DE102017220195A1

DE102017220195A1 - Betriebsverfahren für ein Kombinationskältegerät

Info

Publication number: DE102017220195A1
Application number: DE102017220195.9A
Authority: DE
Inventors: Lars Mack; Hans Ihle
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2019-05-16

Abstract

Ein Kombinationskältegerät umfasst wenigstens zwei Lagerzonen (1, 2), einem Kältemittelkreislauf, der parallel verbundene Verdampfer (6, 7) der zwei Lagerzonen (1, 2), einen Verdichter (4) und ein stromaufwärts von den Verdampfern (6, 7) gelegenes Ventil (10) umfasst, über das die Verdampfer (6, 7) wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, und eine Steuereinheit (19) zum Steuern des Verdichters (4) und des Ventils (10).Die Steuereinheit (19) ist eingerichtet,
a) beim Beaufschlagen des ersten Verdampfers (7) mit Kältemittel einen Zähler (n) zurückzusetzen (S19), vor dem Beaufschlagen des zweiten Verdampfers (6) mit Kältemittel den Wert des Zählers (n) mit einem vorgegebenen Maximalwert (n_max) zu vergleichen (S10, S16'), eine Umpumpbetriebsphase (S13-S15), in der sie den Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) betreibt, nur durchzuführen, wenn der Zähler (n) einen vorgegebenen Maximalwert (n_max) noch nicht erreicht hat, und in Verbindung mit der Umpumpbetriebsphase (S13-S15) den Zähler zu inkrementieren (S16, S15'), und/oder
b) eine Umpumpbetriebsphase (S13-S15), in der sie den Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) betreibt, nur durchzuführen, wenn seit einem vorhergehenden Abtauen eines Verdampfers (7) der Verdichter (4) bereits in Betrieb gewesen oder eine Mindestwartezeit (t_min) verstrichen ist (S7), und/oder
c) die Dauer einer Umpumpbetriebsphase(S13-S15), in der sie den Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) betreibt, bei niedriger Umgebungstemperatur (t_e) kürzer zu wählen (S9, S8') als bei hoher Umgebungstemperatur (t_e).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Kombinationskältegerät und Mittel zu dessen Ausführung.
Kombinationskältegeräte mit mehreren Lagerzonen für unterschiedliche Betriebstemperaturen sind allgemein bekannt. Herkömmlicherweise sind die Verdampfer der verschieden Lagerzonen eines solchen Kältegeräts in einem Kältemittelkreis in Reihe verbunden. Um die Energieeffizienz dieser Geräte zu verbessern, ist vorgeschlagen worden, parallel verbundene Verdampfer einzusetzen, die bei Bedarf ein- und ausgangsseitig vom Kältemittelkreislauf abgekoppelt werden können. So kann im Verdampfer einer kalten Lagerzone ein niedriger Druck aufrechterhalten bleiben, während zwischen dem Verdampfer einer wärmeren Lagerzone und dem Verdichter Kältemittel unter höherem Druck zirkuliert. Dies schafft die Möglichkeit, die Druckdifferenz, gegen die der Verdichter arbeiten muss, beim Kühlen der wärmeren Lagerzone kleiner zu machen als beim Kühlen der kälteren Lagerzone, und so den Energiebedarf des Verdichters zu verringern.
Die vollständige Abkopplung eines Verdampfers vom Kältemittelkreis bringt es mit sich, dass die Menge des Kältemittels, dass zwischen Verdichter und anderem Verdampfer zirkuliert, variabel ist. Wenn eine große Menge an flüssigem Kältemittel im abgekoppelten Verdampfer gefangen ist, was insbesondere beim kälteren der beiden Verdampfer der Fall sein kann, kann es zu einer Unterfüllung des verbleibenden Kältemittelkreises kommen, die einen energieeffizienten Kühlbetrieb verhindert. Um diesem Problem abzuhelfen, wurde vorgeschlagen, zwischen der Beendigung des Kühlbetriebs der kälteren Lagerzone und vor Beginn des Kühlbetriebs der wärmeren Lagerzone eine Umpumpphase einzuschieben, in der Kältemittel aus dem Verdampfer der kälteren Lagerzone abgesaugt und in einem Verflüssiger gesammelt wird, so dass es anschließend zum Kühlen des Verdampfers der wärmeren Lagerzone umgewälzt werden kann.
Wird hierbei jedoch zu viel abgesaugt, so ist anschließend die Menge des zirkulierenden Kältemittels zu groß. Wenn mehr Kältemittel verflüssigt wird, als der Verdampfer der wärmeren Lagerzone aufnehmen kann, dann läuft er über, und flüssiges Kältemittel gelangt in die Saugleitung. Die Saugleitung wird kalt, und Kondenswasser, das sich an ihr niederschlägt, kann zu Schäden im Gerät oder dessen Umgebung führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Wege aufzuzeigen, wie dieses Problem behoben werden kann.
Die Aufgabe wird einem ersten Aspekt der Erfindung zufolge gelöst, indem in einem ein Verfahren zum Betreiben eines Kombinationskältegeräts mit wenigstens zwei Lagerzonen und mit einem Kältemittelkreislauf, in dem Verdampfer der zwei Lagerzonen parallel verbunden und durch einen Verdichter wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, mit den Schritten:

a) Beaufschlagen eines ersten Verdampfers mit flüssigem Kältemittel;
b) Verschließen eines im Kältemittelkreislauf stromaufwärts von den Verdampfern gelegenen Ventils;
c) Betreiben des Verdichters bei geschlossenem Ventil, um Kältemittel aus dem ersten Verdampfer in einen Staubereich vor dem Ventil umzupumpen;
d) Öffnen des Ventils zum zweiten Verdampfer hin,

Wenn der zweite Verdampfer mehrmals nacheinander mit Kältemittel beaufschlagt wird und vorher jedes Mal vom ersten in den zweiten Verdampfer umgepumpt wird, ohne dass zwischendurch auch der erste Verdampfer versorgt wird, dann wird die Menge des zirkulierenden Kältemittels von Mal zu Mal größer. Durch einen vorherigen Abgleich des Zählers mit dem Maximalwert kann erfindungsgemäß die Menge des zirkulierenden Kältemittels auch in einem solchen Fall in angemessenen Grenzen gehalten und ein Überlaufen des zweiten Verdampfers vermieden werden.
Im einfachsten Fall ist dieser Maximalwert 1, umgepumpt wird nur jeweils einmal, wenn die Beaufschlagung des ersten Verdampfers mit Kältemittel beendet worden ist und vor Beginn der darauf folgenden erstmaligen Beaufschlagung des zweiten Verdampfers.
Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in Zusammenhang mit jeder Umpumpbetriebsphase der Zähler genau einmal inkrementiert wird.
Alternativ ist auch denkbar, den Zähler in einer Umpumpbetriebsphase in regelmäßigen Zeitabständen zu inkrementieren, so dass der Zählwert ein Maß für die in der Umpumpbetriebsphase (oder in mehreren aufeinanderfolgenden Umpumpbetriebsphasen) verbrachte Zeit ist. So kann der Zählwert einen genaueren Rückschluss auf die Menge des umgepumpten Kältemittels bzw. dessen genauere Dosierung ermöglichen.
Alternativ oder ergänzend kann der Überlaufgefahr auch dadurch entgegengewirkt werden, dass bei einem Verfahren mit den Schritten:

a) Beaufschlagen eines ersten Verdampfers mit flüssigem Kältemittel;
b) Verschließen eines im Kältemittelkreislauf stromaufwärts von den Verdampfern gelegenen Ventils;
c) Betreiben des Verdichters bei geschlossenem Ventil, um Kältemittel aus dem ersten Verdampfer in einen Staubereich vor dem Ventil umzupumpen;
d) Öffnen des Ventils zum zweiten Verdampfer hin, der Schritt c) nur durchgeführt wird, wenn seit einem vorhergehenden Abtauen eines Verdampfers der Verdichter bereits in Betrieb gewesen oder eine Mindestwartezeit verstrichen ist. Insbesondere wenn der abgetaute Verdampfer der erste Verdampfer ist, führt ein Umpumpen kurz nach Ende des Abtauens zu dessen nahezu vollständiger Entleerung und in der Folge zum Überlaufen des zweiten Verdampfers. Dies kann verhindert werden, wenn unmittelbar nach dem Abtauen ein Umpumpen unterbleibt oder zumindest so lange gewartet wird, bis der abgetaute Verdampfer durch thermischen Kontakt mit seiner Lagerzone sich deren Betriebstemperatur wieder weitgehend angenähert hat.

Auch die Umgebungstemperatur hat einen Einfluss auf den Umpumpvorgang. Je niedriger sie ist, umso größer ist die Masse des Kältemittels, die in einer vorgegebenen Zeitspanne des Umpumpens im Staubereich ansammeln kann. Deswegen kann ein Umpumpvorgang, der bei normaler Umgebungstemperatur einen reibungslosen Betrieb des Kältegeräts ermöglicht, bei tiefer Umgebungstemperatur zu Überfüllung führen. Dem kann Rechnung getragen werden, indem die Dauer des Schritts c) bei niedriger Umgebungstemperatur kürzer gewählt wird als bei hoher Umgebungstemperatur.
Im einfachsten Fall kann es eine Grenze der Umgebungstemperatur geben, unterhalb derer die Dauer des Schritts c) Null ist, d.h. der Schritt c) übersprungen wird.
Einem zweiten Aspekt der Erfindung zufolge wird die Aufgabe gelöst durch ein Kombinationskältegerät mit wenigstens zwei Lagerzonen, mit einem Kältemittelkreislauf, der parallel verbundene Verdampfer der zwei Lagerzonen, einen Verdichter und ein stromaufwärts von den Verdampfern gelegenes Ventil umfasst, über das die Verdampfer wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, und mit einer Steuereinheit zum Steuern des Verdichters und des Ventils, bei dem die Steuereinheit eingerichtet ist,

a) beim Beaufschlagen des ersten Verdampfers mit Kältemittel einen Zähler zurückzusetzen, vor dem Beaufschlagen des zweiten Verdampfers mit Kältemittel den Wert des Zählers mit einem vorgegebenen Maximalwert zu vergleichen, eine Umpumpbetriebsphase, in der sie den Verdichter bei geschlossenem Ventil betreibt, nur durchzuführen, wenn der Zähler einen vorgegebenen Maximalwert noch nicht erreicht hat, und in der Umpumpbetriebsphase den Zähler zu inkrementieren, und/oder
b) eine Umpumpbetriebsphase, in der sie den Verdichter bei geschlossenem Ventil betreibt, nur durchzuführen, wenn seit einem vorhergehenden Abtauen eines Verdampfers der Verdichter bereits in Betrieb gewesen oder eine Mindestwartezeit verstrichen ist, und/oder
c) die Dauer einer Umpumpbetriebsphase, in der sie den Verdichter bei geschlossenem Ventil betreibt, bei niedriger Umgebungstemperatur kürzer zu wählen als bei hoher Umgebungstemperatur.

Die erste Lagerzone dieses Kältegeräts sollte eine tiefere Betriebstemperatur haben als die zweite; typischerweise kann es sich bei der ersten Lagerzone um ein Gefrierfach und bei der zweiten um ein Normalkühlfach handeln.
Um den ersten Verdampfer ausgangsseitig vom Kältemittelkreislauf abzukoppeln, sollte am Ausgang des ersten Verdampfers ein Rückschlagventil vorgesehen sein. So wird insbesondere ein Rückfluss in den ersten Verdampfer verhindert, wenn der Druck in diesem niedriger ist als der Druck des in der Saugleitung vom zweiten Verdampfer zum Verdichter strömenden Kältemittels.
Die Gefahr des Überlaufens eines Verdampfers ist besonders hoch in einem Schnellkühlmodus, in dem die Zufuhr von flüssigem Kältemittel zu einem Verdampfer stärker ist als im normalen Kühlbetrieb, z.B. weil der Verdichter mit einer gegenüber dem normalen Kühlbetrieb erhöhten Drehzahl läuft. Daher kann es zweckmäßig sein, im Schnellkühlmodus den Umpumpbetrieb zu sperren.
In dem Fall, dass der Zähler während des Umpumpbetriebs in regelmäßigen Zeitabständen inkrementiert wird, ist es auch denkbar, zwar Umpumpbetrieb im Schnellkühlmodus grundsätzlich zuzulassen, aber das Inkrement größer oder die Zeitabstände zwischen zwei Inkrementierungen kürzer zu wählen als im normalen Kühlbetrieb.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, welches Instruktionen umfasst, die bei Ausführung auf einem Computer diesen befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen oder als Steuereinheit in einem Kombinationskältegerät wie oben beschrieben zu arbeiten, oder durch einen computerlesbaren Datenträger, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt kann nachträglich in eine Steuereinheit eines geeignet aufgebauten Kältegeräts geladen werden, um einen Betrieb nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
2 ein Flussdiagramm eines von der Steuereinheit des Kältegeräts aus 1 ausgeführten Betriebsprogramms; und
3 ein Flussdiagramm eines alternativen Betriebsverfahrens.

Das in 1 gezeigte Kältegerät ist ein Kombinations-Haushaltskältegerät mit zwei Lagerzonen, einem Normalkühlfach 1 und einem Gefrierfach 2, die in einem gemeinsamen wärmedämmenden Gehäuse 3 untergebracht sind. Ein Kältemittelkreislauf umfasst einen Verdichter 4 und einen Verflüssiger 5, die außerhalb des wärmedämmenden Gehäuses 3 angeordnet sind, sowie Verdampfer 6, 7, die innerhalb des Gehäuses in thermischem Kontakt mit jeweils einer der Lagerzonen angeordnet sind. Die Verdampfer 6, 7 können als Coldwall-Verdampfer oder als Nofrost-Verdampfer ausgeführt sein; die 1 zeigt schematisch den Verdampfer 6 des Normalkühlfachs 1 als Coldwall- und den Verdampfer 7 des Gefrierfachs 2 als Nofrost-Verdampfer, dem ein Ventilator 8 zugeordnet ist.
Eine Kältemittel-Druckleitung 9 erstreckt sich ausgehend von einem Auslass des Verdichters 4 über den Verflüssiger, ein Ventil 10 (das hier in zwei Teile, ein Absperrventil 11 und ein eine Verzweigung der Druckleitung 9 bildendes Wegeventil 12 aufgegliedert dargestellt ist) zu den Verdampfern 6, 7 vorgeschalteten Drosselstellen 13, 14. Die Drosselstellen 13, 14 können insbesondere als Kapillaren oder als Expansionsventile ausgebildet sein.
Von den Ausgängen der Verdampfer 6, 7 ausgehende Saugleitungen 15, 16 treffen an einem T-Stück 17 aufeinander und führen zurück zu einem Sauganschluss des Verdichters. In der vom Verdampfer 7 des Gefrierfachs 2 ausgehenden Saugleitung 16 ist stromaufwärts vom T-Stück 17 ein Rückschlagventil 18 vorgesehen.
Eine elektronische Steuereinheit 19 steuert den Betrieb des Verdichters 4 und den Zustand des Ventils 10 anhand von Temperaturmesswerten T_n , T_f , die von Temperatursensoren 20, 21 im Normalkühlfach 1 und im Gefrierfach 2 geliefert werden. Ein weiterer Temperatursensor 22 kann zum Erfassen einer Umgebungstemperatur T_e vorgesehen sein; alternativ kann die Steuereinheit 19 die Umgebungstemperatur T_e anhand der relativen Einschaltdauer des Verdichters 4 abschätzen.
Wenn wie hier gezeigt der Verdampfer 7 als Nofrost-Verdampfer ausgebildet ist, dann kann auch eine Abtauheizung 23 zum Abtauen dieses Verdampfers 7 der Kontrolle der Steuereinheit 19 unterstehen.
Die Steuereinheit 19 ist als Mikroprozessor mit angeschlossenem Speicher für ein von dem Mikroprozessor auszuführendes Betriebsprogramm ausgebildet. Der Speicher kann austauschbar oder überschreibbar sein, um das Betriebsprogramm nach Inbetriebnahme des Geräts beim Anwender noch aktualisieren zu können.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebsverfahrens der Steuereinheit 19 gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Als Anfangspunkt für die Beschreibung des Verfahrens ist hier ein Zustand gewählt, in dem der Verdichter 4 in Betrieb ist, um Kältebedarf des Gefrierfachs 2 zu bedienen. In diesem Zustand wird regelmäßig (Schritt S1) überprüft, ob die Temperatur T_f des Gefrierfachs 2 durch den Betrieb des Verdichters 4 unter eine Ausschaltschwelle T_f,aus abgenommen hat. Wenn dies geschehen ist, wird in Schritt S2 geprüft, ob zwischenzeitlich im Normalkühlfach 1 Kältebedarf aufgetreten ist, d.h. ob dessen Temperatur T_n über eine Einschaltschwelle T_n,ein gestiegen ist. Ist dies nicht der Fall, dann wird zunächst in Schritt S3 überprüft, ob wieder Kältebedarf im Gefrierfach besteht, was unmittelbar nach Erreichen der Ausschaltschwelle T_f,aus nicht der Fall sein wird. Das Verfahren erreicht daher Schritt S4, in dem überprüft wird, ob ein Zeitgeber „Timer1“ bereits läuft. Auch dies ist unmittelbar nach Ende des Kühlens des Gefrierfachs 2 nicht der Fall, das Verfahren erreicht daher einen Schritt S5, in dem der Verdichter 4 ausgeschaltet wird, und einen Schritt S6, in dem eben dieser Timer1 gestartet wird, und kehrt zu Schritt S2 zurück.
Wenn bei der neuerlichen Überprüfung in Schritt S2 kein Kältebedarf im Normalkühlfach 1 festgestellt wird, wird abermals Schritt S3 durchlaufen und anschließend in Schritt S4 festgestellt, dass der Timer1 bereits läuft. Er wird daher nicht neu gestartet, und sein Zählwert ist ein Maß für die Zeit, die seit Ausschalten des Verdichters 4 verstrichen ist.
Wenn in Schritt S2 festgestellt wird, dass Kältebedarf im Normalkühlfach 1 besteht, dann verzweigt das Verfahren zu einer Reihe von Fallunterscheidungen, die mit dem Schritt S7 beginnen. Die Reihenfolge dieser Fallunterscheidungen ist an sich beliebig. In vereinfachten Abwandlungen des Verfahrens kann die eine oder andere dieser Fallunterscheidungen entfallen.
In Schritt S7 wird ein Timer2 abgefragt, der am Ende des letzten Abtauvorgangs gestartet worden ist. Wenn der Zählwert dieses Timers2 unter einem Mindestwert t_min liegt, dann bedeutet dies, dass der Verdampfer 7 vom letzten Abtauen noch warm ist und ein Umpumpen ihn in kürzester Zeit nahezu völlig entleeren würde, so dass anschließend zum Kühlen des Normalkühlfachs 1 zu viel Kältemittel im Umlauf wäre. Daher verzweigt das Verfahren in diesem Fall unmittelbar zu einem Schritt S8, in dem der Verdichter 4 wieder in Betrieb genommen und das Wegeventil 12 zum Verdampfer 6 hin durchgängig geschaltet wird, ohne dass vorher Kältemittel aus dem Verdampfer 7 abgepumpt wird.
Wenn das letzte Abtauen lang genug zurückliegt, wird in Schritt S9 die Umgebungstemperatur T_e mit einer Schwelle T_min verglichen. Unterhalb dieser Schwelle ist der Druck im Verflüssiger so gering, dass ein kurzes Abpumpen zu nahezu vollständiger Entleerung des Verdampfers 7 und damit wieder zu einer für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Verdampfers 6 zu großen Menge an zirkulierendem Kältemittel führen würde; auch in diesem Fall verzweigt das Verfahren zu Schritt S8.
Liegt die Umgebungstemperatur T_e über T_min , dann folgt in Schritt S10 ein Vergleich eines Zählwerts n mit einem Maximalwert n_max , der insbesondere den Wert 1 haben kann. Wie im Folgenden noch deutlich wird, gibt der Zählwert an, wie oft seit dem letzten Kühlen des Gefrierfachs 1 aus dessen Verdampfer 7 Kältemittel abgepumpt oder der Verdampfer 6 in Betrieb gewesen ist. Wenn der Verdampfer bereits n_max mal in Betrieb gewesen ist oder n_max mal abgepumpt worden ist, dann wird angenommen, dass außerhalb des Verdampfers 7 ausreichend Kältemittel im Umlauf ist, um den Verdampfer 6 betreiben zu können, und das Verfahren verzweigt zu Schritt S8.
Des Weiteren kann in Schritt S11 eine Überprüfung vorgesehen sein, ob ein an sich bekannter Superkühlmodus aktiviert ist, den ein Benutzer aktivieren kann, um eine große Menge an neu in das Normalkühlfach 1 eingeladenem Kühlgut schnell zu kühlen. Auch in diesem Fall geht das Verfahren zu Schritt S8 über.
Wenn in keiner der oben beschriebenen Fallunterscheidungen zu Schritt S8 verzweigt worden ist, dann wird in Schritt S12 das Absperrventil 11 verschlossen, und in Schritt S13 der Verdichter 4 eingeschaltet. Der Verdampfer 6 enthält zu diesem Zeitpunkt kein flüssiges Kältemittel, deswegen wird durch den Betrieb des Verdichters 4 Kältemittel im Wesentlichen nur aus dem Verdampfer 7 abgesaugt und im Verflüssiger 5 aufgestaut. Die Zeitspanne, während derer dieser Betriebszustand aufrechterhalten wird, ist abhängig vom Zählerstand, den der Timer1 bis dahin erreicht hat. Wenn dieser unter einer vorgegebenen Schwelle liegt, d.h. wenn der Betrieb des Verdampfers 7 nur kurze Zeit zurückliegt, dann kann davon ausgegangen werden, dass die Temperatur des Verdampfers 7 deutlich unter der des Gefrierfachs 2 liegt. Dann ist auch der Dampfdruck im Verdampfer 7 niedrig, und um eine gegebene Masse an Kältemittel aus dem Verdampfer 7 abzusaugen, muss der Verdichter 4 länger laufen als wenn der Verdampfer 7 auf die Temperatur des Gefrierfachs 2 erwärmt ist. Daher wird, wenn der Zählerstand des Timer1 unter dem Grenzwert liegt, die Zeitspanne, die die Steuereinheit 19 in Schritt S14 mit Abwarten verbringt, länger gewählt als bei Überschreitung des Grenzwerts.
Nach Verstreichen der gewählten Wartezeit wird der Verflüssiger über das Wegeventil 12 mit dem Verdampfer 6 verbunden und das Absperrventil 11 geöffnet. Dadurch steigt der Druck in der Saugleitung 15 über den Druck im Verdampfer 7, und das Rückschlagventil 19 schließt, so dass der Verdichter 4 nur noch vom Verdampfer 6 absaugt. Das zu diesem Zeitpunkt noch im Verdampfer 7 vorhandene Kältemittel bleibt darin eingeschlossen, bis der Verdampfer 7 zum nächsten Mal versorgt wird.
Der Zählwert n wird in Schritt S16 inkrementiert.
Die Stellung des Ventils 10 und der Betriebszustand des Verdichters 4 bleiben unverändert, bis in Schritt S17 festgestellt wird, dass die Temperatur T_n des Normalkühlfachs 1 auf eine Ausschaltschwelle T_n,aus abgenommen hat. Falls bis dahin das Gefrierfach wieder Kühlbedarf hat, d.h. wenn zwischenzeitlich seine Temperatur T_f über T_f,ein gestiegen ist (S18), dann setzt die Steuereinheit den Zählwert n auf Null zurück (S19), betätigt das Wegeventil 12, um den Verflüssiger 5 mit dem Verdampfer 7 zu verbinden, und kehrt bei durchlaufendem Verdichter 4 zu Schritt S1 zurück.
Anderenfalls wird der Verdichter 4 ausgeschaltet (S20), und es wird laufend überprüft (S21, S22), ob in einem der Lagerfächer Kühlbedarf auftritt, um dann gegebenenfalls zu Schritt S19 oder S2 zu verzweigen.
Es kann der Fall auftreten, dass zwischen zwei Betriebsphasen des Verdampfers 7 das Normalkühlfach 1 mehrmals Kühlbedarf hat. Beim ersten Mal ist n=0, und ein Umpumpen von Kältemittel aus dem Verdampfer 7 in den Verflüssiger 5 kann stattfinden. Beim zweiten Mal ist n=1, und wenn n=n_max ist, findet kein Umpumpen mehr statt. In der Praxis wird n_max zumeist 1 sein; d.h. nach jeder Betriebsphase des Verdampfers 7 kann unmittelbar im Anschluss an diese einmal Kältemittel umgepumpt werden, danach nicht mehr. So bleibt die Menge des zwischen Verdichter 4 und Verdampfer 6 zirkulierenden Kältemittels zumindest bis zur nächsten Betriebsphase des Verdampfers 7 konstant.
3 zeigt eine Abwandlung des Betriebsverfahrens. Die Schritte S1 bis S6 sind dieselben wie beim Verfahren der 2. Wenn in Schritt S2 festgestellt wird, dass im Normalkühlfach 1 Kühlbedarf besteht, dann wird bei dieser Abwandlung in Schritt S7' der Wert von n_max als Funktion des Zählerstandes von Timer2 festgelegt. Je größer dieser ist, umso näher liegt die Temperatur des Verdampfers 7 an der des Gefrierfachs 2, umso höher ist der Dampfdruck darin, und umso größer ist die Masse des Kältemittels, die mit einer gegebenen Zahl von Umdrehungen des Verdichters aus dem Verdampfer 7 abgepumpt wird. Um sicherzustellen, dass die zum Betreiben des Verdampfers 6 verfügbare Menge an Kältemittel stets in etwa dieselbe ist, unabhängig davon, wie lang der Betrieb des Verdampfers 7 zurückliegt, wird daher n_max umso kleiner gewählt, je größer der Zählerstand des Timer2 ist.
Um dem von der Umgebungstemperatur T_e abhängigen Druck im Verflüssiger 5 Rechnung zu tragen, wird in Schritt S8' ein Inkrement inc umso kleiner gewählt, je höher T_e ist.
Ein im Falle eines Superkühlmodus erhöhter Durchsatz des Verdichters 4 wird in Schritt S9' berücksichtigt, indem das Inkrement inc mit einem das Drehzahlverhältnis zwischen Superkühlmodus und Normalbetrieb widerspiegelnden Faktor f(SKM) multipliziert wird.
Die Überprüfung S10, ob der Zähler n größer oder gleich n_max ist, und die alternativ darauf folgenden Schritte S8 oder S12 und S13 sind dieselben wie in 2. Nachdem in Schritt S13 der Verdichter 4 eingeschaltet worden ist, wird der Zähler n in regelmäßigen Zeitabständen Δt um inc erhöht (S14', S15'), und sobald n_max erreicht oder überschritten ist (S16'), wird wie in Schritt S15 von 2 das Wegeventil 10 zum Verdampfer 6 hin geöffnet. Auch die sich anschließenden Schritte S17-S22 sind mit denen der 2 identisch.
So ermöglicht das Verfahren der 3 ein Umpumpen in einem kontinuierlich der Umgebungstemperatur T_e und/oder dem im Superkühlmodus erhöhten Durchsatz des Verdichters 4 angepassten Umfang.
Bezugszeichenliste

1: Normalkühlfach
2: Gefrierfach
3: Gehäuse
4: Verdichter
5: Verflüssiger
6: Verdampfer
7: Verdampfer
8: Ventilator
9: Druckleitung
10: Ventil
11: Absperrventil
12: Wegeventil
13: Drosselstelle
14: Drosselstelle
15: Saugleitung
16: Saugleitung
17: T-Stück
18: Rückschlagventil
19: Steuereinheit
20: Temperatursensor
21: Temperatursensor
22: Temperatursensor
23: Abtauheizung

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kombinationskältegeräts mit wenigstens zwei Lagerzonen (1, 2) und mit einem Kältemittelkreislauf, in dem Verdampfer (6, 7) der zwei Lagerzonen (1, 2) parallel verbunden und durch einen Verdichter (4) wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, mit den Schritten: a) Beaufschlagen eines ersten Verdampfers (7) mit flüssigem Kältemittel (S1); b) Verschließen (S12) eines im Kältemittelkreislauf stromaufwärts von den Verdampfern (6, 7) gelegenen Ventils (10); c) Betreiben (S13, S14) des Verdichters (4) bei geschlossenem Ventil (10), um Kältemittel aus dem ersten Verdampfer (7) in einen Staubereich vor dem Ventil (10) umzupumpen; d) Öffnen (S15) des Ventils (19) zum zweiten Verdampfer (6) hin, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) ein Zähler (n) rückgesetzt wird (S19), in Schritt c) der Zähler (n) inkrementiert wird (S16, S15') und der Wert des Zählers (n) überprüft (S10, S16') und Schritt c) nicht durchgeführt wird, wenn der Wert einen vorgegebenen Maximalwert (n_max) erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert (n_max) 1 ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Zusammenhang mit jeder Umpumpbetriebsphase (S12-S15), in der der Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) in Betrieb ist, der Zähler einmal inkrementiert wird (S16).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Umpumpbetriebsphase (S12-S15), in der der Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) in Betrieb ist, der Zähler (n) in regelmäßigen Zeitabständen (Δt) inkrementiert wird (S15').
Verfahren zum Betreiben eines Kombinationskältegeräts mit wenigstens zwei Lagerzonen (1, 2) und mit einem Kältemittelkreislauf, in dem Verdampfer (6, 7) der zwei Lagerzonen (1, 2) parallel verbunden und durch einen Verdichter (4) wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, mit den Schritten: a) Beaufschlagen eines ersten Verdampfers (7) mit flüssigem Kältemittel (S1); b) Verschließen (S12) eines im Kältemittelkreislauf stromaufwärts von den Verdampfern (6, 7) gelegenen Ventils (10); c) Betreiben (S13, S14) des Verdichters (4) bei geschlossenem Ventil (10), um Kältemittel aus dem ersten Verdampfer (4) in einen Staubereich vor dem Ventil (10) umzupumpen; d) Öffnen (S15) des Ventils (10) zum zweiten Verdampfer (6) hin, insbesondere Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) nur durchgeführt wird, wenn seit einem vorhergehenden Abtauen eines Verdampfers der Verdichter (4) bereits in Betrieb gewesen oder eine Mindestwartezeit (t_min) verstrichen ist (S7).
Verfahren zum Betreiben eines Kombinationskältegeräts mit wenigstens zwei Lagerzonen (1, 2) und mit einem Kältemittelkreislauf, in dem Verdampfer (6, 7) der zwei Lagerzonen (1, 2) parallel verbunden und durch einen Verdichter (4) wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, mit den Schritten: a) Beaufschlagen eines ersten Verdampfers (7) mit flüssigem Kältemittel (S1); b) Verschließen eines im Kältemittelkreislauf stromaufwärts von den Verdampfern (6, 7) gelegenen Ventils (10); c) Betreiben (S13, S14) des Verdichters (4) bei geschlossenem Ventil (10), um Kältemittel aus dem ersten Verdampfer (7) in einen Staubereich vor dem Ventil (10) umzupumpen; d) Öffnen (S15) des Ventils (10) zum zweiten Verdampfer (6) hin, insbesondere Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Schritts c) (S13, S14) bei niedriger Umgebungstemperatur (t_e) kürzer gewählt wird (S9, S8') als bei hoher Umgebungstemperatur (t_e).
Kombinationskältegerät mit wenigstens zwei Lagerzonen (1, 2), mit einem Kältemittelkreislauf, der parallel verbundene Verdampfer (6, 7) der zwei Lagerzonen (1, 2), einen Verdichter (4) und ein stromaufwärts von den Verdampfern (6, 7) gelegenes Ventil (10) umfasst, über das die Verdampfer (6, 7) wahlweise mit Kältemittel beaufschlagbar sind, und mit einer Steuereinheit (19) zum Steuern des Verdichters (4) und des Ventils (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) eingerichtet ist, a) beim Beaufschlagen des ersten Verdampfers (7) mit Kältemittel einen Zähler (n) zurückzusetzen (S19), vor dem Beaufschlagen des zweiten Verdampfers (6) mit Kältemittel den Wert des Zählers (n) mit einem vorgegebenen Maximalwert (n_max) zu vergleichen (S10, S16'), eine Umpumpbetriebsphase (S13-S15), in der sie den Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) betreibt, nur durchzuführen, wenn der Zähler (n) einen vorgegebenen Maximalwert (n_max) noch nicht erreicht hat, und in Verbindung mit der Umpumpbetriebsphase Umpumpbetriebsphase (S13-S15) den Zähler zu inkrementieren (S16, S15'), und/oder b) eine Umpumpbetriebsphase (S13-S15), in der sie den Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) betreibt, nur durchzuführen, wenn seit einem vorhergehenden Abtauen eines Verdampfers (7) der Verdichter (4) bereits in Betrieb gewesen oder eine Mindestwartezeit (t_min) verstrichen ist (S7), und/oder c) die Dauer einer Umpumpbetriebsphase(S13-S15), in der sie den Verdichter (4) bei geschlossenem Ventil (10) betreibt, bei niedriger Umgebungstemperatur (t_e) kürzer zu wählen (S9, S8') als bei hoher Umgebungstemperatur (t_e).
Kombinationskältegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerzone (2) eine tiefere Betriebstemperatur hat als die zweite Lagerzone (1).
Kombinationskältegerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des ersten Verdampfers (7) ein Rückschlagventil (18) vorgesehen ist.
Kombinationskältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) einen Schnellkühlmodus unterstützt, in dem der Umpumpbetrieb gesperrt oder seine Dauer gegenüber dem Normalbetrieb verkürzt ist.
Computerprogrammprodukt, welches Instruktionen umfasst, die bei Ausführung auf einem Computer diesen befähigen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen oder als Steuereinheit in einem Kombinationskältegerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10 zu arbeiten.
Computerlesbarer Datenträger, auf dem Instruktionen aufgezeichnet sind, die einen Computer befähigen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen oder als Steuereinheit in einem Kombinationskältegerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10 zu arbeiten.