DE10315523A1 - Refrigerator with adaptive automatic defrost and defrosting process for it - Google Patents
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Abstract
Ein Kältegerät umfasst ein einen Innenraum (2) umschließendes wärmeisolierendes Gehäuse (1) und einen in einem mit dem Innenraum (2) kommunizierenden Luftkanal (4, 5) angeordneten Verdampfer (7), eine Heizeinrichtung (8) zum Erwärmen des Verdampfers (7) und eine Steuerschaltung (10) zum Steuern des Betriebs der Heizeinrichtung (8). Die Steuerschaltung (10) ist mit einer an dem Luftkanal (4, 5) angeordneten Messeinrichtung (12, 13) zum Liefern eines für den Luftdurchsatz durch den Kanal (4, 5) repräsentativen Messsignals verbunden und ist eingerichtet, die Heizeinrichtung (8) in Betrieb zu nehmen, um den Verdampfer (7) abzutauen, wenn der erfasste Luftdurchsatz unter einen Grenzwert abfällt.A refrigeration device comprises a heat-insulating housing (1) enclosing an interior (2) and an evaporator (7) arranged in an air duct (4, 5) communicating with the interior (2), a heating device (8) for heating the evaporator (7) and a control circuit (10) for controlling the operation of the heater (8). The control circuit (10) is connected to a measuring device (12, 13) arranged on the air duct (4, 5) for supplying a measuring signal representative of the air throughput through the duct (4, 5) and is set up, the heating device (8) in Operate to defrost the evaporator (7) when the detected air flow falls below a limit.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit automatisch abtaubarem Verdampfer und ein Abtauverfahren dafür. Bei sogenannten No-Frost-Kältegeräten ist ein Verdampfer, der zum Kühlen eines mit Kühlgut bestückbaren Innenraums eines wärmeisolierenden Gehäuses dient, in einer von dem Innenraum abgetrennten Kammer untergebracht, die mit dem Innenraum über Luftdurchgangsöffnungen kommuniziert. Diese Kammer bildet zusammen mit den Durchgangsöffnungen einen Luftkanal, durch den hindurch Luft umgewälzt wird, um sie am Verdampfer abzukühlen und dem Innenraum wieder zuzuführen.The The present invention relates to a refrigerator with automatically defrostable Evaporator and a defrosting process therefor. In so-called no-frost refrigeration units an evaporator used for cooling one with refrigerated goods equippable Interior of a heat insulating housing serves, housed in a chamber separated from the interior, the one with the interior over Air passage openings communicated. This chamber forms together with the through openings an air duct through which air is circulated to the evaporator cool and feed the interior again.
Die Anbringung des Verdampfers in der abgetrennten Kammer erlaubt es, den Verdampfer, wenn sich an ihm eine kritische Eismenge gebildet hat, zu beheizen und dadurch abzutauen, während gleichzeitig die Luftumwälzung zwischen der Verdampferkammer und dem Innenraum ausgeschaltet wird, um zu verhindern, dass gleichzeitig mit der Kammer auch der Innenraum mit darin befindlichem Kühlgut erwärmt wird.The Attaching the evaporator in the separated chamber allows the evaporator if a critical amount of ice has formed on it, to heat and thereby defrost, while at the same time the air circulation between the evaporator chamber and the interior is turned off too prevent simultaneously with the chamber also the interior with refrigerated goods inside heated becomes.
Für eine wirtschaftliche Arbeitsweise eines solchen Kältegeräts ist es wichtig, dass der Verdampfer zuverlässig abgetaut wird, sobald eine kritische Eismenge am Verdampfer überschritten ist, denn das Eis isoliert den Verdampfer von der ihn umgebenden Kammer und beeinträchtigt so die Wirksamkeit der Kühlung. Der Gehäuseaufbau eines solchen Kältegeräts lässt im Allgemeinen nicht zu, dass ein Benutzer in die Verdampferkammer hineinschaut, um die Eismenge zu überprüfen und zu entscheiden, ob ein Abtauen notwendig ist oder nicht. Es ist daher eine automatische Steuerung der Abtauung erforderlich.For an economical It is how such a refrigerator works it is important that the evaporator is reliably defrosted as soon as a critical amount of ice on the evaporator has been exceeded because the ice isolates the vaporizer from the surrounding chamber and thus affects the effectiveness of cooling. The housing structure of such a refrigerator generally not for a user to look into the vaporizer chamber, to check the amount of ice and to decide whether defrosting is necessary or not. It is therefore automatic defrost control is required.
Wünschenswert wäre an sich, die Dicke einer Eisschicht am Verdampfer direkt messen zu können und anhand dieser Dicke automatisch zu entscheiden, ob eine Abtauung erforderlich ist oder nicht. Sensoren zum Erfassen der Eisdicke sind jedoch kostspielig, und ihre Lebensdauer ist deutlich kürzer als die der anderen Komponenten herkömmlicher Kältegeräte, so dass ihre Verwendung deren Reparaturanfälligkeit deutlich steigern würde.Desirable would be on to measure the thickness of an ice layer directly on the evaporator can and automatically use this thickness to decide whether a defrost is required or not. Sensors for measuring the ice thickness are expensive, however, and their lifespan is significantly shorter than those of the other components more conventional Refrigeration appliances so that their use significantly increase their susceptibility to repairs would.
Aus diesem Grund wird bei den meisten gegenwärtigen No-Frost-Kältegeräten ein zeitgesteuertes Abtauverfahren eingesetzt, d.h. eine Steuerschaltung des Kältegeräts löst jeweils in festen Zeitabständen einen Abtauvorgang aus. Diese Technik ist zwar robust und preiswert, sie hat jedoch den Nachteil, dass eine Anpassung an unterschiedliche klimatische Bedingungen, unter denen das Kältegerät betrieben wird, nicht möglich ist. D.h., ein im Mittel „angemessener" Zeitabstand zwischen zwei Abtauvorgängen kann leicht zu lang sein, wenn das Gerät in einer warmen Umgebung betrieben wird, in der mit jedem Öffnen der Tür eine große Menge an Feuchtigkeit in den Innenraum eingetragen wird und die Eisschicht am Verdampfer infolgedessen schnell anwächst, wohingegen beim Betrieb des Kältegeräts in einer kalten Umgebung mit geringem Feuchtigkeitseintrag ein längerer als der eingestellte Zeitabstand die Wirtschaftlichkeit des Kältegeräts verbessern könnte. Außerdem kann diese Technik nicht die Tatsache berücksichtigen, dass der Feuchtigkeitseintrag nicht allein von der Laufzeit des Geräts, sondern auch von der Zahl der Türöffnungen und mit der Art des in dem Gerät gelagerten Kühlgutes abhängt.Out for this reason, most current no-frost refrigeration units use time-controlled defrosting process used, i.e. a control circuit of the refrigerator releases in each case at fixed intervals defrosting. Although this technology is robust and inexpensive, however, it has the disadvantage that it can be adapted to different climatic conditions under which the refrigerator is operated is not possible. That is, an average "appropriate" time interval between two defrosts can easily be too long if the device is in a warm environment is operated in which a large amount of moisture is in each time the door is opened the interior is entered and the layer of ice on the evaporator as a result, grows rapidly, whereas when operating the refrigerator in one cold environment with low moisture input a longer than the set interval improves the efficiency of the refrigerator could. Moreover this technique cannot take into account the fact that moisture entry not only on the runtime of the device, but also on the number the doorways and with the type of in the device stored refrigerated goods depends.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät, das eine zuverlässige Beurteilung der an einem Verdampfer angesammelten Eismenge mit einfachen und robusten Mitteln ermöglicht, bzw. ein Verfahren zu schaffen, das ein reproduzierbares Abtauen jeweils bei Erreichen einer gegebenen Eismenge am Verdampfer erlaubt.task of the invention is a refrigerator, the one reliable Assessment of the amount of ice accumulated on an evaporator with simple and robust means enables or to create a process that allows reproducible defrosting allowed each time the evaporator reaches a given amount of ice.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.The Task is solved through a refrigerator with the Features of claim 1 and a method with the features of Claim 10.
Die Erfindung nutzt die Tatsache, dass der freie Querschnitt des Luftkanals, in dem der Verdampfer angeordnet ist, begrenzt ist und dazu neigt, mit zunehmender Eismenge, die sich am Verdampfer niederschlägt, abzunehmen. Indem die daraus resultierende Veränderung des Luftdurchsatzes durch den Kanal erfasst wird, kann indirekt auf die Eismenge und damit auf die Notwendigkeit eines Abtauvorgangs rückgeschlossen werden.The Invention takes advantage of the fact that the free cross section of the air duct, in which the evaporator is located, is limited and tends to increasing amount of ice that is deposited on the evaporator. By the resulting change in air flow through the channel can indirectly affect the amount of ice and thus concluded that defrosting is necessary become.
Zum Erfassen des Luftdurchsatzes durch den Kanal kommen diverse Techniken in Betracht. Die unmittelbarste ist wohl, im Kanal einen durch den Luftstrom im Kanal zu einer Bewegung antreibbaren Körper anzuordnen und diesem einen Sensor zur Erfassung der Bewegung zuzuordnen. Wenn der Luftdurchsatz des Kanals so weit abnimmt, dass ein vorgegebener Grenzwert der Geschwindigkeit unterschritten wird, so bedeutet dies, dass eine Abtauung erforderlich ist.To the Various techniques are used to measure the air flow through the duct into consideration. The most immediate is probably one in the channel by the air flow to arrange a body drivable in the channel for a movement and this assign a sensor to detect the movement. If the air flow of the channel decreases so far that a predetermined limit of the Speed is undershot, it means that a Defrosting is required.
Anstelle eines beweglichen Elementes kann auch ein elastisches Element im Luftkanal vorgesehen werden, das durch den Luftstrom lediglich statisch ausgelenkt wird, und dessen Auslenkung durch einen Sensor erfasst wird. Hier wird ein Abtauvorgang als notwendig erkannt, wenn die Auslenkung des elastischen Elements unter einen vorgegebenen Grenzwert abfällt.Instead of a movable element can also be an elastic element in the Air duct are provided, which is only static by the air flow is deflected, and its deflection is detected by a sensor becomes. Here a defrosting process is recognized as necessary if the Deflection of the elastic element below a predetermined limit drops.
Eine andere Möglichkeit zur Erfassung des Luftdurchsatzes ist die Nutzung des Bernoulli-Effekts, d.h. der Tatsache, dass an einem strömenden Medium ein niedrigerer hydrostatischer Druck gemessen wird als an einem stehenden Medium. Um hier ein möglichst großes Messsignal zu erhalten, kann in dem Luftkanal ein Engpass vorgesehen werden, an dem besonders hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten, und ein Drucksensor in der Nähe dieses Engpasses platziert werden.A different possibility The Bernoulli effect, i.e. the Fact that on a flowing medium a lower hydrostatic pressure is measured than at one standing medium. To be as possible here great To obtain the measurement signal, a bottleneck can be provided in the air duct where particularly high flow velocities occur, and a pressure sensor near this Bottlenecks are placed.
Eine andere Möglichkeit ist, durch den Luftdurchsatz im Kanal beeinflusste Wärmegradienten auszunutzen. Hierfür sind zwei Temperatursensoren erforderlich, die thermisch unterschiedlich eng an eine Wärmequelle oder -senke bzw. an die Luft im Kanal gekoppelt sind. Je geringer der einen Temperaturausgleich bewirkende Luftdurchsatz im Kanal ist, um so größer sind die Temperaturdifferenzen, die zwischen diesen zwei Sensoren auftreten können. Infolgedessen wird hier eine kritische Abnahme des Luftdurchsatzes dann festgestellt, wenn die Differenz zwischen den von den zwei Sensoren erfassten Temperaturen einen Grenzwert überschreitet.A different possibility is to exploit thermal gradients influenced by the air flow in the duct. Therefor two temperature sensors are required that are thermally different close to a heat source or sink or are coupled to the air in the channel. The less the air flow in the duct, which brings about temperature compensation, are the bigger the temperature differences that occur between these two sensors can. Consequently if a critical decrease in the air throughput is found here, if the difference between those detected by the two sensors Temperatures exceed a limit.
Als Wärmequelle für diese Ausgestaltung der Erfindung kommt, wie auch von Luftdurchsatz-Messeinrichtungen im Automobilbau bekannt, ein elektrisch beheizter Draht in Betracht. Die Heizleistung eines solchen Drahtes kann so gering sein, dass sie die Energiebilanz des Kältegeräts nicht merklich beeinträchtigt. Vorzugsweise jedoch wird man als Wärmesenke den notwendigerweise vorhandenen Verdampfer selbst nutzen.As heat source for this Embodiment of the invention comes, as well as air flow measuring devices known in automotive engineering, an electrically heated wire into consideration. The heating power of such a wire can be so low that the energy balance of the refrigerator is not noticeable impaired. However, it is preferred to be the heat sink Use existing evaporator yourself.
Um eine möglichst große Temperaturdifferenz erfassen zu können, ist ein erster der Temperatursensoren vorzugsweise unmittelbar am Verdampfer angeordnet.Around one if possible size To be able to detect temperature difference is a first of the temperature sensors preferably arranged directly on the evaporator.
Besonders bevorzugt ist, diesen Temperatursensor an einem vereisungsfähigen Bereich des Verdampfers zu platzieren, so dass eine isolierende Eisschicht, die gegebenenfalls den Temperatursensor überdeckt, die zwischen den zwei Temperatursensoren messbare Temperaturdifferenz mit zunehmender Schichtdicke noch weiter verstärkt.Especially is preferred, this temperature sensor on an icable area of the evaporator, so that an insulating layer of ice, which may cover the temperature sensor that is between the two temperature sensors measurable temperature difference with increasing layer thickness reinforced even further.
Der zweite Temperatursensor ist vorzugsweise an einem Ausgang des Kanals angeordnet.The second temperature sensor is preferably at an outlet of the channel arranged.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention result from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:
Die
Verdampferkammer
In
der unteren Öffnung
Zum
Abtauen beaufschlagt die Steuerschaltung
Wenn
das Windrad
Bei
der anhand von
Die
erste Messschaltung
Eine
fünfte
Ausgestaltung der Erfindung ist in
Mit
zunehmender Dicke der Eisschicht
Wenn,
wie hier dargestellt, der Temperatursensor
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20131101 |