EP3405673A1 - Verfahren zur detektion eines blockierten ventils eines kältemittelkompressors und ein steuerungssystem für einen kältemittelkompressor - Google Patents

Verfahren zur detektion eines blockierten ventils eines kältemittelkompressors und ein steuerungssystem für einen kältemittelkompressor

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EP3405673A1
EP3405673A1 EP17700379.5A EP17700379A EP3405673A1 EP 3405673 A1 EP3405673 A1 EP 3405673A1 EP 17700379 A EP17700379 A EP 17700379A EP 3405673 A1 EP3405673 A1 EP 3405673A1
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electric motor
max
refrigerant compressor
blocked valve
detection
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Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting a blocked valve of a refrigerant compressor having a drive unit and a piston-cylinder unit for cyclically compressing a refrigerant, wherein the
  • Drive unit has an electric motor for driving the piston-cylinder unit, wherein the speed of the
  • Electric motor is monitored.
  • the present invention relates to a
  • a refrigerant compressor comprising a drive unit and a piston-cylinder unit for cyclically compressing a
  • the drive unit comprises an electric motor for driving the piston-cylinder unit and wherein the control system comprises a control electronics.
  • a refrigerant compressor having a drive unit and a piston-cylinder unit for cyclically compressing a refrigerant, wherein the drive unit comprises an electric motor for driving the piston-cylinder unit and wherein the Speed of the electric motor is controlled, there is a possible error condition in a blocked valve.
  • This may in particular be a blocked suction or
  • Solenoid valve does not necessarily have to be part of the refrigerant compressor.
  • the blocked valve has in any case the consequence that
  • Refrigerant in the cooling circuit is no longer required for cooling or not at all
  • Application device e.g. a refrigerator determines that the temperature does not drop, and then usually regulates the refrigerant compressor to maximum cooling capacity, so that the electric motor runs at maximum speed - of course, without success, because the coolant in the cooling circuit can not be transported.
  • the back pressure of the refrigerant in the pressure line increases so much that the pressure valve does not open, because the pressure built up by the refrigerant compressor is no longer sufficient for this purpose.
  • Temperature of the compressor e.g. about a certain
  • Limit temperature to define as a termination condition. That the temperature is constantly monitored, and when the
  • Limit temperature is exceeded and the electric motor preferably runs at maximum speed, the electric motor is turned off.
  • the temperature sometimes does not rise far enough to determine a limit temperature meaningful.
  • this maximum speed may deviate from a theoretically technically possible maximum rotational speed of the electric motor, for example because of noise the application device does not utilize the theoretically technically possible maximum speed of, for example, 4000 min -1 and requesting, but as a "nominal maximum speed 'defines a lower speed of for example 3600 min -1.
  • a variety of external circumstances such as a too low supply voltage, cause the target maximum speed (and of course the theoretically technically possible maximum speed of the electric motor) is not reached, so that the maximum speed actually lower than the target maximum speed (and Of course, as the theoretically technically possible maximum speed of the
  • a typical monitoring parameter would be the current consumption of the electric motor, which after rising to a maximum, for example, 0.85 A, within a certain period of time to a certain value - for example, to 0.425 A - goes back, while the electric motor is constantly running at maximum speed.
  • a decisive criterion for the presence of a blocked valve can therefore be used that the decrease of the monitoring parameter within the certain period of time is "large enough", which size depends on the particular type of refrigerant compressor and by means of a
  • Drive unit has an electric motor for driving the piston-cylinder unit, wherein the speed of the
  • Electric motor is monitored, according to the invention provided that first a maximum speed of the electric motor is detected and that the following steps are carried out as long as the speed of the electric motor substantially the
  • the blocked valve may be a blocked suction or pressure valve.
  • the blockage condition may also be due to another defect
  • Element in the refrigeration cycle e.g. a solenoid valve will be triggered, which element is not necessarily part of the
  • the continued running of the electric motor with maximum speed is in the application by a coolant compressor driving application device, e.g. through a fridge,
  • Monitoring parameters decreases over time. It is provided in a preferred embodiment of the method according to the invention that ⁇ ⁇ > 0.2, preferably ⁇ ⁇ > 0.4, more preferably ⁇ ⁇ > 0.5 applies. This means that the percentage decrease in the value of the monitoring parameter must be at least 20%, preferably at least 40%, particularly preferably at least 50%.
  • the monitoring parameter which has the described temporal behavior in the blockade state can be the current consumed by the electric motor.
  • a motor winding temperature and a temperature of a control electronics of the electric motor or the refrigerant compressor have the same
  • the monitoring parameter is a current absorbed by the electric motor or a temperature of an electronic control unit of the
  • Refrigerant compressor in particular of the electric motor, or a motor winding of the electric motor.
  • these temperatures are always relative to the ambient temperature of the
  • Specify refrigerant compressor If, for example, the ambient temperature is 20 ° C (room temperature) and the maximum value of the temperature is 90 ° C, 70 ° C must be used for X max .
  • the determination of the maximum value X max occurs only after an initiation period after detection of the maximum speed of the electric motor. In other words, the detection of the maximum speed defines one
  • Initiation period waited before the determination of the maximum value X max of the monitoring parameter is performed.
  • the optimal initiation period may be in the trial for
  • Initiation period is typically a few minutes. Therefore, in a preferred embodiment of the invention
  • Initiation period is at least 5 minutes, preferably at least 10 minutes, more preferably at least 15 minutes.
  • Blockade indicated it can be assumed with very high certainty that actually the blockage condition or a blocked valve is present. Therefore, it is provided in a preferred embodiment of the method according to the invention that after a verification period after the detection of the blocked valve, a value X t2 of the Monitoring parameter is determined and the detection of the blocked valve is verified when X t2 is less than X max and (X max - Xt2) / Xmax - ⁇ ⁇ applies.
  • Verification period should take into account any fluctuations of the monitoring parameter, i. if the value of the monitoring parameter also after the
  • Verification period is correspondingly low, it can be assumed with high probability that this reduction is not due to a random fluctuation
  • the optimal verification period can be determined in the trial for different refrigerant compressor types and then set accordingly, the
  • Verification period typically a few at most
  • Embodiment of the method according to the invention provided that the verification period is 15 s to 5 min, preferably 30 s to 3 min, more preferably 45 s to 1 min 30 s.
  • the first time span can also be of the type of
  • the first Time is at least 3 h, preferably at least 5 h, more preferably at least 6 h.
  • Blocked valve is written a corresponding error message in a designated, readable memory. Analogously, it is provided in a preferred embodiment of the method according to the invention that after the
  • Verification of the detection of the blocked valve a corresponding error message is written in a designated, readable memory.
  • the particular write to the read-only memory allows this information to be shared with different control systems - e.g. a control system of the application device - to provide for further processing.
  • a non-volatile memory such as e.g. a so-called FLASH, EPROM or NVRAM memory is the information to
  • Blocked state or the blocked valve can be used to turn off the compressor, since it is clear that in this state, the desired cooling can not be achieved.
  • an operating method for operating a refrigerant compressor is provided according to the invention, the operating method comprising the
  • the electric motor in the stopped state does not absorb electricity, so no unnecessary
  • Refrigerant compressor is no longer present. For example, it could be that a solenoid valve had triggered the blocking situation because it had not opened, thus blocking the cooling circuit, and that this
  • Solenoid valve when restarting now but opens as planned Therefore, it is provided in a preferred embodiment of the operating method according to the invention that the electric motor is restarted after a second period of time. Waiting for the second period of time can serve to bring about a certain relaxation of the pressure conditions, which can contribute to the release of a blocked valve.
  • a temperature of the compressor may also relax during the second time period, which may also contribute to releasing a blocked valve.
  • the second period of time can be kept relatively short, especially in the second range. Therefore, in a preferred embodiment of the invention
  • the second period is at least 3 s, preferably at least 6 s, more preferably at least 15 s. In general, however, it should be noted that the values for the second period may vary widely depending on the application.
  • the second time period is a maximum of 60 minutes. That is, it is assumed that the blocking valve must solve within this maximum duration of the second period, otherwise of one
  • inventive method and / or for carrying out an operating method according to the invention is set up.
  • Drive unit has an electric motor for driving the piston-cylinder unit, according to the invention provided that the refrigerant compressor, an inventive
  • Control system includes. It should be noted that in all of the above embodiments, the refrigerant compressor is in particular a
  • Refrigerant compressor with a hermetically sealed housing can act, with the drive unit and the pistons
  • Cylinder unit are arranged in the housing.
  • Fig. 1 is a schematic axonometric view of a
  • Fig. 2 is a diagrammatic illustration of the
  • Fig. 1 shows a refrigerant compressor 1 according to the invention, wherein a hermetically sealed housing 2 of the
  • Refrigerant compressor 1 is only partially shown or an upper half of the housing 2 is removed to allow a view into the housing 2.
  • a cylinder housing 3 of a piston-cylinder unit can be seen inside the housing 2, a cylinder housing 3 of a piston-cylinder unit can be seen.
  • the cylinder housing 3 is mounted on a drive unit 4, which comprises an electric motor for driving the piston-cylinder unit.
  • the electric motor via a crankshaft 10 and a connecting rod drives a piston of the piston-cylinder unit in a cylinder, which cylinder is arranged in the cylinder housing 3. This will be a
  • Cylinder axis realized to compress refrigerant.
  • the refrigerant is sucked via a suction muffler 9 and arranged in a valve plate 6 suction valve into the cylinder, compressed and via a arranged in the valve plate 6 pressure valve in an outwardly leading
  • Pressure tube 8 passed.
  • the refrigerant is subsequently conveyed in a refrigerant circuit of an application device, such as e.g. a refrigerator, in which refrigerant circuit of the refrigerant compressor 1 is incorporated, to a condenser (not shown) passed.
  • an application device such as e.g. a refrigerator, in which refrigerant circuit of the refrigerant compressor 1 is incorporated, to a condenser (not shown) passed.
  • the valve plate 6 is on the cylinder in the region of
  • Cylinder head mounted in Fig. 1 a cylinder cover 5 can be seen, which is screwed by means of screws 7 with the cylinder.
  • the valve plate 6 is arranged between the cylinder cover 5 and the cylinder.
  • the refrigerant compressor 1 is operated at variable speed CO, i. the speed CO of the electric motor is dependent on the cooling capacity requested by the application device. At maximum cooling capacity of the runs
  • Electric motor with a maximum speed COmax which is typically 3000 min -1 to 4000 min -1 .
  • the blockage state can be caused by a blocked valve of the refrigerant compressor 1 or leads to a blocked valve of the refrigerant compressor 1, since the valve, in particular the pressure valve, no longer due to the building up pressure conditions
  • Refrigerant compressor 1 are monitored to determine their timing. As monitoring parameters come
  • Refrigerant compressor 1 and the electric motor or a motor winding of the electric motor in question are always relative to the ambient temperature
  • FIG. 2 illustrates these method steps on the basis of FIG
  • tO Wait for initiation time tO, so that a certain balance of pressure conditions can be set before X ma x is determined.
  • tO is at least 5 minutes, preferably at least 10 minutes, more preferably at least 15 minutes.
  • Xti 50 ° C (corresponds to measured 70 ° C at 20 ° C
  • ⁇ ⁇ typically ⁇ ⁇ > 0.2, preferably ⁇ ⁇ > 0.4, more preferably ⁇ ⁇ > 0.5 applies.
  • the value suitable for the respective type may preferably be in one
  • Verification period t2 is waited to then again a current value X t2 of the monitoring parameter
  • the verification period t2 is 15 seconds to 5 minutes, preferably 30 seconds to 3 minutes, more preferably 45 seconds to 1 minute 30 seconds.
  • the verification period t2 is 15 seconds to 5 minutes, preferably 30 seconds to 3 minutes, more preferably 45 seconds to 1 minute 30 seconds.
  • Refrigerant compressor 1 a control system with a
  • Control electronics on which control electronics is set up to carry out said method are set up to carry out said method.
  • this control electronics also forms the above-mentioned control electronics of the electric motor.
  • control electronics is further for carrying out an inventive
  • control electronics may be configured to restart the electric motor after a relatively short second time period t3.
  • the second time period t3 is only a few seconds, for example at least 3 s,
  • the second period t3 is typically limited to a maximum of up to 60 minutes.
  • control system may have a memory in which after the detection or
  • T temperature of a control electronics of the electric motor or of a motor winding of the electric motor t time tO initiation time interval tl first time span t2 verification time period t3 second time span

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Abstract

Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kältemittelkompressors (1) mit einer Antriebseinheit (4) und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die Antriebseinheit (4) einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, wobei die Drehzahl (ω) des Elektromotors überwacht wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zunächst eine Höchstdrehzahl (ωmax) des Elektromotors detektiert wird und dass die folgenden Schritte durchgeführt werden, solange die Drehzahl (ω) des Elektromotors im Wesentlichen der Höchstdrehzahl ((ωmax) entspricht : Bestimmung eines Maximalwerts Xmax eines Überwachungsparameters (I, T) des Kältemittelkompressors (1); Bestimmung eines Werts Xt1 des Überwachungsparameters (I, T) nach einer ersten Zeitspanne (t1) nach der Bestimmung des Maximalwerts Xmax; Detektion eines blockierten Ventils, wenn Xt1 kleiner als Xmax ist und (Xmax - Xt1) / Xmax ≥ Δx gilt, wobei Δx vorgegeben ist.

Description

VERFAHREN ZUR DETEKTION EINES BLOCKIERTEN VENTILS EINES
KALTEMITTELKOMPRESSORS UND EIN STEUERUNGSSYSTEM FÜR EINEN
KÄLTEMITTELKOMPRESSOR
GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kaltemittelkompressors mit einer Antriebseinheit und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die
Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben- Zylinder-Einheit aufweist, wobei die Drehzahl des
Elektromotors überwacht wird.
Weiters betrifft die vorliegende Erfindung ein
Steuerungssystem für einen Kaltemittelkompressors, der
Kältemittelkompressor umfassend eine Antriebseinheit und eine Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen Verdichtung eines
Kältemittels, wobei die Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist und wobei das Steuerungssystem eine Steuerungselektronik aufweist.
STAND DER TECHNIK
Bei einem Kältemittelkompressor mit einer Antriebseinheit und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist und wobei die Drehzahl des Elektromotors gesteuert wird, besteht ein möglicher Fehlerzustand in einem blockierten Ventil. Dabei kann es sich insbesondere um ein blockiertes Saug- oder
Druckventil handeln. In der Praxis kann aber auch z.B. ein Magnetventil im Kühlkreislauf defekt sein, welches
Magnetventil nicht unbedingt Teil des Kältemittelkompressors sein muss .
Das blockierte Ventil hat in jedem Fall zur Folge, dass
Kältemittel im Kühlkreislauf nicht mehr im für die Kühlung erforderlichen Ausmaß oder überhaupt nicht mehr weiter
transportiert werden und Kühlung somit nicht mehr stattfinden kann. Die den Kältemittelkompressor ansteuernde
Anwendungsvorrichtung, z.B. ein Kühlschrank, stellt fest, dass die Temperatur nicht sinkt, und regelt dann üblicherweise den Kältemittelkompressor auf maximale Kühlleistung, sodass der Elektromotor mit maximaler Drehzahl läuft - freilich ohne Erfolg, da das Kühlmittel im Kühlkreislauf nicht weiter transportiert werden kann.
Selbst wenn ursprünglich die Ursache der Blockade des
Kühlkreislaufs kein blockiertes Ventil des
Kältemittelkompressors war, kommt es spätestens jetzt zu einem Blockieren des Ventils, insbesondere Druckventils des
Kältemittelkompressors. Dies deswegen, da aufgrund des
weiteren Betriebs des Kompressors auf höchster Leistungsstufe der Gegendruck des Kältemittels in der Druckstrecke soweit ansteigt, dass das Druckventil nicht mehr öffnet, weil der vom Kältemittelkompressor aufgebaute Druck hierfür nicht mehr ausreicht. Generell kommt es stets zumindest zu einem
Blockieren des Druckventils, wenn der Gegendruck hoch genug wird - unabhängig davon, wie dieser Gegendruck erreicht bzw. erzeugt wird.
Um zu verhindern, dass der Kältemittelkompressor aufgrund des Fehlerzustands bei Höchstdrehzahl permanent weiterläuft, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Ansteigen der
Temperatur des Kompressors, z.B. über eine gewisse
Grenztemperatur, als Abbruchbedingung zu definieren. D.h. die Temperatur wird laufend überwacht, und wenn die
Grenztemperatur überschritten wird und der Elektromotor dabei vorzugsweise mit Höchstdrehzahl läuft, wird der Elektromotor ausgeschaltet .
Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist, dass es nicht für alle Kältemittelkompressoren funktioniert. Die Praxis zeigt nämlich, dass je nach Auslegung bzw. Typ des
Kältemittelkompressors die Temperatur mitunter nicht weit genug ansteigt, um eine Grenztemperatur sinnvoll festlegen zu können .
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, dass die zuverlässige Detektion eines Blockadezustands bzw. eines blockierten Ventils des Kompressors ermöglicht. Entsprechend ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Steuerungssystem für einen
Kältemittelkompressor zur Verfügung zu stellen, das eine zuverlässige Detektion eines Blockadezustands bzw. eines blockierten Ventils des Kompressors ermöglicht, um
Gegenmaßnahmen setzen zu können.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufwendige Versuchsreihen mit unterschiedlichen Typen von Kältemittelkompressoren, welche jeweils eine Antriebseinheit und eine Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen Verdichtung eines Kältemittels aufweisen, wobei die Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist und wobei die Drehzahl des Elektromotors überwacht wird, haben gezeigt, dass der drastisch reduzierte oder gar komplett zum Erliegen kommende Massefluss, der in einem Blockadezustand bzw. bei einem blockierten Ventil auftritt, dazu führen kann, dass gewisse Überwachungsparameter zwar zunächst in ihrem Wert ansteigen und einen Maximalwert erreichen, aber dann innerhalb einer gewissen, vorzugsweise vorgebbaren Zeitspanne wieder abnehmen, während der Elektromotor weiter mit Höchstdrehzahl läuft . Hier und im Folgenden ist unter „Höchstdrehzahl" stets jene maximale Drehzahl zu verstehen, die der Kältemittelkompressor bzw. der Elektromotor im aktuellen Kühlkreislauf tatsächlich erreicht. Diese Höchstdrehzahl kann aus unterschiedlichen Gründen von einer theoretisch technisch möglichen maximalen Drehzahl des Elektromotors abweichen, beispielsweise weil aus Geräuschgründen die Anwendungsvorrichtung die theoretisch technisch mögliche maximale Drehzahl von z.B. 4000 min-1 nicht ausnutzt bzw. anfordert, sondern als eine „Soll- Höchstdrehzahl" eine niedrigere Drehzahl von z.B. 3600 min-1 vorgibt. Weiters können verschiedenste äußere Umstände, wie z.B. eine zu geringe Versorgungsspannung, dazu führen, dass die Soll-Höchstdrehzahl (und natürlich auch die theoretisch technisch mögliche maximale Drehzahl des Elektromotors) nicht erreicht wird, sodass die Höchstdrehzahl tatsächlich niedriger als die Soll-Höchstdrehzahl (und natürlich auch als die theoretisch technisch mögliche maximale Drehzahl des
Elektromotors) ist.
Ein typischer Überwachungsparameter wäre die Stromaufnahme des Elektromotors, welche nach Ansteigen auf ein Maximum, das z.B. 0,85 A beträgt, innerhalb einer gewissen Zeitspanne auf einen gewissen Wert - z.B. auf 0,425 A - zurückgeht, während der Elektromotor ständig auf Höchstdrehzahl läuft. Als entscheidendes Kriterium für das Vorliegen eines blockierten Ventils kann daher herangezogen werden, dass die Abnahme des Überwachungsparameters innerhalb der gewissen Zeitspanne „groß genug" ist, wobei diese Größe vom jeweiligen Typ des Kaltemittelkompressors abhängt und mittels eines
Laborversuchs festgelegt und dann entsprechend vorgegeben werden kann.
Entsprechend ist es bei einem Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kaltemittelkompressors mit einer Antriebseinheit und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur
zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die
Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben- Zylinder-Einheit aufweist, wobei die Drehzahl des
Elektromotors überwacht wird, erfindungsgemäß vorgesehen, dass zunächst eine Höchstdrehzahl des Elektromotors detektiert wird und dass die folgenden Schritte durchgeführt werden, solange die Drehzahl des Elektromotors im Wesentlichen der
Höchstdrehzahl entspricht:
- Bestimmung eines Maximalwerts Xmax eines
Überwachungsparameters des Kältemittelkompressors;
- Bestimmung eines Werts Xti des Überwachungsparameters nach einer ersten Zeitspanne nach der Bestimmung des Maximalwerts
Xmax }
- Detektion eines blockierten Ventils, wenn Xti kleiner als Xmax ist und ( Xmax - Xti ) / Xmax - Δχ gilt, wobei Δχ vorgegeben ist.
Dabei kann es sich beim blockierten Ventil insbesondere um ein blockiertes Saug- oder Druckventil handeln. In der Praxis kann der Blockadezustand aber auch durch ein anderes defektes
Element im Kühlkreislauf, wie z.B. ein Magnetventil, ausgelöst werden, welches Element nicht unbedingt Teil des
Kältemittelkompressors sein muss. Wie weiter oben bereits geschildert, hat dies im Blockadezustand im Allgemeinen dann aber ein blockiertes Ventil des Kältemittelkompressors, insbesondere ein blockiertes Druckventil des Kältemittelkompressors zur Folge, wobei das blockierte Ventil den Massenfluss des Kältemittels größtenteils, vorzugsweise vollständig blockiert.
Das Weiterlaufen des Elektromotors mit Höchstdrehzahl wird im Anwendungsfall durch eine den Kühlmittelkompressor ansteuernde Anwendungsvorrichtung, z.B. durch einen Kühlschrank,
verursacht, da die Anwendungsvorrichtung feststellt, dass die gewünschte Kühlung nicht eintritt und somit weiterhin maximale Kühlkapazität fordert. Ein typischer Wert für die
Höchstdrehzahl wäre 3000 min-1 bis 4000 min-1. Dazu sei bemerkt, dass es sich klarerweise um einen Kältemittelkompressor mit variabler Drehzahl handelt, andernfalls nur eine einzige
Drehzahl im Betrieb des Kältemittelkompressors vorgesehen wäre, die dann gleichzeitig auch die Höchstdrehzahl
darstellte.
Gewisse minimale Schwankungen der Drehzahl sind in der Praxis unvermeidbar. Daher ist sinnvollerweise von einem gewissen Toleranzbereich rund um den Hochstdrehzahlwert auszugehen, typischerweise maximal ±2%. Wenn die Drehzahl sich so ändert, dass sie vom Hochstdrehzahlwert stärker abweicht, insbesondere um mehr als 2% kleiner als der Hochstdrehzahlwert ist, wird das Verfahren unterbrochen. Im Falle einer ansteigenden
Drehzahl war der tatsächliche Hochstdrehzahlwert noch nicht erreicht, wobei das Verfahren üblicherweise neu gestartet wird, wenn der tatsächliche Hochstdrehzahlwert erreicht ist. Im Falle einer sinkenden Drehzahl ist typischerweise davon auszugehen, dass die Blockadesituation bzw. das blockierte Ventil nicht länger vorlag, es somit zur gewünschten Kühlung kommen konnte und die Anwendungsvorrichtung eine geringere Kühlkapazität anforderte. Das Verfahren wird somit
unterbrochen und erst bei erneutem Erreichen der
Höchstdrehzahl neu gestartet. Wie bereits festgehalten ist es vom jeweiligen Typ des Kältemittelkompressors abhängig, wie stark der
Überwachungsparameter im Laufe der Zeit abnimmt. Dabei ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass Δχ > 0,2, bevorzugt Δχ > 0,4, besonders bevorzugt Δχ > 0,5 gilt. D.h. der prozentuale Abfall des Werts des Überwachungsparameters muss mindestens 20% betragen, bevorzugt mindestens 40%, besonders bevorzugt mindestens 50%.
Wie bereits festgehalten kann als Überwachungsparameter, der im Blockadezustand das geschilderte zeitliche Verhalten aufweist, der vom Elektromotor aufgenommene Strom herangezogen werden. Analog weisen auch eine Motorwicklungstemperatur sowie eine Temperatur einer Steuerungselektronik des Elektromotors bzw. des Kältemittelkompressors das gleiche
Temperaturverhalten auf, weshalb auch diese Temperaturen sich ideal als Überwachungsparameter eignen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher vorgesehen, dass es sich bei dem Überwachungsparameter um einen vom Elektromotor aufgenommenen Strom handelt oder um eine Temperatur einer Steuerungselektronik des
Kältemittelkompressors, insbesondere des Elektromotors, oder einer Motorwicklung des Elektromotors. Klarerweise sind diese Temperaturen stets relativ zur Umgebungstemperatur des
Kältemittelkompressors anzugeben. Ist die Umgebungstemperatur beispielsweise 20°C (Raumtemperatur) und wird als Maximalwert der Temperatur 90°C gemessen, so ist für Xmax 70°C einzusetzen.
Wie in aufwendigen Versuchen ermittelt wurde, empfiehlt es sich, die Bestimmung des Maximalwerts Xmax nicht unmittelbar nach der Detektion der Höchstdrehzahl des Elektromotors durchzuführen, sondern hiermit eine gewisse, vorgebbare Zeit zu warten. Dies gestattet, dass sich ein gewisses
Gleichgewicht der Druckverhältnisse einstellt, für welches der Überwachungsparameter zunächst seinen Maximalwert Xmax annehmen kann. Andernfalls besteht die Gefahr, dass der Wert des
Überwachungsparameters noch weiter steigt, bis das
Gleichgewicht der Druckverhältnisse erreicht ist. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Bestimmung des Maximalwerts Xmax erst nach einer Initiationszeitspanne nach der Detektion der Höchstdrehzahl des Elektromotors erfolgt. Mit anderen Worten definiert die Detektion der Höchstdrehzahl eine
Startzeit bzw. einen Start Zeitpunkt für das Verfahren. In der genannten bevorzugten Ausführungsform wird unmittelbar nach der Startzeit bzw. nach dem Start Zeitpunkt die
Initiationszeitspanne abgewartet, bevor die Bestimmung des Maximalwerts Xmax des Überwachungsparameters durchgeführt wird. Die optimale Initiationszeitspanne kann im Versuch für
unterschiedliche Kältemittelkompressortypen ermittelt und dann entsprechend vorgegeben werden, wobei die
Initiationszeitspanne typischerweise einige Minuten beträgt. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die
Initiationszeitspanne mindestens 5 min, bevorzugt mindestens 10 min, besonders bevorzugt mindestens 15 min beträgt.
Um größtmögliche Sicherheit darüber zu haben, dass tatsächlich die Bedingungen für den Blockadezustand bzw. für ein
blockiertes Ventil erfüllt sind, kann eine Verifikation stattfinden, indem der Überwachungsparameter kurz nach dessen letzter Bestimmung nochmals bestimmt und mit dem Maximalwert Xmax verglichen wird. Wenn auch dieser Vergleich den
Blockadezustand indiziert, kann mit sehr hoher Sicherheit davon ausgegangen werden, dass tatsächlich der Blockadezustand bzw. ein blockiertes Ventil vorliegt. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass nach einer Verifikationszeitspanne nach der Detektion des blockierten Ventils ein Wert Xt2 des Überwachungsparameters bestimmt wird und die Detektion des blockierten Ventils verifiziert wird, wenn Xt2 kleiner als Xmax ist und ( Xmax - Xt2) / Xmax - Δχ gilt. Das Abwarten der
Verifikationszeitspanne soll dabei allfälligen Fluktuationen des Überwachungsparameters Rechnung tragen, d.h. wenn der Wert des Überwachungsparameters auch nach der
Verifikationszeitspanne entsprechend niedrig ist, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass diese Erniedrigung nicht auf eine zufällige Schwankung
zurückzuführen ist.
Selbstverständlich sind auch besonders bevorzugte
Ausführungsvarianten denkbar, bei denen zur Verifikation die
Bedingung ( Xmax - Xt2) / Xmax - Δχ x überprüft wird, wobei Δχ x φ Δχ, vorzugsweise Δχ x > Δχ gilt. D.h. es wird zur Verifikation überprüft, ob sich der Überwachungsparameter des
Kältemittelkompressors zeitlich so weiterentwickelt, wie es Modellrechnungen und/oder Laborversuche erwarten lassen, wobei diese zeitliche Entwicklung typischerweise eine weitere
Abnahme sein wird. Die optimale Verifikationszeitspanne kann im Versuch für unterschiedliche Kältemittelkompressortypen ermittelt und dann entsprechend festgelegt werden, wobei die
Verifikationszeitspanne typischerweise höchstens wenige
Minuten beträgt. Daher ist es bei einer bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Verifikationszeitspanne 15 s bis 5 min, vorzugsweise 30 s bis 3 min, besonders bevorzugt 45 s bis 1 min 30 s beträgt .
Die erste Zeitspanne kann ebenfalls vom Typ des
Kältemittelkompressors abhängen und kann - insbesondere auf Basis von durchgeführten Versuchen - entsprechend vorgegeben werden. Dabei ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die erste Zeitspanne mindestens 3 h, bevorzugt mindestens 5 h, besonders bevorzugt mindestens 6 h beträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach der Detektion des
blockierten Ventils eine entsprechende Fehlermeldung in einen dafür vorgesehenen, auslesbaren Speicher geschrieben wird. Analog ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass nach der
Verifikation der Detektion des blockierten Ventils eine entsprechende Fehlermeldung in einen dafür vorgesehenen, auslesbaren Speicher geschrieben wird. Das jeweilige Schreiben in den auslesbaren Speicher ermöglicht es, diese Information unterschiedlichen Steuersystemen - z.B. einem Steuersystem der Anwendungsvorrichtung - zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Weiters kann, insbesondere wenn es sich um einen nichtflüchtigen Speicher wie z.B. einen sogenannten FLASH-, EPROM- oder NVRAM-Speicher handelt, die Information zu
Diagnosezwecken auch noch zu einem späteren Zeitpunkt
ausgelesen werden. In der Praxis kann die Detektion oder Verifikation des
Blockadezustands bzw. des blockierten Ventils dazu benutzt werden, den Kompressor abzuschalten, da klar ist, dass in diesem Zustand nicht die gewünschte Kühlung erzielt werden kann. Das Weiterlaufenlassen des Elektromotors auf
Höchstdrehzahl würde daher eine unnötige Belastung des
Kompressors sowie einen unnötigen Energieverbrauch bedeuten. Entsprechend ist erfindungsgemäß ein Betriebsverfahren zum Betreiben eines Kältemittelkompressors vorgesehen, das
Betriebsverfahren umfassend das erfindungsgemäße Verfahren, wobei nach der Detektion des blockierten Ventils der
Elektromotor angehalten wird. Analog ist erfindungsgemäß ein Betriebsverfahren zum Betreiben eines Kältemittelkompressors vorgesehen, das Betriebsverfahren umfassend das
erfindungsgemäße Verfahren, wobei nach der Verifikation der Detektion des blockierten Ventils der Elektromotor angehalten wird. Vorzugsweise nimmt der Elektromotor im angehaltenen Zustand keinen Strom auf, sodass kein unnötiger
Energieverbrauch stattfindet. Versuche haben gezeigt, dass die Ursache für die
Blockadesituation mitunter nach einem Neustart des
Kältemittelkompressors nicht mehr vorliegt. Beispielsweise kann es sein, dass ein Magnetventil die Blockadesituation ausgelöst hatte, weil es sich nicht geöffnet hatte und damit den Kühlkreislauf blockierte, und dass sich dieses
Magnetventil beim erneuten Starten nun doch wie vorgesehen öffnet. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens vorgesehen, dass der Elektromotor nach einer zweiten Zeitspanne neu gestartet wird. Das Abwarten der zweiten Zeitspanne kann dabei dazu dienen, eine gewisse Relaxation der Druckverhältnisse herbeizuführen, was zum Lösen eines blockierten Ventils beitragen kann.
Weiters kann auch eine Temperatur des Kompressors während der zweiten Zeitspanne relaxieren bzw. zurückgehen, was ebenfalls zum Lösen eines blockierten Ventils beitragen kann.
Insbesondere wenn das blockierende Ventil ein erratisches Verhalten aufweist und entsprechend bei manchen Läufen des Kältemittelkompressors blockiert und bei anderen Läufen wieder nicht, kann die zweite Zeitspanne relativ kurz, insbesondere im Sekundenbereich gehalten werden. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Betriebsverfahrens vorgesehen, dass die zweite Zeitspanne mindestens 3 s, bevorzugt mindestens 6 s, besonders bevorzugt mindestens 15 s beträgt. Generell muss jedoch bemerkt werden, dass die Werte für die zweite Zeitspanne je nach Anwendung stark variieren können.
In der Praxis ist es sinnvoll, die zweite Zeitspanne nicht beliebig lange werden zu lassen, da natürlich auch Fehlerzustände vorkommen können, bei denen sich ein blockiertes Ventil nicht mehr löst. Daher ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens vorgesehen, dass die zweite Zeitspanne maximal 60 min beträgt. D.h. es wird davon ausgegangen, dass sich das blockierende Ventil innerhalb dieser maximalen Dauer der zweiten Zeitspanne lösen muss, andernfalls von einem
Fehlerzustand auszugehen ist, bei dem sich das blockierende Ventil nicht mehr löst. Analog zum oben Gesagten ist es bei einem Steuerungssystem für einen Kältemittelkompressors, der Kältemittelkompressor umfassend eine Antriebseinheit und eine Kolben-Zylinder- Einheit zur zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben- Zylinder-Einheit aufweist und wobei das Steuerungssystem eine Steuerungselektronik aufweist, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuerungselektronik zur Durchführung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens eingerichtet ist. Um schließlich einen Kältemittelkompressor zur Verfügung stellen zu können, der zuverlässig einen Blockadezustand bzw. ein blockiertes Ventil feststellen und darauf reagieren kann, ist es bei einem Kältemittelkompressor mit einer
Antriebseinheit und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur
zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die
Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben- Zylinder-Einheit aufweist, erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kältemittelkompressor ein erfindungsgemäßes
Steuerungssystem umfasst. Es sei bemerkt, dass es sich in sämtlichen obigen Ausführungen bei dem Kältemittelkompressor insbesondere um einen
Kältemittelkompressor mit einem hermetisch dichten Gehäuse handeln kann, wobei die Antriebseinheit und die Kolben
Zylinder-Einheit im Gehäuse angeordnet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls
einengen oder gar abschließend wiedergeben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische axonometrische Ansicht eines
erfindungsgemäßen Kältemittelkompressors mit abgenommener oberer Gehäusehälfte
Fig. 2 eine diagrammatische Veranschaulichung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kältemittelkompressor 1, wobei ein hermetisch dichtes Gehäuse 2 des
Kältemittelkompressors 1 nur teilweise dargestellt ist bzw. eine obere Hälfte des Gehäuses 2 abgenommen ist, um einen Blick in das Gehäuse 2 zu ermöglichen. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Zylindergehäuse 3 einer Kolben-Zylinder-Einheit erkennbar. Das Zylindergehäuse 3 ist an einer Antriebseinheit 4 montiert, welche einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben- Zylinder-Einheit umfasst. Dabei treibt der Elektromotor über eine Kurbelwelle 10 und ein Pleuel einen Kolben der Kolben- Zylinder-Einheit in einem Zylinder an, welcher Zylinder im Zylindergehäuse 3 angeordnet ist. Hierdurch wird eine
zyklische Bewegung des Kolbens im Zylinder entlang einer
Zylinderachse realisiert, um Kältemittel zu verdichten. Das Kältemittel wird dabei über einen Saugschalldämpfer 9 und ein in einer Ventilplatte 6 angeordnetes Saugventil in den Zylinder gesaugt, verdichtet und über ein in der Ventilplatte 6 angeordnetes Druckventil in ein nach außen führendes
Druckrohr 8 geleitet. Das Kältemittel wird in weiterer Folge in einem Kältemittelkreislauf einer Anwendungsvorrichtung, wie z.B. eines Kühlschranks, in welchen Kältemittelkreislauf der Kältemittelkompressor 1 eingebunden ist, zu einem Kondensator (nicht dargestellt) geleitet.
Die Ventilplatte 6 ist am Zylinder im Bereich eines
Zylinderkopfs montiert, wobei in Fig. 1 ein Zylinderdeckel 5 erkennbar ist, der mittels Schrauben 7 mit dem Zylinder verschraubt ist. Die Ventilplatte 6 ist dabei zwischen dem Zylinderdeckel 5 und dem Zylinder angeordnet.
Der Kältemittelkompressor 1 wird mit variabler Drehzahl CO betrieben, d.h. die Drehzahl CO des Elektromotors ist abhängig von der Kühlleistung, die von der Anwendungsvorrichtung angefordert wird. Bei maximaler Kühlleistung läuft der
Elektromotor mit einer Höchstdrehzahl COmax, die typischerweise 3000 min-1 bis 4000 min-1 beträgt.
In einem Blockadezustand ist der Massefluss des Kältemittels im Kühlkreislauf stark reduziert oder kommt komplett zum
Erliegen. Der Blockadezustand kann durch ein blockiertes Ventil des Kältemittelkompressors 1 verursacht werden oder führt zu einem blockierten Ventil des Kältemittelkompressors 1, da sich das Ventil, insbesondere das Druckventil, aufgrund der sich aufbauenden Druckverhältnisse nicht mehr
ordnungsgemäß öffnen kann. Letzteres bedeutet, dass der durch die Kolben-Zylinder-Einheit aufgebaute Druck nicht groß genug ist, den Gegendruck, der sich aufgrund des Blockadezustands aufgebaut hat, zu überwinden. Um den Blockadezustand bzw. ein blockiertes Ventil zuverlässig feststellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass neben der Drehzahl CO laufend Überwachungsparameter des
Kältemittelkompressors 1 überwacht werden, um deren zeitlichen Verlauf zu ermitteln. Als Überwachungsparameter kommen
insbesondere ein vom Elektromotor aufgenommener Strom I sowie eine Temperatur T einer Steuerungselektronik des
Kältemittelkompressors 1 bzw. des Elektromotors oder einer Motorwicklung des Elektromotors in Frage. Klarerweise sind diese Temperaturen stets relativ zur Umgebungstemperatur
(typischerweise Raumtemperatur bzw. 20°C) des
Kältemittelkompressors anzugeben .
Erfindungsgemäß werden nach der Detektion der Höchstdrehzahl Cömax die folgenden Schritte durchgeführt, solange die Drehzahl CO des Elektromotors im Wesentlichen der Höchstdrehzahl Cömax entspricht :
- Bestimmung eines Maximalwerts Xmax des Überwachungsparameters des Kältemittelkompressors 1;
- Bestimmung eines Werts Xti des Überwachungsparameters nach einer ersten Zeitspanne tl nach der Bestimmung des
Maximalwerts Xmax ;
- Detektion eines blockierten Ventils, wenn Xt l kleiner als Xma>! ist und ( Xmax - Xti ) / Xmax - Δχ gilt, wobei Δχ vorgegeben ist.
Fig. 2 illustriert diese Verfahrensschritte anhand der
diagrammatischen Darstellung des Verlaufs von I bzw. T als Funktion der Zeit t. Direkt unter diesem Diagramm ist der zeitliche Verlauf der Drehzahl CO des Elektromotors
dargestellt. Dabei wird in der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der erstmaligen
Detektion der Höchstdrehzahl Cömax zunächst eine vorgebbare
Initiationszeitspanne tO abgewartet, damit sich ein gewisses Gleichgewicht der Druckverhältnisse einstellen kann, bevor Xmax bestimmt wird. Typischerweise beträgt tO mindestens 5 min, bevorzugt mindestens 10 min, besonders bevorzugt mindestens 15 min .
In einem typischen Anwendungsfall analog zu Fig. 2 ist z.B. der Strom I nach der Initiationszeitspanne tO auf einen Wert von Xmax = 0,85 A angestiegen. Analog ist in einem solchen typischen Anwendungsfall die Temperatur T nach der
Initiationszeitspanne tO auf einen Wert angestiegen, der z.B. max = 70°C (entspricht gemessenen 90°C bei 20°C
Umgebungstemperatur) ergibt.
Die Bestimmung von Xtl erfolgt nach Ablauf der ersten
Zeitspanne tl nach der Bestimmung von Xmax, wobei tl
typischerweise mindestens 3 h, bevorzugt mindestens 5 h, besonders bevorzugt mindestens 6 h beträgt. D.h. die Zeit, die zwischen der erstmaligen Detektion der Höchstdrehzahl COmax und der Bestimmung von Xti vergangen ist, beträgt tO + tl. In einem typischen Anwendungsfall analog zu Fig. 2 ist der Strom I nach der ersten Zeitspanne tl auf einen Wert von Xti = 0,425 A abgefallen bzw. z.B. auf einen Wert, der einer relativen
Verminderung von 20% bis 50% gleichkommt. Analog ist in einem solchen typischen Anwendungsfall die Temperatur T nach der ersten Zeitspanne tl auf einen Wert abgefallen, der z.B.
Xti = 50°C (entspricht gemessenen 70°C bei 20°C
Umgebungstemperatur) ergibt. Je nach Typ des Kältemittelkompressors 1 kann ein spezifischer Wert für Δχ vorgegeben werden, wobei typischerweise Δχ > 0,2, bevorzugt Δχ > 0,4, besonders bevorzugt Δχ > 0,5 gilt. Der zum jeweiligen Typ passende Wert kann vorzugsweise in einem
Laborversuch ermittelt werden. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beträgt (Xmax ~ Xti) / Xmax ~ 0,56. Bei Vorgabe von Δχ = 0,5 wird also ein blockiertes Ventil bzw. der Blockadezustand detektiert. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erfolgt zur Sicherheit eine Verifikation der Detektion des blockierten Ventils, indem nach der Bestimmung von Xtl eine relativ kurze
Verifikationszeitspanne t2 abgewartet wird, um sodann nochmals einen aktuellen Wert Xt2 des Überwachungsparameters zu
bestimmen und die Bedingung (Xmax - Xt2) / xmax - Δχ zu
überprüfen. Typischerweise beträgt die Verifikationszeitspanne t2 15 s bis 5 min, vorzugsweise 30 s bis 3 min, besonders bevorzugt 45 s bis 1 min 30 s. In einem typischen Anwendungsfall analog zu Fig. 2 ist der
Strom I nach der Verifikationszeitspanne t2 auf einen Wert von z.B. Xt2 = 0,23 A abgefallen. Analog ist in einem solchen typischen Anwendungsfall die Temperatur T nach der
Verifikationszeitspanne t2 auf einen Wert abgefallen, der z.B. Xt2 = 18.9°C (entspricht gemessenen 38, 9°C bei 20°C
Umgebungstemperatur) ergibt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beträgt
(Xmax - Xt2) / Xmax ~ 0,73. D.h. bei Vorgabe von Δχ = 0,5 wird also die zuvor erfolgte Detektion des blockierten Ventils bestätigt bzw. verifiziert.
Zur Durchführung des geschilderten Verfahrens weist der
Kältemittelkompressor 1 ein Steuerungssystem mit einer
Steuerungselektronik auf, welche Steuerungselektronik zur Durchführung des genannten Verfahrens eingerichtet ist.
Vorzugsweise bildet diese Steuerungselektronik auch die oben genannte Steuerungselektronik des Elektromotors aus.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Steuerungselektronik weiters zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Betriebsverfahrens eingerichtet, gemäß welchem nach der
Verifikation des blockierten Ventils bzw. des Blockadezustands der Elektromotor angehalten wird. Entsprechend fällt im unteren Diagramm der Fig. 2 die Drehzahl CO von der
Höchstdrehzahl COmax auf 0.
Nach dem Anhalten nimmt der Elektromotor keinen Strom I mehr auf, die Temperatur T der Steuerungselektronik bzw. der
Motorwicklung nimmt hingegen langsam weiter (bis zur
Umgebungstemperatur) ab, weshalb in Fig. 2 der Verlauf von T im Bereich nach t2 durch eine strichlierte Linie angedeutet ist .
Da die Ursache für die Blockadesituation mitunter nach einem Neustart des Kältemittelkompressors 1 nicht mehr vorliegt, kann die Steuerungselektronik dazu eingerichtet sein, den Elektromotor nach einer relativ kurzen zweiten Zeitspanne t3 neu zu starten. Typischerweise beträgt die zweite Zeitspanne t3 nur wenige Sekunden, beispielsweise mindestens 3 s,
bevorzugt mindestens 6 s, besonders bevorzugt mindestens 15 s. In der Praxis wird die zweite Zeitspanne t3 typischerweise auf maximal bis zu 60 min begrenzt.
Im unteren Diagramm der Fig. 2 sind durch punktierte Linien unterschiedliche Situationen nach dem Wiedereinschalten des Elektromotors angedeutet. Eine dieser Situationen wäre, dass der Elektromotor wieder mit der Höchstdrehzahl COmax läuft, was insbesondere dann der Fall sein wird, wenn die
Blockadesituation nach wie vor existiert. In einem solchen Fall würde das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils durch die Detektion der
Höchstdrehzahl COmax sofort wieder gestartet werden.
Insbesondere falls die Blockadesituation nicht mehr vorliegt, können aber auch Situationen eintreten, in denen die Drehzahl
CO des Elektromotors unter der Höchstdrehzahl COmax liegt. In einem solchen Fall würde das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils nicht gestartet werden, sondern erst wieder, sobald in weiterer Folge die Höchstdrehzahl Cömax detektiert wird.
Es sei bemerkt, dass das Steuerungssystem einen Speicher aufweisen kann, in welchen nach der Detektion bzw.
Verifikation des Blockadezustands eine entsprechende
Fehlermeldung geschrieben wird, welche Fehlermeldung dann aus dem Speicher, insbesondere zu Diagnosezwecken, wieder
ausgelesen werden kann. Weiters kann der Speicher zur
Hinterlegung von während des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Betriebsverfahrens abzurufenden Werten, insbesondere zur
Hinterlegung der Werte für Δχ, tO, tl, t2 und t3, für den spezifisch vorliegenden Kältemittelkompressor 1 dienen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Kältemittelkompressor
2 Gehäuse des Kältemittelkompressors
3 Zylindergehäuse
4 Antriebseinheit
5 Zylinderdeckel
6 Ventilplatte
7 Schraube
8 Nach außen führendes Druckrohr
9 Saugschalldämpfer
10 Kurbelwelle
I Vom Elektromotor aufgenommener Strom
T Temperatur einer Steuerungselektronik des Elektromotors oder einer Motorwicklung des Elektromotors t Zeit tO Initiationszeitspanne tl Erste Zeitspanne t2 Verifikationszeitspanne t3 zweite Zeitspanne
CO Drehzahl des Elektromotors
Cömax Höchstdrehzahl des Elektromotors

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kältemittelkompressors (1) mit einer Antriebseinheit (4) und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen
Verdichtung eines Kältemittels, wobei die Antriebseinheit (4) einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder- Einheit aufweist, wobei die Drehzahl (CO) des
Elektromotors überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Höchstdrehzahl (Cömax) des Elektromotors detektiert wird und dass die folgenden Schritte
durchgeführt werden, solange die Drehzahl (CO) des
Elektromotors im Wesentlichen der Höchstdrehzahl (C0max) entspricht :
- Bestimmung eines Maximalwerts Xmax eines
Überwachungsparameters (I, T) des Kältemittelkompressors
(i) ;
- Bestimmung eines Werts Xti des Überwachungsparameters (I, T) nach einer ersten Zeitspanne (tl) nach der
Bestimmung des Maximalwerts Xmax;
- Detektion eines blockierten Ventils, wenn Xti kleiner als Xmax ist und (Xmax - Xti)/ Xmax ^ Δχ gilt, wobei Δχ
vorgegeben ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
Δχ 0,2, bevorzugt Δχ 0,4, besonders bevorzugt Δχ 0,5 gilt .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Überwachungsparameter um einen vom Elektromotor aufgenommenen Strom (I) handelt oder um eine Temperatur (T) einer Steuerungselektronik des Kältemittelkompressors (1), insbesondere des
Elektromotors, oder einer Motorwicklung des Elektromotors.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Maximalwerts Xmax erst nach einer Initiationszeitspanne (tO) nach der
Detektion der Höchstdrehzahl (Cömax) des Elektromotors erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiationszeitspanne (tO) mindestens 5 min, bevorzugt mindestens 10 min, besonders bevorzugt mindestens 15 min beträgt .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass nach einer Verifikationszeitspanne (t2) nach der Detektion des blockierten Ventils ein Wert Xt2 des Überwachungsparameters (I, T) bestimmt wird und die Detektion des blockierten Ventils verifiziert wird, wenn Xt2 kleiner als Xmax ist und (Xmax - Xt2) / Xmax ^ Δχ gilt .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verifikationszeitspanne (t2) 15 s bis 5 min,
vorzugsweise 30 s bis 3 min, besonders bevorzugt 45 s bis 1 min 30 s beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Zeitspanne (tl) mindestens 3 h, bevorzugt mindestens 5 h, besonders bevorzugt
mindestens 6 h beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass nach der Detektion des blockierten Ventils eine entsprechende Fehlermeldung in einen dafür vorgesehenen, auslesbaren Speicher geschrieben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, sofern abhängig von Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verifikation der Detektion des blockierten Ventils entsprechende Fehlermeldung in einen dafür vorgesehenen, auslesbaren Speicher geschrieben wird.
11. Betriebsverfahren zum Betreiben eines
Kältemittelkompressors (1), das Betriebsverfahren
umfassend das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei nach der Detektion des blockierten Ventils der Elektromotor angehalten wird.
12. Betriebsverfahren zum Betreiben eines
Kältemittelkompressors (1), das Betriebsverfahren
umfassend das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, sofern abhängig von Anspruch 6, wobei nach der
Verifikation der Detektion des blockierten Ventils der Elektromotor angehalten wird.
13. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor nach einer zweiten Zeitspanne (t3) neu gestartet wird.
14. Betriebsverfahren nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Zeitspanne (t3) mindestens 3 s, bevorzugt mindestens 6 s, besonders bevorzugt
mindestens 15 s beträgt.
15. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zeitspanne (t3) maximal 60 min beträgt.
16. Steuerungssystem für einen Kältemittelkompressor (1), der Kältemittelkompressor (1) umfassend eine
Antriebseinheit (4) und eine Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen Verdichtung eines Kältemittels, wobei die
Antriebseinheit (4) einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist und wobei das
Steuerungssystem eine Steuerungselektronik aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder zur Durchführung eines Betriebsverfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 15 eingerichtet ist.
17. Kältemittelkompressor (1) mit einer Antriebseinheit (4) und einer Kolben-Zylinder-Einheit zur zyklischen
Verdichtung eines Kältemittels, wobei die Antriebseinheit (4) einen Elektromotor zum Antrieb der Kolben-Zylinder- Einheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kältemittelkompressor (1) ein Steuerungssystem gemäß Anspruch 16 umfasst.
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