WO2003021369A1 - Kältegerät - Google Patents

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WO2003021369A1
WO2003021369A1 PCT/EP2002/009697 EP0209697W WO03021369A1 WO 2003021369 A1 WO2003021369 A1 WO 2003021369A1 EP 0209697 W EP0209697 W EP 0209697W WO 03021369 A1 WO03021369 A1 WO 03021369A1
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refrigerating appliance
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appliance according
refrigerant circuit
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Anton Stempfle
Christian Mayershofer
Rainer Brachert
Andreas Reiter
Rudolf Schmidt
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/36—Visual displays
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2638—Airconditioning

Definitions

  • Refrigeration devices in particular for commercial applications, can be constructed from a large number of electrical or electromechanical functional components which work together in a complex manner, so that when a malfunction of the device is observed, it is often not readily possible to assess which of the various components are causing the problem observed disorder is.
  • a high level of training of the customer service personnel is required, which is complex and expensive to maintain.
  • knowledge and experience that customer service personnel have gained from previous models cannot easily be transferred to the new models, because the experience of customer service personnel about the most important malfunctions that occur is usually incorporated into the development of new models, so that precisely these malfunctions no longer occur there or at most to a lesser extent.
  • the object of the invention is to provide a refrigeration device which, in the event of a malfunction, allows the possible causes of the malfunction to be narrowed down without requiring a visit to a customer service representative on site or before such a visit is carried out.
  • the object is achieved by a refrigeration device with the features of claim 1. Since modern refrigeration devices often have a microprocessor as a control unit anyway, it is possible to add a test mode without a noticeable increase in production costs, in particular in the form of a subroutine for such a microprocessor to implement the operating mode for normal cooling operation in which the control unit is able to carry out tests of the functionality of at least some of the components of the refrigerator.
  • a basic component for any testing of the functionality of a refrigeration device is at least one temperature sensor, which must be provided for regulating the internal temperature of the refrigeration device.
  • the control unit is preferably set up to detect a fault in such a temperature sensor, in particular as a result of a short circuit or break in one of its supply lines.
  • the temperature sensor Only if the functionality of the temperature sensor has not shown any signs of a malfunction, it makes sense to perform the functionality of other components, such as the refrigerant circuit, to assess which the indoor temperature must be measured.
  • control unit expediently issues a command to operate the refrigerant circuit and compares a temperature change detected during the validity of the command with a target value. If this change in temperature is less than the setpoint, it can be concluded that there is a fault in the refrigerant circuit and that individual components of the refrigerant circuit can be checked.
  • a display device such as a seven-segment display for displaying the interior temperature.
  • a display device can preferably also be controlled by the control unit in order to display the results of functional tests.
  • a user of the refrigerator can read the results and e.g. Pass it on to a customer service representative who can use this information to assess the possible causes of the fault and which measures and, if necessary, spare parts are required to remedy the fault.
  • the operation of the refrigerator in the test mode can lead to fluctuations in the interior temperature, it is desirable to ensure that it is not activated accidentally. This can be ensured, for example, by advises that a plurality of buttons for setting operating parameters, the test mode can only be set by pressing a combination of these buttons.
  • Fig. 1 is a perspective view of a refrigerator according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of the refrigeration device
  • Fig. 3 is a flowchart of a process of the control unit of the refrigerator in the test mode.
  • the housing 1 of the refrigerator has a hollow cover 3 in front of it, in the interior of which electronic circuits for controlling the operation of the refrigerator are accommodated.
  • a control panel 4 At the front of the panel 3 there is a control panel 4 with a plurality of buttons 5 for setting operating parameters such as the target temperatures of a refrigerator compartment and a freezer compartment in the interior of the housing 1, etc.
  • the buttons 5 are arranged on both sides of an LED display 6, for example displays the temperature of a compartment selected by the user by pressing a button 5.
  • FIG. 2 schematically shows some functional components of the refrigeration device, including a temperature sensor 8 arranged in the freezer compartment 7, a temperature sensor 10 arranged in the cooling compartment 9, and a temperature sensor 12 arranged in contact with an evaporator 11 of the cooling compartment 9.
  • the temperature sensors 8, 10, 12 are connected to a converter circuit 13, which supplies the measured temperature values supplied by the sensors to a control unit 14 in digitized form.
  • the converter circuit 13 and the control unit 14 can belong to the circuits accommodated in the hollow diaphragm 3.
  • control unit 14 uses the measured temperatures to control the operation of a compressor 15, which supplies the evaporator 11 and an evaporator 16 of the freezer compartment with refrigerant, receives commands by a user via the buttons 5 and controls the LED display 6 to display an operating parameter specified by a user.
  • control unit 14 has a test mode that can be activated by a user by simultaneously or successively pressing a plurality of the keys 5.
  • the keys 5 to be operated in combination are located on both sides of the LED display 6 in order to minimize the probability of inadvertent pressing.
  • the control unit comprises a program memory (not shown) in which program steps to be carried out for a series of test operations and the order in which they are to be carried out are stored. As long as the test steps do not indicate a malfunction, they will be processed in order. If a test operation gives an indication of a malfunction, this can result in test steps that have to be carried out at a later point in the usual program sequence becoming obsolete because components required to carry them out are defective. In such a case, alternative test steps can be saved or the test operations cancels.
  • a first operation S1 is to test the temperature sensors 10, 12, 14.
  • the temperature sensors are thermocouples, the temperature-dependent output voltage of which is converted into a digital temperature value by the converter circuit 13 in normal operation.
  • the control unit switches the converter circuit 13 into an operating mode in which it detects the resistance of the temperature sensors. If this is beyond a lower or upper limit value, a short circuit or an interruption of a supply line to the temperature sensor is concluded, and a corresponding error code is stored by the control unit in step S2. If one of the temperature sensors is defective, test steps that require the functionality of this sensor can no longer be carried out.
  • the control unit records the temperature of the evaporator 11 in step S3 and issues a command to operate the compressor 15 in step S4. If this has been in operation continuously for a predetermined period of time, for example 10 minutes, this should lead to a reduction in the temperature of the evaporator 11 by, for example, at least 4 ° C. After the 10 minutes have elapsed, the control unit calculates the difference between the recorded and the currently reached evaporator temperature in step S5 and compares this with the limit value of 4 ° C.
  • control unit stores the corresponding error code in step S6, checks in step S7 whether there are further test operations that can be carried out under these circumstances, and branches there if necessary.
  • step S8 the control unit controls the LED display 6 to display stored error codes alternating cyclically.
  • a user can read these error codes in sequence and contact a customer service, e.g. Communicate by phone, so that it is possible to narrow down the possible causes of the fault before a site visit and the fault is more likely to be remedied by a single visit by a customer service representative.

Abstract

Ein Kältegerät hat einen von einem wärmeisolierenden Gehäuse umgebenen Innenraum (7, 9) und eine Mehrzahl von elektrischen oder elektromechanischen Komponenten, darunter ein Kältemittelkreis (11, 15, 16) zum Kühlen des Innenraums (7, 9) und wenigstens ein Temperatursensor (8, 10, 12), sowie eine Steuereinheit (14) zum Steuern des Zusammenwirkens der Komponenten (8, 10, 11, 12, 15, 16). Die Steuereinheit (14) verfügt über eine Prüfbetriebsart zum Prüfen der Funktionsfähigkeit wenigstens einiger dieser Komponenten (8, 10, 11, 12, 15, 16).

Description

Kältegerät
Kältegeräte, insbesondere für gewerbliche Anwendungen, können aus einer Vielzahl von elektrischen oder elektromechanischen Funktionskomponenten aufgebaut sein, die in komplexer Weise zusammenwirken, so dass, wenn eine Störung des Geräts beobachtet wird, häufig nicht ohne weiteres beurteilt werden kann, welche der diversen Komponenten Ursache der beobachteten Störung ist. Um eine gestörte Komponente schnell und richtig identifizieren zu können, ist ein hoher Ausbildungsstand des Kundendienstpersonals erforderlich, den aufrechtzuerhalten aufwendig und kostspielig ist. Insbesondere im Falle eines Modellwechsels sind Kenntnisse, und Erfahrungen, die das Kundendienstpersonal an bisherigen Modellen gesammelt hat, nicht ohne weiteres auf die neuen Modelle übertragbar, denn in der Regel sind die Erfahrungen des Kundendienstpersonals über die wichtigsten auftretenden Funktionsstörungen in die Entwicklung neuer Modelle eingeflossen, so dass eben diese Funktionsstörungen dort nicht mehr oder allenfalls in verminder- tem Umfang auftreten. Je komplexer ein Gerät ist, um so vielfältiger ist auch der Satz an Austauschteilen, die ein Kundendienstmitarbeiter mitführen muss, um ein Gerät beim Kunden mit größtmöglicher Wahrscheinlichkeit reparieren zu können. Es ist daher wünschenswert, wenn eine Störung eines installierten Gerätes auftritt, die Ursache der Störung möglichst zuverlässig beurteilen zu können, noch bevor ein Kundendienstmitarbeiter zu dem Kunden aufbricht, damit dieser mit größtmöglicher Wahrscheinlichkeit diejenigen Ersatzteile mitnehmen kann, die vor Ort gebraucht werden.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät anzugeben, das im Falle einer Funktionsstörung eine Eingrenzung möglicher Störungsursachen erlaubt, ohne dass hierzu ein Besuch ei- nes Kundendienstmitarbeiters vor Ort erforderlich ist bzw. bevor ein solcher Besuch durchgeführt wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Da moderne Kältegeräte ohnehin häufig als Steuereinheit über einen Mikroprozessor verfü- gen, ist es ohne merkliche Erhöhung der Herstellungskosten möglich, insbesondere in Form eines Unterprogramms für einen solchen Mikroprozessor, eine Prüfbetriebsart zusätzlich zur Betriebsart für den normalen Kühlbetrieb zu implementieren, in der die Steu- ereinheit in der Lage ist, Prüfungen der Funktionsfähigkeit wenigstens einiger der Komponenten des Kältegeräts durchzuführen.
Eine grundlegende Komponente für jegliche Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Kältegeräts ist wenigstens ein Temperatursensor, der für die Regelung der Innentemperatur des Kältegeräts vorgesehen sein muss. Die Steuereinheit ist vorzugsweise eingerichtet, eine Störung eines solchen Temperatursensors, insbesondere durch Kurzschluss oder Bruch in einer seiner Zuleitungen, zu erfassen.
Nur wenn die Prüfung der Funktionsfähigkeit des Temperatursensors keinerlei Hinweise auf eine Störung ergeben hat, ist es sinnvoll, Prüfungen der Funktionsfähigkeit weiterer Komponenten wie etwa des Kältemittelkreises durchzuführen, zu deren Beurteilung die Messung der Innenraumtemperatur erforderlich ist.
Um dessen Funktionsfähigkeit zu prüfen, gibt die Steuereinheit zweckmäßigerweise einen Befehl zum Betreiben des Kältemittelkreises aus und vergleicht eine während der Gültigkeit des Befehls erfasste Temperaturänderung mit einem Sollwert. Wenn diese Temperaturänderung kleiner als der Sollwert ist, kann auf eine Störung des Kältemittelkreises geschlossen werden, und es kann eine Prüfung einzelner Komponenten des Kältemittelkreises folgen.
Es ist an sich bekannt, ein Kältegerät mit einer Anzeigeeinrichtung wie etwa einer Siebensegmentanzeige zum Anzeigen der Innenraumtemperatur auszustatten. Eine solche Anzeigeeinrichtung ist erfindungsgemäß vorzugsweise von der Steuereinheit auch ansteuerbar, um die Ergebnisse von Funktionsfähigkeitsprüfungen anzuzeigen. So kann ein An- wender des Kältegeräts die Ergebnisse ablesen und z.B. telefonisch an einen Kundendienstmitarbeiter weitergeben, der anhand dieser Angaben mögliche Störungsursachen einschätzen kann und erkennen kann, welche Maßnahmen und gegebenenfalls Ersatzteile zur Behebung der Störung erforderlich sind.
Da der Betrieb des Kältegerätes in der Prüfbetriebsart zu Schwankungen in der Innenraumtemperatur führen kann, ist es wünschenswert, sicherzustellen, dass diese nicht versehentlich aktiviert wird. Dies kann z.B. sichergestellt werden, indem bei einem Kältege- rät, das eine Mehrzahl von Tasten zum Einstellen von Betriebsparametern aufweist, die Prüfbetriebsart nur durch Betätigen einer Kombination dieser Tasten einstellbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figu- ren. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm des Kältegeräts; und
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der Steuereinheit des Kältegeräts in Prüfbetriebsart.
Das Gehäuse 1 des Kältegeräts weist oberhalb der Tür 2 eine vorgesetzte hohle Blende 3 auf, in deren Innerem elektronische Schaltungen zum Steuern des Betriebs des Kältegeräts untergebracht sind. An der Vorderseite der Blende 3 befindet sich ein Bedienfeld 4 mit einer Mehrzahl von Tasten 5 zum Einstellen von Betriebsparametern wie etwa den Solltemperaturen eines Kühlfachs und eines Gefrierfachs im Innern des Gehäuses 1 etc.. Die Tasten 5 sind beiderseits einer Leuchtdioden-Anzeige 6 angeordnet, die z.B. die Temperatur eines vom Benutzer durch Drücken einer Taste 5 ausgewählten Faches anzeigt.
Fig. 2 zeigt schematisch einige funktioneile Komponenten des Kältegeräts, darunter einen im Gefrierfach 7 angeordneten Temperatursensor 8, einen im Kühlfach 9 angeordneten Temperatursensor 10, sowie einen im Kontakt mit einem Verdampfer 11 des Kühlfachs 9 angeordneten Temperatursensor 12. Die Temperatursensoren 8, 10, 12 sind mit einer Wandlerschaltung 13 verbunden, die von den Sensoren gelieferte Temperaturmeßwerte in digitalisierter Form an eine Steuereinheit 14 liefert. Wandlerschaltung 13 und Steuereinheit 14 können zu den in der hohlen Blende 3 untergebrachten Schaltungen gehören. In einem Normalbetriebszustand des Kältegerätes steuert die Steuereinheit 14 anhand der gemessenen Temperaturen den Betrieb eines Verdichters 15, der den Verdampfer 11 und einen Verdampfer 16 des Gefrierfaches mit Kältemittel versorgt, empfängt Befehle von einem Benutzer über die Tasten 5 und steuert die LED-Anzeige 6 an, um einen von einem Benutzer spezifizierten Betriebsparameter anzuzeigen.
Zusätzlich verfügt die Steuereinheit 14 über eine Prüfbetriebsart, die von einem Benutzer durch gleichzeitiges oder sukzessives Drücken einer Mehrzahl der Tasten 5 aktivierbar ist. Die in Kombination zu betätigenden Tasten 5 befinden sich beiderseits der LED- Anzeige 6, um die Wahrscheinlichkeit eines unbeabsichtigten Drückens zu minimieren.
Die Steuereinheit umfasst einen (nicht dargestellten) Programmspeicher, in dem durchzuführende Programmschritte für eine Reihe von Prüfoperationen und die Reihenfolge, in der diese durchzuführen sind, gespeichert sind. So lange die Durchführung der Prüfschritte keinen Hinweis auf eine Funktionsstörung ergibt, werden sie der Reihe nach abgearbeitet. Wenn eine Prüfoperation einen Hinweis auf eine Störung ergibt, so kann dies zur Folge haben, dass Prüfschritte, die an späterer Stelle des üblichen Programmablaufs durchzuführen sind, obsolet werden, weil zu ihrer Durchführung erforderliche Komponenten defekt sind. Für einen solchen Fall können alternative Prüfschritte gespeichert sein, oder die Prüfoperationen werden abgebrochen.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Beispiel für in der Prüfbetriebsart durchgeführte Operationen. Eine erste Operation S1 ist die Prüfung der Temperatursensoren 10, 12, 14. Die Tempe- ratursensoren sind Thermoelemente, deren temperaturabhängige Ausgangsspannung im Normalbetrieb von der Wandlerschaltung 13 in einen digitalen Temperaturwert umgerechnet wird. Für die Prüfung der Sensoren schaltet die Steuereinheit die Wandlerschaltung 13 in einen Betriebsmodus um, in dem diese den Widerstand der Temperatursensoren erfasst. Wenn dieser jenseits eines unteren bzw. oberen Grenzwertes liegt, so wird auf einen Kurzschluss bzw. eine Unterbrechung einer Zuleitung des Temperatursensors geschlossen, und ein entsprechender Fehlercode wird in Schritt S2 von der Steuereinheit gespeichert. Wenn einer der Temperatursensoren defekt ist, so sind Prüfschritte, die die Funktionsfähigkeit dieses Sensors voraussetzen, nicht mehr durchführbar. Eine komplette Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kältemittelkreises kann nicht mehr erfolgen; mög- lieh bleibt jedoch z.B. eine Abschätzung der Funktionsfähigkeit des Verdichters 15 durch eine Messung von dessen elektrischer Leistungsaufnahme. Wenn die Temperatursensoren, insbesondere der Temperatursensor 12, funktionsfähig sind, so zeichnet die Steuereinheit in Schritt S3 die Temperatur des Verdampfers 11 auf und gibt in Schritt S4 einen Befehl zum Betreiben des Verdichters 15 aus. Wenn dieser während einer vorgegebenen Zeitspanne von z.B. 10 Minuten ununterbrochen in Betrieb gewesen ist, so sollte dies zu einer Verringerung der Temperatur des Verdampfers 11 um z.B. wenigstens 4°C führen. Nach Ablauf der 10 Minuten berechnet die Steuereinheit in Schritt S5 die Differenz zwischen der aufgezeichneten und der aktuell erreichten Verdampfertemperatur und vergleicht diese mit dem Grenzwert von 4°C. Wenn die Differenz den Grenzwert überschreitet, so liegt kein Hinweis auf eine Funktionsstörung des Kältemittelkreises vor, und das Prüfprogramm wird entsprechend der vorgegebenen Reihenfol- ge der Prüfschritte fortgesetzt. Wird die Temperaturdifferenz nicht erreicht, so speichert die Steuereinheit in Schritt S6 den entsprechenden Fehlercode ab, prüft in Schritt S7, ob es weitere Prüfoperationen gibt, die unter diesen Umständen durchgeführt werden können, und verzweigt gegebenenfalls dorthin.
Falls nach einer Überprüfung festgestellt wird, dass alle Prüfoperationen abgearbeitet sind oder die Prüfoperationen abgebrochen werden, weil aufgrund einer erkannten Störung keine mehr sinnvoll durchgeführt werden können, geht das Verfahren über zu Schritt S8, wo die Steuereinheit die LED-Anzeige 6 ansteuert, um die gespeicherten Fehlercodes zyklisch wechselnd anzuzeigen. So kann ein Anwender diese Fehlercodes der Reihe nach ablesen und einem Kundendienst z.B. telefonisch mitteilen, so dass dort noch vor einem Besuch vor Ort eine Eingrenzung der möglichen Störungsursachen möglich ist und die Störung mit größerer Wahrscheinlichkeit durch einen einzigen Besuch eines Kundendienstmitarbeiters behoben werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Kältegerät mit einem von einem wärmeisolierenden Gehäuse umgebenen Innenraum (7, 9) und einer Mehrzahl von elektrischen oder elektromechanischen Komponenten, darunter einem Kältemittelkreis (11 , 15, 16) zum Kühlen des Innenraums (7, 9) und wenigstens ein Temperatursensor (8, 10, 12), sowie mit einer Steuereinheit (14) zum Steuern des Zusammenwirkens der Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) über eine Prüfbetriebsart zum Prüfen der Funktionsfähigkeit wenigstens einiger dieser Komponenten (8, 10, 12, 15, 16) verfügt.
2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) eingerichtet ist, eine Störung, insbesondere Kurzschluss oder Leitungsbruch, des Temperatursensors (8, 10, 12) zu erfassen.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, die Funktionsfähigkeit des Kältemittelkreises (11 , 15, 16) zu prüfen, wenn die Prüfung der Funktionsfähigkeit des Temperatursensors (8, 10, 12) keinen Hinweis auf eine Funktionsstörung ergibt.
4. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) die Funktionsfähigkeit des Kältemittelkreises (11, 15, 16) prüft durch Ausgeben eines Befehls zum Betreiben des Kältemittelkreises und Vergleichen einer während der Gültigkeit des Befehls erfassten Temperatur- änderung mit einem Sollwert.
5. Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (12) in Kontakt mit einem Verdampfer (11) des Kältemittelkreises (11 , 15, 16) angeordnet ist.
6. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (6), die von der Steuereinheit zum Anzeigen von Ergebnissen von Funktionsfähigkeitsprüfungen ansteuerbar ist.
7. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass es eine Mehrzahl von Tasten (5) zum Einstellen von Betriebsparametern aufweist, und dass die Prüfbetriebsart durch Betätigen einer Kombination dieser Tasten einstellbar ist.
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