DE102016221616A1

DE102016221616A1 - Kältegerät mit einem Geräuschsensor

Info

Publication number: DE102016221616A1
Application number: DE102016221616.3A
Authority: DE
Inventors: Horst Drotleff; Daniel Micko; Adolf Feinauer; Matthias Mrzyglod; Niels Liengaard
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-05-09
Also published as: US20190257575A1; WO2018082937A1; CN109891172A; EP3535533B1; US11067333B2; PL3535533T3; EP3535533A1; CN109891172B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät (100) mit einem elektrischen Geräteteil (107-1, 107-2), welches während des Betriebs Geräusche emittiert, einem Geräuschsensor (109-1, 109-2) zum Erfassen einer Intensität der emittierten Geräusche des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) und einer Steuerung (111) zum Betreiben des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) in einem normalen Betriebsleistungsbereich (131). Die Steuerung (111) ist ausgebildet, eine Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs (131) zu ändern und ein Minimum der durch den Geräuschsensor (109-1, 109-2) erfassten Geräuschintensität zu bestimmen und eine geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) zu bestimmen, um das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) zu betreiben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Geräuschsensor, insbesondere ein Kältegerät mit einem Geräuschsensor zu adaptiven Geräuschreduktion.
Während des Betriebs eines Kältemittelkreislaufes eines Kältegerätes wird ein Kühlbereich des Kältegeräts gekühlt. Der Kältemittelkreislauf umfasst unter anderem einen Kältemittelverdichter zum Komprimieren von Kältemittel und ein Kältemittelverflüssiger zum Verflüssigen von Kältemittel. Um eine wirksame Luftzufuhr zu dem Kältemittelverflüssiger sicherzustellen, weist das Kältegerät einen Lüfter zum Zuführen von Luft zu dem Kältemittelverflüssiger auf. Während des Betriebs des Kältegeräts verursachen elektrische Geräteteile des Kältegeräts, wie z.B. der Kältemittelverdichter des Kältemittelkreislaufs und/oder der Lüfter, Geräusche. In Abhängigkeit von der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufes können die emittierten Geräusche eine Intensität aufweisen, welche von einer Person in der Nähe des Kältegeräts als unangenehm, bzw. störend, empfunden werden kann.
In der WO 2012/130743 A2 ist ein Kältegerät mit einer die Geräuschemission bei unterschiedlichen Betriebsparametern beeinflussende Baugruppe und einer Steuereinheit zum Variieren der Betriebsparameter offenbart.
In der KR 20010081331 ist ein Steuerungsverfahren zum geräuscharmen Betreiben eines Kühlschranks offenbart.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältegerät anzugeben, bei dem eine wirksame Geräuschreduktion durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Kältegerät mit einem elektrischen Geräteteil, welches während des Betriebs Geräusche emittiert, einem Geräuschsensor zum Erfassen einer Intensität der emittierten Geräusche des elektrischen Geräteteils und einer Steuerung zum Betreiben des elektrischen Geräteteils in einem normalen Betriebsleistungsbereich gelöst, wobei die Steuerung ausgebildet ist, eine Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs zu ändern und ein Minimum der durch den Geräuschsensor erfassten Geräuschintensität zu bestimmen und eine geräuschreduzierte Betriebsleistung zu bestimmen, um das elektrische Geräteteil mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung zu betreiben.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders wirksame und dauerhafte Reduktion der Intensität der Geräusche, welche von dem elektrischen Geräteteil emittiert werden, erreicht werden kann.
Die Steuerung betreibt das elektrische Geräteteil innerhalb dessen normalen Betriebsleistungsbereichs, um einen vorteilhaften Betrieb des elektrischen Geräteteils sicherzustellen. Der normale Betriebsleistungsbereich ist der Leistungsbereich in dem das elektrische Geräteteil normalerweise betrieben wird, um die vorteilhafte und effiziente Funktion des elektrischen Geräteteils innerhalb des Kältegeräts sicherzustellen.
Bei der erfindungsgemäßen adaptiven Geräuschanpassung ändert die Steuerung eine Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs, um ein Minimum der Intensität der durch den Geräuschsensor erfassten Geräusche des elektrischen Geräteteils zu bestimmen. Das Minimum der Geräuschintensität ist wiederum einer spezifischen geräuschreduzierten Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils zugeordnet, wobei die geräuschreduzierten Betriebsleistung ebenfalls von der Steuerung bestimmt wird.
Bei einem sich daran anschließenden Betrieb des elektrischen Geräteteils mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung wird eine wirksame Reduktion der Intensität von Geräuschen erreicht. Ferner befindet sich die geräuschreduzierte Betriebsleistung innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs des elektrischen Geräteteils. Dadurch wird die geräuschreduzierte Betriebsleistung aus einer Vielzahl von vorteilhaften Betriebsleistungen innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs ausgewählt. Dadurch stellt die geräuschreduzierte Betriebsleistung sowohl eine besonders vorteilhafte und effiziente Betriebsleistung, als auch einen geräuschreduzierten Betrieb, des elektrischen Geräteteils sicher.
Durch eine kontinuierliche Überprüfung, bzw. erneuten Bestimmung, der geräuschreduzierten Betriebsleistung kann ein geräuscharmer Betrieb des Kältegeräts auch über einen längeren Zeitraum beim Nutzer des Kältegeräts sichergestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Kältegerät mehrere Geräuschsensoren aufweist, welche ausgebildet sind, Geräusche von unterschiedlichen elektrischen Geräteteilen zu erfassen. Die Steuerung kann dann für jedes unterschiedliche elektrische Geräteteil eine separate geräuschreduzierte Betriebsleistung bestimmen und das jeweilige elektrische Geräteteil mit der separaten geräuschreduzierten Betriebsleistung betreiben.
Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weist das elektrische Geräteteil innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs eine maximale Betriebsleistung auf, ist die Steuerung ausgebildet, eine Vielzahl von Minima der durch den Geräuschsensor erfassten Geräuschintensität innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs zu bestimmen, und ist die Steuerung ausgebildet, die geräuschreduzierte Betriebsleistung auf Basis des Minimums zu bestimmen, welches einer Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils entspricht, welche sich innerhalb eines Toleranzbereichs der maximalen Betriebsleistung befindet.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die durch die Steuerung bestimmte geräuschreduzierte Betriebsleistung sowohl eine wirksame Geräuschreduzierung als auch einen Betrieb des elektrischen Geräteteils mit der maximalen Betriebsleistung sicherstellt. Oftmals steht der Steuerung bei der Bestimmung der geräuschreduzierte Betriebsleistung eine Vielzahl von Minima der erfassten Geräuschintensität zu Verfügung, so dass die Steuerung verschiedene geräuschreduzierte Betriebsleistungen innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs bestimmen kann. Hierbei ist es jedoch von Vorteil, dass spezifische Minimum als Basis zur Bestimmung der geräuschreduzierten Betriebsleistung heranzuziehen, welches sich innerhalb eines Toleranzbereichs der maximalen Betriebsleistung befindet. Damit kann der Betrieb des elektrischen Geräteteils nicht nur hinsichtlich einer Geräuschminimierung optimiert werden, sondern das elektrische Geräteteil kann auch mit der maximalen Betriebsleistung betrieben werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weist der normale Betriebsleistungsbereich einen unteren Betriebsleistungspunkt und einen oberen Betriebsleistungspunkt auf, welche den normalen Betriebsleistungsbereich begrenzen, und ist die Steuerung ausgebildet, die Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils von dem unteren Betriebsleistungspunkt bis zu dem oberen Betriebsleistungspunkt zu ändern, um ein Minimum der erfassten Geräuschintensität zu bestimmen.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine durchgehende Änderung der Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils von dem unteren Betriebsleistungspunkt bis zu dem oberen Betriebsleistungspunkt sicherstellt, dass alle Betriebsleistungen innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs des elektrischen Geräteteils durch die Steuerung auf das Vorliegen eines Geräuschminimums überprüft werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass alle relevanten Betriebsleistungen innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs bei der Bestimmung der geräuschreduzierten Betriebsleistung berücksichtigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts entspricht die geräuschreduzierte Betriebsleistung der Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils, bei der die erfasste Intensität der Geräusche einen vorbestimmten Intensitätsschwellenwert unterschreitet, wobei das Kältegerät insbesondere eine manuelle Bedieneinrichtung zum Ändern des Intensitätsschwellenwerts durch einen Nutzer des Kältegeräts aufweist.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Steuerung die geräuschreduzierte Betriebsleistung besonders vorteilhaft bestimmen kann, in dem die erfassten Geräuschintensitäten aller Betriebsleistungen innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs mit dem vorbestimmten Intensitätsschwellenwert verglichen werden. Durch die manuelle Bedieneinrichtung steht dem Nutzer des Kältegeräts die Möglichkeit zur Verfügung den Intensitätsschwellenwert manuell anzupassen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist die Steuerung ausgebildet, während eines ersten Zeitabschnitts die Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs zu ändern und ein Minimum der erfassten Geräuschintensität zu bestimmen und die geräuschreduzierte Betriebsleistung zu bestimmen, und ist die Steuerung ausgebildet ist, während eines sich an den ersten Zeitabschnitt anschließenden zweiten Zeitabschnitts das elektrische Geräteteil mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung zu betreiben.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung und das Betreiben des elektrischen Geräteteils mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung zu unterschiedlichen Zeitabschnitten stattfinden können. Beispielweise kann die Steuerung die geräuschreduzierte Betriebsleistung während der Schlafenszeit des Nutzers des Kältegeräts bestimmen, da sich der Nutzer während dieser Zeit vorrausichtlich nicht in der Nähe des Kältegeräts aufhält und folglich auch nicht durch die während der Änderung der Betriebsleistung entstehenden Geräusche beeinträchtigt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist die Steuerung ausgebildet, die geräuschreduzierte Betriebsleistung zu bestimmen, nachdem das Kältegerät an eine elektrische Stromversorgung angeschlossen wurde, und/oder ist die Steuerung ausgebildet, die geräuschreduzierte Betriebsleistung nach sich periodisch wiederholenden Betriebszeitintervallen zu bestimmen.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass nach dem Anschluss des Kältegeräts an die elektrische Stromversorgung sichergestellt werden kann, dass während des Transports oder einem längeren Stillstand des Kältegeräts auftretende Änderungen der geräuschreduzierten Betriebsleistung durch die Steuerung erkannt und die geräuschreduzierte Betriebsleistung erneut bestimmt werden kann. Die Bestimmung der geräuschreduzierten Betriebsleistung nach sich periodisch wiederholenden Betriebszeitintervallen stellt sicher, dass Änderungen der geräuschreduzierten Betriebsleistung während des laufenden Betriebs des Kältegeräts durch die Steuerung wirksam erfasst werden können, und eine aktualisierte geräuschreduzierte Betriebsleistung wirksam bestimmt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist die Steuerung ausgebildet, den ersten Zeitabschnitt zu wiederholen, falls durch die Steuerung keine geänderte geräuschreduzierte Betriebsleistung während des ersten Zeitabschnitts bestimmt wurde, und ist die Steuerung ausgebildet, die Dauer der sich periodisch wiederholenden Betriebszeitintervalle zu erhöhen, falls nach den beiden aufeinanderfolgenden ersten Zeitabschnitte keine geänderte geräuschreduzierte Betriebsleistung durch die Steuerung bestimmt wurde.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass bei einer sich während des ersten Zeitabschnitts nicht ändernden reduzierten Betriebsleistung durch das Erhöhen der Dauer der sich periodisch wiederholenden Betriebszeitintervalle das Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung in größeren Zeitabschnitten durchgeführt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das Kältegerät einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen eines Kühlbereichs des Kältegeräts, wobei der Kältemittelkreislauf das elektrische Geräteteil umfasst, und wobei das elektrische Geräteteil insbesondere einen Kältemittelverdichter oder einen Lüfter zum Kühlen eines Kältemittelverflüssigers des Kältemittelkreislaufs umfasst.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders wirksame Geräuschreduktion von besonders lauten Geräteteilen, wie z.B. dem Kältemittelverdichter oder dem Lüfter, sichergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts entspricht die Betriebsleistung des Kältemittelverdichters oder Lüfters einer Motordrehzahl eines Motors des Kältemittelverdichters oder Lüfters, wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Motordrehzahl des Kältemittelverdichters oder des Lüfters innerhalb eines normalen Motordrehzahlbereichs zu ändern und ein Minimum der erfassten Geräuschintensität zu bestimmen und eine geräuschreduzierte Motordrehzahl zu bestimmen, um den Kältemittelverdichters oder Lüfter mit der geräuschreduzierten Motordrehzahl zu betreiben.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Steuern der Motordrehzahl des Lüfters oder des Kältemittelverdichters einen besonders wirksamen und geräuscharmen Betrieb des Kältegeräts sicherstellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst das elektrische Geräteteil eine bewegliche Klappe zum Verschließen eines Luftkanals des Kältegeräts oder ein Ventil zum Verschließen einer fluidführenden Leitung innerhalb des Kältegeräts.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders wirksame Geräuschreduktion der beweglichen Klappe, bzw. des Ventils sichergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts umfasst der Geräuschsensor einen akustischen Sensor zum Erfassen von Geräuschen, welche von dem elektrischen Geräteteil emittiert werden, und/oder einen Vibrationssensor zum Erfassen von Vibrationen, welche von dem elektrischen Geräteteil emittiert werden, und umfasst der Geräuschsensor insbesondere einen Piezoschwingungsaufnehmer.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein akustischer Sensor ein besonders wirksames Erfassen von Geräuschen ermöglicht, welche durch die Luft übertragen werden, und dass ein Vibrationssensor ein besonders wirksames Erfassen von Vibrationen ermöglicht, welche von dem elektrischen Geräteteil emittiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Geräuschsensor an einer Innenoberfläche oder an einer Außenoberfläche des Kältegeräts positioniert, und/oder ist der Geräuschsensor an dem elektrischen Geräteteil positioniert.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine direkte Anordnung des Geräuschsensors an dem elektrischen Geräteteil eine besonders wirksame Geräuscherfassung durch den Geräuschsensor ermöglicht. Ist der Geräuschsensor an der Innen- oder Außenoberfläche des Kältegeräts positioniert, kann eine wirksame Geräuscherfassung durch die Übertragung von Geräuschen durch die Luft, bzw. durch die Übertragung von Vibrationen durch das Kältegerät erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts ist der Geräuschsensor an einer Innenoberfläche des Kältegeräts positioniert, und umfasst der Geräuschsensor ein Temperaturerfassungselement zum Erfassen einer Temperatur innerhalb eines Kühlbereichs des Kältegeräts.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Geräuschsensor als ein dualer Sensor ausgebildet ist, welche neben der Geräuscherfassung zudem noch eine Temperaturerfassung in dem Kühlbereich durchführt. Dadurch kann Bauraum in dem Kältegerät eingespart werden, da nur ein einziger Sensor für zwei Funktionen verwendet werden muss.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegeräts weist die Steuerung einen Speicher zum Speichern der geräuschreduzierten Betriebsleistung auf, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das elektrische Geräteteil mit der gespeicherten geräuschreduzierten Betriebsleistung zu betreiben.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Steuerung die bestimmte geräuschreduzierte Betriebsleistung auf dem Speicher vorteilhaft speichern kann, um das elektrische Geräteteil mit der gespeicherten geräuschreduzierten Betriebsleistung zu einem späteren Zeitpunkt zu betreiben.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zur Geräuschreduktion in einem Kältegerät gelöst, wobei das Kältegerät ein elektrisches Geräteteil, welches während des Betriebs Geräusche emittiert, einen Geräuschsensor zum Erfassen einer Intensität von emittierten Geräuschen des elektrischen Geräteteils und eine Steuerung zum Betreiben des elektrisch Geräteteils in einem normalen Betriebsleistungsbereich aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist, Ändern einer Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs durch die Steuerung, um ein Minimum der durch den Geräuschsensor erfassten Geräuschintensität zu bestimmen, Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung auf Basis des bestimmten Minimums der Geräuschintensität durch die Steuerung, und Betreiben des elektrischen Geräteteils mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung durch die Steuerung.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders wirksame Geräuschreduktion des elektrischen Geräteteils sichergestellt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird das Ändern der Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils und das Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung während eines ersten Zeitabschnitts durch die Steuerung durchgeführt, und wird das Betreiben des elektrischen Geräteteils mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung durch die Steuerung während eines sich an den ersten Zeitabschnitt anschließenden zweiten Zeitabschnitts durchgeführt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Bestimmung der geräuschreduzierten Betriebsleistung durch die Steuerung zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt durchgeführt werden kann, als das Betreiben des elektrischen Geräteteils mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kältegerätes;
2 eine schematische Darstellung eines Kältegerätes mit Geräuschsensoren;
3 eine schematische Darstellung eines Bestimmens einer geräuschreduzierten Betriebsleistung eines elektrisches Geräteteils innerhalb eines Kältegeräts; und
4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Geräuschreduktion in einem Kältegerät.

1 zeigt einen Kühlschrank stellvertretend für ein allgemeines Kältegerät 100 mit einer Kältegerätetür 101 und mit einer Geräteaußenwand 103. Die Kältegerätetür 101 ist ausgebildet, einen Kühlbereich 105 des Kältegeräts 100 abzuschließen.
Das Kältegerät 100 umfasst einen oder mehrere Kältemittelkreisläufe mit jeweils einem Kältemittelverdampfer, Kältemittelverdichter, Kältemittelverflüssiger und Drosselorgan. Der Kältemittelverdampfer ist ein Wärmeaustauscher, in dem nach der Expansion das flüssige Kältemittel durch Wärmeaufnahme von dem zu kühlenden Medium, z.B. Luft, verdampft wird. Der Kältemittelverdichter ist ein mechanisch betriebenes Geräteteil, das Kältemitteldampf vom Kältemittelverdampfer absaugt und bei einem höheren Druck zum Kältemittelverflüssiger ausstößt. Der Kältemittelverflüssiger ist ein Wärmeaustauscher, in dem nach der Kompression das verdampfte Kältemittel durch Wärmeabgabe an ein äußeres Kühlmedium, z.B. Luft, verflüssigt wird. Das Kältegerät 100 umfasst einen Ventilator, welcher ausgebildet ist, dem Kältemittelverflüssiger und dem Kältemittelverdampfer einen Luftstrom zuzuführen. Durch den Luftstrom kommt es zu einer wirksamen Wärmzufuhr zu dem Kältemittelverdampfer. Das Drosselorgan ist eine Vorrichtung zur ständigen Verminderung des Druckes durch Querschnittsverengung. Das Kältemittel ist ein Fluid, das für die Wärmeübertragung in dem Kältemittelkreislauf verwendet wird, das bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck des Fluides Wärme aufnimmt und bei höherer Temperatur und höherem Druck des Fluides Wärme abgibt, wobei üblicherweise Zustandsänderungen des Fluides inbegriffen sind.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kältegerätes mit Geräuschsensoren. In dem erfindungsgemäßen Kältegerät 100 ist ein erstes elektrisches Geräteteil 107-1 und ein zweites elektrisches Geräteteil 107-2 angeordnet. Das Kältegerät 100 umfasst ferner einen ersten Geräuschsensor 109-1 zum Erfassen einer Intensität von emittierten Geräuschen des ersten elektrischen Geräteteils 107-1 und einen zweiten Geräuschsensor 109-2 zum Erfassen einer Intensität von emittierten Geräuschen des zweiten elektrischen Geräteteils 107-2. Ferner ist in dem Kältegerät 100 eine Steuerung 111 angeordnet, welche mit dem ersten elektrischen Geräteteil 107-1 durch eine erste Geräteleitung 113, mit dem zweiten elektrischen Geräteteil 107-2 durch eine zweite Geräteleitung 115, mit dem ersten Geräuschsensor 109-1 durch eine erste Sensorleitung 117 und mit dem zweiten Geräuschsensor 109-2 durch eine zweite Sensorleitung 119 verbunden ist.
Das Kältegerät 100 umfasst eine Vielzahl von elektrischen Geräteteilen 107-1, 107-2, welche beispielsweise von einem Elektromotor gesteuert werden und bewegliche Elemente umfassen, die Geräusche erzeugen, welche wiederum von einem Nutzer des Kältegeräts 100 als unangenehm empfunden werden können. Beispielweise können die elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 einen Kältemittelverdichter eines Kältemittelkreislaufes des Kältegeräts 100, einen Lüfter zum Belüften eines Kältemittelverflüssigers des Kältemittelkreislaufes, bzw. Klappen oder Ventile des Kältegeräts 100 umfassen.
Eine in herkömmlichen Kältegeräten 100 verwendete Körperschallisolation der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 kann oftmals aus funktionalen Gründen des Kältegeräts 100, z.B. Beeinträchtigung der Kühlleistung, und/oder aus Platz- und Kostengründen nicht ausreichend realisiert werden.
Wird durch die Bewegung der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 eine Strukturresonanz des Kältegerätes 100 hervorgerufen, so ist die Schallabstrahlung besonders hoch. Strukturresonanzen sind abhängig von den Dimensionen und Form des Kältegerätes 100, der Art der Befestigung der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2, sowie der verwendeten Materialien. Bereits kleine Abweichungen in der Befestigung, z.B. Reihenfolge der Verschraubung oder leichte Verkantung einer Komponente an dem Kältegerät 100, können einen großen Einfluss auf den Frequenzbereich und die Intensität der Anregung der Strukturresonanzen haben.
Die Streuung der Ausgestaltung der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 kann sehr groß sein, wodurch oftmals Geräte-Strukturresonanz angeregt, was oftmals zu einer hohen Streuung der emittierten Geräusche der Kältegeräte 100 führen kann.
Die Geräuschsensoren 109-1, 109-2 können direkt an den elektrischen Geräteteilen 107-1, 107-2, in deren Nähe oder weit davon entfernt angeordnet sein. Die Geräuschsensoren 109-1, 109-2 können sich innerhalb und außerhalb des Kältegerätes 100 befinden. Übliche Positionen befinden sich an einer Innenoberfläche des Kältegeräts 100 oder an einer Außenoberfläche des Kältegeräts 100. Die Positionierung der Geräuschsensoren 109-1, 109-2 an der Gerätewandung 103 des Kältegeräts 100 ist insofern vorteilhaft, weil die Vibration der Oberflächen identifiziert verwendet werden können und somit einfache, kostengünstige Sensoren, wie z.B. Piezoschwingungsaufnehmer, verwendet werden können.
Es können auch multifunktionale Geräuschsensoren 109-1, 109-2 eingesetzt werden, z.B. solche die gleichzeitig Temperatur und Luftschall messen. So können mehrere Funktionen von elektrischen Geräteteilen 107-1, 107-2 gleichzeitig geregelt werden. Grundsätzlich müssen die Geräuschsensoren 109-1, 109-2 an den Stellen positioniert werden, die erlauben von dem Messsignal der Geräuschsensoren 109-1, 109-2 auf das abgestrahlte Geräusch der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 zu schließen. Dies muss für jeden Typ eines Kältegeräts 100 in einer Kältegerätereihe in Bezug auf Dimensionen, Ausstattung und Materialien sichergestellt werden.
Während einer üblichen Prüfung der Geräuschintensität der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2, werden die elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 durch die Steuerung 111 einzeln betätigt und innerhalb eines normalen Betriebsleistungsbereichs der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 wird die Betriebsleistung der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 geändert, wie z.B. die Drehzahl eines Lüfters. Mittels der Messsignale der entsprechenden Geräuschsensoren 109-1, 109-2 bestimmt die Steuerung 111 ein Minimum der durch den Geräuschsensor 109-1, 109-2 erfassten Geräuschintensität und eine dem Minimum zugeordnete geräuschreduzierte Betriebsleistung der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs. Das Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung kann während eines ersten Zeitabschnitts durchgeführt werden.
Durch das Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung durch die Steuerung 111 können die elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 während eines sich an den ersten Zeitabschnitt anschließenden zweiten Zeitabschnitts mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung vorteilhaft betrieben werden, und die Geräuschemission der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 vorteilhaft reduziert werden.
Der erste Zeitabschnitt zum Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung kann durch die Steuerung 111 regelmäßig während des Betriebs des Kältegeräts 100 beim Nutzer durchgeführt werden, um beispielsweise Änderungen z.B. durch den Transport des Kältegeräts 100 auszugleichen. Wenn nach zwei aufeinanderfolgenden ersten Zeitabschnitten keine Änderung entsteht, so können die Zeitabschnitte zwischen den Prüfintervallen erhöht werden.
Durch die erfindungsgemäße Steuerung 111 können Kältegeräte 100 leiser betrieben werden und durch die Reduzierung der Geräusche der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 werden die Kältegeräte 100 besser vom Nutzer akzeptiert. Zudem können die Kältegeräte 100 wirtschaftlicher hergestellt werden, weil zusätzliche lärmreduzierende Maßnahmen entfallen. Zudem können die Kältegeräte 100 vorteilhafter gestaltet werden, da additive lärmreduzierende Maßnahmen entfallen. Somit arbeiten die Kältegeräte 100 im akustischen Optimum, da eine kontinuierliche und regelmäßige Optimierung der Geräuschintensität vorgenommen wird.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Bestimmens einer geräuschreduzierten Betriebsleistung eines elektrischen Geräteteils innerhalb eines Kältegeräts. 3 zeigt eine zeitliche Darstellung von Geräuschintensitäten von elektrischen Geräteteilen 107-1, 107-2, welche entlang der Ordinatenachse 121 in Abhängigkeit der Betriebsleistung, welche entlang der Abszissenachse 123 angegeben ist, aufgetragen sind.
Die erste Kurve 125 zeigt die Intensität von Geräuschen eines ersten Lüfters des Kältegeräts 100 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl des Lüfters. Die zweite Kurve 127 zeigt die Intensität von Geräuschen eines zweiten Lüfters des Kältegeräts 100 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl des zweiten Lüfters. Die dritte Kurve 129 zeigt die Intensität von Geräuschen eines dritten Lüfters des Kältegeräts 100 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl des dritten Lüfters.
In 3 ist verdeutlicht, dass geringe Schwankungen in der Motordrehzahl von verschiedenen elektrischen Geräteteilen 107-1, 107-2 stark unterschiedliche Intensitäten von Geräuschen verursachen können. Aufgrund leicht unterschiedlicher Geometrien des ersten, zweiten und dritten Lüfters, welchen unterschiedlichen Herstellungschargen entstammen, ergibt sich für den ersten Lüfter, den zweiten Lüfter und den dritten Lüfter ebenfalls ein unterschiedlicher Verlauf der Geräuschintensitäten in Abhängigkeit von der Motordrehzahl der Lüfter.
Im vorliegenden Fall wurde während eines ersten Zeitabschnitts die Betriebsleistung, in diesem Fall die Motordrehzahl, der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2, in diesem Fall die Lüfter des Kältegeräts 100, innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs 131 der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 geändert. In diesem Fall entspricht der normale Betriebsleistungsbereich 131 einem Motordrehzahlbereich zwischen 1500 U/min und 1650 U/min, und ist ausreichend einen wirksamen Betrieb der Lüfter sicherzustellen. Hierbei weist der normale Betriebsleistungsbereich 131 einen unteren Betriebsleistungspunkt 133 und einen oberen Betriebsleistungspunkt 135 auf. Somit begrenzen der untere und obere Betriebsleistungspunkt 133, 135 den normalen Betriebsleistungsbereich 131.
Die Steuerung 111 bestimmt ein Minimum 137 der durch die Geräuschsensoren 109-1, 109-2 erfassten Geräuschintensität und bestimmt eine geräuschreduzierte Betriebsleistung 139, welche dem Minimum 137 zugeordnet ist. Im vorliegenden Fall liegt nur ein geringer Unterschied der Motordrehzahlen zwischen dem Minimum 137 und einem Maximum 141 der erfassten Geräuschintensität vor. Dennoch ergibt sich eine hohe akustische Schwankung zwischen dem Minimum 137 und dem Maximum 141 der erfassten Geräuschintensität.
Durch das vorteilhafte Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung 139 während der ersten Zeitabschnitts kann die Steuerung 111 den Betrieb der elektrischen Geräteteile 107-1, 107-2 mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung 139 während eines sich an den ersten Zeitabschnitt anschließenden zweiten Zeitabschnitts sicherstellen.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Geräuschreduktion in einem Kältegerät. Das Verfahren 200 umfasst die folgenden Verfahrensschritte, Ändern 201 einer Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils 107-1, 107-2 innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs 131 durch die Steuerung 111, um ein Minimum 137 der durch den Geräuschsensor 109-1, 109-2 erfassten Geräuschintensität zu bestimmen, Bestimmen 203 der geräuschreduzierten Betriebsleistung 139 auf Basis des bestimmten Minimums 137 durch die Steuerung 111, und Betrieben 205 des elektrischen Geräteteils 107-1, 107-2 mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung 139 durch die Steuerung 111.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
Bezugszeichenliste

100: Kältegerät
101: Kältegerätetür
103: Geräteaußenwand
105: Kühlbereich
107: Elektrisches Geräteteil
107-1: Erstes elektrisches Geräteteil
107-2: Zweites elektrisches Geräteteil
109-1: Erster Geräuschsensor
109-2: Zweiter Geräuschsensor
111: Steuerung
113: Erste Geräteleitung
115: Zweite Geräteleitung
117: Erste Sensorleitung
119: Zweite Sensorleitung
121: Ordinatenachse
123: Abszissenachse
125: Erste Kurve
127: Zweite Kurve
129: Dritte Kurve
131: Normaler Betriebsleistungsbereich
133: Unterer Betriebsleistungspunkt
135: Oberer Betriebsleistungspunkt
137: Minimum der erfassten Geräuschintensität
139: Geräuschreduzierte Betriebsleistung
141: Maximum der erfassten Geräuschintensität
200: Verfahren zur Geräuschreduktion in einem Kältegerät
201: Ändern einer Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils, um ein Minimum der durch den Geräuschsensor erfassten Geräuschintensität zu bestimmen
203: Bestimmen der geräuschreduzierten Betriebsleistung auf Basis des bestimmten Minimums
205: Betreiben des elektrischen Geräteteils mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/130743 A2 [0003]
KR 20010081331 [0004]

Claims

Kältegerät (100) mit einem elektrischen Geräteteil (107-1, 107-2), welches während des Betriebs Geräusche emittiert, einem Geräuschsensor (109-1, 109-2) zum Erfassen einer Intensität der emittierten Geräusche des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) und einer Steuerung (111) zum Betreiben des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) in einem normalen Betriebsleistungsbereich (131), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, eine Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs (131) zu ändern und ein Minimum (137) der durch den Geräuschsensor (109-1, 109-2) erfassten Geräuschintensität zu bestimmen und eine geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) zu bestimmen, um das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) zu betreiben.
Kältegerät (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs (131) eine maximale Betriebsleistung aufweist, dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, eine Vielzahl von Minima (137) der durch den Geräuschsensor (109-1, 109-2) erfassten Geräuschintensität innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs (131) zu bestimmen, und dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, die geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) auf Basis des Minimums (137) zu bestimmen, welches einer Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) entspricht, welche sich innerhalb eines Toleranzbereichs der maximalen Betriebsleistung befindet.
Kältegerät (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der normale Betriebsleistungsbereich (131) einen unteren Betriebsleistungspunkt (133) und einen oberen Betriebsleistungspunkt (135) aufweisen, welche den normalen Betriebsleistungsbereich (131) begrenzen, und dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, die Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) von dem unteren Betriebsleistungspunkt (133) bis zu dem oberen Betriebsleistungspunkt (135) zu ändern, um ein Minimum (137) der erfassten Geräuschintensität zu bestimmen.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) der Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) entspricht, bei der die erfasste Intensität der Geräusche einen vorbestimmten Intensitätsschwellenwert unterschreitet, wobei das Kältegerät (100) insbesondere eine manuelle Bedieneinrichtung zum Ändern des Intensitätsschwellenwerts durch einen Nutzer des Kältegeräts (100) aufweist.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, während eines ersten Zeitabschnitts die Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs (131) zu ändern und ein Minimum (137) der erfassten Geräuschintensität zu bestimmen und die geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) zu bestimmen, und dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, während eines sich an den ersten Zeitabschnitt anschließenden zweiten Zeitabschnitts das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) zu betreiben.
Kältegerät (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, die geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) zu bestimmen, nachdem das Kältegerät (100) an eine elektrische Stromversorgung angeschlossen wurde, oder dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, die geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) nach sich periodisch wiederholenden Betriebszeitintervallen zu bestimmen.
Kältegerät (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, den ersten Zeitabschnitt zu wiederholen, falls durch die Steuerung (111) keine geänderte geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) während des ersten Zeitabschnitts bestimmen wurde, und dass die Steuerung (111) ausgebildet ist, die Dauer der sich periodisch wiederholenden Betriebszeitintervalle zu erhöhen, falls nach den beiden aufeinanderfolgenden ersten Zeitabschnitten keine geänderte geräuschreduzierte Betriebsleistung (139) durch die Steuerung (111) bestimmt wurde.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältegerät (100) einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen eines Kühlbereichs (105) des Kältegeräts (100) umfasst, wobei der Kältemittelkreislauf das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) umfasst, und wobei das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) insbesondere einen Kältemittelverdichter oder einen Lüfter zum Kühlen eines Kältemittelverflüssigers des Kältemittelkreislaufs umfasst.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) eine bewegliche Klappe zum Verschließen eines Luftkanals des Kältegeräts (100) oder ein Ventil zum Verschließen einer fluidführenden Leitung innerhalb des Kältegeräts (100) umfasst.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräuschsensor (109-1, 109-2) einen akustischen Sensor zum Erfassen von Geräuschen, welche von dem elektrischen Geräteteil (107-1, 107-2) emittiert werden, oder einen Vibrationssensor zum Erfassen von Vibrationen, welche von dem elektrischen Geräteteil (107-1, 107-2) emittiert werden, umfasst, und dass der Geräuschsensor (109-1, 109-2) insbesondere einen Piezoschwingungsaufnehmer umfasst.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräuschsensor (109-1, 109-2) an einer Innenoberfläche oder an einer Außenoberfläche des Kältegeräts (100) positioniert ist, oder dass der Geräuschsensor (109-1, 109-2) an dem elektrischen Geräteteil (107-1, 107-2) positioniert ist.
Kältegerät (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräuschsensor (109-1, 109-2) an einer Innenoberfläche des Kältegeräts (100) positioniert ist, und dass der Geräuschsensor (109-1, 109-2) ein Temperaturerfassungselement zum Erfassen einer Temperatur innerhalb eines Kühlbereichs (105) des Kältegeräts (100) umfasst.
Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (111) einen Speicher zum Speichern der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) aufweist, wobei die Steuerung (111) ausgebildet ist, das elektrische Geräteteil (107-1, 107-2) mit der gespeicherten geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) zu betreiben.
Verfahren (200) zur Geräuschreduktion in einem Kältegerät (100), wobei das Kältegerät (100) ein elektrisches Geräteteil (107-1, 107-2), welches während des Betriebs Geräusche emittiert, einen Geräuschsensor (109-1, 109-2) zum Erfassen einer Intensität von emittierten Geräuschen des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) und eine Steuerung (111) zum Betreiben des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) in einem normalen Betriebsleistungsbereich (131) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (200) die folgenden Schritte aufweist: Ändern (201) einer Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) innerhalb des normalen Betriebsleistungsbereichs (131) durch die Steuerung (111), um ein Minimum (137) der durch den Geräuschsensor (109-1, 109-2) erfassten Geräuschintensität zu bestimmen, Bestimmen (203) der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) auf Basis des bestimmten Minimums (137) der Geräuschintensität durch die Steuerung (111), und Betreiben (205) des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) durch die Steuerung (111).
Verfahren (200) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern (201) der Betriebsleistung des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) und das Bestimmen (203) der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) während eines ersten Zeitabschnitts durch die Steuerung (111) durchgeführt wird, und dass das Betreiben (205) des elektrischen Geräteteils (107-1, 107-2) mit der geräuschreduzierten Betriebsleistung (139) durch die Steuerung (111) während eines sich an den ersten Zeitabschnitt anschließenden zweiten Zeitabschnitts durchgeführt wird.