CN102788468A - 具有风扇的家用制冷器具 - Google Patents

Abstract

一种制冷器具，尤其家用制冷器具，包括储藏室（1）、间歇地冷却该储藏室（1）的蒸发器（2）、用于驱动储藏室（1）中的空气循环的风扇（6）和用于使空气循环方向在蒸发器（2）的每个运行阶段（[t0，t1]，[t2，t3]）中换向的控制器件（13，14，15）。

Description

具有风扇的家用制冷器具

技术领域

本发明涉及一种制冷器具，尤其是家用制冷器具，具有储藏室、间歇地冷却该储藏室的蒸发器和用于驱动中的空气循环的风扇。

背景技术

这种制冷器具已经以多种方案公知。风扇可以在这种制冷器具中用于加强蒸发器上的热交换和/或通过不同温度的空气量的混合而导致储藏室中的均匀的温度分布。

这种均匀的温度分布对于制冷器具的高能效运行具有重要意义，这是因为，为了能够将易变质的冷藏物在制冷器具中安全地存放特定时间段，即使在储藏室的最热的点上也不允许超过所要求的最高储藏温度。如果储藏室中的温度分布不均匀，则必须将储藏室的一些部分冷却到远远低于该最高储藏温度，以确保，在这个冷藏室中都不超过最高储藏温度。为了使这些较冷的区域保冷，需要高的冷却功率，这导致制冷器具的能效差。

即使小心地优化空气引导系统，也不难完全抑制储藏室中的温度梯度。原因是，在储藏室中循环的空气在其整个循环路径上吸收热，以致储藏室的那个被循环空气在最后才到达的区域必然不能和刚从蒸发器冷却出来的空气所流过的区域一样地被深冷。

发明内容

本发明的目的是，提供一种制冷器具，尤其家用制冷器具，其中改善了储藏室内的温度分布的均匀性。

对于制冷器具尤其理解为家用制冷器具，即这样的制冷器具：用在家务中的家务管理或者也可能用在餐饮业中，尤其用于在确定温度下存放一般家庭用量的食品和/或饮料，例如冷藏柜、冷冻柜、冷藏冷冻组合、冷冻箱或葡萄酒储藏柜。

该任务的解决方案是，一种制冷器具、尤其家用制冷器具，其包括储藏室、间歇地冷却该储藏室的蒸发器和用于驱动该储藏室中的空气循环的风扇，该制冷器具装备有附加的用于使空气循环的方向在蒸发器的每个运行阶段中换向的控制器件。循环方向的该换向导致，储藏室的那个在循环空气以第一方向循环时在循环的末尾时才到达的区域在循环方向换向后被刚在蒸发器上冷却过的空气加载。因此，储藏室的那些在以第一方向循环时可能冒过热危险的区域在循环方向换向后被最优地冷却，在整个储藏室平均达到冷却功率的均匀分布。

储藏室中的循环方向的换向可借助布置在空气路径上的活门达到，或者以更简单并且节省位置的方式通过风扇运转方向的换向达到。

可实现蒸发器的间歇式，其方式是，所述控制器件包括一用于检测储藏室的温度的温度传感器并且被装备用于，在高于上极限温度时启动蒸发器的运行阶段并且在低于下极限温度时结束蒸发器的运行阶段。

为了触发换向，按照第一方案，所述控制器件可以包括一定时器，该定时器用于，在蒸发器的每个运行阶段开始之后以预给定的延时提供方向转换命令。

该定时器可以被装备用于，在重新经过所述预给定的延时（或者一个不同的第二预给定延时）之后重复所述方向转换命令并且在必要时在蒸发器的一个运行阶段过程中引起多个方向变换。但一个运行阶段中的方向变换的数量不应过大，尤其不大于10，因为过于频繁的方向变换会导致：储藏室的在空气循环路径上与蒸发器相对的区域与靠近蒸发器的区域相比被冷却得较弱，并且因此在这些循环方向中的一个方向上暴露在蒸发器的新鲜的冷却空气中。

为了能够使方向变换的次数保持少并且保证，分配到不同循环方向上的运行阶段份额基本一样长（或者遵守预给定的相互比例），控制器件还可以包括用于测量蒸发器的一个运行阶段的持续时间并根据测得的持续时间预给定下一运行阶段的延时的器件。

当按时间控制循环方向之间的换向时可能出现，不能达到运行阶段在不同循环方向上的希望的分配，因为运行阶段的持续时间根据环境温度而波动。因此，按照第二方案，循环换向的控制不是按时间控制，而是按温度控制，即在储藏室的温度下降到处于两个极限温度之间的转换温度以下时控制换向。

在此，即使在每个运行阶段中循环方向仅变换一次，也可以确定，在每个循环方向上分配大致相同的运行阶段份额，其方式是，转换温度与每个极限温度之间的差等于两个极限温度之间的差值的至少三分之一，至少45%更好。

也可以在由极限温度限界的区间内分布多个转换温度，以便在蒸发器的每个运行阶段中引起多次循环方向变换。

由于储藏室中的热空气趋向于向上，通常是储藏室上部区域在蒸发器处于停机阶段时最强地变热。为了在蒸发器的每个运行阶段开始时优先冷却这样的区域，符合目的的是，在蒸发器的每个运行阶段开始时空气循环的方向是相同的，尤其是，在蒸发器的每个运行阶段开始时空气循环的方向这样确定：使得在蒸发器上冷却的空气首先被输送给储藏格的上部区域，然后才输送给储藏格的下部区域。

附图说明

本发明的其它特征和优点借助下面参考附图的实施例描述解释清楚。从说明书和附图中还可得知实施例的那些没有在权利要求中提到的特征。这些特征也可以以和这里专门公开的组合不同的组合方式出现。因此，在同一个句子中或者在其它形式的上下文相互关联中提到多个这样的特征的事实不能说明这样的推论：它们只能以这种特定公开的组合方式出现；取而代之，原则上认为，从这些多个特征中也可以省去或者变化个别特征，只要不影响本发明的功能。附图示出：

图1本发明制冷器具的一个示意性横剖面；

图2图1的制冷器具的储藏格中的温度作为时间函数的按照本发明第一方案的示例性变化曲线以及由此得出的风扇运行曲线；

图3按照本发明第二方案的温度变化曲线和风扇运行曲线；以及

图4按照本发明第三方案的温度变化曲线和风扇运行曲线。

具体实施方式

图1以示意性横剖面示出一家用制冷器具的储藏格1，在此是组合制冷器具中的冷藏格。与储藏格1的后壁相邻地布置了一板状的蒸发器2。该蒸发器2在此自由悬置地布置在储藏格1的内部，使得它在两侧被空气绕流；但也可以按常见的方式使用一被夹在储藏格的内部容器3和包围该内部容器的隔绝材料层4之间的冷壁（Coldwall）蒸发器或使用一紧凑的片式蒸发器。

在储藏室1的后上角，在遮蔽板5的后面安置了一风扇6。遮蔽板5的边缘与内部容器3一起限界两个通道7，8，通过这些通道，风扇6根据运行方向不同可以抽吸在蒸发器2上冷却的空气并沿着储藏格1的顶部向储藏格的门9的方向吹出，或者从门9侧抽吸并吹过蒸发器2。在第一种情况下空气循环沿顺时针方向穿过储藏格1，通过由顶部和最上面的拉出盒10限界的水平通道向前朝向门9，在该门9的内侧和拉出盒10的前侧之间向下，在储藏格1的底部和最下面的拉出盒10之间返回后壁并在该后壁上沿着蒸发器2向上，如图中用箭头所示。由于循环空气在接近其循环末尾时才到达最下面的拉出盒10并且储藏格1的隔热在门9的边缘上最弱，在空气循环沿顺时针方向时，对最下面的拉出盒10的前部区域11的冷却最弱。

如果风扇6变换其旋转方向，则空气沿逆时针方向循环并且在经过蒸发器2之后首先沿着最下面的拉出盒10的下侧扫过，以便接着沿着门9上升。在这种情况下，最下面的拉出盒10在其整个深度上被良好地冷却；取而代之，如果空气始终在逆时针方向上循环，则会使最上面的拉出盒10的前部区域12变成储藏格1的最热区域。

蒸发器2以常见并因而在此未详细描述的方式与这里未示出的液化器和压缩机一起是制冷机的一部分，该压缩机驱动制冷剂循环通过液化器和蒸发器。压缩机的运行也以常见方式通过控制电路13控制，该控制电路与一布置在储藏格1上的温度传感器14连接。储藏格的额定温度Ts可由使用者在控制电路13上设定。为了使储藏格1的温度平均地保持在该额定温度Ts，当由温度传感器14检测到的格内温度T达到值Ts+ε时，该电路接通压缩机，并且，当温度T下降到温度Ts-ε时，又关闭压缩机。风扇6可以与压缩机同时地或者相对于压缩机略微延迟地被接通和关闭。由于压缩机和风扇的运行时间之间一般可能有的时间偏差与运行阶段的长度相比很小，在下面的说明中为了简单而将其忽略。

图2包括两个曲线图，其中的上面一个表示储藏格1中的温度T在时间t的进程中的变化。在时刻t0，温度T达到接通阈值Ts+ε，使得压缩机接通并且蒸发器2开始冷却储藏格1。温度T下降，直至在时刻t1达到关闭阈值Ts–ε。压缩机被关闭，储藏格1又缓慢变热，直至在时刻t2又达到接通阈值Ts+ε，重复循环。

附图2的第二个曲线图表示出风扇6在该时间的运行。当蒸发器2开始冷却储藏格1时，控制电路13也接通风扇6，确切地说首先以如用箭头所示驱动空气循环沿顺时针方向通过储藏格1的运转方向。原因是，在蒸发器2和风扇6的之前的静止阶段中侵入到储藏格1中的热基本上聚集在储藏格的上部区域中并且因此希望，此时可支配的冷却功率首先输送给该上部区域。控制电路13的定时器15与风扇6同时投入运行，该定时器在一预给定的、典型地为几分钟的固定的时间段δ结束之后发出一方向转换命令。然后，风扇6变换其旋转方向，空气开始在逆时针方向循环。同时，定时器重新启动并且在重新经过时间段δ之后在时间t0+2δ提供一新的变换方向命令，使得空气又开始在顺时针方向循环。该过程一直周期性重复，直至达到关闭温度Ts+ε并且蒸发器2和风扇6又关闭。

只有在蒸发器的运行阶段[t0，t1]的持续时间t1–t0是δ的偶数倍时，运行阶段才在沿顺时针方向的空气循环的时间和沿逆时针方向的空气循环的时间上分配相同的部分。因此，如果如在前例中所规定运行阶段始终以顺时针方向的空气循环开始，则优先使区域12冷却的时间段在任何运行阶段中都不会比优先使区域11冷却的时间段更长，这会导致，区域12中的温度12在多个运行阶段上的时间平均值（以及峰值）比在区域12中高。

克服该问题的第一种可能性是，缩短时间段δ。然而该时间段在任何情况下不能比通过储藏室循环一次所需的时间短，因为否则储藏格1的靠近门的部分总体冷却得差。

第二种可能性是，为顺时针方向的循环和逆时针方向的循环设置两个不同的时间段δ，δ′。通过使用于逆时针方向的循环的时间段δ′设置得比用于顺时针方向的循环的时间段δ长（蒸发器的运行阶段以该顺时针方向的循环开始），可以实现，在多个运行阶段上平均，空气在两个方向上等时长地循环。

避免该问题的第三种可能性是按照本发明第二方案的控制策略，它借助附图3的曲线图解释。蒸发器2和风扇6的运行阶段在该方案中和在图2的方案中一样由此开始：风扇6在时间段δ中在顺时针方向上驱动空气循环并且在该时间段结束后在时刻t0+δ变换其运转方向。从该时刻起控制电路13测量直至在时间t1达到关闭温度Ts–ε所经过的时间段Δ并且对蒸发器2的在时间t2开始的下一运行阶段确定Δ和迄今的δ值的平均值作为新值：

$\mathrm{\δ}:=\frac{\mathrm{\δ}+\mathrm{\Δ}}{2}$

如果后面的运行阶段和前面的运行阶段刚好一样长，则运行阶段由此分为两个等长的部分，在这些部分中空气顺时针或逆时针循环。

当然也可以想到，测量运行阶段[t0，t1]的总持续时间并且除以一个小的偶数，以便得到蒸发器2的下一运行阶段[t2，t3]中的具有相应变化的空气循环方向的时间段δ的数量。

根据制冷器具的结构类型和储藏格1中的空气循环比不同，可以想到，如果具有顺时针空气循环的时间区间和具有逆时针空气循环的时间区间精确地等长，则不能达到区域11，12中的平均温度精确相等。因此，为了达到良好地平衡区域11，12中的温度，也可以有意义的是，有目的地使蒸发器2的每个运行阶段上的不同循环方向的份额不等长。例如，如果证实，当两个循环方向的份额相等时区域11平均比区域12更热，则当例如每个运行阶段的持续时间的55%分配到顺时针循环上而仅45%分配到逆时针循环上时，可以实现更好的温度均衡。

运行阶段在不同循环方向上的符合目的的分配也可以在没有任何时间测量的情况下实现，如借助附图4的曲线图所解释的那样。接通温度Ts+ε和关闭温度Ts–ε之间的区间在此划分成四个等大的具有边界T1，T2，T3的区间。每当达到这些区间边界之一时风扇6就变换其运转方向。如果温度T在运行阶段过程中线性下降，则在每个运行阶段中产生四个等长的、分别具有不同空气循环方向的时间段。显然，在这里温度区间的数量也可以视目的而定选择得更大或更小，并且，如果为了平衡区域11，12中的温度而需要，也可以将分配到第一循环方向上的温度区间选择得比相应的另一循环方向上的更宽。

Claims (11)

1.制冷器具，尤其是家用制冷器具，具有储藏室（1）、间歇地冷却该储藏室（1）的蒸发器（2）和用于驱动储藏室（1）中的空气循环的风扇（6），其特征在于，设有用于在蒸发器（2）的每个运行阶段（[t0，t1]，[t2，t3]）过程中使空气循环的方向换向的控制器件（13，14，15）。

2.如权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，风扇（6）的运转方向可通过所述控制器件（13，14，15）换向。

3.如权利要求1或2所述的制冷器具，其特征在于，所述控制器件（13，14，15）包括一用于检测储藏室（1）的温度的温度传感器（14）并且被装备用于使蒸发器（2）的运行阶段（[t0，t1]，[t2，t3]）在高于上极限温度（Ts+ε）时启动并且在低于下极限温度（Ts-ε）时结束。

4.如前述权利要求之一所述的制冷器具，其特征在于，所述控制器件（13，14，15）包括一定时器（15），该定时器被装备用于，在蒸发器（2）的每个运行阶段（[t0，t1]，[t2，t3]）开始（t0，t2）之后以一预给定的延时（δ）提供一个方向转换命令。

5.如权利要求4所述的制冷器具，其特征在于，所述定时器（15）被装备用于，在重新经过所述预给定延时（δ）之后或者在经过一第二预给定延时之后重复所述方向转换命令。

6.如权利要求4或5所述的制冷器具，其特征在于，所述控制器件（13，14，15）还包括用于测量蒸发器（2）的一个运行阶段（[t0，t1]）的持续时间（δ+Δ）并根据测得的持续时间对下一运行阶段（[t2，t3]）预给定延时（δ）的器件。

7.如权利要求3所述的制冷器具，其特征在于，所述控制器件（13，14，15）被装备用于，当储藏室（2）的温度（T）下降到处于两个极限温度（Ts-ε，Ts+ε）之间的转换温度（T1，T2，T3）以下时，转换空气循环的方向。

8.如权利要求7所述的制冷器具，其特征在于，转换温度（T2）与每个极限温度（Ts-ε，Ts+ε）之间的差的量值是两个极限温度（Ts-ε，Ts+ε）之间的差值（2ε）的至少三分之一。

9.如权利要求7所述的制冷器具，其特征在于，在由所述极限温度（Ts-ε，Ts+ε）限界的区间内分布多个转换温度（T1，T2，T3）。

10.如前述权利要求之一所述的制冷器具，其特征在于，在蒸发器（2）的每个运行阶段（[t0，t1]，[t2，t3]）开始（t0，t2）时空气循环的方向是相同的。

11.如权利要求10所述的制冷器具，其特征在于，在蒸发器（2）的每个运行阶段（[t0，t1]，[t2，t3]）开始（t0，t2）时空气循环的方向这样确定：使得在蒸发器（2）上冷却的空气首先被输送给储藏格（1）的上部区域（12）并且然后被输送给该储藏格（1）的下部区域（11）。

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