegeben, was beispielsweise durch Ölspritzer im Schauglas gezeigt wird.
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Die verschiedenen Zustände wie Ölschäumen bei reduzierter Schmierung, Ölstand zu niedrig und Schmierung in Ordnung können durch eine werkseitige Einstellung der Fensterbreiten B1, B2 und B3 festgelegt und durch die entsprechende Auswertelektronik detektiert werden. Eine derartige Detektion kann beispielsweise eine Wartungsanzeige oder eine Störmeldung oder eine Drehzahländerung des Verdichters bewirken.
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Eine vorteilhafte Möglichkeit, die Betriebszustände „Schäumen des Öls“, „keine Schmierung“ und „Schmieren ohne Schäumen“ voneinander zu unterscheiden, ist es in der Speichereinheit 5b Schwellwerte festzulegen bzw. zu speichern. Werden diese Schwellwerte überschritten, kann eine der genannten Betriebsarten erkannt werden.
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Dazu sind in 4 die drei Betriebsarten „Schäumen des Öls“ mit A1, „keine oder unvollständige Schmierung“ mit A2 und „Schmierung ohne Schäumen des Öls“ mit A3 gekennzeichnet.
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Wenn die in der Speichereinheit 5b werksseitig vorgegebenen Schwellwerte in der Vergleichseinheit 5a mit gemessenen Werten verglichen werden und ein mehrfaches Überschreiten pro festgelegte Zeiteinheit festgestellt werden kann, dann kann durch den Wertevergleich eine der drei Betriebsarten erkannt werden.
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Für die erste Betriebsart (Schäumen des Öls) A1 gilt: B1>B3<B2, d.h. Schäumen mit Schmieren.
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Für die zweite Betriebsart (keine oder unvollständige Schmierung) A2 gilt: B2>B1, d.h. unvollständige Schmierung.
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Für die dritte Betriebsart (Schmierung ohne Schäumen des Öls) A3 gilt: B3<B1, d.h. Schmierung ohne Schäumen.
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Der Gedanke der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufzeichnen mindestens einer Größe eines Kompressors (Verdichters) einer Kompressionskältemaschine und zum Vergleich mit werksseitig eingestellten Sollwerten, um einen Schmierstoffmangel zu erkennen und durch geeignete Maßnahmen abzustellen.
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Insbesondere bei einem Kältekreis mit elektronischem Expansionsventil und einer Steuer-/Regelelektronik wird mindestens ein Drucksensor auf der Saugseite des Kältekreises angeordnet, um die Verdampfungstemperatur aus dem gemessenen Drucksignal zu berechnen. Die vom Kompressor aufgenommene elektrische Leistung und der Druck werden mittels einer Steuer-/Regelelektronik vorzugsweise 1 Mal pro Sekunde gemessen. Die gemessenen Verläufe der elektrischen Leistungsaufnahme und des Druckes werden in einer Auswerteeinheit ausgewertet und mit werksseitig vorgegebenen Sollwertverläufen verglichen.
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Gemäß der Erfindung können Druckschwankungen in dem gesamten Kältekreislauf mittels Drucksensoren erfasst werden.
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Mittels drehzahlgeregelter Verdichter bzw. Kompressoren können die Druckschwankungen ausgeglichen werden.
