Kühlmöbel
Die Erfindung betrifft ein Kühlmöbel, vorzugsweise eine Gefriertruhe, mit einem Gefrierraum zum Schnellgefrieren von Kühlgut, der mittels einer Kältemaschine kühlbar ist, die zum Schnellgefrieren des Kühlgutes mittels einer einen Istwertgeber aufweisenden selbsttätigen Schnellgefrierregelvorrichtung in Abhängigkeit einer vom Istwertgeber gefüllten Zustandsgrösse, die ein Mass für einen Temperaturzustand des zu gefrierenden Kühlgutes ist, ein- und ausschaltbar ist.
Damit die Eigenschaften von Lebensmitteln beim Gefrieren nicht nachteilig beeinflusst werden, ist es erforderlich, sie so rasch wie möglich auf Temperaturen von -7 bis -80C abzukühlen. Der weitere Abkühlungsvorgang bis zu den Lagertemperaturen von in der Regel -18 bis -30 C ist dann nicht mehr kritisch und kann zweckmässig langsamer erfolgen.
Zur Erzielung des Dauerlaufes der Kältemaschine während des Schnellgefrierens ist es bekannt, eine Zeitschaltuhr vorzusehen, die nach dem Einbringen frisch eingebrachter Lebensmittel den Dauerlauf der Kältemaschine während einer einstellbaren Zeitdauer aufrechterhält. Diese Lösung ist jedoch kompliziert und schliesst Bedienungsfehler nicht aus.
Bei einem anderen bekannten Kühlmöbel wird von Hand ein Schalter zum Einschalten des Dauerlaufes der Kältemaschine zum Zwecke des Schnellgefrierens geschlossen. In dem Gefrierfach ist ein Temperaturfühler so angeordnet, dass Kühlgut an ihn angelegt werden kann, um so die Oberflächentemperatur des Kühlgutes zu fühlen. Der Schalter wird durch diesen Temperaturfühler zur Beendigung des Schnellgefrierens selbsttätig geöffnet.
Diese Vorrichtung ist kompliziert, arbeitet lediglich halbautomatisch und schliesst Bedienungsfehler nicht aus.
Überdies muss der Temperaturfühler sehr weit in das Gefrierfach hineinragen, was nachteilig ist.
Ferner ist eine Gefriertruhe in Deutschland offenkundig benutzt, die ein Tiefkühlfach und ein Gefrierfach aufweist, wobei beide Fächer durch eine keine Kühlrohre aufweisende hohle Zwischenwand getrennt sind. In dem Hohlraum ist ein Temperaturfühler einer selbsttätigen Schnellgefrierregelvorrichtung angeordnet, die den zum Schnellgefrieren erforderlichen I)auerlauf der Kältemaschine bei Überschreiten einer bestimmten gefühlten Temperatur selbsttätig einschaltet und ihn wieder abschaltet, wenn die gefühlte Temperatur der eingestellten Lagertempertaur des Gefriergutes entspricht. Auch diese Lösung ist unwirtschaftlich, da der Dauerlauf der Kältemaschine unnötig lang bis zum Erreichen der sehr tiefen Lagertemperatur aufrechterhalten wird.
Ferner muss das zu gefrierende Gut an die keine Kühlrohre aufweisende Zwischenwand angelegt werden, so dass es in den an diese Wand anliegenden Bereichen nur relativ langsam gefriert. Auch ist die dem Gefrierfach zugeführte zeitliche Kälteleistung durch das Fehlen der Kühlrohre an der Zwischenwand in unerwünschter Weise vermindert.
Zweck der Erfindung ist es deshalb, diese Nachteile zu vermeiden und ein Kühlmöbel zum Schnellgefrieren von Kühlgut zu schaffen, bei dem das Schnellgefrieren bereits vor Erreichen der Lagertemperatur beendet werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäss ein Kühlmöbel der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Istwertgeber der Schnellgefriervorrichtung als Empfänger einer von im Gefrierraum befindlichem Kühlgut ausgehenden Wärmestrahlung ausgebildet ist.
Es zeigte sich, dass mit diesem Kühlmöbel das Schnellgefrieren besser und wirtschaftlicher als mit den bekannten Kühlmöbeln durchgeführt werden kann. Auch können trotz der selbsttätigen Schnellgefrierregelvorrichtung in sämtlichen Seitenwänden und in dem Boden des Gefrierraumes Kühlrohre verlegt sein, so dass das Schnellgefrieren optimal rasch erfolgt. Das Kühlgut braucht ferner nicht an einer bestimmten Stelle innerhalb des Gefrierfaches gelagert zu werden, so dass auch diese Fehlerquelle vermieden ist und keine Bedienungsfehler möglich sind.
Das Schnellgefrieren kann dank des Empfängers bzw.
Strahlungsempfängers bereits vor Erreichen der vorgesehenen Lagertemperatur des Gefriergutes beendet werden und das weitere An- und Abschalten der Kältemaschine in Abhängigkeit einer im Tiefkühlraum auftretenden Temperatur erfolgen.
Obwohl es besonders günstig ist, wenn die von dem Strahlungsempfänger gefühlte Temperatur ganz oder im wesentlichen nur durch die von dem Kühlgut ausgehende Wärmestrahlung bestimmt ist, ist es in der Praxis in vielen Fällen ausreichend, wenn diese Temperatur mindestens in dem während des Schnellgefrierens auftretenden Temperaturbereich, der gegen Ende des Schnellgefrierens erreicht wird, zusätzlich zu der Wärmestrahlung des Kühlgutes zu einem nicht unerheblichen Teil von der Lufttemperatur des Gefrierraumes beeinflusst wird.
Der Strahlungsempfänger kann vorteilhaft einen von der Wärmestrahlung temperaturbeeinflussten Strahlungsempfängerkörper und einen Temperaturfühler zum Fühlen der Temperatur dieses Strahlungsempfängerkörpers aufweisen.
Es ist bekannt, dass eine schwarze oder geschwärzte Oberfläche Wärmestrahlung optimal absorbiert. Es ist deshalb zweckmässig, wenn die Empfangsfläche des Strahlungsempfängers schwarz oder geschwärzt ist. Der Strahlungsempfänger kann gegebenenfalls als Wandung des Temperaturfühlers ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, wenn der Strahlungsempfängerkörper als eine verhältnismässig grossflächige, dünne Platte oder dergleichen aus Metall oder einem sonstigen wärmeleitenden Material ausgebildet ist deren Temperatur von einem Temperaturfühler gefühlt wird, der den bei Kühlmöbeln üblichen Temperaturfühlern mit Vorteil entsprechen kann, da es hierdurch gelingt, als Regelvorrichtung einen an sich bei Kühlmöbeln üblichen Thermostaten unter alleiniger Hinzufügung des Strahlungsempfängerkörpers vorzusehen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kühlmöbels anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines als Gefriertruhe ausgebildeten Kühlmöbels bei abgenommenen Gehäusedeckeln;
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Teilschnitt durch Fig. 1 gemäss der Schnittlinie II-II; und
Fig. 3 eine Schaltskizze des Erregerstromkreises der Kältemaschine des I(ühlmöbels nach Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Gefriertruhe weist ein eine Wärmeisolation aufweisendes Gehäuse 10 mit einem Gefrierraum 11 zum Schnellgefrieren von Kühlgut und einem grösseren Tiefkühlraum 12 zur langzeitigen Lagerung von tiefgefrorenem Kühlgut auf. Die die Kühlräume 11, 12 abschliessenden Deckel sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Unterhalb des wärmeisolierten Bodens des Gefrierraumes ist ein nicht dargestellter Maschinenraum für die ausserhalb der Wärmeisolation des Gehäuses i0 angeordneten Teile einer Kompressor-Kältemaschi ne in üblicher u. nicht näher dargestellter Weise angeordnet. Die Kühlrohre (Verdampferrohre) 13 der Kältemaschine sind wie üblich in den Wandungen der beiden Kühlräume 11, 12 verlegt, wie es in Fig. 2 ausschnittsweise dargestellt ist.
Sämtliche Kühlrohre können in an sich bekannter Weise in Reihe geschaltet sein und werden von dem einzigen Kompressor der Kältemaschine gleichzeitig mit Kältemittel beschickt. In sämtlichen Seitenwandungen und dem Boden des Gefrierraumes sind Kühlrohrschlangen verlegt, um ein rasches Schnellgefrieren zu erzielen.
Frische Lebensmittel werden zuerst in den Gefrierraum 11 eingelegt und rasch auf Temperaturen unter -7 bis -80C abgekühlt, worauf sie in den Tiefkühlraum 12 zur langzeitigen Lagerung eingebracht werden können.
Die Temperaturregeleinrichtung dieser Gefriertruhe weist einen Thermostat 15 zur Regelung der Innentemperatur des Tiefkühlraumes 12 und eine Schnellgefrierregelvorrichtung 14 zur Regelung des Schnellgefrierens auf.
Der Thermostat 15 weist einen an einer Seitenwand des Tiefkühlraumes 12 angeordneten üblichen Temperaturfühler 17 auf. Die Schnellgefrierregelvorrichtung 14 weist einen an der an die Aussenatmosphäre angrenzenden Seitenwandung 33 angeordneten Strahlungsempfänger 32 auf, der einen Temperaturfühler 16 hat. Die Temperaturfühler 16, 17 sind als mit je einem Fluidum gefüllte Rohre ausgebildet, die über Kapillaren in bekannter Weise mit als Stellglieder 18, 19 dienenden Druckdosen zum Öffnen und Schliessen der Schalter 20, 21 zusammenwirken. Die beiden Schalter 20, 21 sind in parallelen Stromzweigen 22, 23 des Erregerstromkreises des Kompressors der Kältemaschine angeordnet, wobei dieser Erregerstromkreis zwei Netzklemmen 24 für Netzanschluss und zwei Motorklemmen 25 aufweist.
Der Temperaturfühler 17 ist in an sich bekannter Weise unmittelbar an der durch eingebettete Kühlrohre gekühlten seitlichen Innenwand 26 des Tiefgefrierraumes angeordnet. Dagegen ist der Temperaturfühler 16 zur Bildung eines Strahlungsempfängers gemäss Fig. 2 in eine aus Kunststoff bestehende, quaderförmige Wärmeisolation 27 eingesetzt und steht in wärmeleitendem Kontakt mit einem auf dieser Wärmeisolation angeordneten, plattenförmigen Strahlungsempfängerkörper 29 aus einem die Wärme gut leitendem Metall.
Auf diese Weise nimmt der Temperaturfühler praktisch die Temperatur des Strahlungsempfängerkörpers an, dessen freie vordere Oberfläche 30 als Empfängerfläche einer von in dem Gefrierraum 11 befindlichen Kühlgut ausgehenden Wärmestrahlung dient und zu diesem Zweck vorteilhaft geschwärzt ist, während ihre Rückseite 31 zur Wärmeisolation an dem wärmeisolierenden Block 27 anliegt.
Der aus der Wärmeisolation 27, dem Temperaturfüh ler 16 und dem Strahlungsempfängerkörper 29 gebildete Strahlungsempfänger 32 ist an der eingebettete Kühlrohre 13 aufweisenden Seitenwandung 33 des Gefrierraumes so befestigt, dass die Temperatur des Strahlungsempfängerkörpers 30 von der ihn beaufschlagenden Wärmestrahlung des Kühlgutes und je nach der Temperatur des Kühlgutes auch zu einem geringen Teil von der Lufttemperatur des Gefrierraumes beeinflusst wird.
Bekanntlich sinkt der Einfluss der Wärmestrahlung mit abnehmender Temperatur des Kühlgutes in der vierten Potenz ab, so dass entsprechend der Einfluss der Lufttemperatur mit abnehmender Temperatur des Kühlgutes auf die Temperatur des Strahlungsempfängerkörpers ansteigt. Hierdurch gelingt es, in dem Temperaturbereich des Kühlgutes, in welchem es zur Vermeidung einer Schädigung bei voller Kühlleistung der Kältemaschine eingefroren werden muss, die Regelung mit in Abhängigkeit der Wärmestrahlung des Kühlgutes und damit dessen Temperatur durchzuführen, während nach Beendigung des Schnellgefrierens praktisch nur noch die Temperatur des Tiefkühlraumes geregelt wird. Zu diesem Zweck sind die von den beiden Stellgliedern 18 und 19 betätigbaren Schalter 20, 21 in parallelen Stromzweigen des in Fig. 3 dargestellten Erregerstromkreises angeordnet.
Es ergibt sich folgende Wirkungsweise:
Es sei angenommen, dass der Gefrierraum 11 mit frischem, noch relativ warmem Kühlgut beschickt wird.
Die von dem Kühlgut ausgehende Wärmestrahlung wärmt den Strahlungsempfängerkörper 29, so dass der Temperaturfühler 16 entsprechend erwärmt wird und mittels des Schalters 20 den Stromzweig 22 schliesst.
Falls die Kältemaschine zu diesem Zeitpunkt stillstand, läuft sie nunmehr auf volle Kühlleistung an. Falls dagegen zu diesem Zeitpunkt der Schalter 21 unter Steuerung des Temperaturfühlers 17 geschlossen war, läuft die Kältemaschine bereits mit voller Kühlleistung, so dass die Schliessung des Stromzweiges 22 bewirkt, dass bei öffnen des Schalters 21 die Kältemaschine nicht abgeschaltet wird, sondern so lange mit voller Kühlleistung weiterläuft, bis der Schalter 20 nach Beendigung des Schnellgefrierens des Kühlgutes mittels des von dem Strahlungsempfänger 32 gesteuerten Stellgliedes 18 geöffnet wird.
Da die volle Kühlleistung der Kältemaschine auch auf die Temperatur des Tiefkühlraumes 12 einwirkt, wird spätestens während des Schnellgefrierens der Schalter 21 geöffnet, so dass nach Beendigung des Schnellgefriervorganges eine Stillstandszeit der Kältemaschine eintritt und im weiteren der normale Regelvorgang abläuft, bei dem der Thermostat 15 die alleinige Regelung übernimmt. Dieser Thermostat 15 kann beispielsweise so eingestellt werden, dass er bei -180C schliesst und bei -280C öffnet.
Die Schnellgefrierregelvorrichtung 14 ist so eingestellt, dass der Schalter 20 bei einer ersten Temperatur des Temperaturfühlers 16 geschlossen wird, die beispielsweise -100C betragen kann und bei einer zweiten Temperatur des Temperaturfühlers 16 geöffnet wird, die so getroffen ist, dass sie sich nach dem Einbringen von warmem Kühlgut erst dann einstellt, wenn das Kühlgut auf eine Temperatur von mindestens -7 bis -8 C durchgefroren ist. In einem praktischen Fall war eine Öffnungstemperatur des Temperaturfühlers 16 von ungefähr -16 C ausreichend, um bei beliebigem Kühlgut das Schnellgefrieren sicher durchzuführen.
Und zwar muss diese Öffnungstemperatur niedriger als -7 bis -80C sein, da einerseits die Wärmestrahlung im wesentlichen aus oberflächennahen Schichten des Kühlgutes stammt, deren Temperatur niedriger als die in der Mitte des einzelnen Kühlgutstückes herrschende Temperatur ist, und andererseits bei der dargestellten einfachen Ausbildung des Strahlungsempfängers 32 auf diesen auch die Lufttemperatur des Gefrierraumes mit einwirkt, die während des Schnellgefrierens niedriger als die Temperatur des Kühlgutes ist.
Der in Fig. 2 dargestellte Strahlungsempfänger 32 ist besonders günstig, doch versteht es sich, dass der Strah lungsempfänger gegebenenfalls auch irgendeine andere geeignete, an sich bekannte Ausbildung aufweisen kann und in vielen Fällen zweckmässig auch so ausgebildet sein kann, dass er in dem in Frage kommenden Temperaturbereich praktisch nur auf die auftreffenden Wärmestrahlung anspricht. Zu diesem Zweck kann er beispielsweise als Bolometer oder dergleichen ausgebildet sein.
Eine für Gefrierräume besonders vorteilhafte Ausbildung des Strahlungsempfängers wird dadurch geschaffen, dass ihm ein Brennspiegel zugeordnet ist, der die Wärme strahlung bündelt und auf den in der Brennlinie oder dem Brennpunkt angeordneten Strahlungsempfänger lei tet. Der Spiegel kann hierbei mit Vorteil als Parabolspiegel ausgebildet sein. Wenn als Strahlungsempfänger ein bei Kältemaschinenaggregaten üblicher, rohrförmiger
Temperaturfühler verwendet wird, so wird das Rohr zweckmässig geschwärzt und der Brennspiegel aus einer ebenen Platte durch Biegen in der Weise hergestellt, dass der Querschnitt einen parabelförmigen Verlauf hat, wo bei die Erzeugenden gerade sind. Die Biegung des Parabolspiegels ist zweckmässig so stark, dass der Strahlungsempfänger in der Öffnungsebene oder in der Nähe der Öffnungsebene angeordnet werden kann.
Der Parabolspiegel kann ebenfalls an einer Seitenwand zusammen mit dem zweckmässig an ihm befestigten Strahlungsempfänger angeordnet werden.