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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät wie etwa einen Kühl- oder Gefrierschrank, mit einer Verdunstungsschale zum Verdunsten von aus einer Lagerkammer des Geräts abgeleitetem Tauwasser, und einer Hilfseinrichtung, die zuschaltbar ist, um bei Bedarf die Verdunstung des Tauwassers in der Verdunstungsschale zu fördern.
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Bei jedem Öffnen einer Tür des Kältegeräts gelangt mit der Umgebungsluft auch Feuchtigkeit in die Lagerkammer eines Kältegeräts und schlägt sich dort im Laufe der Zeit an der kältesten Stelle nieder, das heißt je nach Bauart des Kältegeräts zum Beispiel unmittelbar an einem Verdampfer oder an einer durch den Verdampfer gekühlten Wand der Lagerkammer. Von dort muss die Feuchtigkeit beseitigt werden, damit sie nicht den Wärmeaustausch zwischen der Lagerkammer und dem Verdampfer und damit den Wirkungsgrad des Kältegeräts beeinträchtigt und/oder damit von dieser kältesten Stelle abfließendes Wasser nicht das Kühlgut durchnässt. Es ist daher üblicherweise unterhalb dieser kältesten Stelle eine Auffangrinne oder -schale vorgesehen, in der sich das Tauwasser sammeln kann und von wo aus es durch einen Durchgang in der wärmeisolierenden Wand des Kältegeräts zu einer Verdunstungsschale geleitet wird. Die Verdunstungsschale ist jenseits der wärmeisolierenden Wand angeordnet, um aus ihr verdunstende Feuchtigkeit frei an die Umgebung abgeben zu können. Um die Verdunstung in der Schale zu fördern, ist sie herkömmlicherweise in einem Maschinenraum des Kältegeräts auf einem Verdichter montiert, um durch dessen Abwärme beheizt zu werden.
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Verbesserungen der Isolation und der Kälteerzeugung führen bei modernen Kältegeräten dazu, dass das Verhältnis von anfallendem Tauwasser zur am Verdichter verfügbaren Abwärme immer ungünstiger wird. Wenn jedoch das Tauwasser schneller anfällt, als es in der Verdunstungsschale verdunsten kann, dann läuft diese über, und das auslaufende Wasser kann zu Schäden am Gerät und an dessen Umgebung führen.
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Eine Möglichkeit, die fehlende Abwärme des Verdichters zu ersetzen ist, eine elektrische Heizeinrichtung an der Verdunstungsschale anzubringen. Es liegt jedoch auf der Hand, dass der Betrieb einer solchen Heizeinrichtung, insbesondere, wenn er nicht bedarfsorientiert gesteuert erfolgt, die Gesamtenergieeffizienz des Kältegeräts beeinträchtigt und Effizienzgewinne durch verbesserte Isolation oder verbesserte Kälteerzeugung weitgehend wieder zunichte macht. Es wäre zwar an sich denkbar, einen Füllstandssensor an der Verdunstungsschale anzubringen und die Heizeinrichtung nur dann zu betreiben, wenn dieser die Überschreitung eines kritischen Wasserspiegels anzeigt. Ein solcher Füllstandssensor muss jedoch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweisen, denn wenn eine Störung des Füllstandsensors darin besteht, dass eine Überschreitung des kritischen Wasserspiegels nicht erfasst wird, droht ein Überlaufen der Verdunstungsschale mit den daraus resultierenden Folgeschäden. Führt hingegen eine Störung des Füllstandssensors dazu, dass ständig eine Überschreitung des kritischen Wasserspiegels erfasst wird, dann läuft die Heizeinrichtung pausenlos, und es wird nutzlos Energie vergeudet. Da eine solche Störung sich äußerlich nicht unmittelbar bemerkbar macht, kann es sein, dass sie lange Zeit übersehen wird und dem Benutzer erhebliche Kosten verursacht. Ein Füllstandssensor mit der für die Praxis erforderlichen Zuverlässigkeit führt jedoch zu nicht vernachlässigbaren und für den Anwender vielfach abschreckenden Kosten bei der Gerätefertigung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine preiswerte und zuverlässige Lösung anzugeben, mit der eine ausreichende Verdunstung von Kondenswasser sichergestellt werden kann und gleichzeitig eine gute Energieeffizienz des Kältegeräts gewahrt bleibt.
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Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.
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Die Aufgabe wird zum einen gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer durch eine Tür verschließbaren Lagerkammer, einer Verdunstungsschale zum Verdunsten von aus der Lagerkammer abgeleitetem Tauwasser und einer Hilfseinrichtung, die durch eine Steuereinheit zuschaltbar ist, um die Verdunstungsrate in der Verdunstungsschale zu erhöhen, die Steuereinheit eingerichtet sein, den Betrieb der Hilfseinrichtung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zu steuern. Wesentliche Quelle für das Tauwasser, das sich am Verdampfer niederschlägt, ist Außenluft, die in die Lagerkammer hineingelangt, und deren Feuchtigkeitsgehalt ist stark abhängig von ihrer Temperatur.
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Um die Umgebungstemperatur zu erfassen, kann die Steuereinheit mit einem geeigneten Temperatursensor verbunden sein.
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Bei vergleichbarer Zuverlässigkeit preiswerter realisierbar sind Techniken zur Abschätzung der Umgebungstemperatur anhand von mit ihr zusammenhängenden Größen. So kann zum Beispiel, wenn das Kältegerät in an sich bekannter Weise einen intermittierend betriebenen Verdichter umfasst, die Steuereinheit eingerichtet sein, die Umgebungstemperatur anhand der Dauer einer Betriebsphase des Verdichters abzuschätzen. Die Dauer einer Betriebsphase hängt nicht nur von der Differenz zwischen Einschalt- und Ausschalttemperatur des Verdichters ab, sondern auch von der Rate, mit der Umgebungswärme in die Lagerkammer eindringt und deren Abkühlung während des Betriebs des Verdichters verzögert. Je höher die Umgebungstemperatur ist, umso höher ist auch diese Rate, und dementsprechend länger dauert jede Betriebsphase.
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Es sind auch Kältegeräte bekannt, bei denen die Leistung des Verdichters variabel ist und auf einen Wert geregelt wird, bei dem der Verdichter ununterbrochen oder nahezu ununterbrochen laufen und dabei die Temperatur der Lagerkammer konstant halten kann. Wie groß die Leistung des Verdichters ist, die den Wärmezustrom aus der Umgebung der Lagerkammer ausgleicht, hängt von der Umgebungstemperatur, genauer gesagt von der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der Lagerkammer, ab, so dass die Leistung, auf die der Verdichter bei einem solchen Kältegerät geregelt ist, ebenfalls einen Rückschluss auf die Umgebungstemperatur erlaubt.
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Um die Menge der im Laufe der Zeit in die Lagerkammer eindringenden Außenluft abschätzen zu können, ist die Steuereinheit zweckmäßigerweise eingerichtet, ein Öffnen der Tür zu erfassen und den Betrieb der Hilfseinrichtung anhand der Zahl und/oder Dauer erfasster Türöffnungen zu steuern.
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Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit an einen durch das Öffnen und Schließen der Tür betätigten Schalter angeschlossen sein.
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In Betracht kommt aber auch, dass die Steuereinheit an einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur in der Lagerkammer angeschlossen ist und eingerichtet ist, ein Öffnen der Tür anhand eines dadurch bewirkten Sprungs der Temperatur zu erkennen.
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Zweckmäßigerweise kann die Berücksichtigung der verschiedenen oben erwähnten, die Menge des anfallenden Tauwassers beeinflussenden Größen erfolgen, indem die Steuereinheit eingerichtet ist, bei jedem Türöffnen eine Zählgröße um ein Inkrement zu verändern, das anhand wenigstens einer unter Türöffnungsdauer, Umgebungstemperatur, Verdichterlaufzeit, Verdichterleistung, Luftfeuchtigkeit in der Lagerkammer und Änderungsrate der Verdampfertemperatur ausgewählten Größe festgelegt wird, und die Hilfseinrichtung zu betreiben, wenn die Zählgröße einen Grenzwert erreicht.
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Wenn die mittlere Betriebstemperatur des Verdampfers so niedrig ist, dass sich Luftfeuchtigkeit daran als Reif niederschlägt, der zwischen zwei Betriebsphasen des Verdampfers nicht abtaut, dann kann zum Abtauen des Verdampfers eine Abtauheizung vorgesehen werden. Flüssiges Tauwasser fällt im Wesentlichen nur an, wenn die Abtauheizung in Betrieb ist. Daher ist die Steuereinheit in einem solchen Fall vorzugsweise eingerichtet, diese Einrichtung zusammen mit der Abtauheizung zu betreiben, um dieses Tauwasser zügig zu beseitigen.
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Als Hilfseinrichtung kommen insbesondere eine Heizung und/oder ein Ventilator in Betracht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 einen schematischen Schnitt in Breitenrichtung durch ein Haushaltskältegerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 einen Schnitt in Tiefenrichtung durch das Kältegerät;
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3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der die Verdunstung unterstützenden Hilfseinrichtung;
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4 ein Flussdiagramm eines im Rahmen des Steuerverfahrens der 3 anwendbaren Verfahrens zum Abschätzen der Umgebungstemperatur;
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5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschätzen der Umgebungstemperatur, das in einem Kältegerät mit leistungsveränderlichem Verdichter anwendbar ist;
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6 einen exemplarischen Temperaturverlauf in der Lagerkammer des Kältegeräts der 1 und 2;
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7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Hilfseinrichtung, das auf dem in 6 gezeigten Temperaturverlauf basiert; und
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8 ein Flussdiagramm eines zweiten auf dem Temperaturverlauf der 6 basierenden Verfahrens.
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1 und 2 zeigen schematische Schnitte durch ein Haushaltskältegerät, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Die Schnittebenenen der beiden Figuren sind in der jeweils anderen Fig. als strichpunktierte Linien I-I bzw. II-II eingezeichnet.
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Das Haushaltskältegerät, hier ein Kühlschrank, hat in üblicher Weise ein wärmeisolierendes Gehäuse mit einem Korpus 1 und einer Tür 2, die eine Lagerkammer 3 begrenzen. Die Lagerkammer 3 ist hier durch einen an ihrer Rückwand zwischen einem Innenbehälter des Korpus 1 und einer diesen umgebenden isolierenden Schaumschicht angeordneten Coldwall-Verdampfer 4 gekühlt, doch dürfte für den Fachmann unmittelbar einsichtig sein, dass die im Folgenden erläuterten Besonderheiten der Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Typen von Verdampfer anwendbar sind.
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Der Verdampfer 4 ist Teil einer Kältemaschine, die ferner einen in einem aus dem Korpus 1 ausgesparten Maschinenraum 5 untergebrachten Verdichter 6 sowie einen in den Figuren nicht dargestellten Verflüssiger umfasst, der beispielsweise außen an der Rückwand des Korpus 1 oder auch in Maschinenraum 5 untergebracht sein kann.
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Am Fuße der durch den Verdampfer 4 gekühlten Rückwand der Lagerkammer 3 erstreckt sich eine Auffangrinne 7 für Kondenswasser, das sich an dem vom Verdampfer 4 gekühlten Bereich des Innenbehälters niederschlägt und daran abwärts fließt. Eine Rohrleitung 8 führt vom tiefsten Punkt der Auffangrinne 7 durch die isolierende Schaumstoffschicht hindurch zu einer Verdunstungsschale 9, die auf einem Gehäuse des Verdichters 6 montiert ist, um durch Abwärme des Verdichters 6 beheizt zu werden. Eine elektrische Heizeinrichtung 10 ist hier in Form einer sich im Inneren der Verdunstungsschale 9 erstreckenden Heizschleife dargestellt; sie könnte auch beispielsweise in Form einer Folienheizung an einer Außenwand 11 der Verdunstungsschale 9 angebracht sein, wobei in diesem Fall außen um die Folienheizung herum noch eine Isolationsschicht vorgesehen sein kann, um sicherzustellen, dass die Heizeinrichtung ihre Wärme im Wesentlichen in die Verdunstungsschale 9 hinein abgibt.
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Um die Verdunstung von Tauwasser in der Verdunstungsschale 9 zu fördern, kann an Stelle der Heizeinrichtung 10 oder zusätzlich zu dieser noch ein Ventilator 12 in dem Maschinenraum 5 so angeordnet sein, dass er einen Luftstrom über dem Wasserspiegel der Verdunstungsschale 9 antreibt. Da die Ein- und Ausschaltzeitpunkte der Heizeinrichtung 10 und des Ventilators 12 miteinander verknüpft und vorzugsweise gleich sind, kann sich die Beschreibung im Folgenden auf den Fall beschränken, dass beide vorhanden sind.
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Heizeinrichtung 10 und Ventilator 12 sind gesteuert durch eine elektronische Steuereinheit 13, die hier der Einfachheit halber in dem Maschinenraum 5 dargestellt ist, die aber in der Praxis weitgehend beliebig am Kältegerät und insbesondere benachbart zu einem – hier nicht dargestellten – Bedienfeld angeordnet sein kann. Die Steuereinheit 13 steuert auch den Betrieb des Verdichters 6 anhand eines an der Lagerkammer 3 angeordneten Temperatursensors 14. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann im Rahmen der Erfindung eine einfache Ein-Aus-Steuerung des Verdichters 6 vorgesehen sein, bei der die Steuereinheit 13 den Verdichter 6 einschaltet, wenn die Temperatur der Lagerkammer 3 eine Einschaltschwelle Tein überschreitet und ihn wieder ausschaltet, sobald die Temperatur der Lagerkammer 3 eine Ausschaltschwelle Taus unterschreitet. Es kommt jedoch auch eine stufenlose Steuerung der Leistung, insbesondere der Drehzahl, des Verdichters 6 oder ein Umschalten zwischen zahlreichen diskreten nichtverschwindenden Leistungsstufen des Verdichters 6 in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur in Betracht.
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An einer Seitenwand des Korpus 1 ist ein durch die Tür 2 betätigbarer Schalter 15 angebracht, der in an sich bekannter Weise zum Ein- und Ausschalten einer Leuchte 16 der Lagerkammer 3 beim Öffnen bzw. Schließen der Tür 2 dienen kann. Der Schalter 15 ist mit der Steuereinheit 13 verbunden, um eine Erfassung des Öffnens und Schließens der Tür 2 durch die Steuereinheit 13 zu ermöglichen.
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3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens, das gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung in der Steuereinheit 13 ausführbar ist, um den Betrieb der Heizeinrichtung 10 und des Ventilators 12 zu steuern. In Schritt S31 wartet die Steuereinheit 13 ab, dass der Schalter 15 ein Öffnen der Tür 2 erfasst. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt S32 ein interner Zähler c der Steuereinheit 13 um ein Inkrement incr(Text, ...) erhöht, das direkt oder indirekt von der Temperatur Text in der Umgebung des Kältegeräts sowie eventuell noch von weiteren Größen abhängt. Um die Außentemperatur Text abschätzen zu können, kann ein Umgebungstemperatursensor am Kältegerät außerhalb der Isolationsschicht vorgesehen sein. Bevorzugt ist jedoch, die Kosten eines solchen Sensors einzusparen und die Umgebungstemperatur Text auf indirektem Wege abzuschätzen, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird.
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Eine weitere Größe, die Einfluss auf das Inkrement haben kann, ist die Dauer des Offenstehens der Tür 2. Es ist leicht nachvollziehbar, dass die Menge an Umgebungsluft, die beim Öffnen der Tür 2 in die Lagerkammer 3 gelangt, um so größer ist, je länger die Tür 2 offensteht, und dass dementsprechend auch die Menge des mit der Umgebungsluft eingetragenen Wassers wächst. Sobald allerdings die Luft in der Lagerkammer 3 komplett ausgetauscht ist, nimmt die eingetragene Feuchtigkeitsmenge nur noch langsam zu. Daher kann bei einer einfachen Ausgestaltung des Verfahrens angenommen werden, dass bei jedem Türöffnen die Luft komplett ausgetauscht wird; dann braucht nur noch die Zahl der Türöffnungen, nicht mehr aber ihre Dauer im Inkrement berücksichtigt zu werden. Eine genauere Schätzung des Feuchtigkeitseintrags wird erreicht, wenn bei einem kurzen, für einen vollständigen Luftaustausch nicht ausreichenden Offenstehen der Tür ein entsprechend verringertes Inkrement zugrunde gelegt wird.
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Falls in der Lagerkammer 3 ein Luftfeuchtigkeitssensor vorgesehen ist, kann dessen Messwert nach erneutem Schließen der Tür 2 herangezogen werden, um die Menge des Wasserdampfs in Lagerkammer 3 quantitativ abzuschätzen und das Inkrement entsprechend festzulegen.
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In Schritt S33 wird überprüft, ob der Zähler einen Grenzwert cmax überschritten hat, der einem kritischen Wasserspiegel in der Verdunstungsschale 9 entspricht. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt S34 die Heizeinrichtung 10 und/oder der Ventilator 12 eingeschaltet, in Schritt S35 wird der Zähler c zurückgesetzt, und das Verfahren kehrt zum Ausgang zurück. Während Heizeinrichtung 10 und Ventilator 12 in Betrieb sind, geht die Erfassung von Türöffnungen mit den Schritten S31, S32, S33 und die damit einhergehende erneute Inkrementierung des Zählers c weiter. Jeweils nach einer vorgegebenen Betriebsdauer, die empirisch als ausreichend ermittelt ist, um eine dem Grenzwert cmax entsprechende Wassermenge zu verdunsten und so den Wasserspiegel in der Verdunstungsschale 9 wieder auf ein unbedenkliches Maß zu senken, werden Heizeinrichtung 10 und Ventilator 12 wieder ausgeschaltet.
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Um dem Beitrag der Abwärme des Verdichters 6 zur Verdunstung in der Schale 9 Rechnung zu tragen, kann im Falle einer Ein-Aus-Steuerung des Verdichters 6 durch die Steuereinheit 13 vorgesehen sein, dass, wenn der Verdichter 6 in Betrieb ist, der Zählwert c in regelmäßigen Zeitabständen um ein vorgegebenes Dekrement vermindert wird. In dem Fall, dass der Verdichter 6 kontinuierlich bei veränderlicher Leistung betrieben wird, kann der Betrag des Dekrements proportional oder die Zeitspanne zwischen zwei Dekrementierungen umgekehrt proportional zur Verdichterleistung festgelegt werden.
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4 veranschaulicht ein erstes Verfahren zur indirekten Abschätzung der Außentemperatur Text, das anwendbar ist, wenn der Verdichter 6 von der Steuereinheit 13 ein-aus-gesteuert wird. In Schritt S41 wird abgewartet, bis die von dem Temperatursensor 14 erfasste Temperatur T der Lagerkammer 3 über die Einschaltschwelle Tein ansteigt. Sobald dies der Fall ist, wird in Schritt S42 der Verdichter 6 eingeschaltet und ein Zeitmesser gestartet. Der Zeitmesser kann insbesondere auf der Zählung von Taktperioden eines Taktgebers der Steuereinheit 13 basieren. Sobald in Schritt S43 festgestellt wird, dass die Temperatur der Lagerkammer 3 auf die Ausschaltschwelle Taus abgefallen ist, wird der Verdichter 6 wieder ausgeschaltet, der Zeitmesser angehalten und die seit dem Schritt S42 verstrichene Zeit t erfasst, und die Außentemperatur Text wird anhand einer Nachschlagetabelle abgeschätzt, in der diese als Funktion f der (vom Benutzer einstellbaren) Einschaltschwelle Tein und der Laufzeit t des Verdichters 6 aufgezeichnet ist. Die Tabelle, die den Zusammenhang f zwischen Einschaltschwelle Tein, Verdichterlaufzeit t und Umgebungstemperatur Text beschreibt, ist vom Hersteller des Kältegeräts vorab empirisch ermittelt und in einem Festwertspeicher der Steuereinheit 13 abgelegt worden.
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Eine Abschätzung der Außentemperatur Text anhand der gemessenen Verdichterlaufzeit t ist dann in besonders exakter Weise möglich, wenn die Tür 2 während des Betriebs des Verdichters 6, zwischen den Schritten S42 und S44, nicht geöffnet wird. Es kann daher vorgesehen werden, dass das Verfahren der 4 ohne Ergebnis abbricht und ein früherer Schätzwert von Text weiter verwendet wird, falls während des Betriebs des Verdichters 6 ein Öffnen der Tür 2 erfasst wird.
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Da die Differenz zwischen Ein- und Ausschaltschwellen Tein, Taus im Allgemeinen fest vorgegeben ist, liegt auf der Hand, dass auch die Ausschaltschwelle Taus oder ein Mittelwert zwischen beiden Schwellen Tein, Taus für die Abschätzung von Text herangezogen werden könnte.
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5 zeigt das Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschätzen der Umgebungstemperatur Text, das bei einem Kältegerät anwendbar ist, dessen Verdichter 6 zwischen verschiedenen nichtverschwindenden Leistungsstufen umschaltbar ist. Das Verfahren wird in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt. Bei diesem Verfahren sind eine obere Grenze Tmax und eine untere Grenze Tmin für die Temperatur der Lagerkammer 3 festgelegt, die nach Möglichkeit nicht für längere Zeit über- bzw. unterschritten werden sollen. Wenn im Schritt S51 beim Vergleich der Temperatur T der Lagerkammer 3 mit der oberen Grenze Tmax festgestellt wird, dass die Temperatur T der Lagerkammer 3 über der oberen Grenze Tmax liegt, wird in Schritt S52 die Leistung PV des Verdichters 6 um eine vorgegebene Schrittweite ε heraufgesetzt.
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Der Zeitabstand zwischen zwei Wiederholungen des Verfahrens ist groß genug gewählt, um eine Auswirkung der veränderten Verdichterleistung PV auf die Temperatur T beobachten zu können. Wenn die Verdichterleistung PV nach der Heraufsetzung ausreicht, um die Temperatur T sinken zu lassen, und in Schritt S51 festgestellt wird, dass die Temperatur T unter Tmax gefallen ist, dann verzweigt das Verfahren von Schritt S51 nach S53, wo die Temperatur T mit der unteren Grenze Tmin verglichen wird. Wenn diese nicht unterschritten wird, bleibt die Verdichterleistung PV unverändert, und wiederum beginnt nach dem vorgegebenen Zeitabstand das Verfahren von neuem.
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Wenn schließlich die Temperatur T unter Tmin liegt, wird in Schritt S54 die Verdichterleistung um den Wert ε wieder vermindert. Auf diese Weise passt sich die Verdichterleistung PV fortlaufend dem entsprechend der Umgebungstemperatur Text variablen Kühlbedarf der Lagerkammer 3 an. So kann immer dann, wenn die Tür 2 des Kältegeräts geöffnet wird, in Schritt S55 die Umgebungstemperatur Text als Funktion der der tatsächlichen Temperatur T der Lagerkammer 3 oder ihrer durch den Benutzer eingestellten Grenzen Tmax, Tmin und der Verdichterleistung PV unter Rückgriff auf eine für das betreffende Modell von Kältegerät empirisch ermittelte Tabelle abgeschätzt werden.
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6 zeigt typische Verläufe von vom Temperatursensor 14 im Laufe der Zeit gemessenen Temperaturen, jeweils als durchgezogene Linie in Abwesenheit von Türöffnungen und gestrichelt im Falle einer Türöffnung. Jeweils zu den mit tein bezeichneten Zeitpunkten erreicht die Temperatur T in der Lagerkammer 3 die Einschaltschwelle Tein, und die Steuereinheit 13 schaltet den Verdichter 6 ein; an den mit taus bezeichneten Zeitpunkten wird die Ausschaltschwelle Taus erreicht, und der Verdichter 6 wird wieder ausgeschaltet. Solange die Tür geschlossen bleibt, ändern sich zwischen diesen Zeitpunkten die Temperatur T kontinuierlich. Wenn während des Betriebs des Verdichters die Tür geöffnet wird, wie etwa zu den Zeitpunkten t1, t2, t4, dann führt dies zu einem Temperaturanstieg, doch wenn sich nach kurzer Zeit die Wärme der eingedrungenen Luft in der Lagerkammer 3 verteilt hat, unterscheidet sich die vom Sensor 14 erfasste Temperatur T nicht mehr wesentlich vom Temperaturverlauf, der sich ohne eine Türöffnung ergeben hätte.
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Wenn der Verdichter 6 zwischen den Zeitpunkten taus und tein ausgeschaltet ist, steigt die Temperatur T kontinuierlich, erst recht dann, wenn durch eine Türöffnung Warmluft in die Lagerkammer 3 gelangt. Ein Temperaturabfall, der bei ausgeschaltetem Verdichter auftritt, wenn sich die eingetragene Wärme in der Lagerkammer 3 verteilt, lässt jedoch einen eindeutigen Rückschluss zu, dass eine Türöffnung stattgefunden hat.
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7 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Verfahrens, das die Überwachung der Temperatur T in der Lagerkammer 3 einsetzt, um den Betrieb von Heizeinrichtung 10 und Ventilator 12 zu steuern. Das Verfahren wird in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt, unabhängig davon, ob der Verdichter 6 eingeschaltet ist oder nicht. In Schritt S71 wird die Temperatur Ti der Lagerkammer 3 zum Zeitpunkt der i-ten Iteration des Verfahrens erfasst. Falls zu diesem Zeitpunkt der Verdichter eingeschaltet ist, verzweigt das Verfahren im Schritt S72 zu Schritt S73, wo überprüft wird, ob der Messwert Ti höher ist als der in der vorhergehenden Iteration erhaltene Messwert Ti-1. Wenn dies nicht der Fall ist, ist die Iteration beendet. Anderenfalls erreicht der Verfahren den Schritt S75.
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Wenn in S72 festgestellt wird, dass der Verdichter ausgeschaltet ist, wird in S74 überprüft, ob die Temperatur Ti niedriger ist als die in der vorhergehenden Iteration gemessene Temperatur Ti-1. Wenn nicht, ist die Iteration wiederum beendet, wenn ja, wird Schritt S75 erreicht. In S75 wird gefolgert, dass die Tür geöffnet worden ist.
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Um sicherzustellen, dass eine Türöffnung nicht mehrfach gezählt wird, wird in Schritt S76 abgewartet, bis entweder der Verdichter 6 seinen Betriebszustand ändert oder, falls zum Zeitpunkt der Erkennung der Türöffnung der Verdichter 6 eingeschaltet war, die Temperatur T wieder zu fallen beginnt bzw., falls der Verdichter 6 ausgeschaltet war, die Temperatur T wieder zu steigen beginnt.
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Indem das Verfahren der 7 den Schritt S31 der 3 ersetzt, kann auf eine Verdrahtung zwischen dem die Leuchte 16 steuernden Schalter 15 und der Steuereinheit 13 verzichtet werden, was den Aufbau des Kältegerätes weiter vereinfacht.
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Eine höhere Erkennungsempfindlichkeit ist erreichbar mit dem Verfahren der 8. Voraussetzung für dieses Verfahren ist, dass der Steuereinheit 13 Normalwerte für die zeitliche Ableitung der Temperatur T bei eingeschaltetem und ausgeschaltetem Verdichter 6 bekannt sind. Diese Werte können herstellerseitig einprogrammiert sein, oder sie können auf Messungen des Temperaturverlaufs basieren, die die Steuereinheit 13 selber an dem Kältegerät durchführt.
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Wiederum wird in Schritt S81 zunächst die aktuelle Temperatur Ti zur Zeit der i-ten Iteration gemessen. Die zeitliche Ableitung dTi/dT wird in Schritt S82 anhand eines in der jeweils vorhergehenden Iteration gemessenen Temperaturwerts Ti-1 berechnet. Schritt S83 überprüft, ob die so berechnete Ableitung stärker positiv ist als normal, d.h. als die Änderungsrate der Temperatur, die bei geschlossener Tür unter Berücksichtigung des Verdichterbetriebszustands zu erwarten wäre. Ist dies nicht der Fall, dann endet die Iteration; wenn es der Fall ist, wird in S84 gefolgert, dass die Tür geöffnet worden ist. Wiederum wird, um Mehrfachzählungen zu vermeiden, in S85 die Temperatur Ti weiterhin in regelmäßigen Zeitabständen gemessen und ihre Ableitung berechnet, aber zum Ausgangspunkt des Verfahrens wird erst zurückgekehrt, wenn die so erhaltenen Ableitungswerte wieder normalisiert sind, d.h. die durch die Türöffnung bewirkte Störung des normalen Temperaturverlaufs abgeklungen ist.
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Auch dieses Verfahren kann den Schritt S31 aus 3 ersetzen.
