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- Prio.: 17. Dez. 2004, Rep. Korea (KR), 10-2004-0107538 17.
Dez. 2004, Rep. Korea (KR), 10-2004-0107577
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Die
Erfindung betrifft eine Abtauvorrichtung für einen Kühlschrank.
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In
den letzten Jahren wurden Kühlschränke für verschiedene
Anwendungszwecke entwickelt, z.B. solche zum einfachen Entnehmen
gelagerter Nahrungsmittel sowie solche mit Obstnachreiffunktion.
Hinsichtlich der Konstruktion, die das Entnehmen von Nahrungsmitteln
erleichtert, existieren Kühlschränke, die
von oben her beladbar sind, sowie solche mit Schubladen, die vorne
in einer Tür
abschließen.
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Ein
Kühlschrank
vom letztgenannten Typ wird nun anhand der 1 und 2 erläutert, die
eine zugehörige
perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht zum Innenaufbau
zeigen.
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Der
dargestellte bekannte Kühlschrank 10 vom
Schubladentyp verfügt über ein
Außengehäuse 20 in
Form eines rechteckigen Kastens sowie Innengehäuse 30, um im Außengehäuse 20 mehrere
Vorratsräume 32 auszubilden.
Die Temperatur eines jeweiligen Vorratsraums 32 wird durch
eine jeweils zugehörige
Steuerungseinheit 22, die im oberen, vorderen Teil des
Außengehäuses 20 installiert
ist, individuell geregelt.
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Ferner
ist zwischen dem Außengehäuse 20 und
den Innengehäusen 30 ein
vorbestimmter Zwischenraum gebildet, der mit einem Isoliermaterial 25 ausgefüllt ist.
Im Vorratsraum 32 des Innengehäuses 30 ist ein Schubladenbehälter 40 untergebracht. Nahrungsmittel
wie Obst, Gemüse,
Fleisch und zugehörige
verarbeitete Nahrungsmittel werden direkt im Schubladenbehälter 40 untergebracht,
oder sie werden in einem Zustand in diesem untergebracht, in dem
sie in einen zusätzlichen
Innenbehälter 42 eingelegt
sind.
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Der
Schubladenbehälter 40 ist
so konfiguriert, dass er über
eine Tür 44 verfügt, die
an seiner Außenseite
angebracht ist und aus dem Innengehäuse 30 herausgezogen
wird, um den Vorratsraum 32 zu öffnen, oder hereingeschoben
wird, um ihn zu schließen.
Zu diesem Zweck sind an den beiden Seiten des Schubladenbehälters 40 Laufschienen 47 horizontal
angebracht, die verschiebbar durch feste Schienen 37 gehalten
werden, die am Vorratsraum 32 des Innengehäuses 30 installiert
sind.
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Anhand
von 3 und 4 werden nun die Konfiguration
und der Betrieb des Innengehäuses und
einer Verdampferrohrschlange 34 näher erläutert. Die 3 ist dabei eine perspektivische Ansicht des
Innengehäuses
und der Verdampferrohrschlange, und die 4 ist eine zugehörige Explosionsansicht.
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Um
das Äußere des
Innengehäuses 30 herum
ist die Verdampferrohrschlange 34 eines Verdampfers, durch
die ein Kühlmittel
zirkuliert, um die im Vorratsraum 32 aufbewahrten Nahrungsmittel
auf einer niedrigen Temperatur zu halten, herum angeordnet. Ferner
sind unter dem Innengehäuse 30 ein Kompressor 32 zum
Pumpen des Kühlmittels
sowie ein Kühlmittel-Umwälzsystem
zum Zuführen
des Kühlmittels
zur Verdampferrohrschlange 34 und zum Aufnehmen von dieser
unter dem Innengehäuse 30 angeordnet.
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Hierbei
besteht das Innengehäuse 30 aus
einem Aluminiummaterial, um für
eine gute Wärmeübertragung
zu sorgen, und die Verdampferrohrschlange 34 ist um 3 Außenflächen des
Innengehäuses 30,
nämlich
zwei Seitenflächen
und die Oberseite, herumgelegt.
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Dieser
bekannte Kühlschrank 10 vom Schubladentyp
verfügt über einen
Sensor 38 zum Messen der Temperatur oder eines anderen
Werts, der dazu verwendet werden kann, die im Vor ratsraum aufgenommenen
Nahrungsmittel auf optimalen Lagerungsbedingungen zu halten. Zu
diesem Zweck ist der Sensor 38 zwischen Windungen der Verdampferrohrschlange 34 an
der Oberseite des Innengehäuses 30 angeordnet,
und über
benachbarte Windungen hinweg ist eine Befestigungseinrichtung 39 zum Befestigen
des Sensors 38 vorhanden.
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Wenn
die Verdampferrohrschlange 34 mit diesem Aufbau eine zeitlang
verwendet wird, werden im oberen Teil des Schubladenbehälters 40 untergebrachte
Nahrungsmittel übermäßig gekühlt, so
dass sie frieren und dadurch verderben. Außerdem bildet sich an der auf
diese Weise stark gekühlten
Decke des Innengehäuses 30 Reif,
was die Bewegung des Schubladenbehälters 40 stört, wenn
er aus dem Innengehäuse 30 herausgezogen
und wieder in es hineingeschoben wird. Außerdem kann es vorkommen, dass
der Schubladenbehälter 40 im
Innengehäuse 30 fest
friert, so dass er nur mit großer
Kraft herausgezogen werden kann.
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Ferner
verhindert der Frost, der sich an der Decke des Innengehäuses 30 bildet,
die Wärmeübertragung
aus diesem, wodurch die thermische Effizienz des Kühlschranks
verringert wird, so dass es erforderlich ist, den Kühlschrank
von Zeit zu Zeit abzutauen. Beim Abtauen wird der Frost in Wasser
gewandelt, und dieses fließt
in den Schubladenbehälter 40,
wodurch in ihm untergebrachte Nahrungsmittel verdorben werden können.
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Alle
diese Probleme beruhen auf dem Frost, der sich an gekühlten Flächen des
Innengehäuses 30 bildet.
Um eine derartige Frostbildung zu verhindern, wurden Konstruktionsverbesserungen
versucht, z.B. das Anbringen von Sensoren, die die Temperatur im Vorratsraum
genauer messen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine spezielle Konstruktion
einer Verdampferrohrschlange für
einen Kühlschrank
zu schaffen, durch die verhindert wird, dass sich an der Decke eines
Innengehäuses
Frost bildet und dass Nahrungsmitteln durch übermäßiges Kühlen und/oder Tauwasser beim
Abtauen verderben. Wenn übermäßige Frostbildung
verhindert wird, kann auch ein Schubladenbehälter gleichmäßiger geöffnet und
geschlossen werden. Weiterhin sollte dadurch die Kühlleistung
verbessert sein.
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Diese
Aufgabe ist durch die Verdampferrohrschlange gemäß dem beigefügten Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand
abhängiger
Ansprüche.
Dazu gehört
auch eine spezielle Sensoranordnung zum genaueren Erfassen des Betriebszustands
eines Vorratsraums.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
näher erläutert.
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1 bis 4 veranschaulichen
den Stand der Technik, wobei die 1 und 2 eine
perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht eines bekannten
Kühlschranks
sind, während
die 3 und 4 ein Innengehäuse und
eine Verdampferrohrschlange in zusammengebautem Zustand bzw. als
Explosionsdarstellung zeigen.
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5 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Innenaufbaus eines
Kühlschranks mit
einer Verdampferrohrschlange gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
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6 und 7 sind
perspektivische Ansichten eines Innengehäuses und einer Verdampferrohrschlange
mit Antifrostkonstruktion in zusammengebautem Zustand bzw. als Explosionsansicht.
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Der
in der 5 dargestellte Kühlschrank 50 vom Schubla dentyp
verfügt über ein
Außengehäuse 60 in
Form eines rechteckigen Kastens, der das äußere Aussehen des Kühlschranks
festlegt, und Innengehäusen 70 in
Form von nach vorne offenen Kästen,
die im Außengehäuse 60 installiert
sind, um mehrere Vorratsräume 72 zu
bilden, deren Temperatur jeweils unabhängig durch eine Steuerungseinheit 62 geregelt
wird, die im oberen, vorderen Teil des Außengehäuses 60 installiert
ist.
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Ferner
sind das Außengehäuse 60 und
die Innengehäuse 70 mit
einem vorbestimmten Zwischenraum miteinander verbunden, in den ein
Isoliermaterial 65 eingefüllt ist, um die Vorratsräume 72 auf einer
konstanten Kühltemperatur
zu halten.
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Im
Vorratsraum 72 eines jeden Innengehäuses 70 ist ein Schubladenbehälter 90 untergebracht, der
dazu dient, Nahrungsmittel entweder direkt oder innerhalb eines
zusätzlichen
Innenbehälters 92 aufzunehmen.
Dieser Schubladenbehälter 90 verfügt über eine
an seiner Vorderseite angebrachte Tür 94, und er kann
aus dem Innengehäuse 70 herausgezogen
und in es hineingeschoben werden, wobei die Tür 94 im geschlossenen
Zustand den Vorratsraum 72 verschließt.
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Für die Schiebebewegung
des Schubladenbehälters 90 sind
an seinen beiden Seiten in horizontaler Richtung Laufschienen 97 angebracht,
während diesen
entsprechende feste Schienen 77 am Vorratsraum 72 des
Innengehäuses 70 angebracht
sind, um die Laufschienen 97 verschiebbar zu halten, damit der
Schubladenbehälter 90 aus
dem Innengehäuse 70 herausgezogen
und in es hineingeschoben werden kann.
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In
einem Raum unter dem Innengehäuse 70 sind
mechanische Einrichtungen installiert, wie ein Kompressor 69 sowie
ein Kondensator und eine Kühlmittel-Vorratseinheit
(die in dieser Figur nicht dargestellt sind). Der Kondensator (nicht dargestellt) ist
mit dem Auslass des Kompressors 69 verbunden, mit dem sequenziell
auch ein Entspannventil und ein Verdampfer (nicht dargestellt) angeschlossen
sind. Der Verdampfer verfügt über eine
Verdampferrohrschlange 74, die die Außenseite des Innengehäuses 70 umgibt.
Ein vom Kompressor 69 gepumptes Kühlmittel läuft durch die Verdampferrohrschlange 74,
um das Innere des Innengehäuses 70 zu
kühlen.
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Wie
es aus den 6 und 7 erkennbar ist,
ist die Verdampferrohrschlange 74 eng an den beiden Seitenflächen des
Innengehäuses 70,
jedoch nur spärlich
an der Oberseite desselben angebracht. Zu diesem Zweck besteht die
Verdampferrohrschlange 74 aus einem gekrümmten Rohrabschnitt 75 an den
beiden Seitenflächen
des Innengehäuses 70 sowie
einem geraden Rohrabschnitt 76 an der Oberseite desselben.
Der gekrümmte
Rohrabschnitt 75 verfügt über mehrere
gerade Rohrabschnitte 75a, die dicht an den Seitenflächen des
Innengehäuses 70 angeordnet
sind, und mehrere halbkreisförmig
gekrümmte
Rohrabschnitte 75b, die mit den Enden der geraden Rohrabschnitte 75a so
verbunden sind, dass ein Kühlfluid
durch alle Rohrabschnitte strömen kann.
Indessen ist der gerade Rohrabschnitt 76 nur spärlich ausgebildet.
Die Kühlkapazität kann durch Ändern der
Querschnittsgröße und der
Anzahl der gekrümmten
und geraden Rohrabschnitte 75 und 76 eingestellt
werden.
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Ferner
ist an einer Seite des Innengehäuses 70 ein
Sensor 78 zum Erfassen der Temperatur im Vorratsraum, dessen Kühlzustand
zu erfassen ist, an einer Seite des Innengehäuses 70 installiert.
Zu diesem Zweck ist an einer Seite der Verdampferrohrschlange 74 ein
Sensormontageabschnitt 80 ausgebildet, an dem der Sensor 78 installiert
ist. Genauer gesagt, ist der Sensormontageabschnitt 80 an
einer Seite des geraden Rohrabschnitts 76 so angebracht, dass
er in engem Kontakt mit der Oberseite des Innengehäuses 70 steht,
damit er den Kühlzustand
im oberen Teil des Vorratsraums 72 erfassen kann. Dazu
ist der Sensormontageabschnitt 80 mit einem gekrümmten Zusatz-Rohrabschnitt 85 versehen,
der am geraden Rohrabschnitt 76 ausgebildet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der gekrümmte
Zusatz-Rohrabschnitt 85 im Zentrum der Oberseite des Innengehäuses 70 ausgebildet.
Er besteht aus zwei geraden Zusatz-Rohrabschnitten 85a, die
parallel zueinander angeordnet sind, und einem gekrümmten Zusatz-Rohrabschnitt 85b,
der mit den Enden der jeweiligen Zusatz-Rohrabschnitte 85a verbunden
ist. Außerdem
ist ein Befestigungselement 89 so installiert, dass es über die
parallelen Zusatz-Rohrabschnitte 85a hinweg verlegt ist.
Es wird dazu verwendet, den Sensor 78 so am gekrümmten Zusatz-Rohrabschnitt 85 zu
befestigen, dass er sich an der Unterseite desselben befindet, wobei
er in engem Kontakt mit der Oberseite des Innengehäuses 70 steht.
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Darüber hinaus
sind die an den Seitenflächen
des Innengehäuses 70 positionierten
gekrümmten
Rohrabschnitte so ausgebildet, dass derjenige gekrümmte Rohrabschnitt,
der sich an der Auslassseite des Kühlmittels befindet, hinsichtlich
der Verdampfungsfläche
größer als
derjenige ist, der auf der Einlassseite positioniert ist. Die größere Verdampfungsfläche bedeutet
eine größere Kontaktfläche des Innengehäuses 70 nach
außen
hin. Genauer gesagt, ist der gekrümmte Rohrabschnitt, der auf
der Auslassseite, wo das Kühlmittel
ausgelassen wird, positioniert ist, länger als der gekrümmte Rohrabschnitt auf
der Einlassseite. D.h., dass das im einlassseitigen gekrümmten Rohrabschnitt 75 umlaufende
Kühlmittel
den Vorratsraum 72 aufgrund seiner hohen Kühlkapazität ausreichend
kühlen
kann, obwohl die Verdampfungsfläche
dieses Rohrabschnitts kleiner ist, wohingegen das im auslassseitigen
gekrümmten Rohrabschnitt 75 umgewälzte Kühlmittel
eine relativ kleinere Kühlkapazität aufweist,
das es beim Durchlauf durch den einlassseitigen gekrümmten Rohrabschnitt
und den geraden Rohrabschnitt bereits Wärme aufgenommen hat. Demgemäß ist die
Verdampfungsfläche
des auslassseitigen gekrümmten
Rohrabschnitts 75 erhöht,
damit die dortige Kühlkapazität ähnlich derjenigen
im einlassseitigen gekrümmten Rohrabschnitt 75 ist.
Um diesen Zweck weiter zu unterstützen, kann der auslassseitige
gekrümmte
Rohrabschnitt 75 so ausgebildet sein, dass er sich noch über einen
Teil der Oberseite des Innengehäuses 70 erstreckt.
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Demgemäß ist es
möglich,
eine Temperaturvariation betreffend die rechte und die linke Seite
des Vorratsraums 72 zu verringern und auch den Kühlschrank
dadurch unter optimalen Bedingungen zu betreiben, dass die Länge des
gekrümmten
Rohrabschnitts entsprechend der Kühlkapazität des Kühlmittels eingestellt wird.
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An
einer Seite des Innengehäuses 70 ist
eine Abtauvorrichtung (nicht dargestellt) zum Abtauen des Vorratsraums 72 installiert.
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Nun
wird der Betrieb der auf die oben beschriebene Weise konfigurierten
Antifrost-Verdampferrohrschlange gemäß der vorliegenden Ausführungsform
beschrieben.
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Wenn
der Kühlschrank
durch die Steuerungseinheit 62 betrieben wird, liefert
der Kompressor 69 auf einen hohen Druck komprimiertes Kühlmittel
an den Kondensator. Dort gibt es Wärme ab, wodurch es in eine
Phase auf hohem Druck und niedriger Temperatur gewandelt wird, die
an das Entspannventil geliefert wird. Am Entspannventil expandiert das
Kühlmittel
plötzlich,
wodurch es in eine Phase von niedrigem Druck und hoher Temperatur
gewandelt wird, die an den Verdampfer geliefert wird. Das an den
Verdampfer gelieferte Kühlmittel
führt mit
dem Vorratsraum 72 im Innengehäuse 70 einen Wärme austausch
aus, während
es durch die um das Innengehäuse 70 gelegte
Verdampferrohrschlange 74 läuft. Dabei werden der im Vorratsraum 72 untergebrachte
Schubladenbehälter 90 und
die in diesem aufgenommenen Nahrungsmittel gekühlt, so dass die Nahrungsmittel
für eine
lange Zeit frisch gehalten werden können.
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Außerdem führen der
Vorratsraum 72 und das Innengehäuse 70 einen Wärmeaustausch
mit den an den Seitenflächen
des Innengehäuses
installierten gekrümmten
Rohrabschnitten 75 und den an der Oberseite des Innengehäuses installierten
geraden Rohrabschnitten 76 aus. Aufgrund der Luftzirkulation
im Vorratsraum kommt es zu einem zusätzlichen Wärmeaustauscheffekt.
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Beim
auf diese Weise aufgebauten Kühlschrank
vom Schubladentyp wird das Innengehäuse 70 nicht übermäßig gekühlt, wodurch
im oberen Teil des Schubladenbehälters 90 untergebrachte
Nahrungsmittel in einem nicht gefrorenen, frischen Zustand gehalten
werden können.
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Da
sich an der Decke des Innengehäuses 70 kein
Frost bildet, friert der Schubladenbehälter 90 nicht an,
und er kann gleichmäßig aus
dem Innengehäuse 70 herausgezogen
und in es eingeschoben werden.
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Ferner
ist es möglich,
den Kühlschrank 50 optimal
zu betreiben, da der fest am Sensormontageabschnitt 80 an
der Oberseite des Innengehäuses durch
das Befestigungselement 79 befestigte Sensor 78 den
Zustand im Vorratsraum messen kann und er Information hierzu an
die Steuerungseinheit 62 liefern kann.
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Wie
es aus der vorstehenden Beschreibung zu einer Ausführungsform
ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Verdamp ferrohrschlange so
konfiguriert, dass der Wärmeaustausch
mit dem im Innengehäuse
ausgebildeten Vorratsraum verbessert ist. Dabei wird die Decke des
Innengehäuses
nicht übermäßig gekühlt, so
dass im oberen Teil des Vorratsraums gelagerte Nahrungsmittel nicht
gefrieren. Da sich außerdem
an der Decke kein Frost bildet, kann der Schubladenbehälter gleichmäßig herausgezogen und
eingeschoben werden. Da sich an der Decke kein Frost bildet, kann
beim Abtauen auch von dort kein Wasser in den Schubladenbehälter tropfen,
so dass in ihm gelagerte Nahrungsmittel nicht durch Tauwasser verdorben
werden. Außerdem
ist die Arbeitsumgebung sauber und das Wärmeaustauschvermögen ist
wegen des fehlenden Frosts verbessert. Da die Verdampfungsfläche der
an der Auslassseite des Kühlmittels
positionierten gekrümmten Rohrabschnitte
größer als
das des an der Einlassseite positionierten gekrümmten Rohrabschnitts ist, kann
eine Temperaturvariation zwischen der rechten und linken Seite des
Vorratsraums verringert werden, so dass der Kühlschrank optimal betrieben
werden kann. Da der Sensor so installiert ist, dass er die Temperatur
im Vorratsraum genauer misst, kann dieser Zustand genau erfasst
werden, was ebenfalls dazu beiträgt,
den Kühlschrank
optimal zu betreiben.
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Die
beschriebene Ausführungsform
kann vielfältig
abgewandelt werden. So ist es beispielsweise möglich, das Kühlvermögen dadurch
weiter zu verbessern, dass an einer Seite des geraden Rohrabschnitts
ein gekrümmter
Rohrabschnitt hinzugefügt
wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe "gekrümmt" und "gerade" lediglich grob die
Anordnungsformen der jeweiligen Rohrabschnitte ausdrücken sollen,
darunter jedoch nicht mathematisch genaue gekrümmte oder gerade Linien zu
verstehen sind. Beispielsweise können
die geraden Rohrabschnitte, die sich an der Oberseite des Innengehäuses befinden, über einige
gekrümmte
Rohrabschnitte verfügen,
um das Kühlvermögen der
Verdampferrohrschlange weiter zu verbes sern. Bei der beschriebenen
Ausführungsform
ist der Sensor ein solcher zum Messen der Temperatur im Vorratsraum,
jedoch kann auch ein weiterer oder anderer Sensor angebracht werden,
der z.B. die Feuchtigkeit misst.