DE102008044130A1

DE102008044130A1 - Kältegerät mit mehreren Lagerfächern

Info

Publication number: DE102008044130A1
Application number: DE200810044130
Authority: DE
Inventors: Junhong Feng; Alexander Rupp; Qiwu Zhu; Weizhong Zhu
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-06-02
Also published as: CN102227602A; CN102227602B; RU2011122271A; EP2370760A1; WO2010060784A1

Abstract

Ein Kältegerät umfasst wenigstens einen ersten und einen zweiten Luftkreislauf (4, 6, 10, 1, 12; 4, 6, 10, 15, 14, 16), von denen der erste (4, 6, 10, 1, 12) wenigstens über einen ersten Verdampfer (4) und ein erstes Kühlfach (1) und der zweite (4, 6, 10, 15, 14, 16) wenigstens über den ersten Verdampfer (4) und ein zweites Kühlfach (14) verläuft, dessen Solltempertur höher als die des ersten Kühlfachs (4) ist, einen ersten Ventilator (8) zum Antreiben des ersten Luftkreislaufs und einen zweiten Ventilator (22) zum Antreiben des zweiten Luftkreislaufs. Eine Steuerschaltung (18) ist eingerichtet, den zweiten Luftkreislauf mittels des zweiten Ventilators (22) nur dann anzutreiben, wenn auch der erste Ventilator (8) in Betrieb ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlfach, die auf unterschiedliche Solltemperaturen kühlbar sind. Insbesondere betrifft sie ein Kältegerät mit einem Gefrierfach als erstes Kühlfach, einem Normalkühlfach und einem von dem Normalkühlfach abgeteilten zweiten Kühlfach, das durch Kaltluftzufuhr von Seiten des Gefrierfachs auf eine niedrigere Temperatur kühlbar ist als der Rest des Normalkühlfachs. Ein solches Kältegerät ist zum Beispiel aus US 7 036 334 B2 bekannt.
Als Ausgleich für Kaltluft, die von Seiten des Gefrierfachs dem zweiten Fach zugeführt wird, muss relativ warme Luft von dort zurück zum Gefrierfachverdampfer fließen, die im Vergleich zur Luft im Gefrierfach relativ viel Feuchtigkeit enthält. Der Verdampfer bildet für diese Luft einen Strömungswiderstand, was dazu führt, dass ein Teil dieser Luft unter Umgehung des Verdampfers ins Gefrierfach fließt. Da die in dieser Luft enthaltene Feuchtigkeit im Gefrierfach auskondensiert, ist eine starke Reifbildung im Gefrierfach die Folge. Um diesen Reif zu beseitigen, muss ein Benutzer das Gefrierfach ausschalten, entladen und abtauen. Reif, der sich am Kühlgut niederschlägt, muss mühsam von Hand beseitigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit wenigstens zwei miteinander kommunizierenden und unterschiedlich kalten Fächern zu schaffen, bei dem die Gefahr einer verstärkten Reifbildung im kälteren Fach beseitigt oder eine solche Reifbildung zumindest wesentlich reduziert ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Luftkreislauf, von denen der erste wenigstens über einen ersten Verdampfer und ein erstes Kühlfach und der zweite wenigstens über den ersten Verdampfer und ein zweites Kühlfach verläuft, dessen Solltemperatur höher als die des ersten Kühlfachs ist, einem ersten Ventilator zum Antreiben von Luftzirkulation im ersten Luftkreislaufs und einem zweiten Ventilator zum Antreiben von Luftzirkulation im zweiten Luftkreislauf eine Steuereinrichtung eingerichtet ist, einen Luftaustausch zwischen dem ersten Verdampfer und dem zweiten Kühlfach im zweiten Luftkreislauf mittels des zweiten Ventilators nur dann anzutreiben, wenn auch der erste Ventilator in Betrieb ist. Durch den gleichzeitigen Betrieb des ersten Ventilators kann ein Rückfluss von im zweiten Kühlfach erwärmter und mit Feuchtigkeit beladener Luft in das erste Kühlfach unter Umgehung des Verdampfers weitgehend reduziert und bei geeigneter Wahl der Leistungen der Ventilatoren auch vollständig unterdrückt werden. Die feuchte Luft aus dem zweiten Fach wird vollständig durch den Verdampfer gezwungen, wo die Feuchtigkeit auskondensiert. So kann sie nicht das erste Kühlfach erreichen, und vom Verdampfer kann sie durch Abtauen – insbesondere in der dem Fachmann von No-Frost-Geräten her bekannten Weise – beseitigt werden, ohne dass ein Benutzereingriff am ersten Fach erforderlich wird.
Um den zweiten Luftkreislauf nicht anzutreiben, wenn der erste Ventilator außer Betrieb ist, kann vorgesehen werden, dass die Steuerschaltung den zweiten Ventilator nur dann in Betrieb nehmen kann, wenn auch der erste läuft. Vorzugsweise enthält jedoch der zweite Luftkreislauf ein Absperrglied, das es ermöglicht, die Luftzirkulation im zweiten Luftkreislauf zu unterdrücken, auch wenn der zweite Ventilator in Betrieb ist. Ein – vorzugsweise intermittierender – Betrieb des zweiten Ventilators bewirkt eine Umwälzung der Luft im zweiten Fach und damit eine Homogenisierung der Temperaturverteilung darin.
Am Absperrglied ist vorzugsweise eine Heizung vorgesehen, um ein Festfrieren zu verhindern.
Da die Gefahr des Festfrierens insbesondere dann besteht, wenn ein Schließkörper des Absperrglieds an einen Sitz anliegt, kann es genügen, die Heizung nur bei geschlossenem Absperrglied zu betreiben. Dies verbessert erheblich die Energieeffizienz des Kältegeräts, da die von der Heizung bei offenem Absperrglied nicht freigesetzte Wärme auch nicht über den Verdampfer abgeführt werden muss.
Die zwei Luftkreisläufe können parallel zueinander mit dem Verdampfer verbunden sein. Vorzugsweise verläuft jedoch der zweite Kühlkreislauf vom ersten Verdampfer über das erste Kühlfach zum zweiten Kühlfach, so dass das erste Kühlfach als ein Kältereservoir wirken kann, aus dem auch dann ausreichend kalte Luft in das zweite Fach fließen kann, wenn der Verdampfer selber außer Betrieb ist.
Der erste Ventilator kann auf einem kalten Abschnitt des ersten Luftkreislaufs angeordnet sein, das heißt auf einem Abschnitt, in dem am ersten Verdampfer abgekühlte Luft zum ersten Kühlfach fließt.
In diesem Fall ist der erste Ventilator vorzugsweise mit einem wenigstens genauso hohen Durchsatz wie der zweite Ventilator betreibbar, um, wenn der zweite Ventilator in Betrieb ist, den von diesem geförderten Luftdurchsatz vollständig durch den ersten Verdampfer saugen zu können.
Alternativ kann der erste Ventilator auch in einem warmen Abschnitt des ersten Luftkreislaufs angeordnet sein, das heißt einem Abschnitt, der von dem erstem Kühlfach zurück zum Verdampfer verläuft.
In letzterem Falle ist, wenn der zweite Ventilator eingeschaltet ist, der erste Ventilator wahlweise mit einer niedrigen Leistung, die lediglich ausreichen soll, um einen Fluss von nicht am Verdampfer abgekühlter und getrockneter Luft durch den warmen Abschnitt zum ersten Fach zu unterdrücken, oder mit einer hohen Leistung betreibbar, um über die Unterdrückungswirkung hinaus noch einen Fluss von Luft durch den warmen Abschnitt zum Verdampfer anzutreiben.
Ein Betrieb des ersten Ventilators mit der niedrigen Leistung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn lediglich im zweiten Fach Kühlungsbedarf festgestellt wird. Der Verdampfer kann zu einer solchen Zeit außer Betrieb sein, da das erste Fach als Kältereservoir zur Kühlung des zweiten Fachs dienen kann. Ein Betrieb des ersten Ventilators mit der hohen Leistung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn Kühlungsbedarf in beiden Fächern besteht und der Verdampfer in Betrieb ist.
Um durch den Betrieb des ersten Ventilators veränderbaren Druckverhältnissen in den Fächern des Kältegeräts Rechnung zu tragen, kann vorgesehen sein, dass, wenn der zweite Ventilator eingeschaltet ist, er mit einer hohen Leistung betrieben wird, falls gleichzeitig der erste Ventilator eingeschaltet ist, und er mit einer niedrigen Leistung betrieben wird, wenn der erste Ventilator ausgeschaltet ist. Die Differenz zwischen den zwei Leistungen des zweiten Ventilators ist zweckmäßigerweise bemessen, um die durch den Betrieb des ersten Ventilators resultierenden Druckveränderungen zu kompensieren und den Luftdurchsatz des zweiten Kreislaufs vom Betrieb des ersten Ventilators im wesentlichen unabhängig zu machen.
Vorzugsweise ist die Steuerschaltung ferner eingerichtet, den ersten Ventilator jeweils mit einer Verzögerung nach Einschalten des Verdichters einzuschalten, um zu verhindern, dass warme, feuchte Luft aus dem zweiten Fach durch den Verdampfer hindurch ins erste Fach gelangt, ohne am Verdampfer gekühlt und entfeuchtet zu werden.
Um einer Verzögerung Rechung zu tragen, mit der das Absperrglied auf den Empfang eines Öffnungsbefehls von der Steuerschaltung reagiert, ist letztere vorzugsweise eingerichtet, wenn sie bei Erkennung von Kühlungsbedarf den Öffnungsbefehl an das Absperrglied sendet, den zweiten Ventilator erst mit einer Verzögerung nach dem Senden des Befehls einzuschalten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.
1 und
2 zeigen jeweils schematisch Komponenten eines erfindungsgemäßen Kältegeräts.
1 ist ein Blockdiagramm eines Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Es handelt sich um ein Gerät in Side-by-side-Bauweise, bei dem ein Gefrierfach 1 und ein Normalkühlfach 2 nebeneinander und durch eine isolierende Zwischenwand 3 getrennt angeordnet sind. Jedem der beiden Fächer 1, 2 ist ein Verdampfer 4 bzw. 5 in einer Verdampferkammer 6 bzw. 7 zugeordnet. Am Ausgang jeder Verdampferkammer 6, 7 ist ein Ventilator 8 bzw. 9 angeordnet, der Luft aus der betreffenden Verdampferkammer 6, 7 über eine kalte Leitung 10 bzw. 11 in das Fach 1 beziehungsweise 2 pumpt. Warme Leitungen 12, 13, d. h. Leitungen, in denen relativwarme Luft fließt, verlaufen von den Fächern 1, 2 zurück zu den Verdampferkammern 6, 7.
In einem unteren Bereich des Normalkühlfachs 2 ist eine temperierbare Schublade 14 abgeteilt. Die Schublade 14 kommuniziert über einen Durchgang 15 in der Zwischenwand 3 mit dem Gefrierfach 1. Eine warme Leitung 16 führt von der Schublade 14 in eine stromaufwärtige Hälfte der Verdampferkammer 6. Der Durchgang 15 ist durch eine Klappe 17 verschließbar, ein nicht dargestelltes Stellglied zum Öffnen und Schließen der Klappe 17 unterliegt der Steuerung durch eine Steuerschaltung 18, die auch mit Temperaturfühlern 19, 20, 21 im Gefrierfach 1, dem Normalkühlfach 2 und der temperierbaren Schublade 14 verbunden ist. Ein Ventilator 22 ist in der Schublade 14 benachbart zum Durchgang 15 angeordnet, so dass er bei offener Klappe 17 Luft aus dem Gefrierfach 1 ansaugen und in die Schublade 14 pumpen kann. Bei geschlossener Klappe 17 kann durch Betrieb des Ventilators 22 Luft innerhalb der Schublade 14 umgewälzt werden.
Die Steuerschaltung 18 vergleicht die von den Temperaturfühlern 19, 20, 21 erfassten Temperaturen mit eingestellten Solltemperaturen der Fächer 1, 2 beziehungsweise der Schublade 14.
Wenn keine signifikante Überschreitung einer Solltemperatur festgestellt wird, ist ein (nicht dargestellter) Verdichter des Kältegeräts ausgeschaltet, und in keinem der Verdampfer 4, 5 zirkuliert Kältemittel. Die Klappe 17 ist geschlossen, und eine elektrische Heizeinrichtung, die in einem Sitz im Durchgang 15, an dem die geschlossene Klappe 17 anliegt, angebracht ist, wird von der Steuerschaltung 18 mit Strom versorgt, um ein Festfrieren der Klappe zu verhindern. Die hierfür benötigte Heizleistung ist abhängig von den Temperaturen im Gefrierfach 1 und der Schublade 14; um den Wärmeeintrag zu minimieren, ist der Strom, mit dem die Steuerschaltung 18 die Heizung versorgt, getaktet mit einem Tastverhältnis, das als Funktion der Temperaturen von Gefrierfach 1 und Schublade 14 vorgegeben ist. Die Ventilatoren 8, 9, 22 sind ausgeschaltet.
Wenn der Temperaturfühler 19 Kühlungsbedarf im Gefrierfach 1 meldet, setzt die Steuerschaltung 18 zunächst den Verdichter in Gang, um den Verdampfer 4 mit Kältemittel zu beaufschlagen. Dies führt mit einer gewissen Verzögerung zur Abkühlung des Verdampfers 4. Nach Ablauf dieser Verzögerung setzt die Steuerschaltung 18 den Ventilator 8 in Gang, so dass kalte Luft über die Leitung 10 zum Gefrierfach 1 und wärmere Luft über die Leitung 12 zurück zur Verdampferkammer 6 fließt. Falls nicht gleichzeitig auch in der Schublade 14 Kühlungsbedarf erfasst wird, ist die Klappe 17 geschlossen, so dass durch den Durchgang 15, die Schublade 14 und die Leitung 16 keine Luft zirkuliert.
Wenn gewünscht, kann der Ventilator 22 in diesem Zustand intermittierend betrieben werden, um die Luft in der Schublade 14 umzuwälzen zu bringen. Da wegen der geschlossenen Klappe 17 keine Luft in die Schublade 14 nachfließen kann, resultiert aus dem Betrieb des Ventilators 22 kein Luftstrom durch die Leitung 16 zur Verdampferkammer 6.
Falls zu einem Zeitpunkt, an dem Kältebedarf im Gefrierfach 1 erfasst wird, die Klappe 17 offen ist, sendet die Steuerschaltung 18 zunächst einen Schließbefehl an die Klappe 17 und wartet wenigstens die zum Schließen der Klappe 17 erforderliche Zeit ab, bevor sie den Ventilator 8 in Gang setzt.
Wenn der Fühler 21 Kühlungsbedarf in der Schublade 14 meldet, während der Verdampfer 4 und der Ventilator 8 in Betrieb sind, um das Gefrierfach 1 zu kühlen, sendet die Steuerschaltung 18 zunächst einen Öffnungsbefehl an die Klappe 17. Da bei offener Klappe 17 keine Gefahr des Festfrierens besteht, wird die Heizung der Klappe nach dem Öffnen ausgeschaltet. Nach Verstreichen der zum Öffnen der Klappe 17 erforderlichen Zeit wird der Ventilator 22 in Gang gesetzt, und ein Luftstrom vom Gefrierfach 1 über die Schublade 14 und die Leitung 16 zur Verdampferkamme 6 setzt ein. Die Leistung der Ventilatoren 8, 22 und die Strömungswiderstände der Leitungen 12, 16 sind bemessen, um sicherzustellen, dass der Luftdurchsatz durch die Schublade 14 nicht größer wird als der in der Leitung 10. So ist ein Rückfluss von relativ feuchter, warmer Luft in das Gefrierfach 1 über die Leitung 12 ausgeschlossen.
Wenn Kühlungsbedarf in der Schublade 14, nicht aber im Gefrierfach 1 erfasst wird, ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der Verdampfer 4 in Betrieb ist. Solange er von einer früheren Betriebsphase her noch kühler als das Gefrierfach 1 ist, genügt dies, um hindurchströmende, von der Schublade 14 herrührende Luft zu entfeuchten. Um sicherzustellen, dass die Luft aus der Schublade 14 komplett den Weg durch den Verdampfer 4 nimmt, ist auch in diesem Zustand der Ventilator 8 eingeschaltet.
Die Steuerschaltung 18 kann ausgelegt sein, um den Verdampfer 4 in regelmäßigen Zeitabständen abzutauen, oder es kann ein an sich bekannter Eisdetektor am Verdampfer 4 vorgesehen sein, um einen Abtauvorgang immer dann auszulösen, wenn sich eine kritische Eismenge am Verdampfer 4 niedergeschlagen hat. Zum Abtauen setzt die Steuerschaltung 18 eine (nicht dargestellte) elektrische Heizung am Verdampfer 4 in Gang und schaltet die Ventilatoren 8, 22 aus, um den Wärmeeintrag vom Verdampferfach 6 ins Gefrierfach 1 zu minimieren.
2 zeigt eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kältegeräts. Sie unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung im wesentlichen durch die Platzierung des Ventilators 8 vor dem Eingang der Verdampferkammer 6 anstatt an deren Ausgang. Die Verdampferkammer 7 ist der Einfachheit halber nicht dargestellt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich ist. Aus der veränderten Platzierung des Ventilators 8 resultieren unterschiedliche Druckverhältnisse zwischen Gefrierfach 1, Schublade 14 und Verdampferkammer 6, wenn der eine oder andere der Ventilatoren 8, 22 in Betrieb ist. So führt bei der Ausgestaltung der 2 der Betrieb des Ventilators 8 zu einer Drucksteigerung in der Verdampferkammer 6 stromaufwärts vom Verdampfer 4. Wenn gleichzeitig der Ventilator 22 in Betrieb ist, muss er gegen diesen erhöhten Druck anarbeiten, daher betreibt die Steuerschaltung 18 den Ventilator 22 in dem Fall, dass Kühlbedarf im Gefrierfach 1 und der Schublade 14 besteht und beide Ventilatoren 8, 22 in Betrieb sind, mit einer höheren Leistung, als wenn nur in der Schublade 14 Kühlbedarf besteht.
Außerdem wird der Ventilator 8 bei Kühlbedarf nur in der Schublade 14 mit einer nicht verschwindenden, aber geringen Leistung betrieben, die soeben ausreicht, um einen durch den Zustrom von Luft über die Leitung 16 verursachten Überdruck am Eingang der Verdampferkammer 6 auszugleichen und einen Luftstrom durch die Leitung 20 in Richtung des Gefrierfachs 1 zu unterdrücken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 7036334 B2 [0001]

Claims

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Luftkreislauf (4, 6, 10, 1, 12; 4, 6, 10, 15, 14, 16), von denen der erste (4, 6, 10, 1, 12) wenigstens über einen ersten Verdampfer (4) und ein erstes Kühlfach (1) und der zweite (4, 6, 10, 15, 14, 16) wenigstens über den ersten Verdampfer (4) und ein zweites Kühlfach (14) verläuft, dessen Solltemperatur höher als die des ersten Kühlfachs (4) ist, einem ersten Ventilator (8) zum Antreiben von Luftzirkulation im ersten Luftkreislauf und einem zweiten Ventilator (22) zum Antreiben von Luftzirkulation im zweiten Luftkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerschaltung (18) eingerichtet ist, einen Luftaustausch zwischen dem ersten Verdampfer (4) und dem zweiten Kühlfach (14) im zweiten Luftkreislauf mittels des zweiten Ventilators (22) nur dann anzutreiben, wenn auch der erste Ventilator (8) in Betrieb ist.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Luftkreislauf (4, 6, 10, 15, 14, 16) ein Absperrglied (17) enthält, das es ermöglicht, den zweiten Ventilator (22) zu betreiben, ohne einen Luftaustausch zwischen dem ersten Verdampfer (4) und dem zweiten Kühlfach (14) anzutreiben.
Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Absperrglied (17) eine Heizung vorgesehen ist.
Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (18) eingerichtet ist, die Heizung nur bei geschlossenem Absperrglied (17) zu betreiben.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Luftkreislauf (4, 6, 10, 15, 14, 16) vom ersten Verdampfer (4) über das erste Kühlfach (1) zum zweiten Kühlfach (14) verläuft.
Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilator (8) auf einem vom ersten Verdampfer (4) zum ersten Kühlfach (1) verlaufenden kalten Abschnitt (10) des ersten Luftkreislaufs (4, 6, 10, 1, 12) angeordnet ist.
Kältegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilator (8) mit einem wenigstens genauso hohen Durchsatz wie der zweite Ventilator (22) betreibbar ist.
Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilator (8) auf einem vom ersten Kühlfach (1) zum Verdampfer (4) verlaufenden warmen Abschnitt (12) des ersten Luftkreislaufs (4, 6, 10, 1, 12) angeordnet ist.
Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der zweite Ventilator (22) eingeschaltet ist, der erste Ventilator (8) wahlweise mit einer niedrigen Leistung betreibbar ist, um einen Fluss durch den warmen Abschnitt (12) zum ersten Fach (1) zu unterdrücken, oder mit einer hohen Leistung betreibbar ist, um einen Fluss durch den warmen Abschnitt (12) zum Verdampfer (4) anzutreiben.
Kältegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der zweite Ventilator (22) eingeschaltet ist, er mit einer hohen Leistung betrieben wird, falls gleichzeitig der erste Ventilator (8) eingeschaltet ist, und mit einer niedrigen Leistung betrieben wird, wenn der erste Ventilator (8) ausgeschaltet ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (18) eingerichtet ist, den ersten Ventilator (8) mit einer Verzögerung nach Einschalten des Verdichters einzuschalten.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (18) eingerichtet ist, bei Erkennung von Kühlbedarf im zweiten Fach (14) den zweiten Ventilator (22) mit einer Verzögerung nach dem Senden eines Öffnungsbefehls an das Absperrglied (17) einzuschalten.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fach (14) mit einem dritten Fach (2) in thermischem Kontakt steht, das von einem zweiten Verdampfer (5) auf eine Solltemperatur gekühlt ist, die höher ist als die Solltemperatur des zweiten Fachs (14).