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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kühl- und/oder Gefriergerätes mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der zumindest einen Verdichter, zumindest einen Verflüssiger und zumindest einen Verdampfer aufweist, wobei zum Zwecke der Heißgasabtauung das Kältemittel aus dem Verdichter durch wenigstens eine Heißgasleitung in den Verdampfer gefördert wird und wobei wenigstens ein Ventilator vorgesehen ist, der Luft in dem Motorraum des Gerätes fördert.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Verdampfer eines Kältemittelkreislaufes eines Kühl- bzw. Gefriergerätes dadurch abzutauen, dass heißes Kältemittel aus dem Verdichter des Kältmittelkreislaufes in den Verdampfer gefördert wird. Dazu ist eine Heißgasleitung vorgesehen, die sich von dem Verdichter zu dem Verdampfer erstreckt und die durch ein Ventil geöffnet und geschlossen werden kann, das im Folgenden auch als Heißgasventil oder Heißgas-Abtau-Ventil bezeichnet wird. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Geräten wird während der Abtauung des Verdampfers der Ventilator, der eine Luftbewegung in dem Motorraum des Gerätes vornimmt ausgeschaltet. Ist der Abtauvorgang abgeschlossen, wird der Ventilator wieder eingeschaltet. Dazu wird häufig ein Wechselrelais eingesetzt. Einmal wird das Ventil der Heißgasleitung bestromt und der Ventilator bleibt ausgeschaltet (Abtaubetrieb), einmal wird der Ventilator bestromt und das Ventil der Heißgasleitung bleibt inaktiv, d. h. geschlossen (Normalbetrieb).
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine Verbesserung der Abtauleistung erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist vorgesehen, dass vor Beginn der Abtauung des Verdampfers eine Temperierung des Motorraums vorgenommen wird. Die Motorraumtemperatur ergibt sich üblicherweise je nach Aufstellungs- und Umgebungsbedingungen. Durch die gezielte Temperierung des Motorraums vor Beginn der Abtauung wird vor der Abtauung ein definierter Ausgangszustand erreicht, wodurch sich die Effizienz der Abtauung optimieren lässt.
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Unter dem Begriff „Motorraum” ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bereich des Kühl- bzw. Gefriergerätes zu verstehen, in dem sich zumindest ein Element des Kältemittelkreislaufes befindet, der üblicherweise den Verdichter, den Verflüssiger, den Verdampfer sowie eine oder mehrere Leitungen, ggf. einschließlich der Heißgasleitung umfasst, die diese Komponenten miteinander verbinden. Vorzugsweise befindet sich in dem Motorraum zumindest der Verdichter und ggf. der Verflüssiger sowie die Leitungsabschnitte des Kältemittelkreislaufes, die mit diesen Komponenten in Verbindung stehen. Der Motorraum kann sich beispielsweise im hinteren unteren Bereich des Gerätes befinden und als Kompressornische ausgebildet sein. Auch kann der Motorraum durch den Sockel des Gerätes gebildet werden.
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Der Ventilator, der Luft in dem Motorraum fördert, wird im Folgenden auch als „Motorraumventilator” bezeichnet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bereits vor dem Beginn der Abtauung der Ventilator abgeschaltet wird und/oder taktweise ein- und abgeschaltet wird. Für den Fall, dass beide dieser Betriebsweisen vorgesehen sind, kann vor Beginn der Abtauung der Ventilator taktweise ein- und abgeschaltet werden und sodann ganz abgeschaltet werden. Durch das Abschalten bzw. durch das taktweise Abschalten kann die Temperatur des Heißgases vor dem Beginn der Abtauung entsprechend erhöht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilator vor dem Beginn der Abtauung taktweise ein- und ausgeschaltet wird, d. h. abwechselnd für eine bestimmte Zeitspanne läuft, für eine bestimmte Zeitspanne steht etc.
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An diesen taktweisen Betrieb des Ventilators kann sich eine Betriebsphase vor der Abtauung anschließen, in der der Ventilator ausgeschaltet bleibt. Diese Phase kann auch vor dem taktweisen Betrieb des Ventilators erfolgen. Diese Betriebsphase, in der der Ventilator nicht taktweise betrieben wird, sondern ausgeschaltet bleibt, und/oder der vorgenannte taktweise Betrieb können zur Temperierung des Motorraums beitragen. Diese Temperierung bzw. der Ventilatorbetrieb in einer oder beiden dieser genannten Betriebsphasen (ganz ausgeschalteter Ventilator oder taktweise betriebener Ventilator) kann beispielsweise hinsichtlich der Dauer der einzelnen Phasen oder Takte von der Umgebungstemperatur abhängen.
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Grundsätzlich sind von der Erfindung Ausführungen umfasst, bei denen der Ventilator vor der Abtauung ganz abgeschaltet wird (ohne dass davor oder danach vor der Abtauung eine Taktung des Betriebes des Ventilators vorgenommen wird), bei denen der Ventilator vor der Abtauung taktweise betrieben wird (ohne dass der Ventilator davor oder danach vor der Abtauung ganz abgeschaltet bleibt) und bei denen diese beiden Betriebsweisen aufeinander folgen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Umgebungstemperatur oder die Motorraumtemperatur oder eine dafür repräsentative Temperatur gemessen wird und dass die Temperierung durch den Betrieb des Ventilators vorgenommen wird, wobei der Betrieb des Ventilators von der gemessenen Temperatur abhängt. Durch die Einstellung der Betriebsdauer des Ventilators und somit der Menge der Kühlluft, die durch den Ventilator gefördert wird, lassen sich optimale Anfangsbedingungen für die Abtauung einstellen. Vorzugsweise sind diese von der gemessenen Temperatur unabhängig.
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Durch das gezielte Ein- und Ausschalten des Motorraumventilators kann heißeres Gas zum Abtauen des Verdampfers produziert werden, als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Geräten der Fall ist, bei denen sich die Motorraumtemperatur vor dem Abtaubeginn im Wesentlichen in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur einstellt. Somit unterliegen bekannte Geräte Umgebungstemperaturschwankungen, die sich auf Schwankungen der Temperatur des Motorraums auswirken. So kann z. B. eine Nachabsenkung der Raumheizung einen Unterschied der Motorraumtemperatur vom 10 K innerhalb weniger Stunden bewirken. Geringe Motorraumtemperaturen können die Abtauleistung reduzieren.
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Durch einen gezielten umgebungs- bzw. motorraumtemperaturabhängigen Ventilatorbetrieb und insbesondere durch eine umgebungs- oder motorraumtemperaturabhängige Taktung von Ein- und Ausschaltzeiten des Ventilators kann ein definierter Ausgangszustand vor der Abtauung erreicht werden.
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Das gezielte Ein- und Ausschalten des Ventilators kann beispielsweise durch ein Motorraumventilator-Relais (vorzugsweise nicht elektromechanisch, sondern mit Halbleitertechnik) erfolgen. Ein separates Heißgasabtau-Relais, das das genannte Ventil der Heißgasleitung ansteuert, ermöglicht unabhängige Zeitabläufe.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Dauer der Temperierung je geringer ist, desto größer die gemessene Temperatur ist.
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Denkbar ist es, dass die Dauer der Temperierung unterhalb eines unteren Temperaturgrenzwertes und/oder oberhalb eines oberen Temperaturgrenzwertes konstant ist. So ist es beispielsweise möglich, dass ab einer Umgebungs- oder Motorraumtemperatur von 30°C keine Temperierung mehr vorgenommen wird, da das Abschalten des Ventilators nicht oder nicht in nennenswertem Umfang zu einem Anstieg der Heißgastemperatur führen würde.
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Denkbar ist es, dass die Einschaltdauer und/oder die Ausschaltdauer und/oder das Verhältnis von Einschaltdauer zu Ausschaltdauer des Ventilators von der gemessenen Temperatur abhängt.
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So kann die Einschaltdauer je größer und/oder die Ausschaltdauer je kleiner gewählt werden und/oder das Verhältnis aus Einschaltdauer und Ausschaltdauer des Ventilators je größer gewählt werden, desto höher die gemessene Temperatur ist.
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Denkbar ist es, dass die Einschaltdauer des Ventilators und/oder die Ausschaltdauer unterhalb eines unteren Temperaturgrenzwertes und/oder oberhalb eines oberen Temperaturgrenzwertes konstant ist.
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Das wenigstens eine Heißgasabtauventil, das zum Öffnen der Heißgasleitung vorgesehen ist, kann unabhängig von dem Ventilator betrieben werden. Dies lässt sich beispielsweise durch ein Relais realisieren, das unabhängig von dem Betrieb des Ventilator betrieben wird.
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Die genannten Abhängigkeiten der Ventilatorschaltung von der gemessenen Temperatur können sich auf eine Phase beziehen, in der der Ventilator vor der Abtauung taktweise betrieben wird, auf eine Phase, in der der Ventilator vor der Abtauung ausgeschaltet bleibt oder auch auf beide Phasen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einen Kältemittelkreislauf, der zumindest einen Verdichter, zumindest einen Verflüssiger und zumindest einen Verdampfer aufweist, wobei das Gerät wenigstens einen Motorraum aufweist, in dem wenigstens ein Teil des Kältemittelkreislaufes angeordnet ist, wobei wenigstens eine Heißgasleitung vorgesehen ist, die sich zwischen dem Verdichter und dem Verdampfer erstreckt und durch die zum Zwecke der Heißgasabtauung das Kältemittel aus dem Verdichter in den Verdampfer gefördert werden kann, und wobei wenigstens ein Ventilator vorgesehen ist, der derart angeordnet ist, dass er im Betrieb Luft in dem Motorraum des Gerätes fördert, wobei das Gerät wenigstens eine Steuer- oder Regelungseinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, dass diese vor Beginn der Abtauung des Verdampfers eine Temperierung des Motorraums vornimmt.
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Vorzugsweise ist die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet, dass diese vor Beginn der Abtauung ein Abschalten des Ventilators und/oder einen taktweisen Betrieb des Ventilators veranlasst, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass diese vor Beginn der Abtauung der Ventilator taktweise ein- und abschaltet und sodann ganz abschaltet.
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Weiterhin kann wenigstens ein Sensor zur Messung der Umgebungstemperatur oder der Motorraumtemperatur oder einer dafür repräsentativen Temperatur vorgesehen sein und die Steuer- oder Regelungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass diese den Ventilator in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur betreibt.
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Das Heißgasventil, mittels dessen die Heißgasleitung geöffnet und geschlossen werden kann, kann durch die Steuer- oder Regelungseinheit unabhängig von dem Ventilator angesteuert oder geregelt werden.
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Vorzugsweise ist die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet, dass diese die Schritte gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9 ausführt bzw. deren Ausführung veranlasst. Auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren wird entsprechend Bezug genommen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1: Darstellungen des zeitlichen Ablaufes des Betriebes des Verdichters, des Motorraumventilators sowie des Schaltzustandes des Heißgasventils,
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2: Darstellungen des zeitlichen Ablaufes des Betriebes des Verdichters, des Motorraumventilators in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur sowie des Schaltzustandes des Heißgasventils und
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3: eine Darstellung der Schaltwerte des Motorraumventils und Dauer der Temperierung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur.
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1 zeigt den Abtauablauf mit fixierter Aufladezeit, d. h. mit einer fixierten Zeitspanne, für die der Motorraumventilator vor dem Beginn der Abtauung ausgeschaltet wird. In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 1 findet vor dem Abtauen kein taktweises Ein- und Ausschalten des Ventilators statt.
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Die Ziffer 1 kennzeichnet hinsichtlich des Verdichters bzw. des Kompressors und hinsichtlich des Motorraumventilators („MR-Ventilator”) den Betriebszustand „ein” und die Ziffer 0 den Betriebszustand „aus”. Hinsichtlich des Heißgasventils („HG-Ventil”) kennzeichnet die Ziffer 1 den offenen Zustand und die Ziffer 0 den geschlossenen Zustand des Ventils.
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Dies gilt für 2 entsprechend.
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Wie dies aus 1 hervorgeht, unterteilt sich der Betrieb des Gerätes in die Zustände „Normalbetrieb”, „Aufladung”, „Abtauung”, „Abtropfen”.
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In dem Normalbetrieb liegt ein üblicher Kühlbetrieb des Gerätes vor. In diesem Betriebszustand ist der Motorraumventilator eingeschaltet und das Heißgasventil (Heißgas-Abtau-Ventil) geschlossen. Der Kompressor läuft permanent bzw. in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur in dem gekühlten Kompartiment.
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In dem Betriebszustand, „Aufladung” ist der Motorraumventilator abgeschaltet, der Kompressor läuft permanent oder in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur in dem gekühlten Kompartiment und das Heißgasventil ist nach wie vor geschlossen. Während dieser Zeitspanne erhöht sich die Heißgastemperatur.
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Die Abtauung wird eingeleitet, wenn das Heißgasventil geöffnet wird. Dabei bleibt der Ventilator ausgeschaltet. Der Kompressor läuft und fördert über eine Heißgasleitung heißes Kältemittel in den Verdampfer.
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Im Anschluss an die Abtauung wird in der Phase „Abtropfen” das Heißgasventil geschlossen, der Kompressor wird ausgeschaltet und der Ventilator bleibt ausgeschaltet.
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Im Anschluss daran wird der Kompressor und der Ventilator wieder eingeschaltet und des findet der normale Kühlbetrieb des Gerätes statt.
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Wie dies aus der zeitlichen Abfolge gemäß 1 hervorgeht, wird der Ventilator wesentlich vor der Öffnung des Heißgasventils, d. h. vor dem Beginn des Abtauvorgangs ausgeschaltet. In dem Beispiel gemäß 1 beträgt die Zeitspanne zwischen dem Abschalten des Ventilators und dem Öffnen des Heißgasventils 15 Minuten. Dies führt zu einer Temperaturerhöhung in dem Motorraum und somit auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Heißgases, das zur Abtauung des Verdampfers dient. Auf diese Weise ist eine Verbesserung der Effizienz der Abtauung erzielbar.
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Die Zeitspanne, für die der Ventilator vor dem Beginn der Abtauung ausgeschaltet wird, kann vor der Umgebungstemperatur abhängen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass diese umso kürzer gewählt wird, je höher die Umgebungstemperatur ist.
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2 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Motorraumventilator umgebungstemperaturabhängig geschaltet wird, bevor die Abtauung beginnt. Diese Taktung erfolgt mit dem Ziel, eine bestimmte Motoraumtemperatur einzustellen, bevor die Abtauung eingeleitet wird. Diese Taktung findet während der Betriebsphase „Abtautemperierung” statt, die zwischen dem Normalbetrieb und der „Aufladung” erfolgt, in der der Ventilator ausgeschaltet bleibt.
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In dem Fall gemäß 2 wird die Temperierung des Motorraums somit durch den taktweisen Betrieb des Ventilators („Abtautemperierung”) sowie auch durch eine Phase vorgenommen, in der der Ventilator ganz ausgeschaltet bleibt („Aufladung”).
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Aus 2 ergibt sich, dass der Ventilator während der Phase „Abtautemperierung” abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird.
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Denkbar ist es, dass die Umgebungstemperatur durch einen Temperatursensor gemessen wird, der im Motorraum angeordnet ist. Er kann beispielsweise auf einer Regelplatine im Motorraum angebracht sein.
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In Abhängigkeit der gemessenen Temperatur kann der Ventilator in der Phase „Abtautemperierung” und/oder in der Phase „Aufladung” hinsichtlich der Dauer der einzelnen Phasen und/oder der Takte betrieben werden.
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Je nach gemessener Temperatur wird der Ventilator getaktet. Das Ziel dieser Betriebsweise ist es, umgebungstemperaturabhängig die eine oder mehreren Motorraumkomponenten auf eine definierte Temperatur vor dem Beginn der Abtauung zu bringen. Denkbar ist es, dass einmal die Umgebungstemperatur gemessen wird und aus Parametern die Taktung berechnet wird.
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So ist es beispielsweise vorstellbar, dass bei gemessenen Umgebungstemperatur von 15°C der Ventilator für 5 s in Betrieb ist und für 45 s steht und dieser Wechsel für 80 min durchgeführt wird. D. h. in diesem Fall dauert die Phase „Abtautemperierung” 80 min.
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Beträgt die gemessene Umgebungstemperatur 25°C ist der Ventilator für 8 s in Betrieb ist und steht für 42 s und dieser Wechsel wird für 60 min durchgeführt. D. h. in diesem Fall dauert die Phase „Abtautemperierung” 60 min.
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Die Taktungswerte sowie die Werte für die Dauer der Abtautemperierung für gemessene Umgebungstemperaturen zwischen 15°C und 25°C können durch Interpolation errechnet werden.
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Denkbar ist es, dass die Taktung und die Dauer der Temperierung für eine Umgebungstemperatur unterhalb von 15°C konstant bleibt.
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Denkbar ist es weiterhin, dass für eine Umgebungstemperatur von > 25°C die Taktung gleich bleibt, jedoch die Dauer der Temperierung mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt, bis sie den Wert 0 bei einer Umgebungstemperatur von 30°C und darüber annimmt.
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Diese Zusammenhänge ergeben sich aus der Darstellung gemäß 3. Diese Figur zeigt die Schaltwerte bzw. die Schaltdauern im Rahmen der Taktung des Ventilatorbetriebes sowie die Dauer der Abtautemperierung in Abhängigkeit der gemessenen Umgebungstemperatur (Fp). Ton und Toff sind die Zeitspannen der Taktung, in denen der Motorraumventilator ein- bzw. ausgeschaltet ist.
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Bei einer gemessenen Umgebungstemperatur von 15°C reduziert sich die Betriebszeit des Ventilators und somit auch die Menge der geförderten Motorraumluft während der Abtautemperierung für 2 h auf 4% gegenüber dem Ventilatordauerlauf.
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Bei einer gemessenen Umgebungstemperatur von 20°C reduziert sich die Betriebszeit des Ventilators und somit auch die Menge der geförderten Motorraumluft während der Abtautemperierung für 1,5 h auf 10% gegenüber dem Ventilatordauerlauf.
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Bei einer gemessenen Umgebungstemperatur von 25°C reduziert sich die Betriebszeit des Ventilators und somit auch die Menge der geförderten Motorraumluft während der Abtautemperierung für 1 h auf 16% gegenüber dem Ventilatordauerlauf.
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Bei einer gemessenen Umgebungstemperatur von 27°C reduziert sich die Betriebszeit des Ventilators und somit auch die Menge der geförderten Motorraumluft während der Abtautemperierung für 36 min auf 16% gegenüber dem Ventilatordauerlauf.
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Bei einer gemessenen Umgebungstemperatur von 30°C erfolgt keine Temperierung des Motorraums durch Verringerung der Ventilatorbetriebsdauer, d. h. durch Verringerung der Kühlluftmenge.
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Somit wird der Motorraum vor der Abtauung umgebungstemperaturabhängig temperiert.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt während der Taktung die Betriebszeit des Ventilators in der Spanne zwischen > 0 s und 50 s und die Ausschaltzeit ebenfalls in der Spanne zwischen > 0 s und 50 s. Die Dauer dieser Abtautemperierung kann zwischen 0 und 360 min liegen.
