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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Kältegerät mit schaltbarer
Wärmequelle.
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Derartige Wärmequellen in Form einer Lampe
zur Beleuchtung des Innenraums des Kältegeräts werden seit langem in Kältegeräte eingebaut,
wobei aber die Wärmeabgabe
derartiger Lampen eine unerwünschte
Nebenwirkung des eigentlichen Zwecks, der Beleuchtung des Innenraums,
ist. Um den Wärmeeintrag
durch die Lampe möglichst
gering zu halten, ist diese an einen durch die Tür des Kältegeräts betätigten Schalter gekoppelt,
der die Lampe beim Öffnen
der Tür
einschaltet und beim Schließen
der Tür
wieder ausschaltet.
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Es sind außerdem Kombinations-Kältegeräte mit mehreren
Kühlfächern für unterschiedliche
Lagertemperaturen bekannt, bei denen Verdampfer zum Kühlen der
einzelnen Kühlfächer in
einem einzigen Kältemittelkreis
in Reihe geschaltet sind. Jeder Verdampfer bildet somit eine Wärmesenke
für das Fach,
in dem er angeordnet ist. Die Kühlleistungen der
einzelnen Verdampfer sind aufgrund der Reihenschaltung nicht unabhängig voneinander
regelbar.
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Bei diesen Kombinations-Kältegeräten tritt das
Problem auf, daß bei
niedrigen Umgebungstemperaturen der Kühlleistungsbedart eines Fachs
mit relativ hoher Lagertemperatur, d.h. einer nur wenig unterhalb
der Umgebungstemperatur liegenden Temperatur, wesentlich stärker abnimmt
als der eines Fachs mit relativ niedriger Lagertemperatur. Wenn die
Kühlleistung
der Verdampfer nun anhand der in dem Fach mit hoher Lagertemperatur
gemessenen Temperatur geregelt wird, so hat dies eine unzureichende
Kühlleistung
in dem Fach mit niedriger Lagertemperatur zur Folge, so dass die
gewünschte
Lagertemperatur in diesem Fach nicht aufrecht erhalten werden kann.
Um dieses Problem zu beheben, ist es bekannt, die Beleuchtung des
Fachs mit höherer
Lagertemperatur auch bei geschlossener Tür einzuschalten, um so für einen
zusätzlichen
Wärmeeintrag in
dieses Fach zu sorgen, mit der Folge, daß die Kühlleistung der in Reihe geschalteten
Verdampfer hochgeregelt wird und so auch die Temperatur in dem kälteren Fach
im Sollbereich gehalten werden kann.
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Im Gegensatz hierzu beschäftigt sich
die vorliegende Erfindung mit einem Kältegerät, in dessen Gehäuse ein
einziges Kühlfach
untergebracht ist, beziehungsweise mit einem Kältegerät, in dessen Gehäuse zwar
eine Mehrzahl von Kühlfächern untergebracht
sind, diese aber jeweils über
eine eigene, unabhängig
von den anderen regelbare Wärmesenke verfügen. Unter
dem Gesichtspunkt der Temperaturregelung besteht bei Kältegeräten dieser
Art kein Bedarf nach einer auch bei geschlossener Tür einschaltbaren
Wärmequelle.
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Die Gehäuse moderner Kältegeräte verfügen über eine
hochwirksame Wärmeisolierung.
Ihr Kühlleistungsbedarf
ist daher gegenüber
Geräten älterer Bauart
mit weniger effizienter Wärmeisolierung erheblich
verringert. Dementsprechend kurz sind die zum Aufrechterhalten einer
gewünschten
Lagertemperatur erforderlichen Verdichterlaufzeiten. Infolgedessen
ist der Verdampfer, der üblicherweise
die Wärmesenke
eines solchen Geräts
darstellt, im Mittel nur geringfügig
kälter
als das von ihm gekühlte
Kühlfach,
und vergleichsweise wenig Luftfeuchtigkeit aus dem Kühlfach kondensiert
am Verdampfer. Infolgedessen kann die Luftfeuchtigkeit in einem
solchen Kühlfach
bis auf 100 % ansteigen, wodurch es zu Schimmelbildung an den Wänden des
Kühlfachs
und an darin gelagerten Waren kommen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Kältegerät wie in
den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche 1, 2 bzw. 7 definiert zu
schaffen, bei dem die Luftfeuchtigkeit im Kühlfach niedrig gehalten und
Schimmelbildung vermieden werden kann.
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Die Aufgabe wird bei einem Kältegerät nach den
Oberbegriffen der Ansprüche
1 und 2 dadurch gelöst,
daß die
Wärmequelle
eines solchen Kältegeräts auch
bei geschlossener Tür
einschaltbar gemacht wird.
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Denkbar ist, einen Schalter vorzusehen,
mit dem ein Benutzer die Wärmequelle
ein- und ausschalten kann; vorteilhafter ist jedoch eine Steuerschaltung,
die dies automatisch besorgt.
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Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung
ist vorgesehen, daß die
Steuerschaltung an einen Zeitgeber angeschlossen und ausgelegt ist,
die Wärmequelle
anhand von von dem Zeitgeber gelieferter Zeitsignale ein- und auszuschalten.
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Eine einfache Lösung ist, daß die Steuerschaltung
die Wärmequelle
anhand der Zeitsignale jeweils nach einer vorgegebenen Verzögerung nach Ausschalten
der Wärmesenke
einschaltet.
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Einer zweiten Ausgestaltung zufolge
ist die Steuerschaltung an einen Temperatursensor zum Erfassen einer
Umgebungstemperatur des Kältegerätes angeschlossen
und ausgelegt, die Wärmequelle anhand
von von dem Temperatursensor gelieferter Temperatursignale ein-
und auszuschalten. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung
zugrunde, daß bei
niedrigen Umgebungstemperaturen die Betriebszeiten der Wärmesenke
besonders gering sein werden und dementsprechend die Notwendigkeit,
das Kühlfach
zusätzlich
zu entfeuchten, eher gegeben ist als bei höheren Umgebungstemperaturen.
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Die zwei oben beschriebenen Ausgestaltungen
sind dahingehend kombinierbar, daß, wenn ein von dem Temperatursensor
geliefertes Temperatursignal eine Umgebungstemperatur unterhalb
des Grenzwerts anzeigt, die Steuerschaltung die Wärmequelle
anhand der Zeitsignale jeweils nach der vorgegebenen Verzögerung einschaltet.
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Einer dritten Ausgestaltung zufolge
ist die Steuerschaltung an einen Feuchtesensor zum Erfassen der
Luftfeuchtigkeit in wenigstens einem Kühlfach angeschlossen und ausgelegt,
die Wärmequelle anhand
von von dem Feuchtesensor gelieferter Feuchtesignale ein- und auszuschalten.
Bei dieser Ausgestaltung wird also, im Gegensatz zu den zwei vorher
erwähnten,
die Feuchtigkeit im Kühlfach
direkt erfaßt,
anstatt von mit der Feuchtigkeit im Kühlfach mehr oder weniger streng
korrelierten Parametern auf die eventuelle Notwendigkeit einer Entfeuchtung rückzuschließen. Auf
diese Weise können
auch außergewöhnliche
Feuchtebelastungen des Kühlfachs aufgefangen
und beseitigt werden, die sich z.B. ergeben können, wenn relativ viel Feuchtigkeit
abgebendes Kühlgut,
wie etwa frischer Salat, in dem Kältegerät gelagert wird.
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Ein solcher Feuchtesensor in Verbindung
mit einer daran angepassten Steuerschaltung bildet auch die Lösung der
Aufgabe bei einem Kältegerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Als Wärmequelle kann eine Beleuchtungsvorrichtung
oder auch eine an einer Wand des Kühlfachs angeordnete Folienheizung
dienen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Kältegeräts mit einer
Steuerschaltung gemäß einer
ersten, einfachen Ausgestaltung der Erfindung,
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2 und 3 weitere Ausführungseispiele
einer Steuerschaltung; und
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4 ein
Blockdiagramm eines Kältegeräts mit mehreren
Kühlfächern.
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Das in 1 gezeigte
Kältegerät hat ein
wärmeisolierendes
Gehäuse 1,
das ein einziges Kühlfach 2 umschließt. In dem
Kühlfach 2 sind
ein Innentemperatursensor 3 und eine als Wärmequelle
dienende Lampe 4 angeordnet. Die Lampe 4 ist in
herkömmlicher
Weise durch einen an die Tür
des Kältegeräts gekoppelten,
nicht dargestellten Schalter beim Öffnen der Tür ein- und beim Schließen ausschaltbar. An
einer Wand des Kühlfachs 2 ist
ein als Wärmesenke
ausgebildeter Verdampfer 5 angeordnet, der zusammen mit
einem Verdichter 6 und einem Verflüssiger 7 eine Kältemaschine
des Geräts
bildet. Der Innentemperatursensor 3 liefert ein Temperatursignal an
einen thermostatischen Regler 8. Dieser vergleicht das
Temperatursignal mit einem oberen und unteren Grenzwert. Wenn die
erfasste Temperatur den oberen Grenzwert überschritten hat, liefert der Regler 8 an
seinem Ausgang so lange ein Signal mit Pegel logisch 1 zum Betreiben
des Verdichters 6, bis die erfasste Temperatur den zweiten
Grenzwert unterschreitet. Ab dann wird ein Ausgangssignal mit Pegel
logisch 0, bei dem Verdichter 6 ausgeschaltet bleibt, geliefert,
bis die erfaßte
Temperatur den oberen Grenzwert wieder überschreitet.
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Das Ausgangssignal des Reglers 8 liegt
nicht nur am Verdichter 6, sondern auch an einer Negationsschaltung 9 an.
Deren Ausgang ist einerseits mit einem ersten Eingang eines Und-Gatters 10 und
andererseits mit einem Triggereingang eines Monoflops 11 verbunden,
dessen invertierender Ausgang mit einem zweiten Eingang des Und-Gatters 10 verbunden ist.
Wenn der Ausgang des Reglers 8 auf Pegel logisch 0 übergeht,
um den Verdichter 6 auszuschalten, geht der Ausgang der
Negationsschaltung 9 auf Pegel logisch 1, und das Monoflop 11 wird
getriggert. Sein invertierender Ausgang geht daher auf Pegel logisch
0 über,
und der Ausgang des Und-Gatters 10 bleibt auf dem Pegel
logisch 0.
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An dem Monoflop 11 ist eine
Verzögerung von
z.B. einer Stunde ab dem Zeitpunkt des Triggerns eingestellt, nach
der es in seinen stabilen Zustand zurückkehrt. Wenn innerhalb dieser
Zeitspanne der Regler 8 den Verdichter 6 ein-
und wieder ausgeschaltet hat, wird das Monoflop 11 erneut
getriggert, und sein Ausgang bleibt auf logisch 0.
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Wenn das Monoflop 11 nicht
erneut getriggert wird, geht sein Ausgang nach der eingestellten Verzögerung auf
den Pegel logisch 1 über.
Wenn zu diesem Zeitpunkt der Verdichter 6 ausgeschaltet
ist, liegt an beiden Eingängen
des Und-Gatters 10 logisch 1 an, der Ausgang des Und-Gatters 10 geht
auf logisch 1 über,
und die an diesen Ausgang angeschlossene Lampe 4 wird eingeschaltet.
Auf diese Weise wird im Kühlfach 2 Wärme freigesetzt,
die vom Innentemperatursensor 3 erfaßte Temperatur steigt, und
der Verdichter 6 wird früher wieder eingeschaltet, als
dies ohne Einschalten der Beleuchtung der Fall gewesen wäre. Der
Verdampfer wird über
eine längere
Zeitspanne gekühlt,
als dies ohne Einschalten der Lampe 4 der Fall gewesen
wäre, und
Luftfeuchtigkeit aus dem Kühlfach 2 kann
so in vergrößerter Menge am
Verdampfer 5 kondensieren.
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Wenn zu dem Zeitpunkt, an dem das
Monoflop 11 in seinen stabilen Zustand zurückkehrt
und sein invertierender Ausgang auf logisch 1 übergeht, der Regler 8 den
Verdichter 6 bereits wieder eingeschaltet hat, liegt am
ersten Eingang des Und-Gatters 10 logisch 0 an, und die
Lampe 4 bleibt ausgeschaltet.
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Das Wirkungsprinzip dieser einfachen
Ausgestaltung ist also, eine Standphase des Verdichters 6 jeweils
nach einer durch das Monoflop 11 vorgegebenen festen Zeitspanne
durch Wärmefreisetzung
in dem Kühlfach 2 zu
beenden und so eine Mindestlaufzeit des Verdichters 6 zu
gewährleisten,
die eine im allgemeinen ausreichende Entfeuchtung des Kühlfachs 2 ermöglicht.
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Eine weiterentwickelte Ausgestaltung
der Steuerschaltung ist in 2 gezeigt,
wobei das Kältegerät, an dem
die Steuerschaltung zum Einsatz kommt, der Einfachheit halber fortgelassen
ist. Komponenten, die bereits in Verbindung mit 1 beschriebenen entsprechen, tragen gleiche
Bezugszeichen und werden nicht erneut beschrieben.
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Bei der Ausgestaltung der 2 ist als eine zusätzliche
Komponente ein Außentemperatursensor 12 vorgesehen,
der an einer geeigneten Stelle außen am Gehäuse 1 des Kältegeräts angeordnet ist,
um die Temperatur in dessen Umgebung zu erfassen. Ein Komparator 13,
der das Temperatursignal vom Außentemperatursensor 12 empfängt, und
eine Negationsschaltung 14 sind hintereinander geschaltet,
um das Temperatursignal mit einem vorgegebenem Grenzwert zu vergleichen
und am Ausgang der Negationsschaltung 14 einen Pegel logisch
1, wenn die von dem Außentemperatursensor 12 erfaßte Temperatur
unterhalb des Grenzwerts liegt, und sonst einen Pegel logisch 0
zu liefern. Das Ausgangssignal der Negationsschaltung 14 wird
in einem Und-Gatter 15 mit dem invertierten Ausgangssignal
des Monoflops 11 verknüpft,
und das Ausgangssignal des Und-Gatters 15 wird als Eingangssignal auf
dem zweiten Eingang des Und-Gatters 10 gegeben.
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Bei dieser Ausgestaltung wird die
Lampe 4 also nur dann eingeschaltet, wenn seit dem letzten Ausschalten
des Verdichters 6 die am Monoflop 11 vorgegebene
Verzögerungszeit
verstrichen ist und zusätzlich
die Umgebungstemperatur unter dem Grenzwert ist, d.h. wenn sie so
niedrig ist, dass, wenn nicht durch die Lampe 4 das Kühlfach 2 künstlich
erwärmt
würde,
ständig
zu lange Nichtbetriebsphasen des Verdichters 6 zu erwarten
wären.
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Bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung einer Steuerschaltung
sind zu den mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Komponenten
ein Feuchtesensor 16 und ein Komparator 17 hinzugefügt. Der
Feuchtesensor 16 ist in Inneren des Kühlfachs 2 angeordnet,
um die darin herrschende Luftfeuchtigkeit zu erfassen. Der Komparator 17 vergleicht
das vom Feuchtesensor 16 gelieferte Meßsignal mit einem Grenzwert
und liefert an einem Ausgang einen Pegel logisch 1, wenn die Luftfeuchtigkeit diesen Grenzwert überschreitet,
sonst 0. Der Ausgang des Komperators 17 ist mit einem dritten
Eingang des Und-Gatters 15 verbunden. So wird bei dieser
Ausgestaltung die Überschreitung
einer Grenz-Luftfeuchtigkeit als zusätzliche Bedingung eingeführt, die
erfüllt
sein muß,
damit die Lampe 4 eingeschaltet wird.
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Bei einer Abwandlung der Ausgestaltung
der 3 könnten der
Außentemperatursensor 12 und die
daran angeschlossenen Schaltungskomponenten 13, 14 entfallen.
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Die Ausgestaltung der 3 und ihre Abwandlung sind
auch bei einem Kombinations-Kältegerät einsetzbar,
bei dem Verdampfer für
wenigstens zwei Fächer
mit unterschiedlichen Lagertemperaturen eines Kältegeräts in einem Kältemittelkreislauf
in Reihe geschaltet sind. Ein Feuchtesensor kann in einem oder auch
in mehreren dieser Fächer
angebracht sein, und die Steuerschaltung schaltet, sofern Bedingungen
analog den oben für
ein einziges Kühlfach
beschriebenen für
dasjenige Fach oder eines der Fächer
erfüllt
sind, an denen ein solcher Feuchtesensor angeordnet ist.
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4 zeigt
ein Blockdiagramm eines Kombinations-Kältegeräts mit einem Kühlfach 2 und
einem Gefrierfach 18, die jeweils mit unabhängig voneinander
betreibbaren Verdampfern 5 bzw. 19 ausgestattet sind. Beide
Verdampfer 5, 19 sind über einen gemeinsamen Verdichter 6 und
Verflüssiger 7 versorgt, allerdings
sind beide Verdampfer über
ein Magnet-Wegeventil 20 parallelgeschaltet, so dass je
nach Stellung des Wegeventils 20 Kühlmittel nur über den Verdampfer 5,
nur über
den Verdampfer 19 oder über beide
fließen
kann.
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An beiden Fächern 2, 18 ist
ein Innentemperatursensor 3 angeordnet, der mit einem Thermostatregler 8 verbunden
ist. Der Thermostatregler 8 vergleicht das vom zugeordneten
Innentemperatursensor 3 gelieferte Signal mit zwei Grenzwerten,
wie oben in 1 beschrieben,
und liefert ein Ausgangssignal an ein Oder-Gatter 21, das
den Pegel logisch 1 hat, wenn der Regler 8 Kühlbedarf
des ihm zugeordneten Fachs 2 oder 19 feststellt
und sonst den Pegel logisch 0 hat. Das Ausgangssignal des Oder-Gatters 21 hat
infolgedessen den Pegel logisch 1, wenn in einem oder beiden der
Fächer 2, 18 Kühlungsbedarf
besteht. Dieses Ausgangssignal steuert direkt den Betrieb des Verdichters 6;
außerdem
liegt es an einem Eingang einer Steuerschaltung 22 an,
die durch die aus den Schaltungselementen 9–11 von 1 gebildete Schaltung gegebenenfalls
zuzüglich der
Elemente 12 bis 15 aus 2 und/oder 16, 17 aus 3 gebildet sein kann. Das
Ausgangssignal der Steuerschaltung 22 steuert, jeweils
mit dem Ausgangssignal eines der Thermostatregler 8 über ein Und-Gatter 23 bzw.
24 verknüpft,
den Betrieb einer Lampe 4 in dem dem jeweiligen Thermostatregler
zugeordneten Fach 2 oder 18. So wird jedes dieser
Fächer
durch die Lampe 4 zusätzlich
erwärmt,
wenn eine zu große
Luftfeuchtigkeit in dem Fach zu erwarten ist oder, bei Zugrundelegung
einer Steuerschaltung 22 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3, gemessen worden ist.
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Die Ausgänge der Thermostatregler 8 sind ferner
mit Steuereingängen
des Magnetventils 20 verbunden, um dessen Stellung je nach
erfasstem Kühlungsbedarf
zu regeln. Das heißt,
das Magnetventil 20 nimmt eine Stellung an, in der beide
Verdampfer 5, 19 versorgt werden, wenn es von
beiden Reglern 8 ein Kühlbedarf
anzeigendes Signal empfängt,
und es versorgt nur einen der beiden Verdampfer 5, 19,
wenn nur der diesem Verdampfer zugeordnete Regler 8 ein
solches Signal liefert. Liefet keiner der Regler 8 ein
Kühlbedarf
anzeigendes Signal, ist die Stellung des Magnetventils 20 undefiniert,
was aber unbedenklich ist, da in diesem Zustand der Verdichter 6 ausgeschaltet
ist und kein Kältemittel
zirkuliert.
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Als Wärmequelle kommt gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt eine Innenraumbeleuchtung in Betracht, da diese
bei den meisten Kältegeräten vorgesehen
ist und keine Zusatzkosten verursacht. Denkbar ist aber auch, eine
Wärmequelle speziell
für die
vorliegenden Erfindung vorzusehen, so z.B. eine an einer Wand eines
Kühlfachs
befestigte elektrische Folienheizung.