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Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einem Auftaufach und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Haushaltskältegerätes.
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Die
TW 201319493 A1 offenbart ein Haushaltskältegerät, das mehrere, übereinander angeordnete Kältefächer zum Lagern von Lebensmitteln und ein zum Auftauen von gefrorenen Lebensmitteln vorgesehenes Auftaufach umfasst.
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Die
DE 10 2013 226 341 A1 offenbart ein Kältegerät, das mehrere Kältefächer und einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen der Kältefächer umfasst. Der Kältemittelkreislauf umfasst mehrere, in Serie geschaltete Verdampfer, die jeweils einem der Kältefächer zugeordnet sind, um diese zu kühlen. Der Kältemittelkreislauf umfasst einen den Verdampfern nachgeschalteten drehzahlgeregelten Verdichter, einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger und den einzelnen Einläsen der Verdampfer vorgeschaltete, steuerbare Expansionsventile. Die Temperaturen für die einzelnen Kältefächer können unterschiedlich eingestellt werden. U.a. kann eines der Kältefächer als Auftaufach mit einer Temperatur von -2°C bis +20°C verwendet werden, da beim Öffnen des Expansionsventils, welches dem Einlass desjenigen Verdampfers vorgeschaltet ist, der dem Verflüssiger direkt nachgeschaltet ist, die Temperatur des Kältemittels in diesem Verdampfers zumindest annähernd gleich der Temperatur des Kältemittels im Verflüssiger ist.
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Die
US 2008/0017348 A1 offenbart ein Auftaugerät zum Auftauen von gefrorenen Lebensmitteln. Das Auftaugerät umfasst eine Auftaukammer und einen Temperatursensor, insbesondere einen Infrarotsensor oder eine Thermoelementsonde, und ist eingerichtet, das Lebensmittel in Abhängigkeit der mittels des Temperatursensors gemessen Oberflächentemperatur des aufzutauenden Lebensmittels zu erwärmen. Nach dem Auftauen wird die Auftaukammer für eine gekühlte Lagerung des aufgetauten Lebensmittels mit einer Temperatur von 3 bis 4°C gekühlt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegerätes mit einem Auftaufach zum Auftauen gefrorener Lebensmittel und ein verbessertes Haushaltskältegerät mit einem Auftaufach zum Auftauen gefrorener Lebensmittel anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegerätes, das einen wärmeisolierten Korpus mit einem Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, ein Auftaufach zur Aufnahme eines aufzutauenden Lebensmittels, eine zum Kühlen des Auftaufachs vorgesehene Kältevorrichtung und eine zum Erwärmen des Auftaufachs vorgesehene Heizvorrichtung aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- - während einer ersten Auftauphase, Erwärmen des Auftaufachs, in dem sich ein aufzutauendes Lebensmittel befindet, auf eine erste Temperatur insbesondere größer als 8°C mittels der Heizvorrichtung,
- - während der ersten Auftauphase, Erkennen, dass die Oberfläche des im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittels eine vorgegebene zweite Temperatur größer als 4°C und kleiner als die erste Temperatur erreicht hat,
- - aufgrund dieses Erkennens, Betreiben der Heizvorrichtung und/oder der Kältevorrichtung während einer der ersten Auftauphase nachfolgenden zweiten Auftauphase, sodass das Auftaufach die zweite Temperatur oder eine dritte Temperatur größer als die zweite und kleiner als die erste Temperatur aufweist, bis die Kerntemperatur des im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittels eine vorbestimmte Temperatur erreicht, die der diesem Lebensmittel zugeordneten Phasenübergangstemperatur zugeordnet ist, und anschließend
- - Kühlen des Auftaufachs mittels der Kältevorrichtung auf eine vierte Temperatur, die kleiner als die zweite Temperatur und insbesondere größer als die dem im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittel zugeordnete Phasenübergangstemperatur ist, für ein kühles Lagern des im Auftaufach befindliche nun aufgetauten Lebensmittels.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Haushaltskältegerät, aufweisend einen wärmeisolierten Korpus mit einem Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, ein Auftaufach zur Aufnahme eines aufzutauenden Lebensmittels, eine zum Kühlen des Auftaufachs vorgesehene Kältevorrichtung, eine zum Erwärmen des Auftaufachs vorgesehene Heizvorrichtung, und eine elektronische Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, die Heizvorrichtung und die Kältevorrichtung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zu betreiben.
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Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät umfasst den wärmeisolierten Korpus mit dem Innenbehälter, der den kühlbaren Innenraum begrenzt, sowie das Auftaufach. Das Auftaufach ist vorgesehen, ein gefrorenes Lebensmittel aufzutauen und nach dem Auftauen das aufgetaute Lebensmittel kühl zu lagern. Für das kühle Lagern umfasst das Haushaltskältegerät die Kältevorrichtung. Die Kältevorrichtung ist vorzugsweise als ein dem Fachmann im Prinzip bekannter Kältemittelkreislauf ausgebildet. Die Kältevorrichtung kann auch vorgesehen sein, den kühlbaren Innenraum zu kühlen insbesondere zumindest in etwa auf eine vorgegebene Temperatur zu kühlen. Der kühlbare Innenraum ist zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehen.
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Das Haushaltskältegerät umfasst insbesondere die elektronische Steuerung, die eingerichtet ist, die Kältevorrichtung und die Heizvorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anzusteuern. Die elektronische Steuervorrichtung ist insbesondere eingerichtet,
- - während der ersten Auftauphase die Heizvorrichtung derart anzusteuern, dass das Auftaufach die erste Temperatur aufweist,
- - aufgrund des Erkennens, dass die Oberfläche des im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittels die zweite Temperatur erreicht hat, die Heizvorrichtung und/oder Kältevorrichtung derart anzusteuern, dass das Auftaufach während der zweiten Auftauphase die zweite Temperatur oder die dritter Temperatur aufweist, und
- - während der Kühlphase die Kältevorrichtung derart anzusteuern, dass das Auftaufach die vierte Temperatur aufweist.
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Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät kann ein wärmeisoliertes Türblatt umfassen, welches im geschlossenen Zustand den kühlbaren Innenraum verschließt und im geöffneten Zustand zugänglich macht.
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Der kühlbare Innenraum ist vorzugsweise ein Gefrierraum zum Lagern von gefrorenen Lebensmitteln bei Temperaturen von deutlich unter 0°C, z.B. bei -18°C.
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Erfindungsgemäß wird das aufzutauende Lebensmittel innerhalb der ersten und der zweiten Auftauphase mittels der Heizvorrichtung aufgetaut. Die Heizvorrichtung ist z.B. eine elektrische Heizvorrichtung. Während der ersten Auftauphase wird das Auftaufach derart betrieben, dass dessen Temperatur die erste Temperatur von z.B. größer als 8°C aufweist. Die erste Temperatur ist vorzugsweise um die 16°C, um ein relativ schonendes und relativ schnelles Auftauen des Lebensmittel zu erreichen.
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Das Auftaufach wird jedoch nicht bis zum völligen Auftauen des Lebensmittels mit der ersten Temperatur betrieben, sondern nur bis erkannt wird, dass die Oberfläche des aufzutauenden Lebensmittel die vorgegebene zweite Temperatur größer als 4°C und kleiner als die erste Temperatur erreicht hat. Um dies zu erreichen, kann das Haushaltskältegerät einen geeigneten Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Oberfläche des im Auftaufachs befindlichen aufzutauenden Lebensmittel umfassen, sodass vorzugsweise das Ermitteln der Temperatur der Oberfläche des im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittels mit einem Temperatursensor erfolgt. Geeignete Temperatursensoren sind z.B. Infrarotsensoren oder Thermoelementsonden oder umfassen einen temperaturabhängigen Widerstand. Die zweite Temperatur ist vorzugsweise 8°C.
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Während der ersten Auftauphase wird somit das im Auftaufach befindliche aufzutauende Lebensmittel solange mit der ersten Temperatur erwärmt, bis dessen Oberfläche angetaut ist, also die zweite Temperatur erreicht hat. Dadurch ist jedoch das Innere bzw. der Kern des Lebensmittel noch gefroren.
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Um das aufzutauende Lebensmittel möglichst vollständig aufzutauen, wird anschließend die Heizvorrichtung, gegebenenfalls die Kältevorrichtung, derart betrieben, dass während der nun anschließenden zweiten Auftauphase das Auftaufach die zweite oder dritte Temperatur aufweist, also eine geringere Temperatur als die erste Temperatur, jedoch wenigstens gleich der zweiten Temperatur. Dadurch ergibt sich weiterhin ein relativ schonendes Auftauen, da nun einerseits das aufzutauende Lebensmittel auch im Inneren auftaut, dessen Oberfläche jedoch nicht zu sehr erwärmt wird.
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Die zweite Auftauphase dauert so lange, bis die Kerntemperatur des im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittels die vorbestimmte Temperatur erreicht, also möglichst vollständig aufgetaut ist. Die vorbestimmte Temperatur ist der diesem Lebensmittel zugeordnete Phasenübergangstemperatur zugeordnet. Die Phasenübergangstemperatur des Kerns des Lebensmittels ist diejenige Temperatur, bei der der Kern des Lebensmittels von seinem gefrorenen Zustand in seinen aufgetauten Zustand übergeht. Die Phasenübergangstemperatur ist abhängig vom aufzutauenden Lebensmittel, z.B. ob es sich bei dem aufzutauenden Lebensmittel um Fisch, Fleisch oder Gemüse handelt. Eine Information über die Art des aufzutauenden Lebensmittels kann z.B. mittels einer Eingabevorrichtung des Haushaltskältegerätes eingegeben werden. Die Kerntemperatur kann z.B. mittels des Temperatursensors zum Messen der Temperatur der Oberfläche des im Auftaufachs befindlichen aufzutauenden Lebensmittel und den physikalischen Eigenschaften des aufzutauenden Lebensmittels ermittelt werden. Vorzugsweise wird jedoch die Heizvorrichtung bzw. Kältevorrichtung für eine dem im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittels zugeordnete vorbestimme Zeitdauer während der zweiten Auftauphase betrieben. Diese vorbestimmte, dem aufzutauenden Lebensmittel zugeordnete Zeitdauer wurde z.B. vorab empirisch ermittelt. Das Haushaltskältegerät kann hierzu eine Information über unterschiedliche Lebensmittel und deren Masse bzw. Größe und die zugeordneten Zeitdauern in einem Speicher gespeichert haben. Die dem aktuell im Auftaufach befindlichen Lebensmittel zugeordnete Zeitdauer kann z.B. manuell von einer Person z.B. mit einer Eingabevorrichtung des Haushaltskältegerätes oder mit einem mobilen Endgerät, beispielsweise einem Smartphone, eingegeben werden.
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Nach dem Ende der zweiten Auftauphase ist das im Auftaufach befindliche Lebensmittel möglichst vollständig aufgetaut. Damit das nun aufgetaute Lebensmittel länger gelagert werden kann, wird nun das Auftaufach mittels der Kältevorrichtung auf die vierte Temperatur, die kleiner als die zweite Temperatur und insbesondere größer als die dem im Auftaufach befindlichen aufzutauenden Lebensmittel zugeordnete Phasenübergangstemperatur ist, gekühlt. Die vierte Temperatur ist z.B. 3 bis 4°C.
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Damit das Auftaufach die erste, zweite, dritte bzw. vierte Temperatur aufweist, kann die Heizvorrichtung und die Kältevorrichtung, insbesondere gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung geregelt sein und einen weiteren Temperatursensor umfassen, welcher eingerichtet ist, die Ist-Temperatur des Auftaufachs zu messen.
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Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses zusätzlich folgende Verfahrensschritte:
- - Erwärmen von Luft mittels der Heizvorrichtung,
- - Blasen der erwärmten Luft mit einer ersten Geschwindigkeit in das Auftaufach während der ersten Auftauphase, damit die erwärmte Luft über das im Auftaufach befindliche aufzutauende Lebensmittel strömt und das Auftaufach auf die erste Temperatur erwärmt wird,
- - Blasen von erwärmter oder gekühlter Luft mit einer zweiten Geschwindigkeit, die kleiner als die erste Geschwindigkeit ist, in das Auftaufach während der zweiten Auftauphase, damit die erwärmte bzw. gekühlte Luft über das im Auftaufach befindliche aufzutauende Lebensmittel strömt und das Auftaufach auf die zweite Temperatur erwärmt wird, und
- - Kühlen von Luft mittels der Kältevorrichtung für die Kühlphase. Vorzugsweise wird die gekühlten Luft mit einer dritten Geschwindigkeit, die kleiner als die zweite Geschwindigkeit ist, in das Auftaufach geblasen.
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Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät umfasst demnach vorzugsweise eine Zwangskonvektionsvorrichtung, beispielsweise wenigstens eine Ventilator, die eingerichtet ist, durch die Heizvorrichtung erwärmte Luft in das Auftaufach zu blasen, wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Zwangskonvektionsvorrichtung derart anzusteuern, dass diese die erwärmte Luft derart in das Auftaufach bläst, dass die erwärmte Luft über das im Auftaufach befindliche aufzutauende Lebensmittel während der ersten Auftauphase mit der ersten Geschwindigkeit und während der zweiten Auftauphase mit der zweiten Geschwindigkeit strömt.
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Die erste Geschwindigkeit ist vorzugsweise einem Zwangsvolumenstrom innerhalb des Auftaufachs von 25 - 40 m3/h und die zweite Geschwindigkeit ist vorzugsweise einem Zwangsvolumenstrom innerhalb des Auftaufachs von 5-30 m3/h zugeordnet.
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Somit wird vorzugsweise die erwärmte, gegebenenfalls gekühlte Luft während der ersten Auftauphase mit einer relativ hohen Geschwindigkeit über das aufzutauende Lebensmittel geblasen, wodurch die Oberfläche des Lebensmittel schneller auftaut. Für ein relativ schonendes weiteres Auftauen wird dagegen diese Geschwindigkeit, mit der die erwärmte bzw. gekühlte Luft während der zweiten Auftauphase über das Lebensmittel geblasen wird, verringert, wodurch z.B. die Gefahr eines Austrocknens des Lebensmittels während des Auftauens zumindest verringert wird. Vorzugsweise wird während der Kühlphase die gekühlte Luft wenn, dann mit einer noch geringeren Geschwindigkeit in das Auftaufach geblasen, um das aufgetaute Lebensmittel möglichst schonend kühl zu lagern.
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Die Zwangskonvektionsvorrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltskältegerätes kann demnach eingerichtet sein, durch die Kältevorrichtung gekühlte Luft in das Auftaufach zu blasen. Die elektronische Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltskältegerätes kann dann eingerichtet sein, die Zwangskonvektionsvorrichtung derart anzusteuern, dass diese die gekühlte Luft derart in das Auftaufach bläst, dass die gekühlte Luft über das im Auftaufach befindliche aufzutauende Lebensmittel während der Kühlphase mit einer dritten Geschwindigkeit, die kleiner als die zweite Geschwindigkeit ist, strömt.
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Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses ein Kühlen des Auftaufachs mittels der Kältevorrichtung während einer der ersten Auftauphase vorangehenden Gefrierphase auf eine Gefriertemperatur kleiner als -10 °C, vorzugsweise kleiner gleich -18 °C auf. Somit weist also das Auftaufach vor dem Auftauen die Gefriertemperatur auf. Die elektronische Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltskältegerät ist somit vorzugsweise eingerichtet, die Kältevorrichtung vor dem Auftauen derart anzusteuern, dass diese das Auftaufach auf die Gefriertemperatur kühlt. Dadurch ist es möglich, das aufzutauende Lebensmittel vor dem Auftauen auch für eine längere Zeit gefroren im Auftaufach zu lagern.
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Die Kältevorrichtung kann vorzugsweise als ein Kältemittelkreislauf ausgebildet sein, der einen Verdichter, einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger, einen dem Verflüssiger nachgeschalteten ersten Verdampfer und ein dem ersten Verdampfer vorgeschaltetes steuerbares erstes Drosselventil aufweist. In diesem Fall kann durch geeignetes Ansteuern des Drosselventils die Temperatur des ersten Verdampfers in einem relativ weiten Temperaturbereich eingestellt, insbesondere geregelt werden, sodass der erste Verdampfer nicht nur zum Kühlen des Auftaufachs verwendet werden kann, sondern auch zum Erwärmen während der beiden Auftauphasen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der erste Verdampfer direkt dem Verflüssiger nachgeschaltet ist, sodass durch geeignetes Einstellen des ersten Drosselventils die Temperatur des ersten Verdampfer zumindest annähernd die Temperatur des Verflüssigers aufweisen kann. Somit umfasst vorzugsweise der Kältemittelkreiskauf auch die Heizvorrichtung, d.h. der erste Verdampfer ist zum Kühlen und Erwärmen des Auftaufachs vorgesehen. Vorzugsweise ist dann die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet, das erste Drosselventil in Abhängigkeit von der zu erzielenden Temperatur während der Auftauphasen und der Kühlphase, gegebenenfalls auch während der Gefrierphase, anzusteuern. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dann vorzugsweise ein Ansteuern des ersten Drosselventils in Abhängigkeit von der zu erzielenden Temperatur während der Auftauphasen und der Kühlphase und gegebenenfalls während der Gefrierphase auf.
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Der Verdichter ist vorzugsweise ein drehzahlgesteuerter oder drehzahlgeregelter Verdichter. In diesem Fall weist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ein Steuern bzw. Regeln der Drehzahl des Verdichters in Abhängigkeit von der zu erzielenden Temperatur während der Auftauphasen und der Kühlphase und gegebenenfalls während der Gefrierphase auf, bzw. ist die elektronische Steuervorrichtung vorzugsweise eingerichtet, die Drehzahl des Verdichters in Abhängigkeit von der zu erzielenden Temperatur während der Auftauphasen und der Kühlphase und gegebenenfalls während der Gefrierphase zu steuern bzw. zu regeln. Aufgrund der gesteuerten bzw. geregelten Drehzahl des Verdichters ist es möglich, die Temperatur des Auftaufachs schneller auf die gewünschten Temperaturen einzustellen.
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Der kühlbare Innenraum kann vorzugsweise ein Gefrierraum sein. Vorzugsweise umfasst in diesem Fall die Kältevorrichtung einen zweiten Verdampfer und ein dem zweiten Verdampfer vorgeschaltetes steuerbares zweites Drosselventil, wobei der zweite Verdampfer zum Kühlen des Gefrierraums vorgesehen ist und dem ersten Verdampfer nachgeschaltet ist. Die beiden Verdampfer sind somit in Serie geschaltet und es wird nur ein einziger Verdichter benötigt. In diesem Fall weist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ein Ansteuern des zweiten Drosselventils auf, um die Temperatur des Gefrierraum zu steuern oder zu regeln, bzw. ist die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet, das zweite Drosselventil in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur des Gefrierfachs einzustellen. Im Falle des drehzahlgesteuerten bzw. drehzahlgeregelten Verdichters wird die Drehzahl des Verdichters, insbesondere gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur des Gefrierraums gesteuert bzw. geregelt, d.h. vorzugsweise ist die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet, die Drehzahl des Verdichters in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur des Gefrierraums zu steuern bzw. zu regeln.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
- 1 ein Haushaltskältegerät mit einem Auftaufach,
- 2 eine Seitenansicht des Auftaufachs,
- 3 einen Kältemittelkreislauf des Haushaltskältegerät, und
- 4 Ein Diagramm.
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Die 1 zeigt in einer Frontansicht ein Haushaltskältegerät 1, das im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels als ein Haushaltsgefriergerät ausgeführt ist.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst einen wärmeisolierten Korpus 2 mit einem Innenbehälter 3, der einen als Gefrierraum 4 ausgebildeten kühlbaren Innenraum zum Lagern von gefrorenen Lebensmitteln bei Temperaturen von z.B. -18°C umfasst.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst ein Auftaufach 20, welches in einer geschnittenen Darstellung in der 2 näher dargestellt ist und z.B. ebenfalls vom Korpus 2 begrenzt wird. Das Auftaufach 20 ist vorgesehen, ein aufzutauendes Lebensmittel 21 mit einer Oberfläche 21a aufzutauen und anschließend kühl zu lagern. Für das Auftauen umfasst das Haushaltskältegerät 1 eine Heizvorrichtung 22, die das Auftaufach 20 erwärmt, und für das kühle Lagern eine Kältevorrichtung 23, die das Auftaufach 20 kühlt. Die Heizvorrichtung 22 ist z.B. eine elektrische Heizvorrichtung.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass die Kältevorrichtung 23 des Auftaufachs 20 das Auftaufach 20 auch auf Gefriertemperaturen von z.B. -18°C zu kühlen vermag, sodass das aufzutauende Lebensmittel 21 vor dem Auftauen auch für eine längere Zeit im Auftaufach 20 gefroren lagern kann.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Haushaltskältegerät 1 eine Eingabevorrichtung 8, mittels der ein Auftauprozess des Auftaufachs 20 initiiert werden kann. Die Eingabevorrichtung 8 kann auch eine Anzeigevorrichtung umfassen. Das Haushaltskältegerät 1 kann aber auch die Eingabevorrichtung 8 und eine nicht näher gezeigte getrennte Anzeigevorrichtung aufweisen. Es ist auch möglich, dass der Auftauprozess von der Ferne, z.B. mit einem Smartphone 10 initiiert werden kann. Dazu ist das Haushaltskältegerät 1 insbesondere mit dem Internet verbunden. Das Smartphone 10 ist dann insbesondere mit einer geeigneten App konfiguriert.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Auftaufach 20 über dem Gefrierraum 4 angeordnet und von diesem mittels einer wärmeisolierten Wandung 5 getrennt.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein dem Gefrierraum 4 zugeordnetes Türbaltt 6, welches geöffnet den Gefrierraum 4 zugänglich macht und geschlossen den Gefrierraum 4 verschließt.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein dem Auftaufach zugeordnetes Türbaltt 7, welches geöffnet das Auftaufach 20 zugänglich macht und geschlossen das Auftaufach 20 verschließt.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst einen in der 3 gezeigten Kältemittelkreislauf 30 zum Kühlen des Gefrierraums 4.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Kältemittelkreislauf 30 auch zum Kühlen des Auftaufachs 20 vorgesehen, sodass der Kältemittelkreislauf 30 Teil der zum Kühlen des Auftaufachs 30 vorgesehenen Kältevorrichtung 23 ist.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst ferner eine elektronische Steuervorrichtung 9, die eingerichtet ist, den Betrieb des Haushaltskältegerätes 1 zu steuern, insbesondere den Kältemittelkreislauf 30 derart anzusteuern, dass der Gefrierraum 4 zumindest in etwa seine Soll-Temperatur von z.B. -18°C aufweist. Dazu kann das Haushaltskältegerät 1 einen nicht näher dargestellten Temperatursensor umfassen, welcher die Ist-Temperatur des Gefrierfachs 4 misst.
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Die elektronische Steuervorrichtung 9 ist auch vorgesehen, die Kältevorrichtung 23 und die Heizvorrichtung 22 anzusteuern, insbesondere zu regeln.
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Der Kältemittelkreislauf 30 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Verdichter 31, einen dem Verdichter 31 nachgeschalteten Verflüssiger 32, einen ersten Verdampfer 33, einen zweiten Verdampfer 34, ein steuerbares erstes Drosselventil 35, und ein steuerbares zweites Drosselventil 36.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Verdichter 31 ein drehzahlgesteuerter oder drehzahlgeregelter Verdichter und wird im Betrieb des Haushaltskältegerätes 1 von der elektronischen Steuervorrichtung 9 angesteuert.
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Das erste Drosselventil 35 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwischen dem Verflüssiger 32 und dem Einlass 33a des ersten Verdampfers 33 geschaltet. Der erste Verdampfer 33 ist zum Kühlen des Auftaufachs 20 vorgesehen.
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Das zweite Drosselventil 36 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwischen dem ersten Verdampfer 33 und dem Einlass 34a des zweiten Verdampfers 34, dem der Verdichter 31 nachfolgt, geschaltet. Der zweite Verdampfer 34 ist zum Kühlen des Gefrierraums 4 vorgesehen.
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Die Drosselventile 35, 36 sind steuerbar und werden im Betrieb des Haushaltskältegerätes 1 von der elektronischen Steuervorrichtung 9 gesteuert, um ein Druckverhältnis zwischen den Verdampfern 33, 34 zu steuern. Dadurch ist es der elektronischen Steuervorrichtung 9 möglich, die Temperaturen innerhalb des Auftaufachs 20 und des Gefrierraums 4 zu steuern bzw. zu regeln.
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Da außerdem im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der dem Auftaufach 20 zugeordnete erste Verdampfer 33 direkt dem Verflüssiger 32 nachgeschaltet ist, kann bei geöffnetem ersten Drosselventil 35 das im ersten Verdampfer 33 befindliche Kältemittel zumindest annähernd die Temperatur des im Verflüssiger 32 befindliche Kältemittel aufweisen, wodurch das Auftaufach 20 mit dem ersten Verdampfer 33 nicht nur gekühlt, sondern auch erwärmt werden kann. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist demnach die Heizvorrichtung 22 Teil des Kältemittelkreislaufs 30.
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Für eine verbesserte Kühlung des Gefrierraums 5 und des Auftaufachs 20 bzw. Erwärmung des Auftaufachs 20 ist es im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass die elektronische Steuervorrichtung 9 die Drehzahl des Verdichters 31 in Abhängigkeit von den Ist-Temperaturen und den Soll-Temperaturen des Gefrierraums 4 und des Auftaufachs 20 steuert bzw. regelt. Dazu kann das Auftaufach 20 einen zum Messen der Ist-Temperatur des Auftaufachs 20 vorgesehenen Temperatursensor 24 aufweisen.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Haushaltskältegerät 1 eine Konvektionsvorrichtung z.B. in Form eines Ventilators 25. Die Konvektionsvorrichtung bzw. der Ventilator 25 sind mit der elektronischen Steuervorrichtung 9 verbunden, sodass diese den Grad einer durch die Konvektionsvorrichtung erzeugte Zwangskonvektion von Luft zu steuern oder zu regeln vermag. Im Falle des Ventilators wird dies durch die Drehzahl des Ventilators 25 erreicht.
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Die Zwangskonvektionsvorrichtung bzw. der Ventilator 25 sind eingerichtet, mittels der Kältevorrichtung 22 gekühlte, der Heizvorrichtung 23 erwärmte bzw. durch den ersten Verdampfer 33 erwärmte bzw. gekühlte Luft mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch Öffnungen 26 in das Auftaufach 20 zu blasen, damit die erwärmte bzw. gekühlte Luft über das im Auftaufach 20 befindliche aufzutauende Lebensmittel 21 strömt und das Auftaufach 20 auf die gewollte Temperatur erwärmt bzw. gekühlt wird.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Auftaufach 20 einen zum Messen der Temperatur der Oberfläche 21a des im Auftaufach 20 befindlichen aufzutauenden Lebensmittels 21 Temperatursensor. Dieser Temperatursensor ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Infrarotsensor 27. Dieser Temperatursensor kann auch ein die Oberfläche 21a berührendes Thermoelement bzw. eine Thermoelementsonde 28 sein. Der Infrarotsensor 27 bzw. die Thermoelementsonde 28 sind mit der elektronischen Steuervorrichtung 9 verbunden.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegt das aufzutauende Lebensmittel 21 auf Abstandshalter 29, sodass die in das Auftaufach 20 strömende Luft auch über die nach unten gerichtete Oberfläche 21a des Lebensmittel 21 zu strömen vermag.
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Die 4 zeigt ein Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Auftauen des im Auftaufach 20 befindlichen aufzutauenden Lebensmittels 21.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels lagert zunächst das aufzutauende Lebensmittel 21 im Auftaufach 20, wobei die elektronische Steuervorrichtung 9 die Kältevorrichtung 22 bzw. den Kältemittelkreislauf 30, insbesondere dessen erstes Drosselventil 35 und den Verdichter 31 derart ansteuert, dass das Auftaufach 20 eine Temperatur 41 von etwa -18 °C aufweist (Gefrierphase G). In der Gefrierphase G lagert somit das aufzutauende Lebensmittel 21 im gefrorenen Zustand. Somit ist die Temperatur 42 der Oberfläche 21a des Lebensmittels 21 und dessen Kerntemperatur 42 ebenfalls in etwa -18 °C.
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Insbesondere lagert das aufzutauende Lebensmittel 21 auf den Abstandshaltern 29 derart im Auftaufach 20, dass der Infrarotsensor 27 bzw. Thermoelementsonde 28 die Oberfläche 21a des Lebensmittels 21 zu erfassen um, um die Temperatur 42 der Oberfläche 21a zu ermitteln.
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Zum Zeitpunkt t=0 beginnt der Auftauprozess, indem z.B. eine Person die Eingabevorrichtung 8 aktiviert oder den Auftauprozess mit dem Smartphones 10 anstößt. Daraufhin steuert die elektronische Steuervorrichtung 9 die Heizvorrichtung 22 bzw. den Kältemittelkreislauf 30, insbesondere dessen erstes Drosselventil 35 und den Verdichter 31 derart an, dass das Auftaufach 20 eine Temperatur 41 von etwa +16 °C aufweist. Gleichzeitig steuert die elektronische Steuervorrichtung 9 die Konvektionsvorrichtung bzw. den Ventilator 25 derart an, dass diese bzw. dieser die erwärmte Luft durch die Öffnungen 26 in das Auftaufach 20 mit einer ersten Geschwindigkeit, die z.B. einem Zwangsvolumenstrom innerhalb des Auftaufachs 20 von 25 - 40 m3/h zugeordnet ist, in das Auftaufach 20 und über das darin befindliche Lebensmittel 21 strömt. Dadurch beginnt eine erste Auftauphase A1, in der das Lebensmittel 21 anfängt, aufzutauen. Es ist auch möglich, dass die Person das Lebensmittel 21 erst zum Auftauen in das Auftaufach 20 legt.
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Die erste Auftauphase A1 dauert solange, bis die Oberfläche 21a des Lebensmittels 21 eine vorgegebene Temperatur von z.B. 8°C erreicht. Diese Temperatur 42 der Oberfläche 21a wird mit dem Infrarotsensor 27 bzw. der Thermoelementsonde 28 ermitteln.
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Im Falle des Infrarotsensors 27 sendet dieser im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels seine Infrarotsignale aus, um die Temperatur 42 der Oberfläche 21a des Lebensmittels 21 zu ermitteln. Erreicht die Temperatur 42 der Oberfläche 21a die besagte vorgegebene Temperatur von z.B. 6 oder 8°C, dann ist die erste Auftauphase A1 beendet und eine zweite Auftauphase A2 beginnt, indem die elektronische Steuervorrichtung 9 die Heizvorrichtung 23 bzw. den Kältemittelkreislauf 30, insbesondere dessen erstes Drosselventil 35 und den Verdichter 31 derart ansteuert, dass die Temperatur 41 des Auftaufachs 20 auf eine vorgegebene Temperatur reduziert wird, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels 8 °C beträgt, also kleiner ist als die Temperatur während der ersten Auftauphase A1. Gleichzeitig steuert die elektronische Steuervorrichtung 9 die Konvektionsvorrichtung bzw. den Ventilator 25 derart an, dass diese bzw. dieser die erwärmte Luft durch die Öffnungen 26 in das Auftaufach 20 mit einer zweiten Geschwindigkeit kleiner als die erste Geschwindigkeit in das Auftaufach 20 und über das darin befindliche Lebensmittel 21 strömt. Die zweite Geschwindigkeit ist z.B. einem Zwangsvolumenstrom innerhalb des Auftaufachs 20 von 5 - 30 m3/h zugeordnet. Dadurch bleibt die Temperatur 42 der Oberfläche 21a des Lebensmittels 42 während der zweiten Auftauphase A2 bei etwa 8 °C und das Lebensmittel 21 kann weiter auftauen, d.h. seine Kerntemperatur 43 erhöht sich weiter.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels dauert die zweite Auftauphase A2 solange, bis die Kerntemperatur 43 des Lebensmittels 21 einen Wert erreicht, der dem Lebensmittel 21 zugeordneten Phasenübergangstemperatur zugeordnet ist, das Lebensmittel 21 also im Wesentlichen aufgetaut ist. Dies wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels erreicht, indem die zweite Auftauphase A2 für eine vorbestimmte Zeitdauer dauert, die dem im Auftaufach 20 befindlichen aufzutauenden Lebensmittel 21 zugeordnet ist. Eine Angabe über das Lebensmittel 21 kann z.B. über das Smartphone 10 oder der Eingabevorrichtung 8 eingegeben werden. Die Angabe über das Lebensmittel 21 umfasst z.B. eine Angabe über dessen Masse oder der Beschaffenheit des Lebensmittels 21.
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Der zweiten Auftauphase A2 folgt eine Kühlphase K, in der die elektronische Steuervorrichtung 9 die Kältevorrichtung 23 bzw. den Kältemittelkreislauf 30, insbesondere dessen erstes Drosselventil 35 und den Verdichter 31 derart ansteuert, dass das Auftaufach 20 eine Temperatur 41 von etwa +3 °C bis 4°C aufweist. Gleichzeitig steuert die elektronische Steuervorrichtung 9 die Konvektionsvorrichtung bzw. den Ventilator 25 derart an, dass diese bzw. dieser die gekühlte Luft durch die Öffnungen 26 in das Auftaufach 20 mit einer noch geringeren Geschwindigkeit, die z.B. einem Zwangsvolumenstrom innerhalb des Auftaufachs 20 von 0 - 15 m3/h zugeordnet, in das Auftaufach 20 und über das darin befindliche Lebensmittel 21 strömt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltskältegerät
- 2
- Korpus
- 3
- Innenbehälter
- 4
- Gefrierraum
- 5
- Trennwand
- 6, 7
- Türbaltt
- 8
- Eingabevorrichtung
- 9
- elektronische Steuervorrichtung
- 10
- Smartphone
- 20
- Auftaufach
- 21
- Lebensmittel
- 21a
- Oberfläche
- 22
- Heizvorrichtung
- 23
- Kältevorrichtung
- 24
- Temperatursensor
- 25
- Ventilator
- 26
- Öffnungen
- 27
- Infrarotsensor
- 28
- Thermoelementsonde
- 29
- Abstandshalter
- 30
- Kältemittelkreislauf
- 31
- Verdichter
- 32
- Verflüssiger
- 33
- erster Verdampfer
- 33a
- Einlass
- 34
- zweiter Verdampfer
- 34a
- Einlass
- 35
- erstes Drosselventil
- 36
- zweites Drosselventil
- 41, 42
- Temperatur
- 43
- Kerntemperatur
- A1
- erste Auftauphase
- A2
- zweite Auftauphase
- G
- Gefrierphase
- K
- Kühlphase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- TW 201319493 A1 [0002]
- DE 102013226341 A1 [0003]
- US 2008/0017348 A1 [0004]