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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung betrifft Allgemein Kühlsysteme und insbesondere Kühlmittel-Wartungssysteme für Kühlsysteme.
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Hintergrund der Erfindung
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Klimaanlagensysteme sind im privaten Bereich, in Bürogebäuden und in einer Vielzahl von Fahrzeugen, einschließlich zum Beispiel Automobilen, seit langem üblich. Über der Zeit hinweg entweicht das Kühlmittel, das in diesem System enthalten ist, und/oder es wird verunreinigt. Um die Gesamteffizienz und die Wirksamkeit eines Klimaanlagensystems aufrecht zu halten, wird an sich das darin enthaltene Kühlmittel periodisch ersetzt oder wieder aufgeladen.
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In Verbindung mit der Wartung (dem Service) von Kühlschaltungen, wie beispielsweise der Klimaanlageneinheit eines Fahrzeugs, werden tragbare Wagen verwendet, die auch als Kühlmittelwartungswagen für eine Wiederherstellung, eine Wiederaufbereitung und eine Neuaufladung (Recover Recycle Recharge „RRR” Wagen) bekannt sind, oder Einheiten für eine Klimaanlagen-Wartung (Air Conditioning Service „ACS” Einheiten) verwendet. Die tragbaren Maschinen umfassen Schläuche, die mit der zu wartenden Kühlschaltung gekoppelt sind. In einigen gegenwärtigen Kühlsystemen ist das verwendete Kühlmittel, zum Beispiel R134a oder R1234yf, teuer und kann gefährlich sein, wenn es an die Atmosphäre ausgelassen bzw. abgeführt (d. h. entlüftet) wird. An sich arbeiten eine Vakuumpumpe und ein Kompressor, um Kühlmittel von der Klimaanlageneinheit eines Fahrzeugs zurückzugewinnen, das Kühlmittel auszuspülen, und danach das zurück gewonnene Kühlmittel in einem Kühlmitteltank zu speichern. Das Kühlmittel kann dann in einem anderen Kühlsystem verwendet werden. Eine Zurückgewinnung des Kühlmittels erfordert jedoch, dass die ACS Einheit Filter, Wärmetauscher, einen Kompressor, einen Speichertank und eine Waage zum Wiegen des Speichertanks umfasst.
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Einige neuere Klimaanlagensysteme haben begonnen R744 oder Kohlenstoffdioxid als ein eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Kühlmittelalternative zu verwenden. Die Entfernung des R744 Kühlmittels von diesen Klimaanlagensystemen wird dadurch ausgeführt, dass das Kühlmittel an die Atmosphäre in einer kontrollierten Weise abgeführt bzw. entlüftet wird. Das R744 befindet sich jedoch unter einem sehr hohen statischen Druck in dem Klimaanlagensystem bei Umgebungsbedingungen, sodass die Auslassung bzw. Entlüftung des Kühlmittels kontrolliert bzw. gesteuert werden muss, um eine Beschädigung an Komponenten und elastomerischen Abdichtungen in dem Klimaanlagensystem zu verhindern. Was deshalb benötigt wird ist eine ACS Einheit, die genau die Flussrate des R744 Kühlmittels, das von einem Klimaanlagensystem während eines Wartungsbetriebs entlüftet bzw. ausgelassen wird, bestimmen kann.
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Demzufolge ist es vorteilhaft die Gesamtmasse, die von dem Klimaanlagensystem abgegeben wird, zu messen, um zu der Diagnose des Klimaanlagensystems beizutragen, um zum Beispiel zu bestimmen, ob das System ein Leck aufweist. Da das R744 Kühlmittel an die Atmosphäre entlüftet wird und nicht eingefangen wird, ist es schwierig oder unmöglich in herkömmlichen ACS-Einheiten genau die Menge des Kühlmittels, das von dem Klimaanlagensystem während der Entlüftung entfernt wird, zu bestimmen. Was deshalb benötigt wird ist eine ACS Einheit, die genau die Gesamtmasse des R744 Kühlmittels, das von einem Klimaanlagensystem während eines Wartungsbetriebs entlüftet wird, bestimmen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In einer Ausführungsform gemäß der Offenbarung umfasst ein Klimaanlagen-Wartungssystem: eine Abgabeeinheit einschließlich eines Abgabebehälters, eine Vakuumpumpe, die fluidmäßig mit dem Abgabebehälter verbunden ist, eine Waage, die konfiguriert ist, um ein Gewicht der Abgabeeinheit zu erfassen, ein erstes Ventil, welches in einer Eingangsleitung angeordnet ist, die konfiguriert ist, um den Abgabebehälter mit einem Klimaanlagensystem fluidmäßig zu verbinden, um Kühlmittel davon zu empfangen, und ein Entlüftungsventil, welches in einer Entlüftungsleitung angeordnet ist und konfiguriert ist, um den Abgabebehälter mit der Atmosphäre fluidmäßig zu verbinden. Das Klimaanlagen-Wartungssystem umfasst ferner einen Controller, der betriebsmäßig mit der Vakuumpumpe, der Waage, dem ersten Ventil und dem Entlüftungsventil verbunden ist, wobei der Controller einen Speicher und einen Prozessor umfasst, die konfiguriert sind, um Befehle auszuführen, die in dem Speicher gespeichert sind, um (i) die Vakuumpumpe zum Evakuieren des Abgabebehälters zu betreiben, (ii) ein evakuiertes Gewicht der Abgabeeinheit von der Waage zu ermitteln und das evakuierte Gewicht in dem Speicher zu speichern, (iii) das erste Ventil zu betreiben, um sich zu öffnen, um den Abgabebehälter fluidmäßig mit dem Klimaanlagensystem zu verbinden, um Kühlmittel aufzunehmen, und zu schließen, um den Abgabebehälter von dem Klimaanlagensystem zu trennen, wenn der Abgabebehälter mit Kühlmittel gefüllt ist, (iv) ein gefülltes Gewicht der Abgabeeinheit von der Waage zu erhalten und das gefüllte Gewicht in dem Speicher zu speichern, (v) das Entlüftungsventil zum Auslassen bzw. Entlüften des Kühlmittels von dem Abgabebehälter zu betreiben, (vi) ein entlüftetes bzw. abgegebenes Gewicht der Abgabeeinheit von der Waage zu ermitteln und das entlüftete Gewicht in dem Speicher zu speichern, und (vii) eine Masse des Kühlmittels, welches entlüftet wurde, auf Grundlage der gespeicherten evakuierten, gefüllten und entlüfteten Gewichte zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform des Klimaanlagen-Wartungssystems wird der Controller ferner konfiguriert, um das Gewicht der Abgabeeinheit zu überwachen, während das erste Ventil offen ist, und um das erste Ventil für eine Schließung zu betreiben, wenn das Gewicht der Abgabeeinheit aufhört zuzunehmen.
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In einer anderen Ausführungsform gemäß der Offenbarung umfasst das Klimaanlagensystem ferner einen Druckwandler, der konfiguriert ist, um einen Druck in dem Abgabebehälter zu erfassen, und der Controller ist konfiguriert, um den Druck in dem Abgabebehälter zu überwachen, während das erste Ventil offen ist, und um das erste Ventil zum Schließen zu betreiben, wenn der Druck in dem Abgabebehälter aufhört zuzunehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Klimaanlagen-Wartungssystem ferner eine Druckwandler, der konfiguriert ist, um einen Druck in dem Abgabebehälter zu erfassen, und der Controller ist betriebsmäßig mit dem Controller verbunden und ist konfiguriert, um das Entlüftungsventil zum Auslassen bzw. Entlüften des Kühlmittels von dem Abgabebehälter zu betreiben, indem das Entlüftungsventil zum Öffnen betrieben wird, indem der Druck in dem Abgabebehälter, während das Entlüftungsventil offen ist, überwacht wird, und indem das Entlüftungsventil für eine Schließung betrieben wird, wenn der Druck in dem Abgabebehälter unter einen ersten vorgegebenen Druckschwellwert fällt.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Klimaanlagensystem ferner einen Ölablassaufnehmer und ein Ölablassventil, die konfiguriert sind, um den Abgabebehälter mit dem Ölablassaufnehmer fluidmäßig zu verbinden. Der Controller ist betriebsmäßig mit dem Ölablassventil verbunden und ist konfiguriert, um das Ölablassventil zu betreiben, sodass es sich öffnet, nachdem das Entlüftungsventil für eine Schließung betrieben wird, den Druck in dem Abgabebehälter zu überwachen, und das Ölablassventil zu schließen, wenn der Druck in dem Abgabebehälter unter einen zweiten vorgegebenen Druckschwellwert fällt.
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In einer Ausführungsform des Klimaanlagen-Wartungssystems (Servicesystems), ist der Controller weiter konfiguriert, um die Vakuumpumpe zu betreiben, um die Abgabebehälter zu evakuieren, nachdem das Ölablassventil betrieben wird sich zu schließen und bevor das entlüftete Gewicht der Abgabeeinheit ermittelt wird.
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In einer anderen Ausführungsform gemäß der Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Klimaanlagen-Wartungssystems, um ein Klimaanlagensystem zu entlüften, die folgenden Schritte: Evakuieren eines Abgabebehälters einer Abgabeeinheit auf einen Vakuumdruck, Ermitteln eines evakuierten Gewichts der Abgabeeinheit unter Verwendung einer Waage und Speichern des evakuierten Gewichts in einem Speicher, Auffüllen des Abgabebehälters mit einem Kühlmittel von dem Klimaanlagensystem, und Ermitteln eines gefüllten Gewichts der Abgabeeinheit unter Verwendung der Waage und Speichern des gefühlten Gewichts in dem Speicher. Das Verfahren umfasst ferner das Auslassen bzw. Entlüften des Kühlmittels von dem gefüllten Abgabebehälter, ein Ermitteln eines entlüfteten Gewichts der Abgabeeinheit unter Verwendung der Waage und eine Speicherung des entlüfteten Gewichts in dem Speicher, und Berechnen, mit einem Controller, einer Masse eines Kühlmittels, welches entlüftet ist, auf Grundlage der evakuierten, gefüllten und entlüfteten Gewichte der Entladungseinheit.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Auffüllen des Abgabebehälters das fluidmäßige Verbinden des Abgabebehälters mit dem Klimaanlagensystem, ein Überwachen eines ersten Gewichts der Abgabeeinheit oder eines Drucks in dem Abgabebehälter, und ein fluidmäßiges Trennen des Abgabebehälters von dem Klimaanlagensystem, wenn das erste Gewicht oder der Druck aufhört zuzunehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Evakuieren des Abgabebehälters das Betreiben einer Vakuumpumpe, um einen Druck in dem Abgabebehälter zu reduzieren, bis der Druck gleich zu oder kleiner als der Vakuumdruck ist.
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In noch einen anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Auslassen bzw. Entlüften des Kühlmittels ein Öffnen eines Entlüftungsventils, um den Abgabebehälter mit der Atmosphäre zu verbinden, und ein Schließen des Entlüftungsventils, wenn ein Druck in dem Abgabebehälter gleich zu oder kleiner als ein erster vorgegebener Druckschwellwert ist.
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In einigen Ausführungsformen des Verfahrens umfasst das Auslassen bzw. Entlüften des Kühlmittels ferner ein Öffnen eines Ölablassventils, um den Abgabebehälter mit einem Ölablassaufnehmer der Abgabeeinheit nach Schließen des Entlastungsventils und Schließen des Ölablassventils zu verbinden, wenn der Druck in dem Abgabebehälter gleich zu oder kleiner als ein zweiter vorgegebener Druckschwellwert ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst ein Auslassen bzw. eine Entlüftung des Kühlmittels ferner ein Evakuieren des Abgabebehälters auf den Vakuumdruck nach Ermitteln des entlüfteten Gewichts.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Den Zeichnungen zeigen:
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1 eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht einer ACS Maschine gemäß der Offenbarung;
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2 eine seitliche perspektivische Ansicht der ACS Maschine der 1, verbunden mit einem Fahrzeug;
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3 eine schematische Ansicht der ACS Maschine gemäß der Offenbarung, die konfiguriert ist, um Kühlmittel an die Atmosphäre durch Steueröffnungen zu entlüften bzw. auszulassen;
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4 eine schematische Ansicht der Steuerkomponenten der ACS Maschine der 3; und
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5 ein Prozessdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer ACS Maschine während eines Entlüftungsbetriebs.
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Ausführliche Beschreibung
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Für die Zwecke einer Förderung eines Verständnisses der Grundprinzipien der hier beschriebenen Ausführungsformen wird nun auf die Zeichnungen und die Beschreibungen in der folgenden schriftlichen Spezifikation Bezug genommen. Durch die Bezugnahme ist keine Beschränkung des Umfangs des Gegenstands beabsichtigt. Diese Offenbarung umfasst auch irgendwelche Änderungen und Modifikationen an den dargestellten Ausführungsformen und umfasst ferner Anwendungen der Grundprinzipien der beschriebenen Ausführungsformen, so wie sie ein Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet, auf das sich dieses Dokument bezieht, normalerweise verstehen würde.
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1 ist eine Darstellung eines Systems 100 für eine Klimaanlagenwartung („ACS” System). Die ACS Einheit 10 umfasst einen Kühlmittelbehälter oder ein inneres Speichergefäß (Internal Storage Vessel; „ISV”) 14, einen Anschlussblock 16, einen Kompressor 18, ein Steuermodul 20 und ein Gehäuse 22. Das Äußere des Steuermoduls 20 umfasst eine Eingabe/Ausgabeeinheit 26 zur Eingabe von Steuerbefehlen von einem Benutzer und für eine Ausgabe der Information an den Benutzer. Schlauchverbindungen 30 (in 1 ist nur eine gezeigt) stehen von dem Gehäuse 22 vor, um Wartungsschläuche zu verbinden, die eine Verbindung mit einem Klimaanlagen-(Air Conditioning; ”A/C”)System 40 (2) herstellen und einen Transfer von Kühlmittel zwischen dem ACS System 100 und dem A/C System 40 zu ermöglichen. Der Anschlussblock 16 ist fluidmäßig mit dem ISV 14, dem Kompressor 18 und den Schlauchverbindungen 30 über eine Reihe von Ventilen, Schläuchen und Röhren verbunden, die nachstehend eingehend unter Bezugnahme auf 3 diskutiert werden.
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Das ISV 14 ist konfiguriert, um Kühlmittel für das ACS System 100 zu speichern. Hinsichtlich der Art des Kühlmittels, welches in dem ACS System 100 verwendet werden kann, gibt es keine Beschränkungen. An sich ist das ISV 14 konfiguriert, um irgendein Kühlmittel aufzunehmen, welches an das A/C System geladen werden soll. In einigen Ausführungsformen ist das ISV 14 insbesondere konfiguriert, um ein oder mehrere Kühlmittel aufzunehmen, die normalerweise in den A/C Systemen von Fahrzeugen (zum Beispiel Kraftfahrzeugen, Lastwägen, Booten, Flugzeugen, so weiter) verwendet werden, zum Beispiel R-123a, CO2 (auch bekannt als R-744), oder R-1234YF. In einigen Ausführungsformen weist die ACS Einheit mehrere ISV Tanks auf, die konfiguriert sind, um unterschiedliche Kühlmittel zu speichern.
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2 ist eine Darstellung eines Abschnitts des Klimaanlagen-Wiederaufladungssystems 100, das in 1 dargestellt ist und mit dem A/C System 40 eines Fahrzeugs 50 verbunden ist. Ein oder mehrere Wartungsschläuche 34 verbinden eine Einlass- und/oder Auslassöffnung des A/C Systems 40 des Fahrzeugs 50 mit den Schlauchverbindungen 30 (in 1 gezeigt) der ACS Einheit 10.
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3 zeigt ein schematisches Diagramm eines ACS Systems 100 gemäß der Offenbarung. Das ACS System 100 umfasst ein Kopplungssystem 104, eine Abgabeschaltung 108, eine Ladungsschaltung 112, eine Einspitzschaltung 116, und einen Controller 120. Das Kopplungssystem 104 umfasst einen hochseitigen Koppler 124, der mit einem hochseitigen Druckmessgerät 128, einen hochseitigen Druckwandler 132, und einem hochseitigen Druckentlastungsventil 136 verbunden ist, und einen niedrigseitgien Koppler 140, der mit einem niedrigseitigen Druckmessgerät 144, einem niedrigseitigen Druckwandler 148 und einem niedrigseitigen Druckentlastungsventil 152 verbunden ist. Die Koppler 124, 140 auf der unteren/niedrigen und der oberen Seite umfassen Schlauchverbindungen 30 (2), die konfiguriert sind, um eine Verbindung mit Wartungsschläuchen 34 herzustellen, um das ACS System 100 mit einem Klimaanlagensystem, zum Beispiel dem Klimaanlagensystem 40, zu verbinden.
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Nochmals bezugnehmend auf 3 umfasst die Entladungsschaltung 108 ein Vakuumpumpen-Untersystem 160 mit einer Vakuumpumpe 164, drei Vakuumsoleniodventile 168 970, 172 und einen Vakuumwandler 176. Die Vakuumpumpe 164 ist konfiguriert, um einen negativen Druck in der Entladungsschaltung 108 zu erzeugen.
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Die Entladungsschaltung 108 umfasst ferner ein hochseitiges Einlasssolenoidventil 180 und ein niedrigseitiges Einlasssoliduidventil 184, die mit den Kopplern 124, 140 auf der hohen Seite bzw. der unteren Seite verbunden sind. Die Auslässe der Einlassventile 180, 184 sind beide mit einer Abgabeleitung 186, die einen Druckregler 188 aufweist, einem Systemabgabesolendoiventil 192 und einer Steueröffnung 196 verbunden. In einigen Ausführungsform kann die Abgabeleitung 186 mehrere Systemabgabeleitungen, die jeweils eine Steueröffnung aufweisen und die jeweils einen Druckregler und/oder eine Solenoidventil umfassen können, umfassen. Wie in 3 gezeigt ist die Abgabeleitung 186 weiter mit einer Leitung des Vakuumuntersystems sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts von dem Druckregler 188, dem Abgabeventil 192 unter Steueröffnung 196 verbunden.
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Der Auslass des Systemabgabe-Solenoidventils führt zu einer Systemabgabeeinheit 200, die insgesamt auf einer Abgabewääge 204 ruht, die das Gewicht der gesamten Systemabgabeeinheit 200 misst. In einigen Ausführungsformen kann die Abgabewaage eine herkömmliche Lastzelle sein. Die Systemabgabeeinheit 200 umfasst einen Druckwandler 208, einen Entlüftungskanal 210 einschließlich eines Entlüftungssolenoidventils 212 und eines Diffusors 216, einen Systemölseparator, oder einen Abgabebehälter 220, ein Ölablass-Solenoidventil 224, und einen Ölablassaufnehmer 228. Der System Ölseparator 22 ist konfiguriert, um das Kühlmittel von Öl, das in dem Kühlmittel während eines normalen Betriebs des Klimaanlagensystems mitgeführt wird, zu separieren. Das separierte Öl fließt durch das Ölablass-Solenoidventil 224 in den Ölablassaufnehmer 228, während das Kühlmittel durch den Entlüftungskanal 210 und den Diffusor 216 an die Atmosphäre entlüftet wird, wenn das Entlüftungssolenoidventil 212 offen ist.
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Die LAdungsschaltung 112 ist mit dem hochseitigen Koppler 124 über eine hochseitige Ladungsleitung 240 und mit dem niedrigseitigen Koppler 140 über eine niedrigseitige Ladungsleitung 244 verbunden. In der Ladungsschaltung 112 umfast jede der Ladungsleitungen 240, 244 jeweils ein Absperrventil 248,252, welches einen Fluss nur in die Richtung der Koppler 124, 140 erlaubt, und ein Ladungssolenoidventil 256, 260, um einen Fluss während einer Ladung zu steuern. Die Ladungsleitungen 240, 244 sind mit einer gemeinsamen Ladungsleitung 264 verbunden, die eine Einflussöffnung 268, um die Flussrate während einer Ladung zu steuern, und ein Druckentlastungsventil 272, um den Aufbau eines überschüssigen Drucks in der Ladungsschaltung 112 zu verhindern, umfasst. Die gemeinsame Ladungsleitung 264 ist mit dem ISV 14 verbunden, das in den ACS System 100 auf der Kühlmittelwaage 280 positioniert ist, die konfiguriert ist, um das Gewicht des Kühlmittels in dem ISV 14 zu messen.
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Die Einspritzschaltung 116 ist mit der hochseitigen Ladungsleitung 240 verbunden und umfasst ein Öleinspritz-Untersystem 300 und ein Farbstoffeinpritz-Untersystem 304. Das Öleinspritz-Untersystem 300 umfasst ein Absperrventil 308, welches konfiguriert ist, um eine Strömung nur in der Richtung des hochseitigen Kopplers 124 zu ermöglichen, ein Öleinspritz-Solenoidventil 312, welches konfiguriert ist, um den Fluss von Öl zu regeln, einen Ölbehälter 316 und eine Ölbehälterwaage 320, die konfiguriert ist, um das Gewicht des Ölbehälters 316 zu messen. Das Öleinspritz-Untersystem 300 ist konfiguriert, um das Öl wiederaufzufüllen, welches in dem Kühlmittel mitgenommen wird, welches von dem Klimaanlagensystem entfernt wird, um einen geeigneten Betrieb des Klimaanlagensystems sicherzustellen.
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Das Farbstoffeinspitz-Untersystem 304 umfasst ein Absperrventil 324, das konfiguriert ist, um einen Fluss nur in der Richtung des hochseitigen Kopplers 124 zu ermöglichen, ein Farbstoffeinspritz-Solenoidventil 328, welches konfiguriert ist, um den Fluss von Öl zu regeln, einen Farbstoffbehälter 322, und eine Farbstoffbehälterwaage 336, die konfiguriert ist, um das Gewicht des Farbstoffbehälters 332 zu messen. Das Farbstoffeinspritz-Untersystem ist konfiguriert, um Farbstoff in das Klimaanlagensystemen einzuspritzen, um einem Techniker zu erlauben diagnostische Operationen auszuführen, zum Beispiel um Lecks in dem Klimaanlagensystemen zu erfassen.
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4 ist ein schematisches Diagramm des Controllers 120 und der Komponenten, die betriebsmäßig mit dem Controller 120 in dem ACS System 100 verbunden sind. Ein Betrieb und eine Steuerung der verschiedenen Komponenten und Funktionen des ACS Systems 100 werden mithilfe des Controllers 120 ausgeführt. Der Controller 120 ist mit einem allgemeinen oder speziellen programmierbaren Prozessor 352 ausgerüstet, der programmierte Befehle ausführt. In einigen Ausführungsformen umfasst der Controller mehr als einen allgemeinen oder speziellen programmierbaren Prozessor. Die Befehle und Daten, die benötigt werden, um die programmierten Funktionen auszuführen, werden in einer Speichereinheit 356 gespeichert, die zu dem Controller 120 gehört und die integral mit dem Controller 120 sein kann (wie in 4 gezeigt) oder eine getrennte Einheit sein kann. Der Prozessor 352, der Speicher 356 und die Schnittstellenschaltungsanordnung konfigurieren den Controller 120, um die Funktionen und nachstehend beschriebenen Prozesse auszuführen. Diese Komponenten können auf einer gedruckten Schaltungsplatine bereitgestellt werden oder können als eine Schaltung in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) vorgesehen werden. Jede der Schaltungen kann mit einem getrennten Prozessor implementiert werden oder mehrere Schaltungen können auf dem gleichen Prozessor implementiert werden. Alternativ können die Schaltungen mit diskreten Komponenten oder Schaltungen, die in VLSI Schaltungen vorgesehen sind, implementiert werden. Ferner können die hier beschriebenen Schaltungen mit einer Kombination von Prozessoren, ASICs, diskreten Komponenten, oder VLSI Schaltungen implementiert werden.
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Die Druckwandler 132, 148, 176, 218 sind konfiguriert, um elektronische Signale, die den erfassten Druck an ihren jeweiligen Stellen darstellen, an den Prozessor 352 zu übertragen, und die Kühlmittelwaage 280, die Einspritzwaagen 320, 336 und die Abgabeeinheit-Waage 204 übertragen elektronische Signale, die das erfasste Gewicht in dem ISV 14, dem Ölbehälter 316, dem Farbstoffbehälter 332 bzw. der Abgabeeinheit 200 darstellen, an den Prozessor 352. Der Prozessor 352 ermittelt die Signale von den Druckwandlern 132, 148, 176, 208 und den Waagen 204, 280, 320, 336 zu vorgegebenen Zeitintervallen oder wie erforderlich, um Berechnungen auszuführen, und speichert relevante Werte von den Wandlern und Waagen in dem Speicher 356.
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Der Prozessor 352 ist auch mit den Solenoidventilen 168, 176, 172, 180, 184, 191, 212, 224, 256, 260, 312, 328 elektrisch verbunden und ist konfiguriert, um elektronische Signale zu senden, die die Ventile steuern, um zur Öffnung oder Schließung zu arbeiten. Der Prozessor 352 ist ferner mit der Vakuumpumpe 164 verbunden und ist konfiguriert, um elektronische Signale zu übertragen, um die Vakuumpumpe 164 für eine Aktivierung und Deaktivierung zu betreiben. Der Controller 120 umfasst auch einen Timer 360, der integral mit dem Controller 120 sein kann, wie in 4 dargestellt, oder kann als eine getrennte Timerschaltung verkörpert bzw. umgesetzt sein.
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5 zeigt ein Verfahren 400 zum Betrieb einer Ausführungsform eines ACS Systems, wie beispielsweise die ACS Einheit 100, die voranstehend unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben, für einen Entlüftungsbetrieb, während dem das Kühlmittel an die Atmosphäre entlüftet wird. Der Prozessor 352 in dem Controller 120 ist konfiguriert, um programmierte Befehle auszuführen, die in dem Speicher 356 gespeichert sind, um die Komponenten in der ACS Einheit 100 zu betreiben, um das Verfahren 400 umzusetzen. Der Prozess beginnt damit, dass die Wartungsschläuche mit dem Klimaanlagensystemen und den Öffnungen (Ports) des ACS Systems verbunden werden (Block 404).
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Sobald die Schläuche verbunden sind, arbeitet der Controller, um den Systemölseparator oder den Abgabebehälter zu evakuieren (Block 408). Die Solenoidventile des Vakuum-Untersystems zwischen der Vakuumpumpe und dem Abgabebehälter werden geöffnet, und die Vakuumpumpe wird aktiviert. Die Vakuumpumpe entfernt restliches Kühlmittel von dem Abgabebehälter, wobei der Abgabebehälter auf einem absoluten Druck von nahezu Null gelassen wird.
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Der Controller ermittelt dann das Leergewicht der Abgabeeinheit, zum Beispiel der Abgabeeinheit 200 des voranstehend beschriebenen ACS Systems 100, aus der Waage 204, die an der Abgabeeinheit angebracht ist, und speichert das Leergewicht in dem Speicher (Block 412). Das Leergewicht stellt das Gewicht der Abgabeeinheit dar, wenn der Abgabebehälter auf einem Vakuum ist. Der Controller betätigt dann die Einlass- und Abgabeventile, um sich zu öffnen (Block 416), wodurch ermöglicht wird, dass Kühlmittel, mit dem darin eingebundenen Öl, von dem Klimaanlagensystem in den Abgabebehälter hinein fließt. Der Controller ermittelt das Gewicht der Abgabeeinheit (Block 420) und überwacht, ob das Gewicht anfänglich zunimmt (Block 404 20), was anzeigt, dass Kühlmittel von dem Klimaanlagensystem in die Abgabeeinheit hinein fließt.
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Wenn das Gewicht anfänglich zunimmt, dann ermittelt der Controller das Gewicht der Abgabeeinheit erneut (Block 428) und bestimmt, ob das Gewicht weiter ansteigt (Block 432). Wenn das Gewicht weiter ansteigt, dann wiederholt der Prozess die Ermittlung des Gewichts der Abgabeeinheit und der Bestimmung, ob das Gewicht zunimmt, zu vorgegebenen Abtastintervallen. Während dieser Wiederholung der Blöcke 428 und 432 überwacht der Controller auch die Flussrate des Kühlmittels in den Abgabebehälter hinein. Wenn die Flussrate einen vorgegebenen oberen Schwellwert übersteigt, der in einer Ausführungsform ungefähr 100–140 Gramm pro Sekunde ist, und in einer anderen spezifischen Ausführungsform der 120 Gramm pro Sekunde ist, dann ist der Controller konfiguriert, um das Abgabeventil zu schließen und eine Verzögerung für ein vorgegebenes Zeitintervall vor einer erneuten Öffnung des Abgabeventils bereitzustellen. Damit wird verhindert, dass die Flussrate den oberen Schwellwert übersteigt, bei dem eine Beschädigung an den Komponenten und elastomerischen Abdichtungen in dem Klimaanlagensysteme, an dem das ACS System angebracht ist, auftreten kann.
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In einigen Ausführungsformen wird die Überwachung des Gewichts der Abgabeeinheit in den Blöcken 420, 424, 428 und 432 durch eine Überwachung des Drucks in dem Abgabebehälter ersetzt. Der Controller erhält ein Signal, das den Druck in dem Abgabebehälter darstellt, anstelle das Gewicht der Abgabeeinheit zu ermitteln, und bestimmt, ob er Druck ansteigt, anstelle zu bestimmen, ob das Gewicht zunimmt. Die Flussrate in den Abgabebehälter hinein wird auf Grundlage einer Umwandlung der Änderung im Druck auf eine Änderung in der Masse überwacht, um sicherzustellen, dass die Flussrate nicht den vorgegebenen oberen Schwellwert steigt.
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Sobald das Gewicht der Abgabeeinheit aufhört anzusteigen (Block 432), ist der Druck zwischen dem Klimaanlagensystem und dem Abgabebehälter ausgeglichen. Der Controller fährt fort das Abgabeventil zu schließen (Block 436) und ermittelt dann das Gewicht der Abgabeeinheit (Block 440). Das Abgabegewicht stellt das Gewicht von Öl und Kühlmittel, das von dem Klimaanlagensystem in den Abgabebehälter transferiert wird, während das Abgabeventil offen war, da und wird berechnet, indem das im Block 412 bestimmte Leergewicht von dem Gewicht des Abgabebehälters, welches ermittelt wurde, nachdem das Abgabeventil geschlossen wird, subtrahiert wird. Das bestimmte Abgabegewicht wird dann in dem Speicher gespeichert.
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Der Controller öffnet das Entlüftungsventil (Block 444), wobei dem Kühlmittel, welches unter Druck in dem Abgabebehälter enthalten ist, ermöglicht wird in die Atmosphäre zu entweichen. Wenn das Kühlmittel gerade entlüftet wird, erhält der Controller das Signal von dem Abgabedruckwandler, das den Druck in dem Abgabebehälter anzeigt (Block 448) und bestimmt, ob der Druck gleich wie oder kleiner wie ein erster vorgegebener Schwellwert ist (Block 452). In einer Ausführungsform ist der erste vorgegebene Schwellwert und ein Referenzdruck von ungefähr einem Bar. Wenn der Druck über dem ersten Druckschwellwert bleibt, dann geht der Prozess zum Block 448.
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Bald der Druck in dem Abgabebehälter kleiner wie oder gleich wie der erste Schwellwert ist, arbeitet der Controller, um das Entlüftungsventil (zum Beispiel das Ventil 212 in der Ausführungsform der 3) zu schließen und das Ölablassventil (zum Beispiel das Ventil 224 der Ausführungsform der 3) zu öffnen (Block 456). Öl in dem Abgabebehälter, das von dem Kühlmittel in dem Abgabebehälter getrennt worden ist, wird durch den erhöhten Druck in dem Abgabebehälter durch das Ölablassventil und in den Ölablassaufnehmer gedrückt. Der Controller setzt eine Ermittlung des Drucks in dem Ölseparator fort (Block 460) und bestimmt, ob der Druck unter einen zweiten Druckschwellwert abgefallen ist, der kleiner wie der erste Druckschwellwert ist (Block 464). In einer Ausführungsform ist der zweite Druckschwellwert ein Referenzdruck von nahezu Null. Sobald der Druck gleich wie oder kleiner wie der zweite Druckschwellwert ist, ist das Kühlmittel in dem Abgabebehälter entlüftet worden und der Controller arbeitet, um das Ölablassventil zu schließen (Block 468). Der Prozess geht dann zum Block 408.
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Nach dem ersten Zyklus durch die Blöcke 408–468, ist der Controller konfiguriert, eine Bestimmung der entfernten Kühlmittelmasse und der Ölmasse auszuführen. Auf eine Ermittlung des Leergewichts hin (Block 412) ist der Controller konfiguriert, um das Öl und das Kühlmittel, das von dem Klimaanlagensystem in dem vorangehenden Zyklus entfernt wurde, zu bestimmen. Während des letzten Zyklus, wurde eine Menge Öl und Kühlmittel zu dem Ölablassaufnehmer hinzugefügt, was das Gewicht des Aufnehmers erhöht. Das Kühlmittel ist von dem Abgabebehälter während der Entlüftung und Evakuierung des Abgabebehälters vollständig entfernt worden. Das neu ermittelte Leergewicht ist deshalb gleich wie das vorangehende Leergewicht plus das Gewicht des zu dem Ölablassaufnehmer hinzugefügten Öls. Um die Ölmenge zu bestimmen, die von dem Klimaanlagensystemen während des vorangehenden Zyklus entfernt wurde, subtrahiert der Controller deshalb das vorangehende Leergewicht von dem neu ermittelte Leergewicht. Die Menge des Öls, die zu dem Aufnehmer hinzugefügt wird, wird dann zu einer Variablen des gesamten entfernten Öls, die in dem Speicher des Controllers gespeichert ist, addiert. Sobald der Entlüftungsbetrieb abgeschlossen ist, ist das gesamte entfernte Öl bekannt und die Ölmenge, die entfernt wurde, kann in das System durch das Öleinspritzsystem eingespritzt werden, um einen geeigneten Betrieb des Klimaanlagensystems sicherzustellen.
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Das kombinierte Gewicht des Kühlmittels und des Öls, die von dem Klimaanlagensystem in dem vorangehenden Zyklus entfernt wurde, wird im Block 440, der voranstehend beschrieben wurde, als das Abgabegewicht bestimmt. Da das Gewicht des entfernten Öls nun bekannt ist, kann das Gewicht des Kühlmittels, das von dem System entlüftet bzw. abgezogen wird, als das Abgabegewicht (Öl + Kühlmittel Gewicht) minus das Gewicht des entfernten Öls berechnet werden. Der Controller berechnet das Gewicht des entlüfteten Kühlmittels und addiert das entlüftete Gewicht zu der variablen für das gesamte entlüftete Kühlmittel. Nachdem der Entlüftungsbetrieb abgeschlossen ist, kann die Variable für das gesamte entlüftete Kühlmittel verwendet werden, um die Menge des Kühlmittels zu bestimmen, die in das Klimaanlagensystem zurückgeladen werden muss. Wenn die Variable für das gesamte entlüftete Kühlmittel kleiner als ein bestimmter Wert ist, dann kann der Controller zusätzlich konfiguriert sein, um eine diagnostische Nachricht zu aktivieren, die anzeigt, dass das Klimaanlagensystem, welches entlüftet wird, ein Kühlmittel aufweisen kann.
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Sobald das Klimaanlagensystem von dem Kühlmittel entleert oder im Wesentlichen entleert ist, wird kein weiterer Transfer von Kühlmittel von dem Klimaanlagensystemen an den Abgabebehälter stattfinden, wenn die Einlass- und Abgabeventile geöffnet sind (Block 416). Wenn das Gewicht der Abgabeeinheit im Block 420 ermittelt ist, dann wird der Controller deshalb im Block 424 bestimmen, dass das Gewicht anfänglich nicht ansteigt. In Systemen, die konfiguriert sind, um anstelle des Gewichts den Druck hinsichtlich Zuwächsen zu überwachen, wird genauso der Druck in dem Abgabebehälter nicht ansteigen, wenn das Klimaanlagensystem von dem Kühlmittel vollständig entleert ist. Der Controller wird dann die Abgabe- und Einlassventile schließen (Block 484) und der Entlüftungsbetrieb ist abgeschlossen (Block 488).
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Es sei darauf hingewiesen, dass Varianten der voranstehend beschriebenen und anderen Merkmalen und Funktionen oder Alternativen davon in gewünschter Weise in zahlreichen anderen unterschiedlichen Systemen, Anwendungen oder Verfahren kombiniert werden können. Verschiedene gegenwärtig nicht gesehene oder angenommene Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen können danach von Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet durchgeführt werden, wobei diese von der voranstehenden Offenbarung auch mit umfasst werden sollen.
