EP3177880A1 - Vorrichtung zur befüllung von fahrzeugklimasystemen mit kältemittel r744 - Google Patents

Vorrichtung zur befüllung von fahrzeugklimasystemen mit kältemittel r744

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EP3177880A1
EP3177880A1 EP15784269.1A EP15784269A EP3177880A1 EP 3177880 A1 EP3177880 A1 EP 3177880A1 EP 15784269 A EP15784269 A EP 15784269A EP 3177880 A1 EP3177880 A1 EP 3177880A1
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EP
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filling
mass
adapter
coolant
refrigerant
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EP15784269.1A
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Thomas Achatz
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Duerr Somac GmbH
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Duerr Somac GmbH
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00585—Means for monitoring, testing or servicing the air-conditioning
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befüllung von Fahrzeugklimasystemen mit Kältemittel R744. Aufgabe der Erfindung ist es, eine diesbezügliche Vorrichtung so auszugestalten, dass eine Kalkulation von Masseabweichungen in Leitungsabschnitten bei der Befüllung mit Kältemittel R744 ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Adapterschlauchleitung (3) segmentiert ausgestaltet ist, wobei die Segmentierung durch Einbringung von mehreren jeweils separaten Temperatur- und Drucksensorpaaren (6) zur Ermittlung der jeweiligen Dichte des Kältemittels in die Adapterschlauchleitung (3) erfolgt, wobei die Vorrichtung einen Massekalkulator (9) aufweist, zur Steuerung des Befüllventils (8) in Abhängigkeit einer zentralen Korrekturberechnung aufgrund der unterschiedlichen, mit Hilfe der jeweils separaten Temperatur- und Drucksensorpaaren (6) ermittelten Dichteabweichungen, sowie der Parameter der Massemessung durch das Massemesssystem (2).

Description

Vorrichtung zur Befüllung von Fahrzeugklimasystemen mit Kältemittel R744
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befüllung von Fahrzeugklimasystemen mit Kältemittel R744, wobei die Vorrichtung eine Befüllanlage mit Pumpen, Leitungen und Speichern, eine Adapterschlauchleitung als Befüllstrecke, einen Adapter mit einem Befüllventil und ein Massemesssystem am Anfang der Befüllstrecke aufweist, wobei am Anfang und am Ende der Befüllstrecke jeweils ein Temperatur- und Drucksensor zur Ermittlung der Dichte des Kältemittels angeordnet sind und wobei der Vorrichtung ein Steuerungssystem zugeordnet ist.
Für Fahrzeugklimasysteme werden auf Grundlage gesetzlicher Anforderungen zunehmend Kältemittel verwendet, die umweltfreundlichen Aspekten gerecht werden. Dazu gehört auch C02, das als Kältemittel die Bezeichnung R744 trägt.
Die Hersteller von Klimasystemen legen fest, welche Masse in das jeweilige Klimasystem zu befüllen ist. Dabei ist die Einhaltung geforderter enger Toleranzen von großer Bedeutung, um die Kühlleistung nicht zu beeinträchtigen und um Schäden am Klimasystem durch eine abweichende Befüllmasse zu vermeiden. Die Eigenschaften von Kältemitteln werden in Enthalpie-Diagrammen beschrieben, aus denen Zusammenhänge von Druck, Temperatur, Dichte und Phasenzuständen erkennbar sind.
Das Kältemittel R744 durchläuft aufgrund seiner Eigenschaften im typischen Temperaturbereich, der in europäischen Produktionsstätten über das Jahr vorherrschend ist, unterschiedliche Aggregatzustände. Abhängig von der Temperatur sind Drucklage und Dichte.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer typischen Befüllstrecke für Kältemittel R744. Demzufolge besteht eine als Stand der Technik bekannte Befüllstrecke im Wesentlichen aus einem Hydraulikschrank (1) mit Pumpen, Leitungen und Speicher, einem Massemesssystem (2), einer Adapterschlauchleitung (3) und einem Adapter (4) mit einem Befüllventil (8).
Der wesentliche Nachteil einer derartigen Anordnung zur Befüllung mit Kältemittel R744 ist, dass jede Temperatur- und Druckänderung unterschiedlicher Entstehungsart (örtliche Leitungsführung, Entspannung, Gegendruck des zu befüllenden Systems usw.) die Dichte des Kältemittels ändert. Somit entspricht die am Anfang der Leitung gemessene Masse nicht der Masse, die tatsächlich in das Klimasystem verfüllt wurde. Dieses Problem kann gemäß EP 2 762 804 A1 weitgehend überwunden werden, indem am Anfang und am Ende der als Befüllstrecke wirksamen Adapterschlauchleitung (3) jeweils ein Temperatur- und Drucksensor (5a, 5b) eingebracht wird. Mit Hilfe des nunmehr feststellbaren möglichen Temperatur- und Druckgefälles zwischen Adaptionsstelle und Massemesssystem kann über das Enthalpie-Diagramm durch ein geeignetes Steuerungssystem (7) eine Korrekturrechnung der durch das Massemesssystem ermittelten Masse erfolgen. Das Grundprinzip einer solchen Anordnung ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Ein Nachteil dieser Ausgestaltung besteht allerdings darin, dass bei der Adapterschlauchgestaltung eine mögliche technische Segmentierung der Schlauchleitung nicht berücksichtigt wird und dass Messstellen und Kalkulation keine funktionelle Einheit bilden, die den Anforderungen hinsichtlich unterschiedlicher Schlauchsegmente gerecht wird. Denn oftmals werden Adapterschlauchleitungen durch Handlingsysteme, einen automatischen Schlaucheinzug und Schlauchspeicher über unterschiedliche Temperaturzonen geführt oder weisen Koppelstellen mit Querschnittsänderungen und andere spezifische Ausgestaltungen auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine technische Lösung zur Befüllung von Fahrzeugklimasystemen zu schaffen, die eine Kalkulation von Masseabweichungen in Leitungsabschnitten bei der Befüllung mit Kältemittel R744 ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den technischen Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Demzufolge erfolgt eine Segmentierung der Adapterschlauchleitung durch Einbringung von mehreren jeweils separaten Temperatur- und Drucksensorpaaren, die zentral durch einen Massekalkulator in eine Korrekturberechnung einbezogen werden. Dabei stehen dem Massekalkulator weiterhin die Parameter einer Massemessung durch das Massemesssystem zur Verfügung, so dass die Steuerung des Befüllventils des Adapters durch den Massekalkulator übernommen wird. Der Massekalkulator kann mit einer beliebigen Anzahl von Temperatur- und Drucksensorpaaren sowie mit Massemesssystem und Füllventilsteuerung als eine gekapselte Einheit ausgeführt werden und kann damit unabhängig von der Performance eines Anlagensteuerungssystems die messtechnisch / kalkulatorische Aufgabe reproduzierbar lösen.
Somit wird eine Kalkulation von Masseabweichungen in Leitungsabschnitten bei der Befüllung mit Kältemittel R744 möglich. Diese technische Lösung wird einer unterschiedlichen Schlauchsegmentierung gerecht. An der Vorrichtung ist weitere Sensorik anschließbar, die auf Anforderung eine Dichteberechnung aus dem R744 Enthalpie- Diagramm durchführt von einem angeschlossenen Druck- und Temperatur-Sensorsystem. Dabei steuert die Vorrichtung unter Berücksichtigung der Korrekturkalkulation das Adapterfüllventil und verarbeitet direkt die Ergebnisse der Messung des Massemesssystems. Somit werden alle messtechnischen Anforderungen aus der Spezifik der Befüllung von Kältemittel R744 erfüllt bei Berücksichtigung unterschiedlicher Ausbaustufen der Adapterschlauchleitung, die eine Schnittstelle zum Anlagensteuerungssystem aufweist, über welche die erforderlichen Prozessinformationen gehandelt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Befüllstrecke für Kältemittel R744 (Stand der
Technik)
Fig. 2 eine modifizierte Befüllstrecke für Kältemittel R744, bei der am Anfang und am Ende der Befüllleitung jeweils ein Temperatur- und Drucksensor eingebracht ist (Stand der Technik)
Fig. 3 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befüllung mit Kältemittel R744
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen Befüllstrecken nach dem bereits erläuterten Stand der Technik, die als wesentliche Baugruppen einen Hydraulikschrank 1 mit Pumpen, Leitungen und Speicher, ein Massemesssystem 2, eine Adapterschlauchleitung 3, einen Adapter 4 mit Befüllventil 8, Temperatur- und Drucksensoren 5a bzw. 5b sowie ein Steuerungssystem 7 aufweisen.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Befüllstrecke für Kältemittel R744. Auch hier sind in bekannter Weise ein Hydraulikschrank 1 mit Pumpen, Leitungen, Speicher, ein Massemesssystem 2, eine Adapterschlauchleitung 3 und ein Adapter 4 mit einem Befüllventil 8 vorgesehen. Am Anfang und am Ende der Adapterschlauchleitung 3 sind ebenfalls jeweils ein Temperatur- und Drucksensor 5a bzw. 5b angeordnet und der Vorrichtung ist außerdem ein Steuerungssystem 7 zugeordnet.
Im vorliegenden Sachverhalt ist wesentlich, dass die Adapterschlauchleitung 3 segmentiert ausgestaltet ist und gesplittet sein kann. Diese Segmentierung wird nach funktionellen Anforderungen, vorzugsweise unter Aspekten des Handlings abgeleitet. Dabei sind den einzelnen Segmenten der Adapterschlauchleitung 3 jeweils separate Temperatur- und Drucksensorpaare 6 zugeordnet. Durch diese Temperatur- und Drucksensorpaare 6, die hinsichtlich ihrer Anzahl erweitert oder verringert werden können, ist eine Kalkulation von Dichteabweichungen in jedem Leitungssegment der Adapterschlauchleitung 3 möglich.
Alle Messdaten werden von einem Massekalkulator 9 erfasst und in Echtzeit bearbeitet. Auch die Steuerung des Befüllventils 8, die abhängig von der Korrekturkalkulation aufgrund unterschiedlicher Dichteabweichungen und der Massemessung am Eingang der Strecke ist, wird vom Massekalkulator 9 übernommen. Eine Schnittstelle zum Steuerungssystem 7 ermöglicht die Übergabe von Prozessparametern wie der zu befüllenden Masse sowie eine Übergabe der erreichten Ergebnisse.
Bezugszeichenliste
1 Hydraulikschrank / R744 Befüllanlage
2 Massemesssystem
3 Adapterschlauchleitung
4 Adapter
5a Temperatur- und Drucksensor am Beginn der Befüllstrecke
5b Temperatur- und Drucksensor am Ende der Befüllstrecke
6 Temperatur- und Drucksensorpaare an den Segmenten der Befüllstrecke
7 Steuerung der Befüllanlage
8 Befüllventil
9 Massekalkulator

Claims

Patentanspruch
1. Vorrichtung zur Befüllung von Fahrzeugklimasystemen mit Kältemittel R744, wobei die Vorrichtung eine Befüllanlage mit Pumpen, Leitungen und Speichern, eine Adapterschlauchleitung (3) als Befüllstrecke, einen Adapter (4) mit einem Befüllventil (8) und ein Massemesssystem (2) am Anfang der Befüllstrecke aufweist, wobei am Anfang und am Ende der Befüllstrecke jeweils ein Temperatur- und Drucksensor (5a; 5b) zur Ermittlung der Dichte des Kältemittels angeordnet sind und wobei der Vorrichtung ein Steuerungssystem (7) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterschlauchleitung (3) segmentiert ausgestaltet ist, wobei die Segmentierung durch Einbringung von mehreren jeweils separaten Temperatur- und Drucksensorpaaren (6) zur Ermittlung der jeweiligen Dichte des Kältemittels in die Adapterschlauchleitung (3) erfolgt, wobei die Vorrichtung einen Massekalkulator (9) aufweist, zur Steuerung des Befüllventils (8) in Abhängigkeit einer zentralen Korrekturberechnung aufgrund der unterschiedlichen, mit Hilfe der jeweils separaten Temperatur- und Drucksensorpaaren (6) ermittelten Dichteabweichungen, sowie der Parameter der Massemessung durch das Massemesssystem (2).
EP15784269.1A 2014-08-08 2015-07-30 Vorrichtung zur befüllung von fahrzeugklimasystemen mit kältemittel r744 Withdrawn EP3177880A1 (de)

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