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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und/oder Gefriergerätes mit ein oder mehreren elektrischen Verbrauchern, die über einen Netzanschluss und/oder einen Energiespeicher des Kühl- und/oder Gefriergerätes mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Kühl- und/oder Gefriergeräte weisen in der Regel eine Vielzahl an elektrischen Verbrauchern auf. Darunter fallen beispielsweise ein Kompressor, diverse Heizsysteme, insbesondere in Form einer Abtauheizungen, Gerätesteuerkomponenten, Beleuchtungskomponenten, Netzwerkkomponenten, etc.. Die elektrische Versorgung erfolgt entweder über die Netzspannung oder aus einem Energiespeicher. Die Verbraucher können entweder unmittelbar mit der Netz- bzw. Speicherspannung versorgt werden oder alternativ über wenigstens ein Gerätenetzteil an die Netz- oder Speicherspannung angeschlossen sein, um die Netzspannung in die benötigte Verbraucherspannung zu wandeln.
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Die elektrischen Versorgungsleitungen einzelner Verbraucher können zahlreiche Verbindungsstellen aufweisen, bspw. in Form von lösbaren Steckkontakten. Insbesondere die Lötaugen in etwaigen Kontaktstellen als auch die zuvor genannten Steckverbindungen können bei unsachgemäßer Ausführung zu einem erhöhten Übergangswiderstand an den jeweiligen Verbindungsstellen führen. Die damit verbundene zunehmende Wärmeentwicklung an der Verbindungsstelle vergrößert die Brandgefahr. Unter einer unsachgemäßen Ausführung werden nicht nur Produktionsfehler bei der Erstellung der Lötaugen bzw. der Verbindungsstecker verstanden, sondern ebenfalls während des Betriebs auftretende Verschleißerscheinungen als auch fehlerhaft verbundene Steckverbindungen.
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Aus diesem Grund entsteht der Wunsch nach einer einfachen, jedoch sicheren Prüfung bzw. Überwachung des Kühl- und/oder Gefriergerätes, um die zuvor beschriebenen Phänomene frühzeitig erkennen zu können, sei es unmittelbar nach der Produktion als auch während des Regelbetriebs der Kühl- und/oder Gefriergeräte.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und/oder Gefriergerätes vorgeschlagen, wobei ein oder mehrere elektrische Verbraucher des Gerätes über den Netzanschluss des Gerätes oder durch einen internen oder externen Energiespeicher des Kühl- und/oder Gefriergerätes mit elektrischer Energie versorgt werden. Ferner wird die Strom- und/oder Leistungsaufnahme wenigstens eines Verbrauchers im Betrieb gemessen und eine Plausibilitätsprüfung des wenigstens einen gemessenen Wertes und/oder des gemessenen Zeitverlaufs durchgeführt.
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Die Strom- und/oder Leistungsmessung kann folglich die messtechnische Erfassung eines einzelnen Messwertes und/oder mehrerer zeitlich beabstandeter Messwerte und/oder bevorzugt die Erfassung einer Messwertkurve über ein bestimmtes Messintervall umfassen.
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Wird beispielsweise die aktuell gemessene Strom- und/oder Leistungsaufnahme wenigstens eines Verbrauchers als nicht plausibel erachtet, wird ein Fehlerfall in der internen Energieverteilung des Gerätes angenommen. Ein erhöhter Übergangswiderstand in der Versorgungsleitung kann zu einer auffälligen Änderung der Strom- und/oder Leistungsaufnahme wenigstens eines Verbrauchers führen, in der Regel kommt es zu einer reduzierten Leistungsaufnahme. Bei einem Wackelkontakt kann es kurzzeitig zu einer sehr starken Erhöhung der Strom- und/oder Leistungsaufnahme kommen. Die einleitend beschriebenen Fehlerfälle, wie fehlerhaft produzierte oder fehlerhaft verbundene Steckverbindung bzw. qualitativ ungenügende Lötaugen lassen sich anhand auffälliger Änderungen der Stromaufnahme oder alternativ der Leistungsaufnahme zuverlässig erkennen. Auch lassen sich durch das beschriebene Verfahren verschleissbedingte Leitungsbrüche, etc. erkennen.
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Die erfindungsgemäße Idee bietet eine einfache Maßnahme zur Minimierung der Brandgefahr aufgrund unzulässiger Übergangswiderstände innerhalb der elektrischen Versorgungsleitungen. Das Verfahren kann unter gewissen Voraussetzungen durch einfache Modifikation der Gerätesteuerung bei bestehenden Kühl- und/oder Gefriergeräten komfortabel nachgerüstet werden.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn eine Strom- und/oder Leistungsaufnahme für jeden Verbraucher separat gemessen und auf Plausibilität geprüft wird. Dadurch lässt sich der Fehlerfall präzise auf einzelne Verbraucher einschränken. Denkbar ist es ebenfalls, Strom- und/oder Leistungsmessungen für einzelne Verbrauchergruppen anzustellen, bspw. wird die Energieaufnahme einer Verbrauchergruppe bestehend aus Gerätesteuerung, Beleuchtung, etc. als gemeinsamer Wert erfasst, während die Energieaufnahme des Kompressors als Einzelwert erfasst wird. Alternativ oder ergänzend ist auch eine Messung des aktuellen Gesamtenergiebedarfs des Kühl- und/oder Gefriergerätes denkbar, d.h. eine Messung der Gesamtstrom- und/oder Gesamtleistungsaufnahme aller Verbraucher. Die einzelnen Messwerte/Messkurven werden vorzugsweise getrennt auf Plausibilität geprüft.
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Wird der gemessene Strom- und/oder Leistungsaufnahmewert bzw. die gemessene Strom- und/oder Leistungsaufnahmekurve eines Verbrauchers, einer Gruppe von Verbrauchern bzw. aller Verbraucher als nicht plausibel eingeschätzt, wird idealerweise der zugeordnete Verbraucher, die zugeordnete Verbrauchergruppe und/oder das gesamte Kühl- und/oder Gefriergerät aus Sicherheitsgründen abgeschaltet. Denkbar ist alternativ oder zusätzlich eine entsprechende Signalisierung über eine Geräteanzeige, beispielsweise durch Einblendung eines Kundendienstsymbols, das den Nutzer zur Beauftragung des Kundendienstes für die notwendigen Reparaturarbeiten am Kühl- und/oder Gefriergerätes auffordert.
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Für die Plausibilitätsprüfung ist es zweckmäßig, den gemessenen Wert bzw. Kurvenverlauf der Strom- und/oder Leistungsaufnahme gegen wenigstens einen in der Gerätesteuerung hinterlegten Referenzwert/Referenzkurvenverlauf zu vergleichen. Bei einer Mindestabweichung des Messwertes vom Referenzwert bzw. der Messkurve von der Referenzkurve kann ein Fehlerfall erkannt werden, insbesondere auf eine fehlerhafte Verbindungsstelle und einen dadurch bedingt zu hohen Übergangwiderstand geschlossen werden. Die Definition einer Mindestabweichung hängt von den jeweiligen Lastschwankungen der einzelnen Verbraucher ab. In der Regel führt eine fehlerhafte Verbindungstelle zu einer enormen Erhöhung des Übergangswiderstandes, so dass die entsprechende Strom- und/oder Lastaufnahme von einem hinterlegten Referenzwert/Referenzkurve deutlich abweicht. Die Abweichungen zwischen Messwert/Messkurve sowie Referenzwert/Referenzkurve muss vorzugsweise für eine bestimmte Mindestzeit anhalten, um kurzfristige Strom- und/oder Lastspitzen, insbesondere beim Anschalten der Verbraucher, unberücksichtigt zu lassen.
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Ein passender Referenzwert/Referenzkurve kann beispielsweise pro Verbraucher bzw. für die Strom- und/oder Leistungsaufnahme einer Gruppe von Verbraucher bzw. für die Gesamtenergieaufnahme aller Verbraucher definiert sein.
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Bei dem wenigstens einen Referenzwert/Referenzkurve kann es sich um einen werkseitig fest in der Gerätesteuerung hinterlegten Referenzwert/Referenzkurve handeln. Alternativ dazu ist vorstellbar, dass der passende Referenzwerte/Referenzkurve während des regulären Gerätebetriebs bestimmt und in der Gerätesteuerung hinterlegt werden. Derartige, im Regelbetrieb bestimmbare Referenzwerte/Referenzkurven werden im Folgenden als plausible Erfahrungswerte/Erfahrungskurven bezeichnet. Entsprechende Referenzwerte/Referenzkurven bzw. plausible Erfahrungswerte/Erfahrungskurven werden von der Gerätesteuerung dann angenommen, wenn die Gerätesteuerung von einem regulären Gerätebetrieb ausgeht, d.h. kein Fehlerfall in der Versorgungsleitung erkannt wird.
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Ein plausibler Erfahrungswert/Erfahrungskurve kann beispielsweise einem zuletzt gemessenen Strom- und/oder Leistungsaufnahmewert/-kurve des Verbrauchers bzw. einer Verbrauchergruppe oder aller Verbraucher im Regelbetrieb des Kühl- und/oder Gefriergerätes entsprechen. Ebenso kann ein plausibler Erfahrungswert/Erfahrungskurve einen durchschnittlichen Strom- und/oder Leistungsaufnahmewert/-kurve wenigstens eines Verbrauchers, einer Verbrauchergruppe bzw. aller Verbraucher innerhalb eines definierbaren Zeitintervalls entsprechen. Auch ist die Verwendung eines gemessen Momentanwertes der Strom- und/oder Leistungsaufnahme eines Verbrauchers, einer Verbrauchergruppe oder aller Verbraucher während einer von der Gerätesteuerung als fehlerfrei erachteten Betriebsphase vorstellbar. Möglich ist auch die Verwendung eines maximalen Strom- und/oder Leistungsaufnahmewertes während eines Volllastbetriebs eines Verbrauchers, einer Verbrauchergruppe und/oder aller Verbraucher. Die von der Gerätesteuerung als plausibel eingestuften Referenzwerte/Referenzkurven bzw. Erfahrungswerte/Erfahrungskurven werden dann als Referenzwerte/Referenzkurven in der Gerätesteuerung hinterlegt und für die nachfolgende Plausibilitätsprüfung herangezogen.
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Für die Plausibilitätsprüfung ist jedoch nicht zwingend ein Referenzwert bzw. eine Referenzkurve notwendig. Bereits ein schwankender Messwert für die Strom- und/oder Leistungsaufnahme wenigstens eines Verbrauchers kann ein Indiz für einen Fehlerfall sein. Bspw. deuten sehr hohe kurzzeitige Stromunterschiede innerhalb weniger Sekunden auf einen Fehlerfall hin und genügen somit zur zuverlässigen Bewertung.
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Eine Strom- und/oder Lastmessung und nachfolgende Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise periodisch oder auch zufällig erfolgen. Denkbar ist die Ausführung des Verfahrens auch nach einem Wechsel des Betriebszustandes des Kühl- und/oder Gefriergerätes. D.h. beispielsweise nach einem Übergang des Kühl- und/oder Gefriergerätes von einer Ruhephase in eine Kühlphase mit laufendem Kompressor, oder nach erfolgter Aktivierung einer Abtauautomatik, etc.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren ist für die vorliegende Erfindung auch die erfindungsgemäße Verwendung des Verfahrens zur Erkennung von falsch ausgelegten Lötaugen von Relais zur Schaltung ein oder mehrerer Verbraucher eines Kühl- und/oder Gefriergerätes und/oder zur Erkennung von fehlerhaft produzierten elektrischen Verbindungssteckern und/oder fehlerhaft verbundenen elektrischen Steckverbindungen beansprucht. Das Verfahren kann bspw. im Bereich des Qualitätsmanagements in der Produktion von Kühl- und/oder Gefriergeräten zur Anwendung kommen. Eine Ausführung im Regelbetrieb bleibt dadurch unbenommen. Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Verwendung wird auf die vorstehenden Ausführungen zum Verfahren verwiesen
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Die Aufgabenlösung erfolgt neben dem beanspruchten Verfahren ebenfalls durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einer Gerätesteuerung, die zur Ausführung des vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist. Entsprechend umfasst die Gerätesteuerung folglich geeignete Mittel zur Messung der Strom- und/oder Leistungsaufnahme wenigstens eines Verbrauchers, einer Verbrauchergruppe bzw. aller Verbraucher sowie entsprechende Mittel zur Ausführung einer Plausibilitätsprüfung für die einzelnen Messwerte/Messkurven. Darüber hinaus können optional Speichermittel vorgesehen sein, die eine Hinterlegung passender Referenzwerte/Referenzkurven bzw. Erfahrungswerte/Erfahrungskurven für die Plausibilitätsprüfung ermöglichen.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1: Eine Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der gemessenen Leistungsaufnahme eines Verbrauchers über die Zeit und
- 2: eine weitere Diagrammdarstellung der Leistungsaufnahme eines elektrischen Verbrauchers des Kühl- und/oder Gefriergerätes.
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Wie bereits zuvor im einleitenden Teil der Anmeldung ausführlich beschrieben wurde, kann sich durch fehlerhafte Verbindungsstellen im elektrischen Versorgungsweg eines elektrischen Verbrauchers eines Kühl- und/oder Gefriergerätes der Übergangswiderstand deutlich erhöhen, was in Konsequenz Auswirkungen auf die Strom- und/oder Leistungsaufnahme des betriebenen Verbrauchers hat. Um fehlerhafte Verbindungsstellen, sei es durch Fertigungsfehler oder altersbedingte Verschleißerscheinungen, frühzeitig erkennen zu können, wird mittels der Gerätesteuerung in jedem Betriebszustand die Leistungs- bzw. Stromaufnahme des Gerätes bzw. einzelner Verbraucher oder Verbrauchergruppen gemessen und einer Plausibilitätsprüfung unterzogen.
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Für die Plausibilitätsprüfung kann entweder der gemessene Leistungs- bzw. Stromaufnahmewert bzw. die gemessene Strom- oder Leistungsaufnahmekurve mit einem werksseitig hinterlegten Referenzwert/einer hinterlegten Referenzkurve in der Steuerung verglichen werden oder alternativ ein Vergleich mit während des Betriebs gemessenen Vergleichswerten/Kurvenverläufen erfolgen. Bei einer nennenswerten Abweichung wird der betroffene Verbraucher, die zugeordnete Verbrauchergruppe oder im Einzelfall das gesamte Kühl- und/oder Gefriergerät abgeschaltet. Ergänzend oder alternativ kann dem Nutzer auch ein Kundendienstsymbol über ein Anzeigemittel des Kühl- und/oder Gefriergerätes angezeigt werden. Diese implementierte Gerätefunktion verhindert effektiv die Gefahr einer unzulässigen Erwärmung an fehlerhaften elektrischen Kontaktstellen.
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Alternativ kann der Messwert oder der Messwertverlauf innerhalb eines kurzen Zeitintervalls auf Auffälligkeiten, wie starke Stromschwankungen innerhalb weniger Sekunden, überprüft werden. Starke Stromschwankungen sind ein Indiz für einen Wackelkontakt in der Versorgungsleitung.
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Die 1 zeigt den charakteristischen Verlauf der Leistungsaufnahme bei einer fehlerhaften Verbindungsstelle im elektrischen Versorgungsweg eines Verbrauchers. Im Leitungsweg des Verbrauchers liegt an einer Verbindungsstelle ein Wackelkontakt vor. Die dadurch bedingte Widerstandsänderung führt zu der ersichtlichen massiven Schwankung in der Leistungsaufnahme (Kurve 1). Die massiven Abweichungen von einem Referenzwert werden durch die Gerätesteuerung erkannt und der zugeordnete Verbraucher wird deaktiviert und per Anzeigensymbol dem Nutzer angezeigt. Abweichungen von der Referenzleistungen müssen nicht nur einen bestimmten Wert übersteigen, sondern ebenfalls für eine bestimmte Mindestdauer auftreten, da es gerade beim Aktivieren eines Verbrauchers kurzfristige zu hohen Leistungsspitzen kommen kann, auch dann, wenn die Versorgungsleitungen voll funktionsfähig sind.
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2 zeigt beispielsweise eine aus dem Speicher des Kühl- und/oder Gefriergerätes ausgelesene Referenzkurve 2 für die mögliche Leistungsaufnahme des Verbrauchers. Ein Vergleich der 1, 2 zeigt die deutlichen Abweichungen zwischen beiden Kurven 1, 2.