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"Verfahren zur Überwachung des
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Stromausfalls bei netzgespeisten Gefriergeräten" Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur über wachung des Stromausfalls bei netzgespeisten Gefriergeräten
mittels elektronischer Datenerfassung.
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Bisher wurden Gefriergeräte im wesentlichen über mechanische Thermostate
gesteuert.
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Diese arbeiten nach dem Prinzip eines Eapilarfuhlers, der auf einem
Bimetallstreifen angeordnet ist und mechanisch über eine Schraube mittels eines
Knopfes eingestellt werden kann.
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Diese Thermostate haben lediglich die Aufgabe, den Kompressor entsprechend
der eingestellten Temperatur.
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ein- und auszuschalten.
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Es läuft also lediglich ein Regelungsvorgang ab.
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Desweiteren sind zusätzlich Schalter mit optischen Anzeigen eingebaut,
welche dem Benutzer die Betriebszustände des Gefriergerätes anzeigen.
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Üblicherweise wird mit einer Grünleuchte der ungestörte Betrieb des
Gerätes angezeigt, mit einer roten Leuchte eine fehlerhafte Funktion und mit einer
gelben Leuchte das sogenannte Supergefri eren.
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Es ist auch üblich, in diese Schalter auch eine Elektronik für akustische
Warnung, z.B.
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bei Störung oder bei längerer Zeit offenstehender Gerät etür, einzubauen.
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Mit den bekannten Reglern ist es aber nicht möglich, einen Netzausfall
zu registrieren oder zu signalisieren, so daß ein Ausfall im Speisenetz der Gefriertruhe
bezw. des Gefriergerätes vom Benutzer nicht erkannt wird.
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Wenn der Netzausfall beispielsweise während der Abwesenheit des Benutzers
eintritt, kann der Benutzer nachträglich nicht feststellen, ob die Temperatur in
der Gefriertruhe oder dem Gefriergerät auf einen solchen Wert angestiegen ist, daß
das - riergut Schaden genommen hat.
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Da nämlich nach wieder Einschalten der Netzspannung das Gefriergut
wieder auf seine normale Temperatur eingefroren wird, kann der Benutzer erst dann
feststellen, daß das Gefriergut verdorben ist, wenn er es um Gebrauch aus der Gefriertruhe
herausnitnmt und auftaut.
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Um den Benutzer vor solchen Schäden zu sichern, ist schon vorgeschlagen
worden, in die elektrische Schaltung des Gefriergerätes einen Nikroprozessor einzuschalten,
der nach einem Netzausfall diejenige Temperatur speichert, die im Gefriergerät besteht,
wenn die Netzspannung wieder eingeschaltet wird.
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Diese Vorgehensweise hat Jedoch den Nachteil, daß für den Fall, wenn
die Netzspannung mehrmals nacheinander ausfällt, immer nur die Temperatur angezeigt
wird, die beim letzten Wieder-Einschalten der Spannung sich im Gefriergerät eingestellt
hat Zur Verdeutlichung dieses Nachteiles nachfolgend ein Beispiel: Die eingestellte
Temperatur der Gefriertruhe ist minus 2000.
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Ein längerer Stromausfall läßt die Temperatur in der Gefriertruhe
auf plus 200 ansteigen.
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Nach Einschalten der Netzspannung wird dieser Wert angezeigt und die
Temperatur in der Kühltruhe durch Dauerlauf des Kompressors wieder auf minus 200C
abgesenkt. Das Gefriergut ist Jedoch verdorben.
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Nach einiger Zeit tritt ein erneuter Netzausfall auf.
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Die emperatur steigt jedoch nur auf minus 15°C an.
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Beim erneuten Einschalten der Versorgungsspannung wird nur dieser
Wert dem Benutzer angezeigt.
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Da der Benutzer nach seiner Rückkehr zwar signalisiert bekommt, daß
ein Netzausfall vorgelegen hat, die Temperatur jedoch gemäß Anzeige nur auf minus
15°C angestiegen ist, muß der Benutzer annehmen, daß das Gefriergut nicht verdorben
ist.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, dem Benutzer eindeutig
Informationen über evtl. Netz ausfälle zu vermitteln, so daß er erkennen kann, ob
das Gefriergut Schaden genommen hat oder nicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Dauer
eines Stromausfalls durch. eine netzunabhängig gespeiste Datenerfassung gemessen,
gespeichert und angezeigt wird.
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Die Datenerfassung wird bei Ausfall des Netzes durch eine netzunabhängige
Spannungsquelle gespeist, so daß sie ihre elektronischen Funktionen auch während
des Netzausfalles ausüben kann.
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Es wird auf dieser Weise die Dauer eines Stromausfalles gemessen und
anschließend gespeichert und angezeigt. Die Abspeicherung und Anzeige erfolgt zweckmaßigerweise
erst dann, wenn die Stromversorgung wieder durch das Netz erfolgt.
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Hierdurch wird die netzunabhängige Spannungsquelle entlastet, so daß
sie auch bei relativ geringer Kapazität über einen längeren Zeitabschnitt funktionsfähig
bleibt. Für den Benutzer ist -anhand der Anzeige leicht nachzuvollziehen, ob der
Netzausfall so lange gedauert hat, daß das Gefriergut Schaden genommen hat.
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Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Dauer des-Stzmausfalls nur bei
Überschreiten einer vorwählbaren kritischen Temperatur im Innenraum des Gefriergerätes
gemessen wird.
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Diese Weiterbildung geht davon aus, daß in Gefriergeräten beispielsweise
leicht verderbliche Lebensmittel oder auch weniger leicht verderbliche Lebensmittel
eingefroren sind.
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Anhand eines Bei spieles ist nachstehend das vorteilhafte Verfahren
beschrieben, wobei die Zahlenwerte lediglich Anhaltswerte sind, nicht aber eine
Beschränkung darstellen.
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o Bei Temperaturen von minus 10 C nehmen die leicht verderblichen
Lebensmittel und bei Temperaturen von ca. minus 50C die weniger leicht verderblichen
Lebensmittel Schaden.
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Da bei einem Netz ausfall der Kühlkompressor nicht mehr arbeiten kann,
steigt die Temperatur im Innenraum des Gefriergerätes an.
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Da es relativ unwesentlich ist, wie lange der Netzausfall angehalten
hat, so lange die Temperaturen im Innenraum des Gefriergerätes unter minus 1000
bezw. unter minus 50C geblieben sind, wird erst bei Erreichen bezw. Überschreiten
einer Temperatur von 0 minus 10 0 der Zeitmeßvorgang begonnen. Es wird nun die Zeit
gemessen, in welcher die Temperatur im Gefriergerät über minus 1000 angestiegen
war.
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Wie die Erfindung in Weiterbildung vorschlägt, kann bei mehrmaligen
Netzausfall und Anstieg der temperatur
auf über minus 1000 einet
Addition der zeitlich aufeinande rfo lgenden Strom aus fälle vorgenommen werden.
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Sobald der Netzausfall beseitigt ist und die Stromversorgung des Gefriergerätes
auf normale Weise -erfolgt, wird der gemessene Gesamtwert abgespeichert und beispielsweise
auf einem Display angezeigt.
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Der Benutzer sieht nun auf dem Display die Zeit in welche die Temperatur
den kritischen Wert überstiegen hatte, und kann selbst entscheiden, ob das Gefriergut
Schaden genommen hat, Je nachdem, welche Lebensmittel er eingefroren hatte.
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Weiterhin ist vorteilhaft, daß mindestens die während des letzten
Stromausfalls erreichte maximale Temperatur gemessen und gespeichert wird.
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Eine elektrische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend
aus einer zentralen elektronischen Logik (Mikroprozessor) die vom elektrischen Netz
gespeist ist, und die einen Eingang für einen von einem Temperaturfühler erfaßten
und über einen Analog-Digital-Wandler umgewandelten elektrischen Impuls, einen weiteren
Eingang für einen Vorgefnerzeitregler, einen weiteren für die Eingabe weiterer Daten
und ggf. für eine
programmierte Dateneingabe, die weiter mindestens
einen Ausgang zur Steuerung des Gefriergerätkompressors und für ein Anzeige-Display
aufweist, kennzeichnet sich dadurch, daß zur Stromversorgung bei Netzausfall ein
SpeiseZkkumulator angeordnet ist bei und daß die Logik einfi berschreiten einer
vorwählbaren maximal zulässigen Temperatur einschaltbares Zeitglied umfaßt, das
mit dem Anzeigedisplay gekoppelt ist.
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Das Gefriergerät weist für den Benutzer sichtbar und zugänglich folgende
Teile auf: Einen Hauptschalter zum Ein- und Ausschalten der Netzspannung.
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Einen Temperaturregler zur Einstellung der Innenraumtemperatur des
Gefriergerätes.
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Einen Schalter für den Vorgefriervorgang, dem sogenannten Supergefrierschalter
mit einer Zeitvorwahl.
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Eine Anzeige für den Normalbestriebszustand.
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Eine Anzeige für eine Störung und eine Anzeige für das Vorgefrieren.
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Weiterhin ist in den elektrischen Regelkreis ein Display eingeschaltet,
welches im normalen Betriebszustand die Innentemperatur des Gefriergerätes anzeigt
und nach einer Störung, wie zum Beispiel einem Netzausfall, die für den Benutzer
wichtigen Daten, die nachstehend noch beschrieben werden, festhält.
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Desweiteren kann eine akustische Signaleinheit vorgesehen sein, die
Störungen, wie beispielsweise eine offenstehende Gefri erschranktür, akustisch melden.
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Bis auf die erfindungsgemäße Netzausfallanzeige handelt es sich hierbei
um bekannte Systeme, so daß sich die ausführliche Beschreibung der Vorteile auf
die Netzausfallanzeige beschränkt.
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Wie oben bei der Beschreibung des Verfahrens schon festgehalten, wird
bei Netzausfall und Erreichen o einer Temperatur von beispielsweise minus 10 C das
Zeitglied eingeschaltet. Dieses Zeitglied mißt nun die Zeit, in welcher die Temperatur
im Gerät über minus 1000 angestiegen war.
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Im Zeitglied wird auch bei mehrmaligem Netzausfall die Gesamtzeit
summiert.
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Damit während des Netzausfalles die gewünschten.Daten einwandfrei
gemessen bezw. gespeichert werden können, besitzt die Regelungsvorrichtung Akkumulatoren,
beispielsweise handelsübliche Batterien, die den eingebauten Mikroprozessor so lange
mit Spannung versorgen, bis entweder die Netzspannung wieder eingeschaltet ist oder
bis die Akkumulatoren leer sind. Für den Fall, daß der Netzausfall solange anhält,
bis die Akkumulatoren entleert sind, verliert auch der MikroprozesßQr seine Fähigkeit,
die vorgenannten Daten zu speichern.
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Dieser Effekt ist insofern völlig unbedenklich, als der Stromverbrauch
des Nikroprozessors sehr gering ist, so daß die Betriebszeit der Akkumulatoren auf
jeden Fall ein Mehrfaches derjenigen Zeit ist, in der die GefFiertruhe eine unzulässig
hohe temperatur erreicht hat.
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Sofern also die Akkumulatoren verbraucht sind, ist mit Sicherheit
das Gefriergut verdorben.
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Eine Anzeige fur den Benutzer ist deshalb dann nicht mehr erforderlich
bezw. deenutzer erkennt anhand der verbrauchten Akkumulatoren, daß eine entsprechend
lange Störung vorgelegen hat.
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Es sei noch bemerkt, daß die Neteausfallanaeige in eine Regeleinheit
integriert ist, die neben der normalen Temperaturregelung des gühlgerätes und einer
Warneinrichtung bei zu lange offenstehender Gefrierschranktür auch eine Automatik
für das Vorgefrieren neu eingelagerten Kühlgutes besitzt.
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Diese Automatik erlaubt es dem Benutzer, durch Betätigen einer Taste
je nach Menge und Art des neu einzulagernden Gefriergutes den Kompressor beispielsweise
entweder fünf Stunden oder 15 Stunden lang im Dauerlauf zu betreiben.
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Danach wird dem Benutzer auf dem Display angezeigt, daß das Gefriergerät
für eine neue Einlagerung bereit ist.
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Nach Ablauf dieser Zeit geht das Gefriergerät in den normalen zuvor
eingestellten Regel zustand über.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Schemaschaubildes und eines
schematischen Schaltplanes näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 ein Ablaufdiagramm für die Netzausfallanzeige von
Gefriergeräten.
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Fig. 2 ein elektrisches Prinzip-Schaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zur Überwachung des Stromausfalls von Gefriergeräten.
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In Figur 1 ist auf der Ordinate die Temperatur im Gefrierraum in 0
aufgetragen.
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Die Nasse stellt die Zeitachse dar.
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Bei minus 200C ist gestrichelt die eingestellte Gefriertemperatur
dargestellt.
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Mit 1. ist die Hysterese des Thermostaten dargestellt, wobei der Kompressor
bei I.a. eingeschaltet und bei I.b. ausgeschaltet wird, so daß die tatsächliche
Temperatur im Gefriergerät um minus 200C pendelt.
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Nach dem zweiten Kompressorlauf ist ein Netzausfall dargestellt. Der
Netzausfall bewirkt, daß im Gefriergerät die Temperatur langsam ansteigt.
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Sobald die Temperatur minus 1000 erreicht'(III.) beginnt das Zeitglied
des Mikroprozessors die Zeit zu messen. Bei einer Temperatur von im Beispiel etwa
plus 20C ist das Speisenetz wieder eingeschaltet.
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Am Punkt II. ist die maximale Temperatur erreicht, die nach Einschaltung
des Netzes abgespeichert und am Display angezeigt wird.
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Die Zeitmessung erfolgt noch bis zum Punkt IV., bis nämlich die im
Beispiel gewählte Temperatur von minus 10°C wieder unterschritten ist. Die Gesamtzeit
zwischen III. und IV. wird erfaßt und aufgezeichnet und am Display angezeigt.
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Im Diagramm ist nach witeren zwei normalen Kompressorläufen ein erneuter
Ne tz ausfall dargestellt, bei dem allerdings die maximal erreichte Temperatur niedriger
als die im Beispiel.gewählte 0 Fehlertemperatur von minus 10 0 liegt.
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Dieser Netzausfall wird nicht gespeichert und nicht registriert, da
die Temperatur im Gefriergerät unter der Schadenstemperatur von minus 1000 geblieben
ist.
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In Fig. 2 ist schematisch ein elektrischer Regelkreis für Gefriergeräte
dargestellt.
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Zentrales Element ist ein Mikroporzessor 1 (eine Logik in CMOS-echnik)
der mehrere Ein- und Ausgänge aufweist.
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In den Mikroprozessor 1 wird ein von einem im Gefriergerät angeordneten
Temperaturfühler 2, beispielsweise NÇC oder ein Siliziumfühler, über einen analog
Digitalwandler 3 eingespeist.
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Ein weiterer Eingang mit des Mikroprozessors 1 ist mit einem Zeitregler
4 für das Vorgefrieren belegt. Ein weiterer Eingang des Mikroproxessors 1 ist mit
einer Dateneingabe 5 und ein weiterer mit einem Normal- bezw. Programmschalter gekoppelt.
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Im Beispiel weist der Mikroprozessor 1 drei Ausgänge auf, von denen
einer einen Lautsprecher bezw.
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Signalgeber 7 Steuert, einer eine Anzeige bezw.
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einez Display 8 und einer eine Treiberstufe 9 für den Kühlkompressor
steuert.
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Der Mikroprozessor 1 ist über ein Netzteil 10 mit dem Wechselstromnetz
verbunden.
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Desweiteren ist ein Akkumulator 11 mit einer Speisespannung von beispielsweise
9 Volt als Ersatzspannungsquelle für den Mikroprozessor 1 vorgesehen, die ausschließlich
bei Netz ausfall zur Stromversorgung herangezogen wird.
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Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung ist wie folgt: Bei Normalbetrieb
wird der Mikroprozessor 1 durch das normale Stromnetz versorgt.
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Der vom Mikroprozessor 1 gesteuerte Programmablauf erfolgt in üblicher
Weise entsprechend den vom Benutzer gewünschten Regeldaten.
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Sofern das normale Stromnetz ausfällt, übernimmt der Akkumulator 11
die Stromversorgung für den Mikroprozessor 1.
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Steigt nun die vom Temperaturfühler 2 ermittelte Temperatur über einen
vorbestimmten Wert, im Beispiel über minus 1000, an, so wird über ein im
Mikroprozessor
1 enthaltendes Zeitglied die Zeit des Stromausfålls gemessen.
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Die Zeitmessung erfolgt solange, bis die Stromversorgung wieder durch
das normale Netz erfolgt oder der Akkumulator Ii verbraucht ist.
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Nach Einschalten der normalen Stromversorgung wird der ermittelte
Zeitwert abgespeichert und auf dem Display 8 angezeigt.
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Fu'r den Benutzer ist damit die Zeitdauer des Stromausfalls ersichtlich.
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Desweiteren wird auf dem Display die maximal erreichte Temperatur
im-Gefrierraum angezeigt.
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Das Display 8 dient im übrigen auch zur Anzeige weiterer sinnvoller
meßwerte und Daten.
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Da das Display 8 einen relativ großen Stromverbrauch hat, erfolgt
die Anzeige ausschließlich dann, wenn die Stromversorgung über das Netz erfolgt.
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Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
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