CN104713309B - 具有多个温度区域的制冷设备及温度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制冷设备(10)，其具有在冷藏室(13)的区域中竖直地设置的至少一个开口(151、161)或在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间延伸的多个开口，其中，在这些开口或该开口后面在冷却空气通道中设置具有另外多个开口(153、163)的可运动的挡流元件(152、162)或在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间延伸的开口，使得通过移动挡流元件(152、162)可使在冷却空气通道和冷藏室之间的各开口的有效横截面至少部分地不同地改变并且因而对于制冷设备中多个区域的温度可单独被调节。

Description

具有多个温度区域的制冷设备及温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种制冷设备、尤其是家用冰箱并且特别是嵌入式冰箱，其具有工作空间，该工作空间被分为多个温度区域，以及涉及一种用于控制温度区域的控制装置和控制方法。
背景技术
常见的家用冰箱通常具有两个分离的工作空间，它们被保持在不同的温度上。这两个工作空间通常被称为冷冻室或冷藏室并通过绝热的中间壁相互被隔开并且配设有各自的门。通常这两个室也与各单独的制冷系统相连，以便可以在每个室中设定希望的温度。
但在现代的家用冰箱中越来越受欢迎的是，可以在冷藏室内部设定不同的温度。一方面可以使在冷藏室中的物品被存放在对于它们合适的或优选的温度下。另一方面将具有相对较高温度、例如室温的物品放到冷藏室中可能在该物品被放置区域中短时需要增强的冷却。
例如由EP 0713064B1和EP 0805320B1已知另外的冰箱，其中，在冷藏室区域中的温度通过对冷却空气流的控制来实现。希望的冷却空气流借助旋转的活门与温度相关地被设定，这些活门沿着例如冷藏室的后壁分布。
发明内容
鉴于已知的现有技术，本发明的任务在于提供一种制冷设备、尤其是家用冰箱，其具有工作空间，该工作空间被分为多个温度区域，以及提供一种用于制冷设备的温度区域的控制装置和控制方法，它们在机械上是鲁棒的并且在简单的结构形式情况下还实现良好地控制冷藏室的不同区域中的温度。
该任务被一种制冷设备解决。据此，制冷设备在冷却空气通道和冷藏室之间具有在冷藏室的区域中竖直地在多个温度区域上延伸的至少一个开口或在运行中在多个温度区域上分布的多个开口。在该开口或这些开口后面设置可运动的挡流元件，使得通过挡流元件的移动可以使所述该开口或这些开口的有效横截面至少部分地以对于各温度区域不同的方式改变。
在此挡流元件优选是由塑料或金属制成的面状元件，其具有在冷藏室区域中竖直地在多个温度区域上延伸的至少一个开口或在多个温度区域上分布的多个开口。在此挡流元件可以优选作为弯曲形式的扁平构件以或作为卷成圆柱体的构件被安装到制冷设备中。这些有效横截面优选通过所述通向冷藏室的一个或多个开口与挡流元件的在冷藏室后面安置的一个或多个开口的重叠度来得到。
在一个优选具体实施例中，冷却空气通道具有用于冷却空气的、在运行中基本上竖直定向的第一输入通道和用于冷却空气的、在运行中基本上竖直定向的第一输出通道，其中，不仅输入通道而且输出通道分别具有开口以及配设于这些开口的挡流元件。在两个通道后面的挡流元件的应用实现在相同开口数量的情况下各温度区域的更精确控制。
在此优选给输入通道配设的挡流元件的运动与给输出通道配设的挡流元件的运动是同步的，尤其是使得在一个温度区域中通向两个通道的各开口的横截面以相同方式变化。用于两个通道的各挡流元件的同步或者说耦合可以以机械方式或通过共同的控制装置实现。但是给输入通道配设的挡流元件的运动也可以独立于给输出通道配设的挡流元件的运动而实现。因此例如在设立不同大小的各温度区域情况下实现更高的灵活性，其方式为：例如各挡流元件同时释放在输入通道中的各开口和相对于这些开口竖直错开地设置在输出通道中的各开口。
特别优选输入通道和输出通道是两个平行设置的冷却空气通道。在此两个通道的竖直设置的开口被如此布置，使得通过冷藏室的冷却空气流在制冷设备的运行中可以基本上水平地延伸。特别优选输入通道和输出通道从制冷设备的基座件延伸至制冷设备的盖件，并特别优选分别靠近、尤其是邻接于冷藏室的后壁的角部区域。
在挡流元件上的各开口优选被如此设置，使得在用于在冷藏室中至少两个或至少三个温度区域的挡流元件的各最大位置之间在挡流元件和具有开口的冷却空气通道的壁之间相对运动时在一个温度区域中冷却空气通道和冷藏室之间的总开口扩大，而通向其他温度区域的对应的总开口同时减小。
挡流元件的运动优选是线性运动或旋转运动。在本发明的特别优选的实施形式中挡流元件在运行中仅线性地在竖直方向上运动。所述运动并且因而通至冷却空气通道的所述一个或多个开口的横截面的变化可以在各离散位置之间进行或连续地进行。
挡流元件的运动可以手动地实现，但优选通过连接到冰箱控制装置上的电机实现。对挡流元件的位置的调节在此优选在顾及温度测量的情况下实现、尤其是对于每个区域所测定的温度。对此制冷设备优选具有在冷藏室上分布地设置的多个温度传感器。在本发明的另一方案中对挡流元件的运动的控制也可以根据冷藏室中的分隔底板的位置实现并且在此可以在冷藏室中产生具有可变高度的温度区域。
另外优选，使冷却空气回路只在基座区域中从蒸发器旁边经过，使得冷却空气通道或者说输入通道和输出通道的竖直区段与蒸发器的构件无关并且尽管在其中设置的挡流元件仍可以保持扁平的或具有用于冷却空气的相对较大的自由横截面。
附图说明
本发明另外的构造、优点和应用由各从属权利要求以及由借助各附图的后续说明得出。其中示出：
图1是冰箱的平行于各侧壁的示意性竖直剖视图；
图2是冰箱的平行于门或后壁的示意性竖直剖视图；
图3是到冰箱的内部空间中的示意性透视图；并且
图4A和4B解释了根据本发明的实施例的具有挡流元件的离散位置和连续位置的温度控制的图样；
图5A和5B解释了具有弯曲挡流元件的实施例。
具体实施形式
在下面的附图中以三个不同视图说明按本发明的嵌入式冰箱的一个实施例。在此方位说明如前、后、下、上、后侧、前侧等通常是针对在其运行准备的位置的设备而言的。
冰箱10具有工作空间，该工作空间通过绝热的中间壁11被分隔为冷冻室12和冷藏室13。在工作空间的下方设置具有冷却装置14的基座区域。该冷却装置以本身已知的方式包含压缩机、至少一个或两个冷凝器、至少一个或两个蒸发器以及一个或多个风机，它们都未被示出。控制装置17控制冰箱的有源部件。接口171用于给冰箱供应电能。
在基座区域中的风机驱动空气通过冷却空气回路，该冷却空气回路从冷却装置14的蒸发器通向竖直延伸的输入通道15中，该输入通道在用于冷冻室12和用于冷藏室13的分隔壁和冰箱10的后壁之间延伸。沿着输入通道15的竖直部分，在冷藏室13中设置沿着制冷设备的后壁的一个竖排的多个缝隙形的开口151。
竖直的输出通道16在后壁的对置的侧面上延伸，该输出通道通过一排缝隙形的开口161与冷藏室13相连。因此流过冷藏室的冷却空气流优选在开口151和开口161之间进行，如在附图中通过虚线示出的箭头所示。
两排开口151、161与在冷藏室内的多个储物格131相交。这些储物格可以如所示那样构造为扁平的底部件，也可以构造为抽屉。通过各储物格131冷藏室在竖直方向上被分成多个区域，在这些区域之间冷却空气的交换是困难的。在邻近的两个储物格131之间冷却空气基本上沿水平方向运动，也就是说从开口151到在相同的两个邻近的储物格131之间的最近的开口161。
输出通道16在制冷设备的基座区域内结束。输出的空气随后再次被风机引导经过在基座区域中的冷却装置14的蒸发器并且然后又以冷却空气形式提供给输入通道15。
为了调节和控制不同的温度区域，在输入通道15中在具有通至冷藏室的开口151的区域后面设置具有开口153的挡流元件152。挡流元件152在竖直方向上至少沿着通至冷藏室13的开口151所处的区域延伸。
在输出通道16中在具有通至冷藏室的开口161的区域后面设置具有开口163的挡流元件162。挡流元件162在竖直方向上至少沿着通至冷藏室13的开口161的区域延伸。
两个板件与一个电机或多个电机172相连。电机例如可以是直线电机或步进电机。当然也可以通过合适的耦合装置或变速装置(例如心轴)使用旋转电机。为了驱动该电机或这些电机，它们与制冷设备10的电供给装置相连。借助电机两个挡流元件152、162可以同步地在竖直方向上沿着各开口151、161运动。因此电机172例如可以像在图1所示的那样被设置在顶盖区域中并在那里借助拉索使挡流元件运动。如果例如给每个挡流元件提供至少一个单独的驱动装置，则各挡流元件152、162也可以异步地运动。由此可以使多个区域同时被冷却，其方式为：空气横向地被引导经过多个区域。
各挡流元件可被保持在导轨中或借助侧面上的辊子被保持在其水平位置上。
对于这种制冷设备的温度控制的实施例在图4A和4B中示意性被示出。沿顺时针方向看，四个分图的每一个都示出，在挡流元件152、162的哪些位置上时哪些开口151、161对于冷却空气来说是打开的或关闭的。
所述控制不仅包括可以使冷却空气在冷却空气回路中循环的风机的运行，而且包括各挡流元件152、162相对于通向冷藏室13的开口151、161的运动。后者在图4A和4B中示出，其中，为了清楚说明控制过程，在图4A中所示的挡流元件152相对于其在制冷设备中的位置向一侧偏移地被示出。在输出通道16中设置的挡流元件162与之相反仅通过该挡流元件对开口161的作用而可见。
在所示的实施例中通向冷藏室的开口151、161彼此之间具有相同尺寸和相等的间距。在挡流元件152、162上的开口153(和163)与之相比虽然不仅彼此之间而且与各开口151、161在尺寸上是相同的，但彼此之间至少部分地在邻近的开口之间具有不同的间距。这些不规律的间距与所希望的温度区域的数量和各开口151、161之间的间距有关并且例如可以通过简单的计算机模拟获得。
在图4A中的左上方的分图中示出在其在制冷设备中最大竖直位置上的挡流元件152、162。在该位置上挡流元件152、162关闭所有通至冷藏室13的开口151、161，但除了分别成对地处在相同高度上或着说竖直位置上的相应的四个开口。这些开口配设给冷藏室的一个温度区域Z2或者说实现在运行中在开放的、未被盖住的开口151、161之间的区域Z2相对冷藏室的其他区域增强的冷却。
在图4A中的右上方的分图中示出，挡流元件152、162从它们在制冷设备中的最大竖直位置被移动到第一较低位置上。在该位置上各挡流元件关闭所有通至冷藏室13的开口151、161但除了在Z2上方的区域Z1中的分别成对地处于相同高度上或者说竖直位置上的相应的四个开口。这些开口配设给冷藏室的温度区域Z1或者说在运行中实现在开放的、未被盖住的开口151、161之间的区域Z1相对于冷藏室的其他区域增强的冷却。
以类似方式在左下方的分图中示出了进一步向下运动的挡流元件152、162并且当前给区域Z3送风。在右下方的分图中挡流元件152、162在其最小的竖直位置上并且区域Z4被冷却。
因此在所示的实施例中，制冷设备可以被分成四个温度区域。在此应注意的是，直线地在竖直方向上运动的一个或两个扁平的挡流元件152、162足以建立这些区域。因此冷却循环的输入和输出通道也可以保持为扁平的，这尤其是在嵌入式冰箱情况下证明为有利的。
在图4A中仅示出各挡流元件的同步运动。这些挡流元件也可以异步运动，使得在冷却空气再次离开冷藏室13之前，该冷却空气流过多个区域并冷却这些区域。例如挡流元件152可以在输入通道中占据如在图4A中的右上方分图中所示的位置，而挡流元件162在输出通道中占据如在图4A中的左上方分图中所示的位置。在这样一个位置上通过Z1和Z2标记的区域可以作为一个温度区域被冷却。
温度控制可以得到改善，其方式为：储物格131被设置在两个区域之间的区域中，如这两个区域通过开口151、161、152、162的布置被预设。由此减小在各区域之间的空气循环。因此优选储物格被固定地安装在冰箱中或者给使用者提供用于活动的储物格的对应的安装说明，例如通过本身指明在制冷设备中的各区域的位置和/或范围的色码。
各温度区域之一可以是冷冻室12，例如可以是最高的区域Z1或最低的区域Z4。对此作为选择地，借助可运动的挡流元件152、162实现的控制可以仅局限于冷藏室13并且在冷冻室12中的温度可以借助单独的装置被控制。
在图4A中各开口151、161、153、163的相对位置和尺寸被如此选择，使得产生四个离散的布置方案，这些布置方案与温度区域Z1-Z4相对应。各开口151、161、153、163的相对位置和尺寸的这种离散分布可以很好地优化将冷藏室分为四个预设的温度区域。当各开口151、161、153、163的相对位置和尺寸定位于连续控制时，则可以实现在温度区域的尺寸和/或数量方面的更高灵活性。在此也产生如在图4B中所示的那样开口151、161、153、163的部分重叠。在图4B中冷却空气的流型图41(flow pattern)表明了，在所示的设定时在哪些位置或区域Z上预期为最大冷却。
为了更精确地控制温度区域，制冷设备可以设有传感器173。这些传感器例如可以是温度传感器，这些温度传感器测定在每个区域中的温度并传送到控制装置17上。控制装置17可以响应各传感器173的温度测量而激活各电机172并且如此调节挡流元件152、162，使得可以实现希望区域的冷却。
在另一个变型方案中，位置传感器例如也可以用于测定各储物格131安装高度或位置。因此控制装置17能够根据各储物格131的位置来控制挡流元件152、162。据此，使用者可以通过对储物格131的简单调整位置来改变冷藏室中的温度区域的分配和温度区域的容积。
通向冷藏室的开口151、161为保护输入和输出通道15、16及可运动的挡流元件152、162可以通过一个具有栅格的间隔的盖件或通过经由气流可运动的活门被保护。它们在附图中未被示出。具有朝向侧面的竖直缝隙的面状的向后的盖件可以例如尽管存在在其后方的开口151、161仍然向后基本上平面地和全面地将冷藏室13的内部空间盖住，因此制冷设备的利用和清洁不会通过该区域冷却受影响。
输入通道15和输出通道16由于其扁平的构造方式也可以连同可运动的挡流元件152、162分别在侧壁的后面和/或制冷设备的门的内部设置。
输入通道15和输出通道16可以与制冷系统的其他元件如蒸发器、冷凝器或风机的构件保持独立或基本上独立。这样有利于各通道的扁平设计。
在本申请中本发明的优选实施例被描述的同时，还要清楚指出的是，本发明不局限于这些实施例并且还可以在后面的各权利要求的范围内以其他方式设计。
因此在上述的实施例中扁平设计的各挡流元件也可以构造为空心圆柱体，如在图5A和5B中所示。在这些实施例中各开口151被设置在一个朝向冷藏室倒圆角的角部区域中，该角部区域部分地在附图中示出。在角部区域后面的空间中设置圆柱形的挡流元件152，该挡流元件在运行中可以被旋转。通过各开口153在圆柱体152上的分布可以有选择地打开或关闭朝向冷藏室的开口151。为了输入和/或输出冷却空气，冷却空气可以被引导穿过圆柱体152的内部。
在图5A的实施例中在圆柱形挡流元件152上的开口153是离散的开口。在图5B的实施例中示出了一个开口153，该开口为竖直延伸的并且至少部分地围着圆柱体轴线缠绕的缝隙形式。在此，如在上述的实施例中那样，替代许多开口，温度区域的控制也可以通过唯一一个、较大的开口实现。由于通向温度区域的开口的有效总横截面可以通过在挡流元件上的开口的和通向冷藏室的开口的相对位置或运动被调节，所以清楚的是，在固定的和可运动的构件之间的开口151、161、153、163的位置和尺寸是可变换的。
例如可能的是，通向冷藏室的各开口的横截面不是通过相继设置的各开口的相对重叠被控制，而是例如通过挡流元件具有销或轮廓面替代开口，所述销或轮廓面与通向冷藏室的各开口中的一个开口的一个或多个盖活门共同作用。通过挡流元件的运动，借助盖活门的强制运动可以以希望的方式设定各开口的或多或少的开放的横截面面积。

Claims (13)

1.制冷设备，其包括具有至少两个温度区域(Z、Z1-Z4)的冷藏室(13)，该制冷设备在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间具有竖直地在冷藏室(13)的高度的主要部分上延伸的至少一个开口或具有在冷藏室(13)的高度的主要部分上分布的多个开口(151、161)并且在该开口或这些开口(151、161)后面设置可运动的挡流元件(152、162)，使得通过挡流元件(152、162)的运动至少部分地将该开口或这些开口(151、161)的第一部分关闭并且通过该同一个运动至少部分地将该开口或这些开口(151、161)的第二部分打开，该制冷设备具有竖直地且平行地延伸的至少两个冷却空气通道(15、16)，其中第一冷却空气通道作为输入通道(15)用于将空气输送到冷藏室中，而第二冷却空气通道作为输出通道(16)用于从冷藏室(13)中输出空气，使得经过冷藏室(13)的冷却空气流在制冷设备的运行中能够在基本上水平的方向上穿过在大致相同高度上设置的各开口部分或穿过在大致相同高度上设置的多个开口(151、161)，其特征在于，给所述输入通道(15)和输出通道(16)分别配设挡流元件。
2.按权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备是家用冰箱。
3.按权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，在所述挡流元件(152、162)上设置一个开口或多个开口(153、163)，使得当在挡流元件(152、162)的用于冷藏室中的至少两个或至少三个温度区域(Z、Z1-Z4)的各最大位置之间在挡流元件(152、162)和具有一个开口或多个开口(151、161)的冷却空气通道(15、16)的壁之间相对运动时，在一个温度区域中在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间的总开口变大，而通向其他区域的相应的总开口同时变小。
4.按权利要求1至3之一所述的制冷设备，其特征在于，给输入通道(15)配设的挡流元件(152)的运动与给输出通道(16)配设的挡流元件(162)的运动是同步的。
5.按权利要求4所述的制冷设备，其特征在于，给输入通道(15) 和输出通道(16)配设的各挡流元件能够通过各挡流元件的机械耦合或通过共同的控制同步地运动。
6.按权利要求1至3之一所述的制冷设备，其特征在于，所述挡流元件(152、162)的运动局限于线性的竖直运动或局限于在冷却空气通道(15、16)中的旋转运动，和/或
在所述挡流元件(152、162)上的依次相继的各开口(153、163)的间距和/或横截面至少部分地不同于通向冷藏室的依次相继的各开口(151、161)的间距和/或横截面，和/或
所述挡流元件(152、162)是面状构件并具有在冷藏室(13)的高度的主要部分上延伸的至少一个开口或在冷藏室(13)的高度的主要部分上分布的多个开口(153、163)并且以扁平的形式或以弯曲的形式被安装在制冷设备中。
7.按权利要求1至3之一所述的制冷设备，其特征在于，在所述冷藏室(13)中的各温度区域(Z、Z1-Z4)通过各储物格(131)被隔开。
8.按权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，该制冷设备包括用于测量储物格位置的至少一个位置传感器和根据储物格的位置来控制挡流元件的控制装置。
9.按权利要求3所述的制冷设备，其特征在于，冷却空气通道(15、16)还具有通向在冷藏室(13)上方或下方设置的冷冻室(12)的开口(151、161)，并且挡流元件(152、162)沿着冷藏室(13)和冷冻室(12)延伸，使得冷冻室能够像温度区域那样被冷却。
10.用于控制在制冷设备(10)的冷藏室(13)的至少两个区域(Z、Z1-Z4)中温度的方法，为了在一个区域(Z、Z1-Z4)中调节到所希望的温度，使具有一个开口或多个开口(153、163)的挡流元件(152、162)相对于在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间的一个开口或多个开口(151、161)运动，并且通过挡流元件(152、162)的运动至少部分地关闭配设于第一区域(Z、Z1-Z4)的一个开口的部分或多个开口(151、161)并且至少部分地打开配设于第二区域(Z、Z1-Z4)的一个开口的部分或多个开口(151、161)，冷却空气通道(15、16) 是输入通道(15)或输出通道(16)，其特征在于，分别使挡流元件在输入通道(15)中和在输出通道(16)中运动。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，所述制冷设备(10)是家用冰箱。
12.按权利要求10所述的方法，其特征在于，测定每个区域(Z、Z1-Z4)的温度并由此导出一个参数，该参数确定挡流元件(152、162)相对于在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间的各开口(151、161)的位置。
13.按权利要求 10至12之一所述的方法，其特征在于，所述挡流元件(152、162)相对于在冷却空气通道(15、16)和冷藏室(13)之间的各开口(151、161)排的位置根据储物格(131)的在运行中可变的位置进行调节。
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