CN103597305A - 单回路式制冷器具 - Google Patents

Abstract

一种制冷器具，尤其是家用制冷器具，具有一制冷剂回路，在该制冷剂回路中，一压缩机（8）与至少一个配属于冷的存放格（2）的第一蒸发器（6）和一串联地连接在该第一蒸发器（6）后的、配属于暖的存放格（3）的第二蒸发器（7）连接。一控制电路（12）与该暖的存放格（3）的第一温度传感器（13）连接，以便在由该第一温度传感器（13）所感测的温度（T；T1）高于一极限值（Tmax）时和在从压缩机（8）的在前的关断起所经的时间段超过一极限值（taus）时，使所述压缩机（8）接通。

Description

单回路式制冷器具

本发明涉及一种制冷器具、尤其一种家用制冷器具，该制冷器具具有一制冷剂回路，在该制冷剂回路中，一压缩机与至少两个蒸发器连接，所述蒸发器分别配属于不同地调节温度的存放格。这些蒸发器可以在该制冷剂回路中并联并且可以设置有一换向阀，以根据在哪个存放格中存在冷却需求而定来以制冷剂供应两个蒸发器之一。相比而言，在所谓的单回路式制冷器具中，两个蒸发器相互串联连接，从而来自压缩机的制冷剂首先流经第一蒸发器并且随后流经第二蒸发器。因为这类制冷器具不需要用于控制制冷剂流的换向阀，它们可被牢固和便宜地制造。

这种单回路式制冷器具的压缩机的运行传统上借助一温度传感器来调节，该温度传感器布置在由第二蒸发器冷却的存放格中。如果该温度传感器确定了冷却需求，则制冷剂也经第一蒸发器循环，与第一蒸发器的存放格是否实际具有冷却需求无关。为了尽管缺少调节而第一存放格还是具有合适的温度，蒸发器和存放格的尺寸确定、存放格的隔热强度、制冷剂质量流、绝对的压缩机运行时间和其他参数必须准确地相互协调。然而仔细的协调也仅能够实现在一狭窄的环境温度区间内的满意运行。如果环境温度过高，则较暖的存放格的冷却需求比较冷的存放格的冷却需求以百分数计地更迅速地提高，从而，当温度传感器布置在较暖的格中时，较冷的格的温度下降到额定范围之下。然而，不必要地强烈的冷却导致提高的能量需求。反之，如果环境温度过低，则较暖的格的冷却需求比较冷的格的冷却需求更剧烈地下降。其后果可能是较冷的格未被充分地冷却，由此可能损害较冷的格中的冷却物的可保存性。

该问题的长期以来已知的解决方案是所谓的冬季接通。借助于该冬季接通，用户能够在普通运行方式和用于冷的环境的运行方式之间转换。在后一种运行方式中，在较暖的存放格中运行一加热装置，该加热装置导致，该格的温度传感器比没有加热装置的情况更频繁地报告冷却需求。这样，压缩机运行得足够频繁，以引起较冷的格的充分冷却。然而，该制冷器具的效率被该附加的加热装置显著地损害了。

由DE 10 064 318 A1已知一种制冷器具，该制冷器具包括：一制冷剂回路，在该制冷剂回路中，一压缩机与至少一个配属于冷的存放格的第一蒸发器和在串联中连接在该第一蒸发器后的、配属于暖的存放格的第二蒸发器连接；和一控制电路，该控制电路与暖的存放格的第一温度传感器连接，以便在由该第一温度传感器所感测的温度高于一极限值时接通压缩机。如果较冷的存放格上的第二温度传感器确定了冷却需求，则使压缩机接通一短的时间，从而液态的制冷剂虽然到达较冷的存放格的在制冷剂回路中处于下游的蒸发器中，但是不到达较暖的存放格的处于上游的蒸发器中。以这种方式，能够基本上使冷却作用限制到实际存在冷却需求的那个存放格上。

虽然这样能够省去传统地、低能效地加热较暖的存放格，但是在较冷的格上安装第二温度传感器并且与控制电路布线的必要性又导致提高的制造成本。

因此，本发明的任务是实现一种单回路式制冷器具，该单回路式制冷器具提供可能性：其存放格之一在有需求的情况下被优选冷却，而为此不需要在该存放格上有温度传感器。

该任务得以解决，其方式是，在一种制冷器具中，该制冷器具具有一制冷剂回路，在该制冷剂回路中，一压缩机与至少一个配属于冷的存放格的第一蒸发器和串联地连接在该第一蒸发器后的、配属于暖的存放格的第二蒸发器连接，该制冷器具并且具有一控制电路，该控制电路与该暖的存放格的第一温度传感器连接，以便在由该第一温度传感器所感测的温度高于一极限值时使所述压缩机接通，该控制电路还设置得用于，在从压缩机的在前的关断起所经的时间段超过一极限值时，使所述压缩机接通。

制冷器具尤其指家用制冷器具，即用于家庭中的家用或者也可用于餐饮领域中的制冷器具，并且尤其用于在确定的温度下储存家庭常用量的食物和/或饮料，例如冷藏柜、冷冻柜、冷藏冷冻组合柜、冷冻箱或者储酒柜。

本发明基于这样的认识：基本上仅当制冷器具的环境中的温度低时，压缩机的长时间的关断阶段才会出现。因此，如果从压缩机的在前的关断起所经的时间段已超过一极限值，由此可推出：该环境温度这样低，使得仅仅通过由第一温度传感器所控制的压缩机运行不再确保较冷的存放格的充分冷却。因此，通过在过长的停止状态之后也接通压缩机，即使在环境温度低的情况下也能够在冷的存放格中保持一充分低的温度，而不需为此直接测量冷的存放格中的温度。因此，与在冷的存放格上安装温度传感器有关的成本能够被节省；关断持续时间的根据本发明所必需的测量相比而言能够便宜得多地实现，因为该测量不需要任何布线。在使用可编程的控制电路情况下，例如基于微处理器，该测量能够仅以编程技术实现进而能够几乎无费用地实现。

由于超过所述关断时间的极限值所触发的接通阶段应比由于高于所述温度的所述极限值所触发的接通阶段短，由此，在第一种情况下由压缩机所转换的液态制冷剂基本上保持在第一蒸发器中并且由此主要对冷的存放格的冷却有利。

根据第一构型，所述控制电路可以设置得用于，使由于超过所述关断时间的极限值所触发的接通阶段在压缩机运行的一确定的时间段之后终止。该时间段通常应这样选择，使得在该时间段中被转换的制冷剂体积大约相应于第一蒸发器的容量。

替代地或者也与以上描述的时间控制相结合地，所述控制电路也可以设置得用于，当在所述暖的存放格的一温度传感器上感测到一第一温度下降时，使由于超过所述关断时间的所述极限值所触发的接通阶段终止。该第一温度下降可以非常小，在考虑温度传感器的感测精度的情况下一旦能够可靠地识别到温度的下降趋势，优选应立即关断压缩机。这尤其适用于这种情况：由于构型简单，所讨论的温度传感器为以上提及的第一温度传感器并且该第一温度传感器布置得不与第二存放格的蒸发器直接地接触，因为在这种情况下，当液态的制冷剂到达第二蒸发器上时，第一温度传感器才识别到一温度下降。

如果所述控制电路以已知的方式设置得用于，当在所述第一温度传感器上感测到一第二温度下降时，使由于高于所述温度的所述极限值所触发的接通阶段终止，所述第一温度下降则应该比第二温度下降至少明显地更微弱，以确保，在压缩机由于高于时间极限值而接通的情况下可供使用的冷却功率主要对冷的存放格有利。

优选地，触发所述接通阶段的终止的温度传感器应为布置在暖的存放格的蒸发器上的第二温度传感器。该第二温度传感器比在暖的存放格上与该蒸发器隔开间距地布置的第一温度传感器迅速得多地感测到液态制冷剂到达该蒸发器上，并且能够使到达第二蒸发器上的液态制冷剂的量最小化。这种第二温度传感器的成本比冷的存放格上的温度传感器的成本低，一方面因为能够为第一和第二温度传感器使用共同的电缆束，并且另一方面因为在许多传统的单回路式制冷器具中本来就在蒸发器上设置有这种温度传感器，以借助于该温度传感器防止蒸发器结冰。

本发明的其他特征和优点根据实施例的以下描述参考附图清楚得知。由这些描述和附图也得知实施例的在权利要求中未提及的特征。这些特征也能够以和这里特别公开的组合不同的形式出现。因此，多个这样的特征在相同的句子中或以其他的上下文相互关系提及，并不得出这样的结论，即，这些特征仅能够以特别公开的组合出现；取而代之，原则上认为，只要本发明的功能性不存在问题，则在多个这样的特征中也能够去掉或略改变个别特征。附图示出：

图1根据本发明的第一构型的家用制冷器具的示意性横截面；

图2由制冷器具的控制电路所实施的工作方法的流程图；

图3根据本发明的第二构型的家用制冷器具的示意性横截面；和

图4由图3的制冷器具的控制电路所实施的工作方法的流程图。

在图1中示意性示出的制冷器具的壳体包括一本体1，该本体具有两个不同地调节温度的存放格，例如一作为冷格的冷冻格2和一作为暖格的普通冷藏格3。在本体1上铰接有用于封闭所述格2，3的门4，5。在这里，在每个格2，3的背壁上示出冷壁类型的蒸发器6，7，但是也可以设置无霜蒸发器，而无需对本发明的以下还被描述的特点进行重要的改变。

蒸发器6，7连同压缩机8、冷凝器9、节流部位17和可能的阻断阀18都为该制冷器具的制冷剂回路的部件。在压缩机8的压力接头10和抽吸接头11之间，冷凝器9、节流部位17、冷冻格2的蒸发器6和普通冷藏格3的蒸发器7串联地连接，从而来自冷凝器9的液态制冷剂仅能够穿过节流部位17和蒸发器6到达蒸发器7。阻断阀18耦合到压缩机8上并且正好在压缩机接通时打开。通过阻断阀18在压缩机8的关断阶段中阻断，在关断阶段期间也在冷凝器9中维持高的压力，从而在接通之后液态制冷剂在节流部位17的出口上立即可供使用。

电子的控制电路12，优选基于微处理器，与布置在普通冷藏格3上的温度传感器13和计时器14连接。计时器14包括振荡器，例如石英振荡器，该振荡器为微处理器提供系统时钟。用于从该系统时钟导出定量的时间信号的方法优选通过微处理器的程序例行流程来产生，该程序例行流程对振荡器的时钟脉冲计数并且给出代表被计数的脉冲的数量的数字信号。

控制电路12可以连同温度传感器13以开关照明装置组件的形式安装在普通冷藏格3的内壁上或者在格2，3之外例如与压缩机8相邻地安装在制冷器具的机器室15中并且通过电缆束16与温度传感器13连接。

图2直观示出控制电路12的工作方法。该方法循环地重复，从而原则上可任意确定一方法步骤作为开始步骤。在这里，在压缩机8关断之后将计时器复位到零的步骤S1被选择为开始步骤。在步骤S2中，将普通冷藏格3的由温度传感器13所感测的温度T与由用户调节的接通临界值Tmax相比较。如果高于该临界值，则该方法分岔到步骤S3，在该步骤中接通压缩机8。随后，控制电路12在步骤S4中一直保持原状直到在普通冷藏格中所测量的温度低于一关断阈值Tmin。一旦是这种情况，则在步骤S9中又关断压缩机8并且该方法返回到出发点。

反之，如果在步骤S2中还未达到接通温度Tmax，则该方法过渡到步骤S5并且询问计时器14的时间测量值t。只要该时间测量值小于一最大允许的关断时间段taus，则该方法返回到步骤S2。这样，步骤S2，S5循环地重复这样长时间，直到或者达到接通温度Tmax或者达到最大允许的关断时间段taus。

如果超过最大允许的关断时间段taus，则与普通冷藏格3中的温度值无关地在步骤S6中接通压缩机8，并且在步骤S7中使计时器14复位。随后在步骤S8中监控计时器8，直到由它测量的时间t达到最大允许的接通时间段tein。一旦是这种情况，则在步骤9中控制电路12关断压缩机8，并且该方法返回到起点S1。

根据压缩机8的压缩量（Durchsatz）和蒸发器6的容量这样选择时间tein，使得它正好足以使蒸发器6中的内容更换，也就是说，到压缩机8的接通时间点，包含在蒸发器6中的制冷剂蒸汽被排出并且由至少部分液态的、来自冷凝器9的制冷剂所取代。被排出的、具有冷冻格温度的制冷剂蒸汽向普通冷藏格3的蒸发器7的流入在该处不具有值得一提的冷却作用。反之，冷冻格2被有效地冷却，因为在压缩机8关断之后液态的制冷剂停留在蒸发器6中并且在该处蒸发。

在图3中示出的制冷器具与图1的制冷器具的不同在于第二温度传感器19，该第二温度传感器布置在普通冷藏格3的蒸发器7上并且通过电缆束16的一分支与控制电路12连接。传统上和也在本发明的范围内，温度传感器19可以用于，感测蒸发器7冷却到0摄氏度并且在这种情况下使压缩机8关断以避免在蒸发器上形成损害蒸发器7效率的冰层。在无霜蒸发器的情况下，可以允许冷却到0摄氏度以下；在这种情况下，温度传感器19可以用于，一旦超过0摄氏度的温度升高表明沉积在该蒸发器上的冰全部消除，则使蒸发器7的除霜加热装置关断。

温度传感器19在本发明的范围内的意义依据图4的流程图、图3中的制冷器具的控制电路12的工作方法明确地示出。和参考图2相同地描述步骤S1到S6；其中，图4中的符号T1与图2中的符号T完全相同地表示由普通冷藏格3中的温度传感器13所测量的温度。

在步骤S6中接通压缩机的同时，控制电路12在步骤S7’中读取温度传感器19并且将蒸发器温度T2的由该温度传感器所测量的值作为T2，0存储。随后在步骤S8’中等待直到温度传感器19报告一比T2，0低至少一小值ε的温度。这种温度降低表明液态的制冷剂到达蒸发器7上并且导致压缩机在步骤S9中关断。通常，该温度差ε明显小于接通温度Tmax和关断温度Tmin之间的差，从而压缩机8的由于超过压缩机8的最大允许的关断时间段taus所触发的运行阶段比由于高于接通温度Tmax所触发的运行阶段短。

然而，与图2的工作方法中不同，在超过最大的关断时间段taus情况下的接通阶段的持续时间不是不变的。如果到步骤S6的时间点还有液态的制冷剂剩余在蒸发器6中，即冷冻格2的冷却需求小，那么到在步骤S8’中蒸发器7的冷却被确定所经过的时间段也短。这样，步骤S6和步骤S9之间的接通阶段的持续时间与冷冻格2的制冷需求自动地相匹配，即使在冷冻格2中完全不进行温度测量。因此，最大的关断时间段taus可以选择得比图1和2的构型情况下的短，而不导致冷冻格2的不必要的、消耗能量的过度冷却。

Claims (7)

1.制冷器具，尤其是家用制冷器具，具有一制冷剂回路，在该制冷剂回路中，一压缩机（8）与至少一个配属于冷的存放格（2）的第一蒸发器（6）和一串联地连接在该第一蒸发器（6）后的、配属于暖的存放格（3）的第二蒸发器（7）连接，该制冷器具并且具有一控制电路（12），该控制电路与该暖的存放格（3）的第一温度传感器（13）连接，以便在由该第一温度传感器（13）所感测的温度（T；T1）高于一极限值（Tmax）时使所述压缩机（8）接通，其特征在于，所述控制电路（12）还设置得用于，在从所述压缩机（8）的在前的关断起所经的时间段超过一极限值（taus）时，使所述压缩机（8）接通。

2.根据权利要求1的制冷器具，其特征在于，由于超过关断时间的所述极限值（taus）所触发（S5，S6）的接通阶段（S6-S9）比由于高于所述温度的所述极限值（Tmax）所触发（S2，S3）的接通阶段短。

3.根据权利要求1或2的制冷器具，其特征在于，所述控制电路（12）设置得用于，使由于超过所述关断时间的所述极限值（taus）所触发（S5，S6）的接通阶段在一确定的时间段（tein）之后终止（S9）。

4.根据前述权利要求之一的制冷器具，其特征在于，所述控制电路（12）设置得用于，当在所述暖的存放格（3）的一温度传感器（19）上感测（S8’）到一第一温度下降（ε）时，使由于超过所述关断时间的所述极限值（taus）所触发（S6，S6）的接通阶段终止。

5.根据权利要求4的制冷器具，其特征在于，所述控制电路（12）设置得用于，当在所述第一温度传感器（13）上感测到一第二温度下降（Tmax-Tmin）时，使由于高于所述温度的所述极限值（Tmax）所触发（S2，S3）的接通阶段终止，其中，所述第一温度下降（ε）比所述第二温度下降（Tmax-Tmin）微弱。

6.根据权利要求4或5的制冷器具，其特征在于，触发所述接通阶段的终止（S9）的所述温度传感器（19）为布置在所述暖的存放格（3）的所述蒸发器（7）上的第二温度传感器（19）。

7.根据前述权利要求之一的制冷器具，其特征在于，在所述制冷剂回路中，一阻断阀（18）布置在一冷凝器（9）和所述蒸发器（6，7）之间。

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