DD259547A3

DD259547A3 - Schaltungsanordnung zur elektronischen steuerung und regelung von haushaltkaeltegeraeten

Info

Publication number: DD259547A3
Application number: DD29076086A
Authority: DD
Inventors: Olaf Laske; Rainer Sopart; Gerd Timm; Barbara Duebbers
Original assignee: Berlin Fahrzeugausruestung
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1988-08-31
Also published as: BG49001A1; PL265977A1; SU1665204A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronischen Steuerung und Regelung in Haushaltkaeltegeraeten, insbesondere solchen mit zwei Temperaturzonen, bei denen ein gemeinsamer Kaeltekreislauf durch einen Verdichter und ein Magnetventil betrieben wird. Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aufbereiteten Anfordersignale der Kuehlfaecher auf ein Verknuepfungsglied gelangen, welches ueber eine Zeitverzoegerungsschaltung mit dem Leistungsschalter des Verdichtermotors bzw. dem des Magnetventils verbunden ist. Durch eine Speicheranordnung erfolgt gleichzeitig die Erzeugung akustischer und optischer Signale, die durch einen Tastschalter entsprechend quittiert werden koennen. Die Einleitung des Frostzyklus im Tiefkuehlfach und die Regelung in den Kuehlfaechern erfolgt in ueblicher Weise durch manuell zu betaetigende Tastschalter.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuerung und Regelung in Haushaltkältegeräten, insbesondere solchen mit zwei Temperaturzonen, bei denen ein gemeinsamer Kältekreislauf durch einen Verdichter und ein Magnetventil betrieben wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Regelung, Steuerung und Signalisierung von Betriebs- und Gefahrenzuständen bei Haushaltkältegeräten werden in zunehmendem Maße elektronische Verfahren und Schaltungsanordnungen eingesetzt. So wird beispielsweise ein elektronischer Thermostat für einen Temperaturraum mit digitaler Temperaturanzeige beschrieben, bei dem die Temperaturmessung mit einem temperaturabhängigen Widerstand oder einem pn-Halbleiterübergang erfolgt und der Zeitmultiplextakt einer digitalen Temperaturanzeige mit einem sollwertabhängigen Komparatorsignal logisch verknüpft wird (WP 210484). Es wird auch eine Schaltungsanordnung zur Temperaturregelung, -anzeige und -Überwachung von Haushaltgefriergeräten beschrieben, bei der eine LED-Bandanzeige über eine Ansteuerelektronik verwendet wird. Eine Reihe üblicher diskreter Bauelemente werden dabei durch drei integrierte Schaltkreise ersetzt (WP 216307).

Zur Überwachung verschiedener Betriebszustände in Gefriergeräten ist es auch bekannt, ein mehrfarbiges Leuchtdiodenband zu verwenden, das über einen Alarmschalter mit einem Temperaturregler und dem Kompressor bzw. über einen Gefrierschalter ebenfalls mit einem Temperaturregler und dem Kompressor verbunden ist (WP 216305).

Die beschriebenen Verfahren und Schaltungsanordnungen sind dadurch gekennzeichnet, daß der Aufwand an Funktionseinheiten der für die Anzeige von Betriebs- und Temperaturzuständen betrieben werden muß, im Verhältnis zu dem für die Regelung notwendigen Aufwand relativ hoch ist. Sie haben gemeinsam weiterhin den Nachteil, daß sie für Zweitemperaturzonenanordnungen nicht eingesetzt werden können.

Für Haushaltkühlgeräte mit zwei Temperaturzonen wird ein elektronisches Regelgerät beschrieben, das aus drei bis bistabilen Multivibratoren besteht, die durch zugeordnete Temperaturfühler für die Zellentemperatur bzw. die Gefriertemperatur entsprechend gesteuert werden (DE-OS 2162025).

Es ist weiterhin ein Temperatursteuersystem für elektrische Kühlgeräte mit zwei Temperaturzonen bekannt, das drei Temperaturfühlschaltungen sowie zwei Triggereinrichtungen für das Triggern von zwei in Serie zwischen den Anschlußklemmen der Energiequelle geschaltete und mit dem Kompressormotor bzw. dem Erhitzer verbundene Thyristoren aufweist (DE-OS 1776001).

Diese beschriebenen elektronischen Regelsysteme bzw. Geräte sind aus diskreten Bauelementen aufgebaut und weisen deshalb die dem Fachmann bekannten Nachteile für die Schaltungs- und Verfahrenstechnik auf.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu finden, mit der in Haushaltkühlgeräten, insbesondere solchen mit zwei Temperaturzonen und bei denen ein gemeinsamer Kältekreislauf existiert, die Regelung und Steuerung des Kältekreislaufes erreicht wird und die gleichzeitig wenig aufwendig ist und auf den Einsatz diskreter Bauelemente teilweise oder ganz verzichtet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den Einsatz entsprechender Temperaturfühler und deren Kombination mit geeigneten elektronischen Verknüpfungselementen eine Schaltungsanordnung zu realisieren, mit der die von den Temperaturfehlem bereitgestellten Meßwerte in elektrische Pegelwerte umgewandelt und ausgewertet werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung gelöst, die sich in die Regelung für das Hauptfach, die Regelung für das Tiefkühlfach und in den Steuer- und Signalteil aufgliedert.

Im Hauptkühlfa'ch sind zwei Temperaturfühler angebracht. Der erste Fühler ist als Raumfühler ausgebildet, der zweite Fühler arbeitet als Abtaufühler und ist mit dem Verdampfer des Hauptkühlfaches thermisch fest gekoppelt.

Dem Hauptkühlfach ist als Stellglied ein Magnetventil zugeordnet, welches die Zuteilung des Kältemittels vornimmt. Der Verdichtermotor wird'immer dann eingeschaltet, wenn eines der Kühlfächer Kälteanforderung hat.

Der Raumfühler des Hauptkühlfaches ist in an sich bekannter Weise über eine Verstärkerbaugruppe mit Triggeranordnungen und Verknüpfungsgliedern und erfindungsgemäß über einer Zeitverzögerungsschaltung mit dem Leistungsschalter für das Magnetventil bzw. dem Leistungsschalter des Verdichtermotors verbunden. Im Tiefkühlfach ist ein Raumfühler angeordnet, der in an sich bekannter Weise über eine Verstärkerbaugruppe mit einer Mehrfachtriggeranordnung aus Alarmtrigger, Frostzykluseinschalttrigger, Lagertrigger und Frostzyklusausschalttriggerund Verknüpfungsgliedern gekoppelt ist.

Erfindungsgemäß stellt auch hierbei eine Zeitverzögerungsschaltung die Verbindung mit den Leistungsschaltern für das Magnetventil und den Verdichtermotor her.

Den Triggeranordnungen sind in an sich bekannter Weise Signalbaugruppen und ein Taktgenerator für den Intervallbetrieb einiger Signalbaugruppen zugeordnet. Die Schaltungsanordnung besitzt zusätzlich manuell zu betätigende Schalter für die Abschaltung der Regelung des Hauptkühlfaches, die Quittierung der Signalisierung und für das Setzen der Speicheranordnung der Verknüpfungsbaugruppe, die dem Frpsteinschalttrigger zugeordnet ist. Das Verknüpfungsglied des Hauptkühlfach es hat die Aufgabe, das Magnetventil erst dann zeitverzögert einzuschalten, wenn der Verdichtermotor eingeschaltet hat. Die Kälteanforderung erfolgt jedoch erst dann, wenn der Rückwandfühler das Ende des Abtauvorganges signalisiert.

Der Meßwert des Raumfühlers aus dem Tiefkühlfach wird in bekannter Weise in der Temperatur proportionale Pegelwerte umgewandelt, welche einem Mehrfachtrigger zugeführt werden.

Die Ausgangssignale der Mehrfachtriggeranordnung gelangen auf an sich bekannte logische Verknüpfungs- und Signalbaugruppen.

Das Ausgangssignal des Frostzykluseinschalttriggers gelangt über ein Verknüpfungsglied mit ODER-Funktion auf den Setzeingang einer Speicheranordnung. Über einem manuell betätigbaren Schalter kann über das Verknüpfungsglied mit ODER-Funktion die Speicheranordnung die Setzbedingung erhalten. Die Rücksetzbedingung für diese Speicheranordnung entsteht mit dem Schalten des Frostzyklusausschalttriggers beim Erreichen der Gefriertemperatur. Der Ausgang der Speicheranordnung führt zusammen mit dem Anfordersigrial des Hauptkühlfaches und des Lagertriggers des Tiefkühlfaches auf ein weiteres Verknüpfungsglied mit ODER-Funktion und erfindungsgemäß anschließend auf die Zeitverzögerungsschaltung für den Verdichtermotor.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Aüsführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung für die elektronische Steuerung und Regelung eines Haushaltkühlgerätes mit zwei Temperaturzonen.

Das Netzteil 37 stellt die Steuerstromversorgung für die gesamten Baugruppen der Regel-, Steuer- und Signaleinrichtung zur Verfügung. Aus Gründen der Betriebssicherheit wurde zwischen den netzseitigen Schaltbaugruppen 25,26 über die Kopplerbauelemente 23,24 eine galvanische Trennung zum übrigen Teil vorgenommen, so daß auch das Netzteil 37 zwei galvanisch getrennte Steuerstromversorgungen bereitstellt. Für die Stromversorgung der netzseitigen Schaltbaugruppen 25,26 wird eine unstabilisierte Spannung verwendet. Die zweite Steuerspannung ist mit einem integrierten Längsregler stabilisiert.

Als Temperaturfühler sind Schichtsensoren 1,2,3 nach dem Widerstandsthermometerprinzip mit einem positiven Temperaturgang eingesetzt. Die Temperatursensoren 2,3 werden in einer Brücken- und Verstärkerschaltung 4, 5 betrieben, welche die Widerstandsänderung in einen analogen Spannungspegel umwandelt.

Der Abtaufühler 1 wird in einem Brückenmeßtrigger betrieben. Alle Meßbrückenanordnungen sind als integrierte Widerstandsnetzwerke mit geringen Relativtoleranzen ausgebildet und werden durch externe Widerstandskombinationen auf den entsprechenden Temperaturbereich abgeglichen.

Als verstärkende Bauelemente für die Verstärkerschaltung 4,5 wird ein Doppeloperationsverstärker B082 eingesetzt, die nachgeschalteten Triggeranordnungen 7,8,9,10,11,12,13 sind mit dem 4-fach-OperationsverstärkerB084 aufgebaut, deren Triggersollwerte aus der stabilisierten Steuerspannung über integrierte Widerstandsteilerketten abgeleitet werden.

Der Ausgangspegel der Meßtriggeranordnung 6 gelangt auf das Verknüpfungsgatter 14, welches Hochpegel abgibt, wenn die Meßtriggeranordnung 6 den beendeten Abtauvorgang durch Hochpegel signalisiert und gleichzeitig der einstellbare Regeltrigger 7 eingeschaltet hat. Beim Überschreiten einer für das Einlagergut des Hauptkühlfaches ungünstigen Temperatur schaltet die Triggeranordnung 8 auf Hochpegel, so daß die Signalbaugruppe 30 diesen Zustand durch Blinken der Lichtemitterdiode signalisiert. Die Blinkfrequenz wird durch den Taktgenerator 33 bestimmt. Innerhalb der eingestellten Regeltemperatur gibt die Lichtemitterdiode der Signalbaugruppe 30 Dauerlicht ab.

Im Falle einer Unterbrechung des Temperaturfühlers 2 schaltet die Triggeranordnung 9 ein. Die Verknüpfungsbaugruppe 14 schaltet dann das Signal des Regeltriggers 7 ab und gibt dem Signal des Rückwandtriggers 6 die Führung der Regelung des Hauptkühlfachs. Die Schalt- und Hysteresewerte des Meßtriggers 6 müssen für diese Notregelung Verändertwerden, was durch das Signal des Triggers 9 ebenfalls vorgenommen wird. Durch die Lichtemitterdiode wird in der Signalanordnung 29 der Defekt dem Betreiber signalisiert.

Mit der manuell zu betätigenden Schalteranordnung 32 kann für Reinigungszwecke über das Verknüpfungsglied 16 die Regelung des Hauptkühlfachs abgeschaltet werden, dabei wird gleichzeitig das Anzeigebauelement der Signalbaugruppe 30 ausgeschaltet.

DerTrigger 10 des Tiefkühlfachs schaltet, wenn einefür das Einlagergut zu hohe, kritische Temperatur erreicht ist und stellt somit den Setzimpuls für die Speicher-und Signalanordnung 31 zur Verfügung. Ist die kritische Temperatur von -13°C(260K) überschritten, wird optisch und akustisch im Intervall des Taktgenerators 33 von ca. 1 Hz diese Übertemperatur signalisiert.

Durch die Schalteranordnung 34 kann die Signalisierung quittiert werden, das akustische Signal wird dabei abgeschaltet und das Blinklicht wird in Dauerlicht bis zum Erreichen der Frosttemperatur überführt.

Der Frosttrigger 11 schaltet, wenn eine Temperatur von -15⁰C (258K) überschritten ist. Das Ausgangssignal des Frosttriggers 11 gelangt aufdasODER-Verknüpfungsgatter 15, dessen Ausgangssignal für die Speicheranordnung 17 ein Setzsignal erzeugt. Das

Ausgangssignal der gesetzten Speicheranordnung 17 gelangt auf das ODER-Verknüpfungsglied 18. Das Setzen der Speicheranordnung 15 kann manuell durch die Schalteranordnung 35 erfolgen, eine Signalisierung des gesetzten Speichers 15 erfolgt durch eine LED der Signalbaugruppe 36. Der Rücksetzimpuls für die Speicheranordnung 17 wird vom Trigger 13 bei einer Temperatur von —29°C (244K) durch Tiefpegel an dessen Ausgang erzeugt.

Bei einer Temperatur von - 19°C (254K) schaltet der Lagertrigger 12 ein und bei einer Temperatur von -23°C (250 K) wieder aus. Das Ausgangssignal des Lagertriggers 12 gelangt auf das ODER-Verknüpfungsglied 18, dessen Ausgang wiederum auf die Zeitverzögerungsschaltung 19,20 führt, welche eine Zeitverzögerung von 300s aufweist. Die Triggerung des Zeitverzögerungsgliedes 20 erfolgt durch Tiefpegel am Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes 19, von diesem Zeitpunkt an läuft die Zeitverzögerung ab, das UND-Verknüpfungsglied 19 wird für diese Zeit blockiert. Anfordersignaje innerhalb der Verzögerungszeit können somit nicht auf den Schaltverstärker 22 gelangen.

Erst nach Ablauf der Zeitverzögerung wirkt das Anfordersignal über den Schaltverstärker 22 auf das Kopplerelement 24, so daß der Leistungsschalter 26 angesteuert wird und der Verdichtermotor 28 einschaltet. Das Ausgangssignal des Schaftverstärkers 22 gibt die Zeitverzögerungsschaltung 21 frei, damit 30s nach dem Einschalten des Verdichtermotors 28 das Magnetventil 27 über das Kopplerelement 23 und den Schaltverstärker 25 im Falle der Kälteanforderung des Hauptkühlfaches zuschalten kann.

Claims

Schaltungsanordnung zur elektronischen Steuerung und Regelung in Haushaltkältegeräten, insbesondere solchen mit zwei Kühlfächern verschiedenerTemperatur und einem Kältemittelkreislauf mit Verdichter und Magnetventil, wobei die in den Kühlfächern angeordneten Temperaturfühler über Verstärkerschaltung und Triggeranordnung mit Verknüpfungsgliedern verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß das Verknüpfungsglied (16) über eine Zeitverzögerungsschaltung (21) mit dem Leistungsschalter (25) des Magnetventils (27) verbunden ist und daß das Verknüpfungsglied (18) über eine Zeitverzögerungsschaltung (19,20) mit dem Leistungsschalter (26) des Verdichtermotors (28) bzw. über die Zeitverzögerungsschaltung (21) mit dem Leistungsschalter (25) des Magnetventils (27) verbunden ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung