DE102011084717A1 - Refrigeration unit with evaporation tray and heater for evaporation promotion - Google Patents
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Abstract
Ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, umfasst wenigsten eine Lagerkammer (3), eine Wärmequelle (10), eine Verdunstungsanordnung (9) zum Verdunsten von aus der Lagerkammer (3) abgeleitetem Tauwasser, einen an der Verdunstungsanordnung (9) in thermischem Kontakt mit der Wärmequelle (10) angeordneten Temperatursensor (15), eine mit dem Temperatursensor (15) verbundene Steuereinheit (13) und eine Heizeinrichtung (10), die durch die Steuereinheit (13) betreibbar ist, um die Verdunstungsrate der Verdunstungsanordnung (9) zu erhöhen. Die Steuereinheit (13) ist eingerichtet, anhand einer Änderung der von dem Temperatursensor (15) erfassten Temperaturen über Betrieb oder Nichtbetrieb der Heizeinrichtung (10) zu entscheiden. Die Verdunstungsanordnung (9) umfasst eine Hauptzone (16) und eine Überflutungszone (18), in der der Temperatursensor (15) angeordnet ist. Die Überflutungszone (18) enthält nur dann Wasser im Kontakt mit dem Temperatursensor (15), wenn der Wasserstand in der Hauptzone (18) einen Überlaufpegel erreicht oder überschritten hat.A refrigerator, in particular domestic refrigeration appliance, comprises at least one storage chamber (3), a heat source (10), an evaporation arrangement (9) for evaporating condensate discharged from the storage chamber (3), one at the evaporation arrangement (9) in thermal contact with the heat source (10) arranged temperature sensor (15), a temperature sensor (15) connected to the control unit (13) and a heater (10) which is operable by the control unit (13) to increase the evaporation rate of the evaporation assembly (9). The control unit (13) is set up to decide on the basis of a change in the temperature detected by the temperature sensor (15) via operation or non-operation of the heating device (10). The evaporation arrangement (9) comprises a main zone (16) and a flooding zone (18), in which the temperature sensor (15) is arranged. The flooding zone (18) contains water in contact with the temperature sensor (15) only when the water level in the main zone (18) has reached or exceeded an overflow level.
Description
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 Heizeinrichtung, die betreibbar ist, um bei Bedarf die Verdunstung des Tauwassers in der Verdunstungsschale zu fördern. The present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance such as a refrigerator or freezer, with an evaporation tray for evaporating condensate derived from a storage chamber of the device and a heater which is operable to, if necessary, the evaporation of the condensate in the evaporation tray promote.
Das Tauwasser, das sich in der Lagerkammer niederschlägt, gelangt dort hin als Bestandteil des darin eingelagerten Kühlguts sowie in Form von Wasserdampf, der in der bei jedem Öffnen der Tür des Kältegeräts in die Lagerkammer eindringenden Umgebungsluft enthalten ist. Das Ausmaß des Wassereintrags in die Lagerkammer, und damit die Rate, in der es aus der Lagerkammer der Verdunstungsschale zufließt, ist schwierig abzuschätzen, da sie von zahlreichen Faktoren wie etwa Art des Kühlguts und seiner Verpackung, Temperatur und prozentuale Feuchte der Umgebungsluft sowie der Menge der bei einem Türöffnen zwischen Umgebung und Lagerkammer ausgetauschten Luft abhängt, und diverse dieser Größen kaum mit vertretbarem Aufwand messbar sind. The condensation, which is reflected in the storage chamber, gets there as part of the stored therein refrigerated goods and in the form of water vapor, which is contained in the entering each time the door of the refrigerator in the storage chamber ambient air. The extent of water entry into the storage chamber, and thus the rate at which it flows out of the storage chamber of the evaporation tray, is difficult to estimate because of numerous factors such as the type of product and its packaging, temperature and percentage humidity of the ambient air and the amount the air exchanged at a door opening between environment and storage chamber depends air, and various of these sizes are barely measurable with reasonable effort.
Durch die Konstruktion des Kältegerätes muss sichergestellt sein, dass das Tauwasser in der Verdunstungsschale schnell genug verdampft, um ein Überlaufen, das zu Schäden am Kältegerät und seiner Umgebung führen könnte, sicher zu vermeiden.The construction of the refrigeration unit must ensure that the condensate in the evaporation tray evaporates quickly enough to reliably prevent overflow, which could damage the refrigeration unit and its surroundings.
Herkömmlicherweise ist eine solche Verdunstungsschale meist auf einem Verdichter des Kältegerätes montiert, um mit dessen Abwärme das Tauwasser in der Verdunstungsschale zu beheizen und seine Verdunstung zu fördern. Verbesserungen der Isolation und der Kälteerzeugung führen bei modernen Kältegeräten jedoch dazu, dass das Verhältnis von anfallendem Tauwasser zur am Verdichter verfügbaren Abwärme immer ungünstiger wird. Um die Verdunstungsschale dennoch auf einer eine ausreichende Verdunstung gewährleistenden Temperatur zu halten, wurde vorgeschlagen, eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen der Tauwasserschale einzusetzen. Allerdings beeinträchtigt die Leistungsaufnahme einer solchen Heizeinrichtung massiv die Gesamtenergieeffizienz des Kältegeräts. Ihr Einsatz ist daher auf Zeiten zu begrenzen, in denen dies zum Verhindern des Überlaufens der Verdunstungsschale unabdingbar ist. Um die Heizeinrichtung geeignet steuern zu können, ist es daher erforderlich, den Wasserstand in der Verdunstungsschale zu überwachen. Conventionally, such an evaporation tray is usually mounted on a compressor of the refrigerator to heat with its waste heat the condensation in the evaporation tray and to promote its evaporation. Improvements in insulation and cooling, however, in modern refrigerators result in the ratio of accumulating condensate to the waste heat available at the compressor becoming increasingly unfavorable. In order to still keep the evaporation tray at a sufficient evaporation to ensure a temperature, it has been proposed to use an electric heater for heating the condensed water. However, the power consumption of such a heater massively affects the overall energy efficiency of the refrigerator. Their use is therefore to be limited to times when this is essential for preventing the overflow of the evaporation tray. In order to control the heater suitable, it is therefore necessary to monitor the water level in the evaporation tray.
Aus
Ein Nachteil dieses bekannten Kältegerätes ist, dass die Genauigkeit, mit der aus der Erwärmungsrate auf die Wassermenge in der Verdunstungsschale rückgeschlossen werden kann, um so schlechter ist, je voller diese ist. D.h. gerade dann, wenn die Notwendigkeit, den Wasserstand genau schätzen zu können, am größten ist, ist die Genauigkeit der Schätzung am schlechtesten.A disadvantage of this known refrigeration device is that the accuracy with which the heating rate can infer the amount of water in the evaporation tray is the worse, the fuller it is. That just when the need to accurately estimate the water level is greatest, the accuracy of the estimate is worst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Kältegerät zu schaffen, dass eine zuverlässige Beurteilung des Restfassungsvermögens einer Verdunstungsanordnung auch bei hohem Wasserstand erlaubt. Object of the present invention is therefore to provide a refrigeration device that allows a reliable assessment of the residual capacity of an evaporation arrangement even at high water levels.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer Lagerkammer, einer Wärmequelle, einer Verdunstungsanordnung zum Verdunsten von aus der Lagerkammer abgeleitetem Tauwasser, einem an der Verdunstungsanordnung in thermischem Kontakt mit der Wärmequelle angeordneten Temperatursensor, einer mit dem Temperatursensor verbundenen Steuereinheit und einer Heizeinrichtung, die durch die Steuereinheit betreibbar ist, um die Verdunstungsrate der Verdunstungsanordnung zu erhöhen, und die eingerichtet ist, anhand einer Änderung der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur über Betrieb oder Nichtbetrieb der Heizeinrichtung zu entscheiden, die Verdunstungsanordnung eine Hauptzone und eine Überflutungszone umfasst, der Temperatursensor in der Überflutungszone angeordnet ist und die Überflutungszone nur dann Wasser in Kontakt mit dem Temperatursensor enthält, wenn der Wasserstand in der Hauptzone einen Überlaufpegel erreicht oder überschritten hat. The object is achieved by providing a refrigeration device, in particular a domestic refrigeration appliance, with at least one storage chamber, a heat source, an evaporation arrangement for evaporating condensate derived from the storage chamber, a temperature sensor arranged in thermal contact with the heat source at the evaporation arrangement, one with the temperature sensor connected control unit and a heater which is operable by the control unit to increase the evaporation rate of the evaporation arrangement, and which is adapted to decide on the basis of a change of the temperature detected by the temperature sensor on operation or non-operation of the heater, the evaporation arrangement a main zone and a Flooding zone comprises, the temperature sensor is arranged in the flooding zone and the flooding zone contains water in contact with the temperature sensor only if the water level in the main zone reach an overflow level not or has exceeded.
Solange der Überlaufpegel nicht erreicht ist, ist die Überlaufzone trocken, und die Erwärmung des Temperatursensors durch von der Wärmequelle abgegebene Wärme ist vom Wasserstand in der Hauptzone unabhängig. Erst wenn das Wasser in die Überflutungszone vordringt, ändert sich die Änderungsgeschwindigkeit der vom Temperatursensor erfassten Temperatur umgekehrt proportional zur Wassermenge in der Überflutungszone. Durch geeignete Festlegung des Überlaufpegels kann daher auch ein Wasserstand knapp unterhalb einer Oberkante der Verdunstungsanordnung sicher erfasst werden, unabhängig von der Menge des in der Hauptzone enthaltenen Wassers. Da die Wassermenge in der Überflutungszone nur ein kleiner Teil des Gesamtinhalts der Verdunstungsanordnung ist, genügt eine geringe Heizleistung der Wärmequelle und/oder eine kurze Messzeit, um eine Temperaturänderung zu erfassen, die einen zuverlässigen Rückschluss auf die Wassermenge erlaubt. As long as the overflow level is not reached, the overflow zone is dry, and the heating of the temperature sensor by heat emitted by the heat source is independent of the water level in the main zone. Only when the water penetrates into the flooding zone, the rate of change of the temperature detected by the temperature sensor changes inversely proportional to the amount of water in the flooding zone. By appropriately setting the overflow level, therefore, a water level just below a top edge of the evaporation arrangement can be reliably detected, regardless of the amount of in the main zone contained water. Since the amount of water in the flooding zone is only a small part of the total content of the evaporation arrangement, a low heat output of the heat source and / or a short measuring time suffice to detect a temperature change which allows a reliable inference to the amount of water.
Als Wärmequelle kann dieselbe Heizeinrichtung dienen, die auch nach Abschätzung der Wassermenge genutzt wird, um das Wasser zu beheizen. As a heat source can serve the same heater, which is also used after estimating the amount of water to heat the water.
Es kommen aber auch andere Wärmequellen in Betracht, insbesondere kann die Abwärme eines Verdichters genutzt werden, um die daraus resultierende Temperaturänderung zu erfassen. But there are also other heat sources into consideration, in particular, the waste heat of a compressor can be used to detect the resulting temperature change.
Einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge hat die Hauptzone eine Überlaufkante in Höhe des Überlaufpegels, über die Wasser, wenn den es Überlaufpegel erreicht, in die unterhalb der Hauptzone angeordnete Überflutungszone ablaufen kann. So können die Hauptzone und die Überflutungszone zwei getrennte Wasserkörper auf unterschiedlichen Niveaus bilden. Da die freien Wasseroberflächen von Haupt- und Überflutungszone einander in der Draufsicht überschneiden können, ist es auf diese Weise möglich, eine große freie Wasseroberfläche, an der Verdunstung stattfinden kann, auf kleinem Bauraum unterzubringen.According to one embodiment of the invention, the main zone has an overflow edge at the level of the overflow level through which water, when it reaches overflow level, can drain into the flooding zone located below the main zone. Thus, the main zone and the flood zone can form two separate bodies of water at different levels. In this way, since the free water surfaces of the main and the flooding zones can overlap one another in plan view, it is possible to accommodate a large free water surface at which evaporation can take place in a small space.
Wenn allerdings der Wasserkörper der Überflutungszone auf einen tieferen Niveau liegt als der der Hauptzone, dann kann Wasser aus der Überflutungszone nicht in die Hauptzone zurückfließen, falls dort durch Verdunstung der Wasserstand unter den Überlaufpegel abgesunken ist. Es kann daher nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden, dass die Überflutungszone noch Wasser in Kontakt mit dem Temperatursensor enthält, wenn der Wasserstand in der Hauptzone unter den Überlaufpegel abgefallen ist und daher ein Beheizen des Wassers möglicherweise gar nicht mehr erforderlich ist, um ein Überlaufen zu verhindern. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Hauptzone und die Überflutungszone einen zusammenhängenden Wasserspiegel aufweisen, wenn der Wasserstand über dem Überlaufpegel liegt. However, if the water body of the flooding zone is at a lower level than that of the main zone, then water from the flooding zone can not flow back into the main zone if the water level there has dropped below the overflow level due to evaporation. Therefore, it can not be fundamentally ruled out that the flooding zone will still contain water in contact with the temperature sensor when the water level in the main zone has dropped below the overflow level and therefore heating of the water may not be necessary to prevent overflowing. This disadvantage can be avoided if the main zone and the flooding zone have a contiguous water level when the water level is above the overflow level.
Vorzugsweise liegt die Überflutungszone als Ganzes über dem Überlaufpegel, insbesondere sollte ein Boden der Überflutungszone eben oder zur Hauptzone hin abschüssig sein, um eine vollständige Entleerung der Überflutungszone zu ermöglichen, wenn der Wasserspiegel in der Hauptzone unter den Überlaufpegel sinkt.Preferably, the flooding zone as a whole is above the overflow level, in particular a bottom of the flooding zone should be flat or sloping towards the main zone to allow complete emptying of the flooding zone when the water level in the main zone falls below the overflow level.
Im letzteren Falle kann es zweckmäßig sein, dass die Hauptzone und die Überflutungszone durch eine Barriere getrennt sind, die den Wasseraustausch zwischen ihnen zwar nicht verhindert, aber behindert, um eine Verfälschung der Temperaturmessung durch Abfluss von warmem Wasser aus der Überflutungszone zu vermeiden. In the latter case, it may be appropriate for the main zone and the flooding zone to be separated by a barrier which, while not preventing the exchange of water between them, hinders the falsification of the temperature measurement by drainage of warm water from the flooding zone.
Diese Maßnahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Heizeinrichtung ein in der Überlaufzone angeordnetes Heizelement umfasst. So kann die Barriere vom Heizelement erwärmtes Wasser darin hindern, in die Hauptzone abzufließen, sodass bei gegebener Leistung der Heizeinrichtung ein schneller Temperaturanstieg erreicht wird.This measure is particularly useful if the heater comprises a arranged in the overflow zone heating element. Thus, the barrier from the heater can prevent heated water from draining into the main zone, so that, given the heater power, a rapid temperature rise is achieved.
Ein in der Hauptzone angeordnetes zweites Heizelement kann, insbesondere bei der Ausgestaltung mit zwei getrennten Wasserkörpern auf unterschiedlichen Niveaus, dazu dienen, um im Bedarfsfall auch das Wasser der Hauptzone schnell zu erwärmen und so dessen Verdunstung zu fördern.A arranged in the main zone second heating element, especially in the embodiment with two separate water bodies at different levels, serve to heat if necessary, the water of the main zone quickly and thus to promote its evaporation.
Das zweite Heizelement kann entfallen, wenn eine andere Wärmequelle wie etwa der Verdichter vorhanden ist, die genügend Wärme an die Hauptzone liefern kann.The second heating element may be omitted if there is another heat source, such as the compressor, which can supply enough heat to the main zone.
Einer wegen ihrer Einfachheit bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist der Temperatursensor mit dem Heizelement identisch. Ein solcher Temperatursensor kann insbesondere auf der Auswertung des temperaturabhängigen ohmischen Widerstands des Heizelements basieren.One preferred embodiment of the invention for its simplicity, the temperature sensor is identical to the heating element. Such a temperature sensor may in particular be based on the evaluation of the temperature-dependent ohmic resistance of the heating element.
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:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From this description and the figures also show features of the embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention. Show it:
Das in
Bei dem hier betrachteten Coldwall-Kältegerät erstreckt sich am Fuße der durch den Verdampfer
Die Verdunstungsanordnung
Ein elektrisch betriebenes Heizelement
Das Heizelement
Solange der Wasserstand in der Verdunstungsanordnung
Es ist leicht nachvollziehbar, dass bei gegebener Heizleistung des Heizelements
Wenn das Kältegerät ein NoFrost-Gerät ist, gelangt Tauwasser bei jedem Abtauen des Verdampfers schwallweise in die Verdunstungsschale
Da ein Stromausfall je nach seiner Dauer zum Abtauen des Verdampfers führen kann, aber nicht muss, besteht die Gefahr, dass der Wasserstand in der Verdunstungsschale
An sich ist es wünschenswert, anhand der Rate der Temperaturänderung nicht nur entscheiden zu können, ob der Wasserspiegel die Einbauhöhe des Heizelements
Die
Eine Verdunstungsanordnung
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