DE102009037102A1

DE102009037102A1 - Kühl- und/oder Gefriergerät

Info

Publication number: DE102009037102A1
Application number: DE102009037102A
Authority: DE
Inventors: Didier Siegel; Viktor Dipl.-Ing. Laube (FH); Eugen Dipl.-Ing. Schmid (Fh); Mario Dipl.-Ing. Straub (Ba)
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2010-02-18
Also published as: DE202008012411U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Kompressor aufweist, mit einem oder mehreren zu kühlenden Kompartimenten, sowie mit wenigstens einem Temperaturfühler, der einen für die Temperatur in wenigstens einem der Kompartimente charakteristischen Wert abgibt, wobei das Gerät eine Steuer- oder Regelungseinheit aufweist, die wenigstens ein Zeitmodul sowie wenigstens ein Vergleichsmodul umfasst, wobei das Zeitmodul derart ausgeführt ist, dass es im Normalbetrieb des Gerätes den Kompressor für eine bestimmte Einschaltdauer in Betrieb setzt und/oder für eine bestimmte Ausschaltdauer außer Betrieb setzt und wobei das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es im Normalbetrieb des Gerätes in Abhängigkeit eines Vergleiches des mit dem Temperaturfühler ermittelten Wertes mit einem Sollwert eine Korrektur der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vornimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Kompressor aufweist, mit einem oder mehreren zu kühlenden Kompartimenten, sowie mit wenigstens einem Temperaturfühler, der einen für die Temperatur in wenigstens einem der Kompartimente charakteristischen Wert abgibt.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen Kompressor zur Erzielung eines optimalen Kühlergebnisses bei gleichzeitig optimaler Energiebilanz nicht bei konstanter Drehzahl zu betreiben, sondern bei variablen Drehzahlen, die davon abhängen, ob innerhalb einer vorbestimmten Kompressorlaufzeit das gewünschte Kühlergebnis erreicht wird. Eine solche Vorgehensweise ist beispielsweise aus der EP 0 921 363 B1 bekannt. Wird der Kompressor nicht innerhalb einer vorbestimmten Laufzeit abgeschaltet, wird die Drehzahl des Kompressormotors kontinuierlich oder in aufeinander folgenden Stufen erhöht. Nach dem erneuten Einschalten, das heißt nach Ablauf der Ausschaltdauer wird der Kompressor mit einer bestimmten gegenüber der letzten Schlußdrehzahl erniedrigten Drehzahl wieder angefahren, die aus der Anfangsdrehzahl sowie der Enddrehzahl der vorhergehenden Laufzeit sowie der Zeitdifferenz zwischen der Zeit bis zum Ausschalten und der vorbestimmten günstigen Einschaltdauer der vorhergehenden Laufzeit bestimmt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art in vorteilhafter Art und Weise weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass das Gerät eine Steuer- oder Regelungseinheit aufweist, die wenigstens ein Zeitmodul sowie wenigstens ein Vergleichsmodul umfaßt, wobei das Zeitmodul derart ausgeführt ist, dass es im Normalbetrieb des Gerätes den Kompressor für eine bestimmte Einschaltdauer in Betrieb setzt und/oder für eine bestimmte Ausschaltdauer außer Betrieb setzt und wobei das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es im Normalbetrieb des Gerätes in Abhängigkeit eines Vergleiches des mit dem Temperaturfühler ermittelten Wertes mit einem Sollwert eine Korrektur der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vornimmt.
Die Steuerung bzw. Regelung der Kompressorlaufzeit erfolgt mittels einer Steuer- oder Regelungseinheit, die im wesentlichen auf zwei Komponenten basiert. Dies ist zum einen das Zeitmodul, das ausschließlich nach bestimmten Zeitabläufen den Kompressor ein- und/oder ausschaltet. Die zweite Komponente wird durch ein Vergleichsmodul gebildet, das anhand des oder der Temperaturfühler im Gerät die Ist-Temperatur mit einer eingestellten Soll-Temperatur vergleicht und dem Zeitmodul Korrekturen der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vorgibt.
Wird beispielsweise durch das Vergleichsmodul festgestellt, dass die Ist-Temperatur wesentlich über der eingestellten Soll-Temperatur liegt, wird das Zeitmodul dahingehend korrigiert, dass die Einschaltdauer des Kompressors verlängert und/oder die Ausschaltdauer des Kompressors verkürzt wird. Wird umgekehrt festgestellt, dass die Ist-Temperatur unter dem eingestellten Soll-Wert liegt, kann das Vergleichsmodul dem Zeitmodul eine Korrektur dahingehend vorgeben, dass die Einschaltdauer verkürzt und/oder die Ausschaltdauer verlängert wird.
Entspricht die Ist-Temperatur einer Soll-Temperatur bzw. liegt sie in dem Soll-Temperaturbereich, kann vorgesehen sein, dass das Vergleichsmodul keine Korrektur der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vorgibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf ferner wenigstens einen Verdampfer sowie wenigstens einen Temperaturfühler aufweist, der einen für den Verdampfer charakteristischen Temperaturwert ermittelt und dass der Einschaltzeitpunkt des Kompressors und somit die Länge der Ausschaltdauer von einer für den Verdampfer charakteristischen Temperatur abhängt. Den Einschaltpunkt des Kompressors kann man somit zusätzlich zu einer festgelegten Ausschaltdauer von der Temperatur abhängig machen, die am Verdampfer gemessen wird bzw. einen für die Verdampfertemperatur typischen Wert darstellt. Somit kann eine Korrektur der Ausschaltdauer vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise über eine „und-Verknüpfung” in der Steuer- oder Regelungseinheit vorgenommen werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einschaltdauer festgelegt ist und dass nur die Ausschaltdauer durch das Vergleichsmodul veränderbar ist. Ebenso ist es denkbar, dass die Ausschaltdauer festgelegt ist und dass nur die Einschaltdauer durch das Vergleichsmodul veränderbar ist. Denkbar ist es beispielsweise, dass die Einschaltdauer derart festgelegt ist, dass sich auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Gerätes, wie z. B. unterschiedlichen Sollwerten, Umgebungstemperatur etc., ein energetisches Optimum des Kompressorbetriebs ergibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine energetisch optimale Einschaltdauer vorgesehen ist und dass das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es eine Korrektur der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vornimmt, wenn der Kältebedarf des Gerätes größer oder kleiner ist als dies bei der Ermittlung der energetisch optimalen Einschaltdauer der Fall ist.
In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen bzw. von den Temperatureinstellungen kann somit von der energetisch optimalen Einschaltdauer abgewichen werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine energetisch optimale Einschaltdauer vorgesehen ist und dass das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es eine Korrektur der Einschaltdauer vornimmt, wenn die benötigte Ausschaltdauer des Kompressors unterhalb einer Mindestausschaltdauer des Kompressors liegt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf ferner wenigstens einen Verdampfer aufweist und dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Kompressor in einem weiteren Betriebsmodus nach der ersten Inbetriebnahme, nach einem Stromausfall oder nach einer Abtauphase des Verdampfers derart betreibt, dass die Einschaltdauer des Kompressors über die bestimmte Einschaltdauer hinaus vergrößert ist, bis der durch den Temperaturfühler ermittelte Wert einen bestimmten Wert erreicht oder unterschritten hat.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Kompressor in einem Abtau-Betriebsmodus dann einschaltet, wenn ein durch einen Temperaturfühler ermittelter und für die Temperatur des Verdampfers charakteristischer Wert einen bestimmten Wert erreicht oder überschritten hat.
Dabei ist es denkbar, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Abtau-Betriebsmodus initiiert, wenn eine bestimmte Betriebsdauer des Gerätes erreicht oder überschritten ist.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die bestimmte Betriebsdauer des Gerätes in Abhängigkeit von der Kompressorlaufzeit und/oder in Abhängigkeit der Anzahl der Türöffnungen korrigiert. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die bestimmte Betriebsdauer in Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und/oder in Abhängigkeit von Luftfeuchte und/oder in Abhängigkeit von dem eingestellten Sollwert und/oder in Abhängigkeit von der Abfall- und/oder Anstiegsgeschwindigkeit eines mit einem Fühler erfaßten Parameters, wie beispielsweise der Temperatur oder eines vorgenannten Parameter korrigiert wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Ein Kühl- und/oder Gefriergerät gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuer- oder Regelungseinheit, die ein Zeitmodul umfasst, das den Kompressor ausschließlich nach zeitlichen Kriterien ein- und/oder ausschaltet sowie ein Vergleichsmodul, das Korrekturen dieser Einschaltdauer bzw. Ausschaltdauer vornimmt. Diese Korrekturen werden in dem Vergleichsmodul auf der Grundlage eines Vergleiches einer Ist-Temperatur mit einer eingestellten Soll-Temperatur vorgenommen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist weiter vorgesehen, dass nach einer bestimmten Zeit, die durch die aufaddierte Kompressorlaufzeit und/oder die Anzahl der Türöffnungen korrigiert wird, eine Abtauphase des Gerätes eingeleitet wird. Diese wird solange fortgeführt, bis der Temperaturfühler am Verdampfer einen bestimmten Wert erreicht oder überschritten hat.
Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Regelung bzw. Steuerung derart ausgelegt ist, dass die Einschaltdauer energetisch optimal auf das Gerät ausgelegt ist und die Ausschaltdauer von dem eingestellten Soll-Wert abhängig ist.
Bei extremen Umgebungsbedingungen wie beispielsweise bei besonders hoher oder geringer Umgebungstemperatur bzw. bei extremen Temperatureinstellungen am Gerät kann vorgesehen sein, dass von der energetisch optimalen Einschaltdauer abgewichen wird, wenn im Gerät mehr Kälteleistung benötigt wird oder die benötigte Stehzeit unterhalb der Mindeststehzeit des Kompressors fällt oder sonstige Faktoren eine Änderung der Einschaltdauer erfordern.
Der Einschaltzeitpunkt des Kompressors und damit die Ausschaltdauer kann zusätzlich von der Temperatur abhängig gemacht werden, die ein Temperaturfühler am Verdampfer mißt. Wie ausgeführt, kann dies über eine „und-Verknüpfung” in der Steuer- oder Regelungseinheit erreicht werden. Auf diese Weise kann die Kontrolle über Vorgänge am Verdampfer wie beispielsweise das Antauen und damit ein zu schneller Eisaufbau am Verdampfer zwischen den Abtauphasen kontrolliert werden.
Nach der ersten Inbetriebnahme oder nach einem Stromausfall oder nach einer Abtauphase oder nach Betätigen einer mit einer besonders hohen Kühlleistung verbundenen Taste des Gerätes wird eine bestimmte Anzahl von Zyklen die Einschaltdauer so lange gewählt, bis der Temperaturfühler im Kompartiment einen bestimmten Wert, z. B. einen Sollwert laut Reglereinstellung erreicht hat. Erst danach geht das Gerät in den regulären Betrieb gemäß Anspruch 1 über.
Eine solche Vorgehensweise ermöglicht es, schnell auf Störgrößen, wie beispielsweise einen Stromausfall oder einen sonstigen besonders hohen Wärmeeintrag zu reagieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0921363 B1 [0002]

Claims

Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Kompressor aufweist, mit einem oder mehreren zu kühlenden Kompartimenten, sowie mit wenigstens einem Temperaturfühler, der einen für die Temperatur in wenigstens einem der Kompartimente charakteristischen Wert abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eine Steuer- oder Regelungseinheit aufweist, die wenigstens ein Zeitmodul sowie wenigstens ein Vergleichsmodul umfaßt, wobei das Zeitmodul derart ausgeführt ist, dass es im Normalbetrieb des Gerätes den Kompressor für eine bestimmte Einschaltdauer in Betrieb setzt und/oder für eine bestimmte Ausschaltdauer außer Betrieb setzt und wobei das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es im Normalbetrieb des Gerätes in Abhängigkeit eines Vergleiches des mit dem Temperaturfühler ermittelten Wertes mit einem Sollwert eine Korrektur der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vornimmt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf ferner wenigstens einen Verdampfer sowie wenigstens einen Temperaturfühler aufweist, der einen für den Verdampfer charakteristischen Temperaturwert ermittelt und dass der Einschaltzeitpunkt des Kompressors und somit die Länge der Ausschaltdauer von einer für den Verdampfer charakteristischen Temperatur abhängt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer festgelegt ist und dass nur die Ausschaltdauer durch das Vergleichsmodul veränderbar ist oder dass die Ausschaltdauer festgelegt ist und dass nur die Einschaltdauer durch das Vergleichsmodul veränderbar ist.
Kühl und/oder Gefriergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer derart festgelegt ist, dass sich auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Gerätes, wie z. B. Sollwert, Umgebungstemperatur, ein energetisches Optimum des Kompressorbetriebes ergibt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine energetisch optimale Einschaltdauer vorgesehen ist und dass das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es eine Korrektur der Einschaltdauer und/oder der Ausschaltdauer vornimmt, wenn der Kältebedarf größer oder kleiner ist als dies bei der Ermittlung der energetisch optimalen Einschaltdauer der Fall ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine energetisch optimale Einschaltdauer vorgesehen ist und dass das Vergleichsmodul derart ausgeführt ist, dass es eine Korrektur der Einschaltdauer vornimmt, wenn die benötigte Ausschaltdauer des Kompressors unterhalb einer Mindestausschaltdauer des Kompressors liegt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf ferner wenigstens einen Verdampfer aufweist und dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Kompressor in einem weiteren Betriebsmodus nach der ersten Inbetriebnahme, nach einem Stromausfall oder nach einer Abtauphase des Verdampfers derart betreibt, dass die Einschaltdauer des Kompressors über die bestimmte Einschaltdauer hinaus vergrößert ist, bis ein durch einen Temperaturfühler ermittelter Wert erreicht oder unterschritten ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf ferner wenigstens einen Verdampfer aufweist und dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Kompressor in einem Abtau-Betriebsmodus dann einschaltet wenn, ein durch einen Temperaturfühler ermittelter und für die Temperatur des Verdampfers charakteristischer Wert einen bestimmten Wert erreicht oder überschritten hat.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Abtau-Betriebsmodus initiiert, wenn eine bestimmte Betriebsdauer des Gerätes erreicht oder überschritten ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die bestimmte Betriebsdauer des Gerätes in Abhängigkeit von der Kompressorlaufzeit und/oder in Abhängigkeit der Anzahl der Türöffnungen und/oder in Abhängigkeit von dem Sollwert, und/oder in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, und/oder Umgebungsfeuchte, und/oder in Abhängigkeit von der Anstiegs, bzw. Abfallgeschwindigkeit von Fühlern korrigiert.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die bestimmte Betriebsdauer des Gerätes in Abhängigkeit eines oder mehrerer der Parameter Sollwert, Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchte, und An stiegs- und/oder Abfallgeschwindigkeit eines oder mehrerer der vorgenannten oder anderer Parameter korrigiert.