DE3037135A1

DE3037135A1 - Auf einem mikrocomputer basierendes fehlererfassung- und anzeigesteuersystem

Info

Publication number: DE3037135A1
Application number: DE19803037135
Authority: DE
Inventors: Frederic Henry Columbia Pa. Abendschein; Kenneth Wayne York Pa. Cooper; Lee E. Dallastown Pa. Sumner jun.
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1979-10-01
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1981-04-16
Also published as: FR2466711B1; FR2466711A1; JPS5682339A; CA1146650A; ES495486A0; ES8106795A1; GB2062919A; AU6273180A; GB2062919B

Description

Auf einem Mikrocomputer basierendes Fehlererfassungs- und

Anzeigesteuersystem

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kältemaschinen, genauer gesagt auf ein auf einem Mikrocomputer basierendes Fehlererfasungs- und Anzeigesteuersystem, das bei einer Klimaanlage oder einer Kältemaschine zum kontinuierlichen Überwachen und zum Anzeigen von Fehlercodes Anwendung finden kann, wenn in der Vorrichtung bzw. Maschine bestimmte Störungen auftreten. Die Erfindung ist speziell anwendbar auf reversierbare Wärmepumpen, die zum Kühlen und Heizen von Wohngebäuden, kleinen Bürohäusern» Mqbilheimen u.a. Verwendung finden.

In der US-PS 4 034 570 ist ein Steuersystem für zentrale Klimaanlagen beschrieben, das den Betrieb der Klimaanlage überwacht und dem Benutzer eine Anzeige für verschiedene Störungen des Systems zur Verfügung stellt, wenn diese auftreten. Genauer gesagt verhindert das Steuersystem den Betrieb des Kompressors im Falle eines Zustandes niedriger Spannung und/oder hohen Stromflusses. Das Steuersystem umfaßt einen ersten Sensor, der in der Nähe des Kompressorgehäuses an der Saugleitung angeordnet ist, um einen niedrigen Temperaturzustand zu erfassen und den Kompressor vor dem Einfrieren abzuschalten. Desweiteren dient ein an der Kondensatorrückführkrümmung befestigter

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zweiter Sensor dazu, den Betrieb der Kältemaschine beim Auftreten von hohen Auslaßdrücken zu verhindern.

Bislang sind normalerweise bei derartigen Kältemaschinen während verschiedener Betriebszeiten Störungen aufgetreten, die ein Stillegen der Maschine aus unterschiedlichen Gründen erforderlich gwmacht haben. Nur ein Teil dieser Störungsfälle hat dabei das Heranziehen eines Servicemannes erforderlich gemacht, der zum Installationsort der Maschine kommen mußte, während viele andere Störungsfälle vom Benutzer selbst hätten behoben werden können. Da jedoch die speziellen Störungsfälle bzw. Probleme, die das Stillsetzen erforderlich gemacht haben, dem Benutzer nicht bekannt waren, da diesem keine Einrichtung zur Verfügung stand, mit der die Störungsquelle identifiziert werden konnte, mußte der Benutzer der Maschine immer einen Servicemann herbeiziehen. Wenn der Störungsfall tatsächlich nur von dem Servicemann behoben werden konnte, mußte dieser poch sehr zeitaufwendige Anstrengungen unternehmen, um den Störungsfall zu lokalisieren, bevor er mit seiner Reparatur beginnen konnte.

Es wäre daher wünschenswert, ein neuartiges und verbessertes Steuersystem für eine Klimaanlage bzw. Kältemaschine zur Verfugung zu stellen, mit der Fehlercodes kontinuierlich überwacht und angezeigt werden können, wenn in der Vorrichtung bestimmte Störungen auftreten. Die Fehlercodes

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sollten jedoch nur dann angezeigt werden, wenn die Störung solcher Natur ist, daß ein Servicemann benötigt wird. Im anderen Falle soll der Benutzer die Vorrichtung selbst ohne das Herbeiziehen eines Servicemannes wieder in Betrieb setzen können. Nach dem Anzeigen der Fehlercodes wäre es wünschenswert, weitere Versuche des Benutzers zum Wieder-· inbetriebsetzen der Vorrichtung durch Aussperren des Kom-r pressors zu verhindern. Es wäre ebenfalls nützlich, ein Fehlererfassungs- und Anzeigesteuersystem zu schaffen, das einen Mikroprozessor besitzt, der auf verschiedene Fühlereinrichtungen anspricht, um die spezielle Fehlerart zu bestimmen und zu identifizieren. Wenn ein Fehler vorhanden ist, kann ein Kommunikationsnetz vorgesehen bzw. nutzbar gemacht werden, so daß der Mikroprozessor einen Servicemann automatisch anrufen und den speziellen Code, der diesen Fehler kennzeichnet, weiterleiten kann, um die Reparatur der Vorrichtung durch den Servicemann zu erleichtern.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges und verbessertes auf einem Mikrocomputer basierendes Fehlererfassungs- und Anzeigesteuersystem zu schaffen, das bei Klimaanlagen oder Kältemaschinen zur kontinuierlichen Überwachung und Anzeige von Fehlerpodes verwendet werden kann, wenn in der Vorrichtung bestimmte Störungen auftreten.

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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein auf einem Mikrocomputer basierendes Fehlererfassungs- und Anzeigesteuersystem zur Verfugung zu stellen, das Einrichtungen zur visuellen Anzeige der verschiedenen Fehlercodes besitzt.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Fahlererfassungs- und Anzeigesteuersystems, das einen Mikroprozessor zur Steuerung einer Anzeigevorrichtung besitzt, um die verschiedenen Fehlercodes in Ansprache auf eine Vielzahl von Fuhlereinrichtungen anzuzeigen.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Fehlererfassungs- und Anzeigesteuersystem zur Verfugung zu stellen, das einen ersten Mikroprozessor besitzt, der auf Fühlereinrichtungen anspricht, um Fehlersignale auf einen zweiten Mikroprozessor zu übertragen, der eine Anzeigevorrichtung steuert, die zum Anzeigen der verschiedenen Störungen dient«

Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Fehlererfassungs— und Anzeigesteuersystem zu schaffen, das einen Mikroprozessor zur Erzeugung von Fehlersignalen umfaßt, sowie ein an den Mikroprozessor angeschlossenes Kommunikationsnetz, so daß ein Servicemann automatisch angerufen werden kann, wenn ein Störungsfall auftritt, wobei der Mikroprozessor auch den speziellen Fehlercode über-

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_v ORIGINAL INSPECTED

Diese Ziele werden erfinaungsgemäß durch eine Kältemaschine zur Konditionierung eines Raumes erreicht, die einen geschlossenen Kältemittelkreis umfaßte der einen Koinpre-^'-crj einen ersten Wärmetauscher, eine Expansionsvorrichtung und einen zweiten Wärmetauscher aufweist, die in Reihe tet sind. Die Kältemaschine umfaßt ein Fehlererfassyngs- und Anzeigesteuersystem, das aus Fühlereinrchtungen_s Fehlererfassungssteuereinrichtungen und logischen Einrichtungen sowie Anzeigeeinrichtungen besteht» Die Fühlereinrichtungen umfassen temperaturempfindliche Einrichtungen zum feiessen der Temperatur der Luft, die in die Inneneinheit eindringt, der Temperatur der Schlange des zweiten Wärmetauschers, der Temperatur der Luft, die die Inneneinheit verläßt, der Außentemperatur der Atmosphäre, der Temperatur des Öles im Kubelgehäuse des Kompressors, der hohen Auslaßtemperatur vom Kompressor und der Temperatur der Schlange des ersten Wärmetauschers. Die Fühlereinrichtungen umfassen desweiteren druckbetätigte Schalter, die hohem Auslaßdruck vom Kompressor, einem verstopften oder verschmutzten Filter im zweiten Wärmetauscher und einem Entfrosterbetrieb zugeordnet sind, ein Motorschutzschütz zum Unterbrechen des Betriebes des Kompressors beim Auftreten von hohen Strömen und ein Paar von Relaiskontakten, um zu bestimmen, ob die Störung auf den hohen Auslaßdruck oder das Öffnen des Motorschutzschützes zurückzuführen ist. Die Fehler— erfassungssteuer- und logischen Einrichtungen stehen mit den Fühlereinrichtungen in Verbindung und sprechen auf

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diese an, um die Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der verschiedenen Fehler-codes zu steuern.

Ein Telfonnetz kann en den Mikroprozessor in den logischen Einrichtungen angeschlossen werden, um beim Auftreten von bestimmten Störungen automatisch einen Servicemann anrufen zu können. Der Mikroprozessor überträgt dabei die speziellen Fehlercades über das Kammunikationsnetz direkt zu dem Ort, an dem der Servicemann gerufen wird»

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäß ausgebildeten, mit Mikroprozessoren versehenen Kältemaschine;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Wandeinheit des erfindungsgemäßen Fehlererfassungs- und Anzeige— Steuersystems; und

Figur 3 ein Flußdiagramm, das einen beispielhaften Überprüfungsvorgang bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Kältemaschine zum Anzeigen der verschiedenen Fehlercodes wiedergibt.

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In Figur 1 ist ein konditionierter Raum 10 dargestellt, bei dem es sich um einen oder mehrere Räume eines Wohngebäudes handeln kann, das mit einer mit der Bezugsziffer 12 bezeichneten Kältemaschine versehen ist. Die Kältemaschine 12 besteht vorzugsweise aus einer herkömmlich ausgebildeten reversiblen Wärmepumpe, die einen Kompressor 14, einen ersten Wärmetauscher 16, der normalerweise außerhalb und von dem konditionierten Raum 10 entfernt angeordnet ist, ein Expansionsventil 1Θ, wie beispielsweise ein Kapillar·» rohr, und einen zweiten Wärmetauscher 20, der in Strömungsmittelverbindung mit dem Raum 10 steht, umfaßt, welche zur Ausbildung eines geschlossenen Kältemittelkreises in Reihe geschaltet sind. Wie man erkennen kann, sind der Kompressor 14 und der erste Wärmetauscher 16 in einer Außeneinheit 17 untergebracht, während sich die Expansions— vorrichtung 18 und der zweite Wärmetauscher 20 innerhalb einer Inneneinheit 19 befinden. Während des Kühlzyklus oder -betriebes funktioniert der erste Wärmetauscher 16 als Kondensator und der zweite Wärmetauscher 20 als Verdampfer. Die Kältemaschine umfaßt desweiteren ein Vierwege-Umschaltventil 22, um die Richtung des Kältemittel— flusses im ersten und zweiten Wärmetauscher umzuschalten, so daß der erste Wärmetauscher als Verdampfer und der zweite Wärmetauscher als Kondensator funktioniert. Wenn das System in dieser umgekehrten Weise arbeitet, wird dies als Heizzyklus oder -betrieb bezeichnet. Das Ventil 22 kann in herkömmlicher Weise gesteuert werden, was nicht dargestellt ist.

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Ein Innenventilatar 24 ist innerhalb der Inneneinheit in der Nachbarschaft des zweiten Wärmetauschers 20 angeordnet, um Luft durch diesen in den konditionierten Raum umzuwälzen. Ein Außenventilator 26 ist innerhalb der Außeneinheit 1? in der Nähe des ersten Wärmetauschers 16 angeordnet und wälzt Luft durch diesen und in die Atmosphäre um. Die zur Zuführung der konditionierten Luft zu dem Raum 10, der gekühlt oder beheizt werden soll, und zur Entfernung der erhitzten oder gekühlten Luft zur Atmosphäre erforderlichen Leitungen sind nicht dargestellt. Der Kompressor wird durch einen Elektromotor 28 mit variabler Drehzahl angetrieben, dessen Drehzahl durch eine Motordrehzahlsteuerungseinrichtung, wie beispielsweise einen Kompressorinverter 30, gesteuert wird. Der Inverter 30 kann in irgendeiner herkömmlichen Weise ausgebildet sein und wird benötigt, um eine Wechselspannung mit variierender Amplitude und Frequenz zur Verfugung zu stellen. Die Drehzahländerung des Motors und somit die der Kompressordrehzahl ist den Frequenzänderungen innerhalb der standardmäßigen Betriebsdrehzahlen direkt proportional. In ähnlicher Weise wird der Innenventilator 24 durch einen Elektromotor 29 mit variabler Drehzahl angetrieben, der durch eine zweite Motordrehzahlsteuerungseinrichtung, wie beispielsweise den Innenventilatorinverter 31, gesteuert wird,

Die Kältemaschine ist mit einer Wandeinheit 32 versehen, die an einem geeigneten Ort innerhalb des konditionierten

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Raumes 10 angeordnet ist. Wie man aus Figur 2 entnehmen kann, umfaßt die Wandeinheit 32 eine Vielzahl von manuell betätigbaren Schaltern 34, um gewünschte Bedingungen in dem·zu konditionierenden Raum einstellen zu können, d.h. die gewünschte Raumtemperatur. Einige der anderen Schalter können zum Ein- und Ausschalten der Maschine und zur Wahl zwischen Heiz- oder Kühlbetrieb verwendet werden. Die Wandeinheit 32 umfaßt desweiteren eine visuelle und/oder akustische Anzeigevorrichtung 36, die dazu dient, dem Benutzer eine Störung in der Vorrichtung anzuzeigen oder diesen davor zu warnen, und einen ersten Mikroprozessor 38 zum Steuern der Funktion der Anzeigevorrichtung 36. Die Anzeigevorrichtung 36 besteht aus einer Vielzahl von Anzeigeleuchten, einer akustischen Alarmeinheit 37 und einer alphanumerischen Anzeigeeinheit 39.

Normalerweise wird auf der Anzeigeeinheit die tatsächliche gemessene Temperatur des konditionierten Raumes 10 als erleuchtete Digitalanzeige wiedergegeben. Diese Anzeige kann jedoch wahlweise geändert werden, indem geeignete Schalter 34 heruntergedrückt werden, um andere Informationen der Vorrichtung zur Verfugung zu stellen, wie beispielsweise die vorher eingestellten Bezugstemperaturen des konditionierten Raumes zu bestimmten Tageszeiten.

Die Kältemaschine umfaßt desweiteren Fühlereinrichtungen 40, die zur Erzeugung von elektrischen Signalen dienen, welche

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bestimmte Bedinungen innerhalb der Vorrichtung kennzeichnen. An die Ausgänge dieser Fühlereinrichtungen 40 sind AD-Wandler 42 angeschlossen, um Digitalsignale zu erzeugen, die zu einer Fehlererfassungssteuer- und logischen Vorrichtung 44 geleitet werden. Die Vorrichtung 44 besteht aus einem Mikroprozessor 46, der ein Programm 48 zur kontinuierlichen Überwachung und Steuerung des Gesamtbetriebes der Kältemaschine besitzt, das ein Lesen der Eingangssignale von den Fühlereinrichtungen 40 ermöglicht, so daß dem Mikroprozessor 38 in der Wandeinheit 32 durch angeschlossene Leiter geeignete Ausgangsfehlersignale zur Aktivierung der Anzeigevorrichtung 36 zur Verfugung gestellt werden. Der zweite Mikroprozessor 46 steuert den Betrieb des Systems durch Variation der Drehzahlen des Innenventilators 24 und des Kompressors 28 mit Hilfe von DA-Wandlern 4? und dem entsprechenden Ventilatorinverter 31 und Kompressorinverter 30.

Obwohl Mikroprozessoren 38 und 46 gezeigt worden sind, kenn die vorliegende Erfindung auch mit verschiedenartigen elektronischen Festkörperkomponenten ausgeführt werden, wie beispielsweise getrennten, logische Schaltungen aufweisenden Chips, die zur Ausführung der gewünschten Funktion aneinandergeschaltet sind. Bei den in Figur 1 dargestellten Mikroprozessoren 38 und 46 kann es sich um irgendwelche für allgemeine Zwecke programmierbare Digitalcomputer handeln, die gegenwärtig erhältlich sind.

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Wie man Figur 2 entnehmen kann, umfaßt die Anzeigevorrichtung 36 eine Vielzahl von Anzeigeleuchten 50-60, die jeweils zur Anzeige einer unterschiedlichen Störung in der Vorrichtung erleuchtet werden. Jeder Leuchte ist ein spezieller Störungsfall oder ein Fehlercode zugeordnet. Nachfolgend ist eine Tabelle aufgeführt, um die jeweilige Codenummer und den dazugehörigen Fehler aufzuzeigen.

Code Fehler

1 Hohe Auslaßtemperatur

2 Hoher Auslaßdruck

3 Mehr als eine Entfrostung in fünf Minuten

4 Notheizung

5 Kompressor oder Inverter-Störung

6 Außenluftströmungsverlust (beim Heizen)

7 Innenluftströmungsverlust

8 Umschaltventilstörung

9 Schmutziges Innenfilter 10 Teilweiser Ladungsverlust

Wie man aus Figur 1 entnehmen kann, erhält die Fehlererfassungssteuer- und logische Vorrichtung 44 verschiedene Eingangsinformationen von unterschiedlichen Teilen der Vorrichtung 12 über die Fühlereinrichtungen 40 und bildet Fehlercodesignale zum Steuern der Funktion der Leuchten 50-60 und der akustischen Alarmeinheit 37 mit Hilfe des Mikroprozessors 38. Die Fühlereinrichtungen 40 umfassen eine Vielzahl von Meßeinrichtungen, die aus auf Temperatur ansprechenden Einrichtungen bestehen, wie beispielsweise Thermistoren 51-70, Druckschalter 71, 71a, 72, eine

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Motorschutzschützenspule 73 und ein Paar von Relaiskantakten 74, 75. Der Thermistor 61 erzeugt ein elektrisches Analogsignal, das zu der gegenwärtig vorhandenen tatsächlich gemessenen Temperatur im konditionieren Raum 10, in dem die Temperatur geregelt werden soll, proportional ist und diese kennzeichnet. Der Thermistor 61 kann an irgendeinem bequemen Ort innerhalb des konditionierten Raumes angeordnet werden. Der Thermistor 62 ist innerhalb der Inneneinheit 19 in der Nähe der eintretenden Leitung angeordnet und erzeugt ein elektrisches Analogsignal, das zu der Temperatur der in die Inneneinheit eindringenden Luft proportional ist und diese kennzeichnet. Der Thermistor 63 ist an der Rückführkrümmung der Schlange des zweiten Wärmetauschers 20 angeordnet, um dessen Temperatur zu erfühlen. Dieser Thermistor 63 erzeugt ein elektrisches Analogsignal, das zu der Temperatur der Schlange des zweiten Wärmetauschers proportional ist und diese kennzeichnet» Der Thermistor 64 ist innerhalb der Inneneinheit 19 in der Nähe der ausgehenden Leitung angeordnet, um die Temperatur der die Inneneinheit verlassenden Luft zu erfühlen. Auch dieser Thermistor 64 erzeugt ein elektrisches Analogsignal> das zu der Temperatur der die Inneneinheit 19 verlassenden Luft proportional ist und diese kennzeichnet.

Was die Außeneinheit 17 anbetrifft, so erzeugt der Thermistor 65 ein elektrisches Analogsignal, das zu der gegenwärtig vorhandenen tatsächlich gemessenen atmosphärischen Außen-

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temperatur proportional ist und diese kennzeichnet. Der Thermistor 66 ist in der Nähe des Kurbelgehäuses des Kompressors 14 angeordnet, um die Temperatur des darin befindlichen Öles zu erfühlen. Der Thermistor 67 ist an der Aus— laßleitung des Kompressors 14 angeordnet und erfühlt die hohe Auslaßtemperatur desselben. Schließlich ist der Thermistor 68 an der Rückführkrümmung des ersten Wärmetauschers 16 angeordnet und erfühlt ebenfalls dessen Schlangentemperatur, die als Flüssigkeitsleitungstemperatur TOD bezeichnet wird, wenn die Vorrichtung im Kühlbetrieb arbeitet.

Der druckbetätigte Schalter 71 ist in Reihe mit der Hochaus— laßleitung des Kompressors 14 geschaltet und öffnet sich beim Auftreten von hohem Druck. Der zweite druckbetätigte Schalter 71a ist dem zweiten Wärmetauscher 20 zugeordnet und schließt sich, wenn das Innenfilter verschmutzt oder verstopft ist. Der dritte druckbetätigte Schalter 72 ist dem ersten Wärmetauscher 16 zugeordnet, um anzuzeigen, daß die Vorrichtung im Entfrosterbetrieb arbeitet. Die Motorschutzschützenspule 73 ist über den Motor 28 geschaltet und unterbricht den Betrieb des Kompressors im Falle eines hohen Anlaufstromes, der den Motor beschädigen kann. Der Relaiskontakt 74 und der Relaiskontakt 75 dienen dazu, dem Mikroprozessor 46 Eingangssignale zuzuführen, so daß dieser bestimmen kann, ob ein Fehler durch Öffnen des Motorschutz-· schützes oder durch einen hohen Auslaßdruck im Kompressor verursacht worden ist. Wenn der Relaiskontakt 74 allein

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geöffnet wird ader wenn beide Relaiskontakte 74 und 75 geöffnet werden, ist der Fehler auf ein öffnen des Motorschutzschützes zurückzuführen. Wenn jedoch der Relaiskontakt 74 geschlossen bleibt und nur der Relaiskontakt 75 geöffnet wird, beruht der Fehler auf hohem Auslaßdruck.

Zum besseren Verständnis der Funktionsweise des auf einem Mikrocomputer basierenden Fehlererfassungs- und Anzeigesteuersystems wird nunmehr ein beispielhafter Prüf- und/ oder Überwachungsvorgang beschrieben. Es versteht sich, daß die einzelnen Schritte, über die die Ziele bezüglich der Fehlererfassung durch die Verwendung der Mikroprozessoren 3Θ, 46 erreicht werden können, von beträchtlicher Vielfältigkeit sein können. Folglich ist das nachfolgende Beispiel nur eines aus einer möglichen Abfolge von geeigneten Schritten. Um das Verständnis zu erleichtern, wird nunmehr auf Figur 3 der Zeichnung Bezug genommen, in der ein logisches Flußdiagramm dargestellt ist, wobei die vorstehend wiedergegebene Tabelle die einzelnen Fehlercodes beschreibt. Zu Beginn wird vor dem Einschalten des Kompressors der Unterschied zwischen der Öltemperatur Toil im Kurbelgehäuse, die durch den Thermistor 66 erfühlt wird, und der Außentemperatur Tamb, die durch den Thermistor 65 erfühlt wird, mit der Außentemperatur Tamb verglichen, um zu prüfen, qb dieser größer als eine vorgegebene Größe ist, Qadureh w^rd sichergestellt, daß sich das Kältemittel außerhalb des Öles befindet und daß die Öltemperatur Toil hoch genug ist,

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um eine mögliche Beschädigung des Kompressors zu vermeiden. Falls dies zutrifft, kann der Kompressor 14 eingeschaltet werden,

Wenn der Kompressor 14 läuft, werden die Betriebsbedingungen überprüft, indem mit dem ersten Entscheidungsblockelement 110 des Flußdiagrammes in Figur 3 begonnen wird. In dem Element 110 wird die Temperatur Tdis des hohen Auslasses des Kompressors, die von dem Thermistor 67 erfühlt wird, mit einer Bezugstemperatur verglichen, die im Mikroprozessor 46 gespeichert ist. Typischerweise wird die Bezugstemperatur auf 266°F (13O°C) eingestellt. Wenn die Auslaßtemperatur Tdis größer ist als 266°F (130°C), wird ein Fehlersignal, das Fehlercode Nr. 1 kennzeichnet, vom Mikroprozessor 46 erzeugt. Wenn die Auslaßtemperatur Tdis gleich oder geringer ist als 266 F (130 C), wird zu dem nächsten zu überprüfenden Gegenstand übergegangen, der im Entscheidungsblock 112 dargestellt ist. Im Block 112 fühlt der Mikroprozessor 46, ob der Hochdruckschalter 71 geöffnet oder geschlossen ist. Wenn er geöffnet ist, was einen Druck größer als 385 psig bedeutet, wird ein Fehlersignal

abgegeben
vom Mikroprozessor 46, das Fehlercode Nr. 2 kennzeichnet.

Wenn der Auslaßdruck gleich oder geringer ist als 385 psi, schreitet die Überprüfung zum Element 114 fort. In dem Entscheidungsblockelement 114 wird der druckbetätigte Schalter 71a vom Mikroprozessor überprüft, ob er sich in der geöffneten oder geschlossenen Stellung befindet. Wenn der Innenfilterschalter 71a geschlossen ist, zeigt

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dies ein verschmutztes Filter an. Durch diese Fehlercode— Nr. 9 wird der Kompressor nicht stillgesetzt und kann wieder eingestellt werden, sobald das Filter ausgetauscht ist.

Um sicherzustellen, daß sich das System normalen Betrieos— bedingungen annähert, werden alle weiteren Überprüfungen erst nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer, wie beispielsweise vier Minuten, durchgeführt. Dies wird durch das Entscheidungsblockelement 116 erreicht. Wenn der Kompressor nach keine vier Minuten gelaufen ist, werden keine weiteren Überprüfungen durchgeführt. Nach dem Element 116 wird das System daraufhin überprüft, ob es sich im Entfrosterbetrieb befindet und ob weniger als fünf Minuten seit der letzten Entfrosterperiode vergangen sind. Wenn innerhalb der letzten fünf Minuten entfrostet worden ist oder sich das System im Entfrosterbetrieb befindet, werden keine weiteren Überprüfungen vorgenommen, was durch das Blockelement 110 gesteuert wird. Wenn sich das System nicht im Entfrosterrbetrieb befindet, schreitet die Überprüfung zum Blockelement 120 fort.

Im Block 120 wird das System daraufhin überprüft, ob das Umschaltventil 22 versagt hat. Im Kühlbetrieb wird dies erreicht, indem die Temperatur T. . der Innenschlange oder des zweiten Wärmetauschers, die durch den Thermistor 63 erfühlt wird, mit der Temperatur T der in die Innen-

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einheit 19 eindringenden Luft verglichen wird. Wenn die Temperatur der Innenschlange T. größer ist als die Temperatur der eindringenden Luft T , wird ein Fehlersignal,

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das Fehlercode Nr. 8 darstellt, erzeugt, um eine Störung des Umschaltventiles anzuzeigen. Im Heizbetrieb wircj sin Fehler angezeigt, wenn die Temperatur der Innenschlange T. geringer ist als die Temperatur T der in die Inneneinheit

ea

19 eindringenden Luft. Wenn die Bedingung des Elementes 120 nicht erfüllt ist, wird zum Entscheidungsblockelement 122 übergegangen. Wenn sich das System im Heizbetrieb befindet, wird hier der Unterschied zwischen der Außentemperatur Tamb, die durch den Thermistor 65 erfühlt wird, und der Temperatur T in der Flüssigkeitsleitung, die durch den Thermistor 68 erfühlt wird, überprüft, um zu bestimmen, ob dieser größer ist als 30°F. Falls dies der Fall ist, wird ein Fehlersignal erzeugt, das der Fehlercode Nr. 6 entspricht, wodurch angezeigt wird, daß während des Heizzyklus ein Außenluftstromverlust existiert. In dem Element 124 wird die Temperatur T der die Inneneinheit verlassenden Luft, die durch den Thermistor 64 erfühlt wird, mit der Temperatur T der in die Inneneinheit

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eindringenden Luft verglichen, wobei berücksichtigt wird, ob sich das System im Heiz- oder Kühlbetrieb befindet. Wenn der Unterschied nicht größer ist als 2 F, so zeigt dies, daß Probleme existieren. Danach geht die Überprüfung zum Element 126 über. Wenn dabei kein Problem angezeigt wird, werden keine weiteren Fehlerüberprüfungen durchge-

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führt.

Im Blackelement 126 wird bestimmt, ab sich das System im Kühlbetrieb befindet. Wenn das System kühlt, wird das Blackelement 128 dazu verwendet, um zu bestimmen, ob die Temperatur T der Flüssigkeitsleitung geringer ist als 40°F (5°Cj. Falls dies zutrifft, wird ein Fehlersignal erzeugt, daß der Fehlercode-Nr. 7 entspricht, um einen Innenluftstromverlust beim Kühlen anzuzeigen. Wenn die Temperatur T . der Flüssigkeitsleitung über 40°F (5°C) liegt, geht die Überprüfung zum Element 132 über, um festzustellen, ob ein Ladungsverlust ader ein Kompressor- ader Inverterfehler existiert. Wenn das Blockelement 126 angezeigt hat, daß sich das System im Heizbetrieb befindet, muß der Unterschied zwischen der Temperatur T₄. der Innen-

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schlange und der Temperatur T der eindringenden Luft größer als 5 F sein. Dadurch würde ebenfalls ein Fehlersignal erzeugt, das der Fehlercode—Nr. 7 entspricht, um einen Innenluftstromverlust anzuzeigen, der vom Blockelement bestimmt worden ist. Wenn entweder die Bedingung vom Block 12Θ oder vom Block 130 nicht zutrifft, werden zwei zusätzliche Überprüfungen im Blackelement 132 durchgeführt, um festzustellen, ob ein teilweiser Ladungsverlust existiert hat. Dies wird durch Vergleich der Auslaßtemperatur des Kompressors, nachdem dieser vier Minuten lang gelaufen ist, mit der gegenwärtig vorhandenen Auslafltemperatur erreicht. Wenn ein Unterschied von 15 F

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oder mehr existiert, wird ein Fehlersignal erzeugt, das dem Fehlercode 10 entspricht, um anzuzeigen, daß ein teilweiser Ladungsverlust vorhanden war. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, wird ein Fehlersignal erzeugt, das der Fehlercode—Nr. 5 entspricht, um einen Kompressor— oder Inverterfehlsr anzuzeigen, da die Auslaßtemperatur im wesentlichen unverändert geblieben ist.

Zusätzlich dazu ist ein Mikroprozessor 46 mit dem Programm 40 programmiert worden, um das System im Kühlbetrieb automatisch zu starten, wenn die Außentemperatur Tamb, die von dem Thermistor 65 erfühlt wird, größer ist als 85 F (30 C), und um das System im Heizbetrieb automatisch zu starten, wenn die Außentemperatur Tamb geringer ist als 85 F (30 c). Desweiteren werden im Falle eines Versagens des Mikroprozessors elektrische Heizvorrichtungen 4ia-41c automatisch eingeschaltet, und die Fehlercode-Nr. 4 wird erleuchtet. Der Mikroprozessor 46 ist so programmiert worden, daß die Anzeigeleuchten nur dann erleuchtet werden, wenn drei Fehlersignale in einer Zeitdauer von 24 Stunden erzeugt worden sind. Der Benutzer weiß dann, daß es Zeit ist, um den Servicemann zu rufen· Desweiteren wird nach drei Fehlern irgendeiner der in dar Tabelle aufgeführten Arten, ausgenommen Fehlercode Nr. 9, der Kompressor ausgesperrt, so daß Versuche des Benutzers zum Wiedereinschalten der Vorrichtung verhindert werden. Andererseits kann der Benutzer die Vorrichtung nach einem

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Fehler wieder in Betrieb setzen und dadurch die kostspielige Herbeiziehung eines Servicemannes vermeiden. An den Mikroprozessor 46 kann auch ein Telefonnetz 49 angeschlossen werden, so daß der Servicemann im Falle einer Störung automatisch angerufen wird. Darüber hinaus überliefert der Mikroprozessor 46 auch denjenigen speziellen Code, der dem letzten Fehler entspricht, so daß die Reparatur der Vorrichtung durch den Servicemann erleichtert wird.

Der Mikroprozessor 46 überträgt die Fehlersignale zu dem in der Wandeinheit 32 angeordneten Mikroprozessor 38. Der auf die Fehlersignale ansprechende Mikroprozessor 38 bewirkt das Einschalten der Anzeigeleuchten 50-60 zu den geeigneten Zeitpunkten. Es versteht sich, daß auch ein einziger Mikroprozessor verwendet werden kann, um alle die vorstehend beschriebenen Überwachungs- und Fehleranzeige— schritte durchzuführen.

Aus der vorstehenden detaillierten Beschreibung kann man erkennen, daß durch die vorliegende Erfindung ein neuartiges und verbessertes Fehlererfassungs- und Anzeigesteuersystem zur Verfügung gestellt wird, das einen Mikroprozessor aufweist, der auf verschiedene Fühlereinrichtungen anspricht und die Funktionsweise einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige der verschiedenen Fehlercodes steuert. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung mit einem Kommunikationsnetz zum automatischen Anrufen eines Servicemannes im Falle von bestimmten Störfällen versehen.

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Claims

Patentanwälte

Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Ph vs. VV. Schmitz

Dipl. Ing. E. C'raaifs

BORG-WARNER CORPORATION ^DiP^{L ln}3· ^w· ^V *^nnert

200 South Michigan Avenue ^DiP^L ^Ph''^s· ^w· Cars-tons

Chicago, Illinois 60604 Dr.-Ir.g. W. Döring

USA Moaarlstraße 23

SCOO München 2

M-5319

29. September 1980

Patentansprüche

/ 1.»Kältemaschine zum Konditionieren eines Raumes, die einen geschlossenen Kältemittelkreis einschließlich eines Kompressors, eines ersten Wärmetauschers, einer Expansionsvarrichtung und eines zweiten Wärmetauschers aufweist, die in Reihe geschaltet sind, wobei der Kompressor und der erste Wärmetauscher (Kondensator) in einer Außeneinheit angeordnet sind, während die Expansionsvorrichtung und der zweite Wärmetauscher in einer Inneneinheit angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine ein Fehlererfassungsund Anzeigesteuersystem zur kontinuierlichen Überwachung und zur Anzeige von Fehlercodes umfaßt, wenn in der Maschine bestimmte Störungen auftreten, die die nachfolgenden Bestandteile enthält:

Fühlereinrichtungen (40) einschließlich temperaturempfindlicher Einrichtungen zum Messen der Temperaturen

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(62) der in die Inneneinheit eindringenden Luft, der Temperatur (63) der Schlange des zweiten Wärmetauschers, der Temperatur (64) der die Inneneinheit verlassenden Luft, der atmosphärischen Außentemperatur (65), der Temperatur (66) des Öles im Kurbelgehäuse des Kompressors, der Auslaßtemperatur (67) vom Kompressor und der Temperatur (68) der Schlange des ersten Wärmetauschers,.

wobei die Fühlereinrichtungen desweiteren druckbetätigte Schalter umfassen, die einem hohen Auslaßdruck (71) vom Kompressor, einem verschmutzten oder verstopften Filter (71a) im zweiten Wärmetauscher und einem Entfrosterbetrieb (72) zugeordnet sind, ein Motorschutzschütz (73J und ein Paar von Relaiskontakten (74, 75),

Fehlererfassungsteuer- und logische Einrichtungen (46, 32), die mit den Fühlereinrichtungen geschaltet sind und auf diese ansprechen, um die Anzeigeeinerichtungen (50-60) zur Anzeige von Fehlercodes anzusteuern;

Anzeigeeinrichtungen (50-60), die mit den Fehlererfassungssteuer- und logischen Einrichtungen zur Anzeige von verschiedenen Fehlercodes geschaltet sind,

wobei diese Fehlererfassungsteuer- und logischen Einrichtungen (46, 32) Einrichtungen zur Speicherung einer Vielzahl von Bezugstemperaturen, Einrichtungen zur Berechnung von verschiedenen Temperaturen, die in Ansprache auf die Fühlereinrichtungen gespeichert werden sollen, und Einrichtungen zum Vergleichen der berechneten Temperaturen mit

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ORIGINAL INSPECTED

entsprechenden Bezugstemperaturen zur Erzeugung von Fehlersignalen für die Anzeigeeinrichtungen umfassen.

2. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindlichen Einrichtungen Thermistoren (61-70) umfassen.

3. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Alarmeinrichtungen (37) aufweist, die mit den Fehlererfassungsteuer- und logischen Einrichtungen geschaltet sind, um ein akustisches Warnsignal abzugeben, wenn ein Fehlercode vorliegt.

4. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererfassungsteuer- und logischen Einrichtungen einen ersten Mikroprozessor (46) mit einem Progamm (48) umfassen.

5. Kältemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren manuell betätigbare Schaltereinrichtungen (34) umfaßt, um verschiedene Eingaben an den ersten Mikroprozessor zu ermöglichen.

5. Kältemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (38) zur Steuerung der Funki;ions-f weise der Anzeigeeinrichtungen (50-60) in Ansprache auf Fehlersignale, die von dem ersten Mikroprozessor (46) erzeugt worden sind, vorgesehen ist.

130018/0804

7. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (49) eines Kommunikationsnetzes mit den Fehlererfassungssteuer— und logischen Einrichtungen geschaltet sind, um im Falle von bestimmten Störungen automatisch einen Servicemann anrufen zu können.

8. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlererfassungs— und Anzeigesteuersystem einen Prüf- bzw. Überwachungsvorgang gemäß dem in Figur 3
dargestellten Flußdiagramm durchführt.

9. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen dem "York Advanced Heat Pump
System" entspricht.

130016/0084