DE102019205302A1 - Refrigeration device and method for operating a refrigeration device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät (1), insbesondere Kühlgefriergerät, mit einer Steuereinheit (14), welche dazu eingerichtet ist, die von dem Drehzahlsensor (12) erfasste Drehzahl mit einer vorgegebenen Solldrehzahl des Ventilators (10) zu vergleichen und eine Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl zu bestimmen, und wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, den Ventilator (10) unter Verwendung einer aus der Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl des Ventilators (10) berechneten Stellgröße (G) anzusteuern. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Kältegerätes (1).The invention relates to a refrigeration device (1), in particular a fridge-freezer, with a control unit (14) which is set up to compare the speed detected by the speed sensor (12) with a predetermined target speed of the fan (10) and to compare a deviation from the detected speed from the target speed, and wherein the control unit (14) is set up to control the fan (10) using a manipulated variable (G) calculated from the deviation of the detected speed from the target speed of the fan (10). The invention also relates to a method for operating a refrigeration device (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Kältegerätes.The invention relates to a refrigeration device. The invention also relates to a method for operating a refrigeration device.
Stand der TechnikState of the art
Herkömmliche Haushaltskühlgeräte, insbesondere Einkreis-Hybrid-Nofrost-Kühlgefriergeräte, weisen zumindest ein umluftgekühltes Gefrierfach und ein direkt oder statisch gekühltes Kühlfach auf.Conventional household refrigerators, in particular single-circuit hybrid Nofrost fridge-freezers, have at least one convection-cooled freezer compartment and one directly or statically cooled refrigerator compartment.
Die
Solche Systeme weisen den Nachteil auf, dass eine oft auftretende Streuung einer Ventilatordrehzahl des beispielsweise in dem Gefrierfach angeordneten Ventilators von 5 bis 10 % der maximalen Drehzahl eine signifikante Streuung einer Abstimmung der Temperatur des Kühlfachs und des Gefrierfachs bewirkt.Such systems have the disadvantage that a fan speed of the fan arranged in the freezer compartment, for example, scattering from 5 to 10% of the maximum speed, which often occurs, causes a significant scattering of coordination of the temperature of the cooling compartment and the freezer compartment.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft ein Kältegerät, insbesondere ein Kühlgefriergerät, mit zumindest einem Kühlfach und zumindest einem Gefrierfach, wobei das Gefrierfach durch einen in dem Gefrierfach angeordneten Verdampfer und einen in dem Gefrierfach angeordneten Ventilator umluftgekühlt ist, und wobei das zumindest eine Kühlfach durch den im Gefrierfach angeordneten Verdampfer gekühlt ist, mit einem Drehzahlsensor, welcher dazu eingerichtet ist, eine Drehzahl des Ventilators zu erfassen und ein Drehzahlsignal der durch den Drehzahlsensor erfassten Drehzahl des Ventilators an eine Steuereinheit des Kältegerätes zu übertragen, und mit einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, die von dem Drehzahlsensor erfasste Drehzahl mit einer vorgegebenen Solldrehzahl des Ventilators zu vergleichen und eine Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl zu bestimmen, und wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Ventilator unter Verwendung einer aus der Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl des Ventilators berechneten Stellgröße anzusteuern.The present invention provides a refrigeration device, in particular a fridge-freezer, with at least one refrigerator compartment and at least one freezer compartment, the freezer compartment being circulated air cooled by an evaporator arranged in the freezer compartment and a fan arranged in the freezer compartment, and the at least one cooling compartment being cooled by the in the freezer compartment arranged evaporator is cooled, with a speed sensor which is set up to detect a speed of the fan and to transmit a speed signal of the speed of the fan detected by the speed sensor to a control unit of the refrigeration device, and with a control unit which is set up to the to compare the speed detected by the speed sensor with a predefined setpoint speed of the fan and to determine a deviation of the detected speed from the setpoint speed, and wherein the control unit is configured to use one of the deviation of the detected asst speed from the setpoint speed of the fan calculated manipulated variable.
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Kältegerätes. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Drehzahl eines in einem Innenraum des Kältegerätes angeordneten Ventilators mittels eines Drehzahlsensors. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Übertragen eines Drehzahlsignals der durch den Drehzahlsensor erfassten Drehzahl des Ventilators an eine Steuereinheit des Kältegerätes.The present invention also provides a method for operating a refrigeration device. The method includes detecting a speed of a fan arranged in an interior of the refrigeration device by means of a speed sensor. The method further comprises transmitting a speed signal of the speed of the fan detected by the speed sensor to a control unit of the refrigeration device.
Das Verfahren umfasst überdies ein Vergleichen der von dem Drehzahlsensor erfassten Drehzahl mit einer vorgegebenen Solldrehzahl des Ventilators und ein Bestimmen einer Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl durch die Steuereinheit. Das Verfassen umfasst darüber hinaus ein Ansteuern des Ventilators durch die Steuereinheit unter Verwendung einer aus der Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl des Ventilators berechneten Stellgröße.The method also includes comparing the rotational speed detected by the rotational speed sensor with a predefined setpoint speed of the fan and determining a deviation of the detected speed from the setpoint speed by the control unit. The writing also includes a control of the fan by the control unit using a manipulated variable calculated from the deviation of the detected speed from the target speed of the fan.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch die Drehzahlstabilisierung des Ventilators die Fachabstimmung gegenüber Ventilatordrehzahlschwankungen zu stabilisieren. Dadurch können Einkreis-Nofrost-Hybridhaushaltskühlgeräte verlässlicher ausgelegt werden.One idea of the present invention is to stabilize the technical coordination against fluctuations in fan speed by stabilizing the speed of the fan. This allows single-circuit Nofrost hybrid household refrigerators to be designed more reliably.
Dies verringert eine Streuung bezüglich eines Energieverbrauchs, da die energetisch relevante Fachabstimmung von 4°C im Kühlfach und -18°C im Gefrierfach ohne unnötig großen Temperaturvorhalt zur potenziellen Kompensierung von Ventilatorstreuungen erzielt wird.This reduces the spread in terms of energy consumption, since the energetically relevant technical coordination of 4 ° C in the refrigerator compartment and -18 ° C in the freezer compartment is achieved without an unnecessarily large temperature reserve to potentially compensate for fan variance.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and developments emerge from the subclaims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kältegerät genau einen Kältekreislauf, insbesondere mit einem in dem Gefrierfach angeordneten Nofrost-Verdampfer, aufweist, und wobei der Drehzahlsensor in dem Ventilator integriert ist. Gerade Kältegeräte, die genau einen Kältekreislauf aufweisen, sind herkömmlicherweise von Temperaturschwankungen aufgrund von Drehzahlstreuungen des Ventilators betroffen. Das erfindungsgemäße Kältegerät ist somit in der Lage, in einem Kältekreislauf eine Stabilisierung der Fachabstimmung zu erzielen.According to a further preferred development, it is provided that the refrigeration device has exactly one refrigeration circuit, in particular with a Nofrost evaporator arranged in the freezer compartment, and wherein the speed sensor is integrated in the fan. In particular, refrigeration devices that have exactly one refrigeration circuit are conventionally affected by temperature fluctuations due to fan speed variations. The refrigeration device according to the invention is thus able to stabilize the technical coordination in a refrigeration circuit.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Ventilator eine Masseleitung, eine Spannungsversorgungsleitung und eine Datenleitung zur Übertragung des Drehzahlsignals an die Steuereinheit aufweist. Somit ist der Ventilator in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, das Drehzahlsignal über die Datenleitung an die Steuereinheit zu senden.According to a further preferred development, it is provided that the fan has a ground line, a voltage supply line and a data line for transmitting the speed signal to the control unit. The fan is thus advantageously designed to send the speed signal to the control unit via the data line.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Ventilators durch die Steuereinheit in vorgegebenen Zeitintervallen, insbesondere in Zeitintervallen von kleiner oder gleich 30 Sekunden, erfasst wird, und wobei der Ventilator durch die Steuereinheit unter Verwendung der aus der Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl des Ventilators berechneten Stellgröße in den vorgegebenen Zeitintervallen angesteuert wird.According to a preferred development, it is provided that the speed of the fan is detected by the control unit in predetermined time intervals, in particular in time intervals of less than or equal to 30 seconds, and the fan is detected by the control unit using the from the deviation of the detected speed from the Setpoint speed of the fan is controlled in the specified time intervals.
Somit kann in vorteilhafter Weise eine Anpassung der Ventilatordrehzahl im Sinne einer Annäherung an die Solldrehzahl erreicht werden.An adaptation of the fan speed in the sense of an approximation to the target speed can thus be achieved in an advantageous manner.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Ventilators für eine Zeitdauer von kleiner oder gleich 30 Sekunden erfasst wird, und wobei im Anschluss daran der Ventilator durch die Steuereinheit unter Verwendung der aus der Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl des Ventilators berechneten Stellgröße für eine Zeitdauer von kleiner oder gleich 30 Sekunden angesteuert wird.According to a further preferred development, it is provided that the speed of the fan is recorded for a period of less than or equal to 30 seconds, and then the fan is calculated by the control unit using the calculated from the deviation of the detected speed from the target speed of the fan Control value is controlled for a period of less than or equal to 30 seconds.
Somit weist das Verfahren in vorteilhafter Weise einen 30-sekündigen Erfassungszyklus und einen sich daran anschließenden 30-sekündigen Ansteuerzyklus auf, sodass eine Erfassung und entsprechende Anpassung der Ventilatordrehzahl in regelmäßigen Zeitabständen erfolgt.Thus, the method advantageously has a 30-second detection cycle and a subsequent 30-second control cycle, so that the fan speed is detected and correspondingly adjusted at regular time intervals.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Ventilator über eine in der Steuereinheit hinterlegte PWM-Drehzahlkurve angesteuert wird oder eine Linearisierung der Abweichung der erfassten Drehzahl von der Solldrehzahl durch die Steuereinheit berechnet wird. Somit kann in vorteilhafter Weise eine effektive Anpassung der Drehzahl über die in der Steuereinheit hinterlegte Information durchgeführt werden.According to a further preferred development, it is provided that the fan is controlled via a PWM speed curve stored in the control unit, or a linearization of the deviation of the detected speed from the target speed is calculated by the control unit. An effective adaptation of the rotational speed can thus advantageously be carried out using the information stored in the control unit.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Ventilators in Abhängigkeit einer Zeitkonstante des Ventilators, insbesondere einer Trägheit und/oder eines Drehmoments des Ventilators, geregelt wird.According to a further preferred development, it is provided that the speed of the fan is regulated as a function of a time constant of the fan, in particular an inertia and / or a torque of the fan.
Somit kann die Anpassung der Drehzahl des Ventilators in Abhängigkeit verschiedener Parameter geregelt werden.In this way, the adjustment of the fan speed can be regulated depending on various parameters.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Ventilators durch einen Regelalgorithmus, insbesondere einem P-Regler oder einem Pl-Regler, geregelt wird. Je nach Wahl des Reglers kann somit in vorteilhafter Weise eine entsprechend jeweiliger baulicher bzw. systemischer Anforderungen optimale Regelung des Ventilators durchgeführt werden.According to a further preferred development, it is provided that the speed of the fan is controlled by a control algorithm, in particular a P controller or a PI controller. Depending on the choice of controller, an optimal control of the fan can thus be carried out in an advantageous manner in accordance with the respective structural or systemic requirements.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Ventilators innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs, insbesondere von +-30 U/min, geregelt wird. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Streuung der Ventilatordrehzahl auf einen sehr geringen Drehzahlbereich reduziert werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Streuung der Ventilatordrehzahl somit in einen Drehzahlbereich legbar ist, in welchem der Ventilator keine Resonanz aufweist und der Ventilator somit mit einer verbesserten Akustik ausbildbar ist.According to a further preferred development, it is provided that the speed of the fan is regulated within a predetermined speed range, in particular of + -30 rpm. In this way, a spread in the fan speed can advantageously be reduced to a very low speed range. This is particularly advantageous since the spread of the fan speed can thus be placed in a speed range in which the fan has no resonance and the fan can thus be designed with improved acoustics.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.
FigurenlisteFigure list
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements shown in the drawings are not necessarily shown true to scale with one another.
Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Kältegerätes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und -
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Kältegerätes gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a schematic representation of a refrigerator according to a preferred embodiment of the invention; and -
2 a flow diagram of a method for operating a refrigeration device according to the preferred embodiment of the invention.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawings, the same reference symbols denote the same or functionally identical elements, parts or components, unless stated otherwise.
Das Kältegerät
Das Gefrierfach
Das Kältegerät
Ferner weist das Kältegerät
Darüber hinaus ist die Steuereinheit
Das Kältegerät
Alternativ kann das Kältegerät
Der Ventilator
Das Verfahren umfasst ein Erfassen
Ferner weist das Verfahren ein Vergleichen
Die Drehzahl des Ventilators
Die Drehzahl des Ventilators
Die oben genannten Zeitdauern betreffend die Erfassung sowie die Ansteuerung können selbstverständlich andere Werte aufweisen. Beispielsweise kann ein Erfassungszyklus bzw. ein Ansteuerzyklus auf 60 Sekunden erhöht oder beispielsweise auf 10 bis 15 Sekunden verringert werden.The above-mentioned periods of time relating to acquisition and control can of course have other values. For example, a detection cycle or a control cycle can be increased to 60 seconds or, for example, reduced to 10 to 15 seconds.
Der Ventilator
Ferner wird die Drehzahl des Ventilators
Ferner alternativ kann die Drehzahl des Ventilators
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in a wide variety of ways. In particular, the invention can be changed or modified in manifold ways without deviating from the essence of the invention.
Beispielsweise können eine Anordnung, eine Anzahl und/oder eine Auslegung der Komponenten des Kältegerätes abgeändert werden.For example, an arrangement, a number and / or a design of the components of the refrigeration device can be modified.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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