DE112015007034T5

DE112015007034T5 - Hybridkühlgerät

Info

Publication number: DE112015007034T5
Application number: DE112015007034.6T
Authority: DE
Inventors: Anton Lundqvist; Dahua Li; Xingbiao Yang; Yongbin Zhang; Junbao Li; Patrick McConnell; Clayton Meyers
Original assignee: Dometic Sweden AB
Current assignee: Dometic Sweden AB
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2018-07-19
Also published as: AU2015415452B2; US11067328B2; WO2017088148A1; AU2015415452A1; CN108351130A; US20180320948A1

Abstract

Das erfindungsgemäße Hybridkühlschrank-Kühlsystem stellt zwei Kühlsysteme bereit, die zum Kühlen einer oder mehrerer Kammern unabhängig voneinander oder gemeinsam miteinander arbeiten können. Die Kühlsysteme können ein Absorptionskältesystem und ein Kompressionskältesystem aufweisen. Das Hybridkältesystem ermöglicht die Optimierung: Des Betriebes, wenn beispielsweise weniger Gas verbraucht wird oder wenn Netzstrom zur Verfügung steht, des Leistungsvermögens, wenn sowohl Gas als auch Netzstrom zur Verfügung stehen, oder des Gases, wenn kein Netz zur Verfügung steht, und eines optimierten Durchschnitts. Ferner wird ein Verfahren zur Steuerung der beiden Kältesysteme mit verbesserter Energieeffizienz bereitgestellt, ungeachtet der Strom/Brennstoffquelle und der vom Campen her bekannten Bedingungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridkühlgerät, wie beispielsweise einen Kühlschrank mit zwei unabhängigen Kältesystemen. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung ein Kühlgerät, wie einen Hybridkühlschrank, der ein Absorptionskältesystem und ein Kompressionskältesystem nutzt, wobei die Systeme unabhängig oder gemeinsam miteinander betrieben werden können, was von den zur Kühlung erforderlichen Merkmalen und Anforderungen abhängig ist.
Beim Reisen oder Campen in einem Freizeitfahrzeug (RV) nutzen viele Wohnmobil- oder Reisebus-RV-Systeme an Bord befindliche Kühlschränke. Die Kühlschränke sollten vorzugsweise so beschaffen sein, dass Menschen, die das RV nutzen, nach Bedarf frische oder gefrorene Lebensmittel zum Kochen und/oder Essen aufbewahren können. Auch auf Yachten und anderen Wasserfahrzeuge können derartige Kühlschränke eingesetzt werden.
Viele gebräuchliche Kältesysteme, die in RVs und Wasserfahrzeugen genutzt werden, sind dahingehend von Nachteil, dass die Kühlgeschwindigkeit langsam ist und die Systeme nicht so energieeffizient betrieben werden können wie gewünscht. Ein weiteres Problem entsteht, wenn die Umgebungstemperatur so hoch wird, dass die Kühlleistung des Kältesystems verringert wird.
Andererseits sind alternative Kältesysteme in der Regel lauter und benötigen Strom zur Nutzung. Bei der Nutzung eines RV in einem bewaldeten Gebiet, wo Strom möglicherwiese nicht zur Verfügung steht, kann das alternative Kältesystem nicht genutzt werden, und daher können frische oder gefrorene Lebensmittel verderben.
Eine weitere Herausforderung zur Steuerung der Temperatur in zwei separaten Kammern, beispielsweise Gefrierfach und Kühlfach, mit einem einzigen Kühlsystem ist der Ausgleich der Temperatur in den beiden Kammern, wenn die Umgebungstemperatur schwankt. Dies ist eine besondere Herausforderung bei RV-Kühlschränken, wo die Umgebungstemperatur signifikant und daher die für jede Kammer erforderliche Kühlleistung schwankt. In einem Kompressionskühlsystem kann dies durch die Verwendung eines mechanischen Ventils eingestellt werden, welches das Kältemittel zwischen den beiden Kammern verteilt. Dies ist eine relativ teure Lösung. Alternativ kann ein Absorptionssystem Wärme mittels eines elektrischen Heizgerätes oder Verbrennung zuführen, was nur ein begrenztes Regulierungspotential hat und außerdem energieintensiv ist.
Ferner wird in einem Gerät für ein RV oder Wasserfahrzeug wünschenswerterweise eine Stromquelle genutzt, die verschiedene Stromquellen nutzen kann. Beim RV-Campen bieten einige Plätze Wechselstrom an, während die meisten RVs auch über Gleichstrom- oder Brennstoffanschlüsse wie für Propan, Butan, Erdgas oder Kombinationen davon verfügen.
Folglich wäre ein Kältesystem wünschenswert, das bekannte Nachteile bestehender Kältesysteme für ein energieeffizientes System überwindet. Ferner wäre ein Kältesystem wünschenswert, das frische oder gefrorene Lebensmittel effizient kühlt oder erhält. Ferner wäre ein Kältesystem wünschenswert, das das viele Öffnen und Schließen des Kühlschranks bei häufiger Nutzung kompensiert.
Die in diesem Hintergrund-Abschnitt der Beschreibung enthaltenen Informationen, einschließlich aller darin zitierten Verweise und deren Beschreibung oder Offenbarung, sind lediglich zu technischen Referenzzwecken enthalten und sollen nicht als Gegenstand angesehen werden, an den der Umfang der Erfindung gebunden ist.
Die vorliegenden Ausführungsformen sehen ein Hybridkühlschrank-Kühlsystem vor, das zwei Kühlsysteme liefert, die zum Kühlen unabhängig voneinander oder gemeinsam miteinander arbeiten können. Die Kühlsysteme können ein Absorptionskältesystem und ein Kompressionskältesystem aufweisen. Diese Systeme können gleich groß sein, oder ein System kann eine höhere Kühlleistung haben als das andere System, wobei dies ein primäres Kühlsystem und das andere ein sekundäres Kühlsystem ist. Das Hybridkältesystem ermöglicht: Die Auswahl der Betriebsleistung oder -quelle, wo Optionen zur Verfügung stehen, die Optimierung des Betriebes, beispielsweise wenn weniger Gas verbraucht wird oder Netzstrom zur Verfügung steht, des Leistungsvermögens, wenn Gas und Netzstrom zur Verfügung stehen, oder des Gases, wenn kein Netz zur Verfügung steht, und eines optimierten Durchschnitts. Ferner wäre ein Verfahren zur Steuerung der beiden Kältesysteme für eine energieeffiziente Nutzung wünschenswert, ungeachtet der Strom/Brennstoffquelle und der vom Campen her bekannten Bedingungen.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist ein Hybridkühlgerät ein Gehäuse auf, wobei Kühlmechanismen an dem Gehäuse montiert sind. An der Vorderseite des Gehäuses kann wenigstens eine Tür positioniert sein, die eine Öffnung abdeckt. Die Kühlmechanismen weisen ein Absorptionskältesystem und ein Kompressionskältesystem und eine Steuerung, die das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem betreibt, auf, wobei die Steuerung in drei Modi arbeiten kann: Einem ersten Modus, in dem eines von dem Absorptionskältesystem und dem Kompressionskältesystem allein arbeitet, einem zweiten Modus, in dem das andere von dem Absorptionskältesystem und dem Kompressionskältesystem allein arbeitet, und einem dritten Modus, in dem das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem gleichzeitig arbeiten.
Gegebenenfalls kann das Hybridkühlgerät eine Steuerung aufweisen, die eine automatisierte Auswahl aus einer oder mehrerer Energieversorgungen und eine manuelle Auswahl der Energieversorgung zur Verfügung stellen kann. Das Absorptionskältesystem kann eine Gasversorgung enthalten. Das Absorptionskältesystem kann ferner ein elektrisches Heizgerät enthalten. Das Heizgerät kann ein Wechselstrom- (WS-) -Heizgerät oder ein Gleichstrom- (GS-) -Heizgerät oder beide aufweisen. Das Kompressionskältesystem kann einen Kompressor mit einem Kältekreislauf enthalten. Das Hybridkühlgerät kann ferner einen Wechselrichter aufweisen. Das Hybridkühlgerät kann ferner ein Kühlfach für frische Lebensmittel in dem Gehäuse aufweisen. Das Hybridkühlgerät kann ferner ein Gefrierfach in dem Gehäuse aufweisen. Das Hybridkühlgerät kann ferner einen Verdampfer aufweisen, der an dem Gehäuse angeordnet ist. Der Verdampfer kann einen Kompressorverdampfer und einen Absorptionsverdampfer aufweisen. In einigen Ausführungsformen können der Kompressorverdampfer und der Absorptionsverdampfer in direktem Kontakt, in Wärmeaustausch mit separaten Thermotransferplatten oder in Wärmeaustausch mit einer einzelnen Thermotransferplatte stehen. Die einzelne Thermotransferplatte und die eine oder mehreren separaten Thermotransferplatten enthalten eine Mehrzahl von Kühlrippen. Das Hybridgerät kann optimiert sein für den Betrieb wenigstens einer Situation: wenn weniger Gas verbraucht wird oder Netzstrom zur Verfügung steht, Leistungsvermögen, wenn sowohl Gas als auch Netzstrom zur Verfügung stehen, oder Gas, wenn kein Netz zur Verfügung steht, und einem optimierten Durchschnitt. Das Kompressionskältesystem und das Absorptionskältesystem können an einem Isolierkörper montiert sein. Der Isolierkörper ist aus einem Schaummaterial gebildet. Der Isolierkörper kann an dem Gehäuse positioniert sein. Das Gehäuse enthält eine Öffnung für den Zugriff auf den Isolierkörper. Das Hybridkühlgerät kann jeweils einen Verdampfer für das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem enthalten, die durch den Isolierkörper verlaufen. Das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem können ein einzelner Verdampfer oder wenigstens zwei Verdampfer sein. Das Hybridkühlgerät kann ferner einen Eiserzeuger aufweisen, der neben einem Verdampfer des Kompressionskältesystems angeordnet ist. Das Kompressionskältesystem kann ein Gefrierfach kühlen, und das Absorptionssystem kann ein Kühlfach für frische Lebensmittel kühlen. Das Kompressionskältesystem und das Absorptionskältesystem können beide in Kühlkommunikation mit wenigstens einem von dem Kühlfach für frische Lebensmittel und dem Gefrierfach stehen.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist ein Hybridkühlgerätemodul einen Isolierkörper, dessen Form einer Öffnung einer Aufnahmestelle an einem Kühlschrankgehäuse entspricht, ein Kompressionskältesystem und ein Absorptionskältesystem, die sich am Isolierkörper befinden, wenigstens eine Verdampferleitung, die aus einem Verdampfer des Kompressionskältesystems verläuft, das an eine Verdampferleitung angeschlossen werden kann, die in die Kältekammer verläuft, wenigstens eine erste Verdampferleitung, die aus einem Verdampfer des Absorptionskältesystems verläuft, und wenigstens eine erste Verdampferleitung, die aus einem Verdampfer des Kompressionskältesystems verläuft, auf.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridkühlschranks das Kühlen eines Kühlschrankgehäuses mit dem Kompressionskältesystem, wenn die Umgebungstemperatur unter einer vorgewählten Temperatur liegt oder wenn ein geringes Volumen gewünscht ist, das Kühlen des Kühlschranks mit einem Absorptionskältesystem, wenn eine vorgewählte Gehäusetemperatur erreicht ist, das Bestimmen, wann das Kompressionskältesystem oder das Absorptionskältesystem oder beide genutzt werden und welches dieser Systeme genutzt wird.
Gegebenenfalls kann das Verfahren ferner das Abschalten des Kompressionskältesystems umfassen, wenn keine Elektrizität zur Verfügung steht. Das Verfahren kann ferner das Abschalten des Kompressionskältesystems umfassen, wenn eine vorgewählte Gehäusetemperatur erreicht ist. Es kann zwischen dem Kompressions- und dem Absorptionskältesystem gewählt werden, oder beide können gewählt werden. Das Verfahren kann ferner die Nutzung des Kompressionskältesystems umfassen, wenn eine schnellere Kühlung erwünscht ist. Bei dem Verfahren wird ein System zum Bestimmen der Notwendigkeit des Startens des anderen Systems genutzt, und dies wird durch Messen des Wärmeverhaltens der Temperatur in der Kühlkammer nach dem Starten des ersten Systems bestimmt. Bei dem Verfahren wird der Kondensator des Kompressionskältesystems aktiv mit einem Gebläse gekühlt, und das Gebläse ist so positioniert, dass der Luftstrom auch zum Kühlen von wenigstens einem von dem Absorber oder dem Kondensator des Absorptionskältesystems genutzt wird. Bei dem Verfahren arbeitet das Kondensatorgebläse unabhängig von dem Kompressionskühlsystem und sorgt dabei für eine Kühlung des Absorptionskältesystems.
Alle der oben aufgeführten Merkmale sind lediglich als Beispiele zu verstehen, und der Offenbarung hierin sind viele weitere Merkmale und Ziele eines Hybridkühlschranks zu entnehmen. Daher sollte diese Zusammenfassung nicht einschränkend ausgelegt werden, bevor nicht die gesamte Beschreibung, die Ansprüche und die Zeichnungen gelesen wurden.
Damit die Ausführungsformen besser verständlich werden, werden nunmehr Ausführungsformen des Hybridkühlgeräts anhand von Beispielen beschrieben. Diese Ausführungsformen sollen den Umfang der Ansprüche nicht einschränken, da der Fachmann beim Lesen der vorliegenden Beschreibung andere Ausführungsformen des Hybridkühlgeräts erkennen wird. In den Abbildungen sind nicht einschränkende Beispiele der vorliegenden Ausführungsformen gezeigt, wobei:

1 eine perspektivische Vorderansicht eines exemplarischen Kühlgerätes, wie eines Kühlschranks, ist;
2 eine perspektivische Vorderansicht eines exemplarischen Kühlschranks von 1 mit der Tür in einer geöffneten Position ist;
3 eine perspektivische Rückansicht des exemplarischen Kühlschranks und eine Ansicht, die Komponenten davon zeigt, ist;
4 eine perspektivische Rückansicht des Absorptionskältesystems, das von der Rückseite des Kühlschrankgehäuses entfernt wurde, ist;
5 eine perspektivische Rückansicht des Kompressionskältesystems, das von der Rückseite des Kühlschrankgehäuses entfernt wurde, ist;
6 eine schematische Darstellung des Kühlschranks und des Hybridkältesystems ist;
7 ein Ablaufdiagramm für ein Steuerungsverfahren für den Hybridkühlschrank ist;
8 eine erste schematische Ansicht des parallelen Kühlens einer Kammer und der Thermotransferplatten darin ist;
9 eine zweite schematische Ansicht einer parallelen Wechselkühlungskonfiguration einer Kammer und einer einzelnen Thermotransferplatte darin ist;
10 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Hybridkälteerzeugung ist, welche die Integration der Kühlsysteme in eine austauschbare Komponente mit einer separaten Platte, die das Kühlen eines Eiserzeugers ermöglicht, zeigt;
11 eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Hybridkühlschranks ist, bei dem das Kühlsystem durch eine Hauptplatine mit einem oder mehreren Sensoren gesteuert wird, welche die Temperatur in mehreren Kammern messen;
12 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Hybridkühlschranks ist, bei dem das Kühlsystem von einem Hauptsystem (Absorptionskühlschrank) und von der Temperatur im Kühlschrank und der Funktion des Kompressionssystems als ein sekundäres System zum Absorptionssystem gesteuert wird; und
13 ein Diagramm ist, welches die Kreislaufbeziehung zwischen dem Kompressionskältesystem und dem Absorptionskältesystem zwischen Zeit und Temperatur zeigt.

Es versteht sich, dass das Hybridkühlgerät in seiner Anwendung nicht auf die in der folgenden Beschreibung aufgeführten oder in den Zeichnungen veranschaulichten Konstruktionsdetails und Anordnung der Komponenten beschränkt ist. Die Erfindung kann auch andere Ausführungsformen umfassen und auf verschiedene Art und Weise praktiziert oder ausgeführt werden. Ebenso versteht es sich, dass die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie der Beschreibung dient und nicht als einschränkend betrachtet werden sollte. Die Verwendung hierin von „enthaltend“, „aufweisend“ oder „hat/haben“ und Ableitungen davon, soll die nachstehend aufgelisteten Punkte und deren Äquivalente sowie weitere Punkte umfassen. Sofern nicht anderweitig beschränkt, werden die Ausdrücke „verbunden“, „gekoppelt“ und „montiert“ und Ableitungen davon hierin allgemein verwendet und umfassen direkte und indirekt Verbindungen, Kopplungen und Montagen. Überdies sind die Ausdrücke „verbunden“ und „gekoppelt“ und Ableitungen davon nicht auf physikalische oder mechanische Verbindung oder Kopplungen beschränkt.
Nunmehr sind unter ausführlicher Bezugnahme auf die Figuren, in denen in mehreren Ansichten gleiche Ziffern gleiche Elemente kennzeichnen, in den 1 bis 13 verschiedene Ausführungsformen eines Hybridkühlgeräts gezeigt. In einigen Ausführungsformen kann das Hybridkühlgerät ein Kühlschrank und/oder ein Gefrierschrank sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Hybridkühlgerät nutzt ein Absorptionskältesystem und ein Kompressionskältesystem, das hierin auch als Kompressorkältesystem bezeichnet wird, die für eine Kühlung des Gerätes sorgen. Die Systeme können unabhängig oder zusammen zum Kühlen einer oder mehrerer Kammern in dem Gerät genutzt werden.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 1 eine perspektivische Vorderansicht eines exemplarischen Kühlgeräts 10 dargestellt. Das Gerät 10 kann verkörpert werden durch einen Kühlschrank, einen Gefrierschrank, eine Kombination oder eine andere Vorrichtung, die zum Kühlen und Aufbewahren frischer oder gefrorener Lebensmittel genutzt wird. Auch wenn in der Beschreibung der Ausdruck „Kühlschrank“ genutzt wird, ist das Gerät nicht speziell auf einen Kühlschrank beschränkt, da auch andere Geräte eigenständig oder in Kombination mit anderen Konstruktionen oder Geräten genutzt und implementiert werden können. Der Kühlschrank 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer ersten Seitenwand 14, einer zweiten Seitenwand 16 und einem Oberteil 18 auf. Das Gehäuse 12 kann ebenso einen Boden 20 und eine Rückseitenwand 17 (3) aufweisen, wodurch eine Umfassung definiert wird.
An der Vorderseite des Gehäuses 12 befindet sich eine Tür 24. In dem Gehäuse 12 befindet sich eine obere Kammer 22 hinter der Tür 24. Die obere Kammer 22 bietet Platz für die Aufbewahrung von Lebensmitteln, die beispielsweise frisch oder gefroren sind. Die Tür 24 ist mit einer Scharnierkonstruktion 26 befestigt, welche ermöglicht, dass die Tür zwischen einer geschlossenen Position, wie dargestellt, und einer offenen Position, wie in 2 gezeigt, schwingen kann. Die Scharnierkonstruktion 26 kann sich in dem oder außerhalb des Gehäuses 12 befinden. Die Tür 24 weist eine Mehrzahl vertikaler Kanten 27, 28 und horizontaler Ober- und Unterkanten 29, 30 auf. Diese Kanten bilden eine Begrenzung für die Tür 24, die durch greifen eines Griffes 32 geöffnet werden kann. Der Griff 32 ist mit Sperrriegelanordnungen 34, 35 verbunden, durch welche die Tür 24 von dem Gehäuse 12 entlang der Kante 27 abgetrennt und die Öffnung der Tür 24 am Scharnier 26 geschwenkt werden kann. Auch wenn die Tür 24 mit dem Scharnier 26 auf der rechten Seite und dem Griff 32 auf der linken Seite gezeigt ist, können die Plätze für das Scharnier und den Griff auch umgekehrt werden, um so die Öffnungsrichtung der Tür 24 zu verändern. In noch anderen Ausführungsformen können französische Fenster- oder Flügeltüren zum Schließen der oberen Kammer 22 verwendet werden.
Bestimmte Vorschriften verlangen, dass RVs einen Sperrriegelmechanismus zum Halten der Türen und Schubladen in einer geschlossenen Position aufweisen, so dass sich beispielsweise die Tür 24 nicht öffnet, wenn sich das RV auf einem Gefälle befindet oder bewegt und die Inhalte darin rausgeschleudert oder zu Geschossen werden. Folglich kann der Griff 32 betätigt werden, um die Sperrriegelanordnungen 34, 35 zu lösen.
Noch immer unter Bezugnahme auf 1 enthält der Kühlschrank 10 eine untere Kammer 36 und eine untere Schublade 38, die darin gleitend positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann die Schublade 38 aber auch eine untere Tür sein. Ferner wird der Fachmann erkennen, dass die größere obere Kammer 22 und die kleinere untere Kammer 36 auch eine einzelne Kammer sein können oder alternativ so umgebaut werden können, dass sich die größere Kammer im Boden befindet und sich die kleinere Kammer im Oberteil befindet. Ferner kann gegenüber der dargestellten Ausgestaltung die obere Kammer 22 auch als eine verschiebbare Schublade bereitgestellt werden, und die untere Kammer 36 kann eine Klapptür sein. So können bei dem Hybridkühlgerät verschiedene alternative Konstruktionen genutzt werden. Ferner wird der Fachmann erkennen, dass die untere Kammer 36 gemäß einigen Ausführungsformen auch ein Gefrierfach sein kann, während die mit der Tür 24 abgedeckte obere Kammer 22 ein Kühlfach sein kann. In alternativen Ausführungsformen kann jedoch der Kühlschrank 10 auch nur eine Kammer aufweisen, die nur kühlt, oder eine Kammer, die nur gefriert ist. Ferner kann die Gestaltung eine obere Gefrierkammer und eine untere Kühlkammer oder umgekehrt nutzen.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 2 eine perspektivische Vorderansicht des Kühlschranks 10 dargestellt. Die Tür 24 ist in einer offenen Position gezeigt und legt die obere Kammer 22 offen. In der oberen Kammer 22 kann sich eine Mehrzahl von Einsätzen 40 befinden, die Raum zur Ablage mehrerer frischer Lebensmittelprodukte schaffen. Überdies kann die Tür 24 eine Mehrzahl von Kästen 42 aufweisen, die sich an ihrer Rückseite befinden und die zusätzliche Aufbewahrung von Waren, die in der oberen Kammer 22 aufbewahrt werden sollen, ermöglicht.
Ferner befindet sich unter der Tür 24 die untere Kammer 36, die in einer durch die Schublade 38 geschlossenen Position gezeigt ist. Wie jedoch bereits gezeigt, kann die Schublade oder alternativ eine Tür 38 auch geöffnet werden, damit die Kammern 22 des Kühlschrankgehäuses 12 genutzt werden können. Die Tür 38 kann schiebbar oder gelenkig angebracht sein.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 3 eine perspektivische Rückansicht des exemplarischen Kühlschranks 10 dargestellt. In dieser Ansicht ist das Gehäuse 12 mit der Seitenwand 16 und der oberen Wand 18 und der Rückwand 17 gezeigt, die in den 1 und 2 nicht dargestellt waren. Auf der Rückseite des Kühlschranks 10 befinden sich Kühlmechanismen 50, die für eine Kühlung des Kühlschranks 10 sorgen. Durch die Platzierung der Kühlmechanismen 50, einschließlich des Absorptionskältesystems 52 und des Kompressionskältesystems 54, auf der Rückseite 17 des Kühlschranks 10 sind diese nicht zu sehen, was den Kühlschrank 10 ästhetisch ansprechender macht.
In der exemplarischen Ausführungsform weist der Kühlschrank 10 ein Hybridkühlsystem oder ein Hybridkühlmechanismus 50 auf, in dem ein Absorptionskältesystem 52 und ein Kompressionskältesystem 54 vorgesehen sind, die teilweise in der dargestellten gestrichelten Linie enthalten sind.
Das Absorptionskältesystem 52 und das Kompressionskältesystem 54 können auf verschiedene Weise funktionieren. Gemäß einer Ausführungsform kann die Kälteleistung beider Systeme dieselbe sein. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Kälteleistung von einem von dem Absorptionskältesystem 52 und dem Kompressionskältesystem 54 eine andere sein, so dass eines der beiden eine größere Leistung hat als das andere der beiden. So kann beispielsweise eines von dem Absorptionskältesystem 52 und dem Kompressionskältesystem 54 über eine höhere Kühlleistung verfügen als das andere oder umgekehrt. Beispielsweise kann gemäß einigen Ausführungsformen das Absorptionskältesystem 52 über eine größere Kühlleistung verfügen als das Kompressionskältesystem 54. In einer solchen Ausführungsform wird das Absorptionskältesystem 52 wünschenswerterweise als das primäre Kühlmittel für den Kühlschrank 10 genutzt. Überdies kann, wenn eine höhere Kälteleistung notwendig ist, wie bei stärkerem Gebrauch oder wenn der Kühlschrank 10 länger ungenutzt war und schnell gekühlt werden soll, das Kompressionskältesystem 54 zusätzlich zu dem Absorptionskältesystem 52 genutzt werden, um so den Kühlschrank 10 und speziell die Kammern 22, 36 (1) des Gehäuses 12 schnell herunterzukühlen. Starke Nutzungszeiten können sein, wenn die Türen 24, 38 wiederholt geöffnet und geschlossen werden oder wenn große Mengen an Nahrungsmitteln in wenigstens eine Kammer 22 gegeben werden, was zusätzliche Kühlung erfordert. In anderen Ausführungsformen kann das Kompressionskühlsystem 54 über eine größere Leistung verfügen.
Bei der Entscheidung, welches System betrieben wird, oder ob beide betrieben werden, können auch andere Faktoren eine Rolle spielen. Wie bereits beschrieben, haben sowohl das Absorptions- als auch das Kompressionskältesystem 52, 54 inhärente Nachteile. Beispielsweise kann das Absorptionskältesystem 52 ein Gehäuse langsamer kühlen und verbraucht in der Regel mehr Energie als das Kompressionskältesystem 54. Ferner sinkt die Kühlleistung des Absorptionskältesystems 52, wenn die Umgebungstemperaturen höher sind. Daher sprechen, wenn ein RV lange ungenutzt war und eine schnelle Kühlung des Kühlschranks 10 zur Aufbewahrung von Lebensmittelprodukten erforderlich ist, das RV drinnen jedoch sehr warm ist, weil keine Klimaanlage vorhanden ist, die genutzt werden kann, diese Faktoren gegen die Leistungsfähigkeit des Absorptionskältesystems.
Andererseits haben auch Kompressionskältesysteme bestimmte Nachteile. In den meisten Fällen sind Kompressionskältesysteme lauter als Absorptionskältesysteme. Ferner können im Hinblick auf die RV-Nutzung beim Campen oder in bewaldeten Gebieten, wo keine Elektrizität zur Verfügung steht, Kompressionssysteme in der Regel nicht mit Hilfe gasförmiger Brennstoffversorgung wie beispielsweise Propan, Butan oder Erdgas oder Gemischen davon betrieben werden. Es können auch andere Brennstoffe verwendet werden, und daher sollte diese Auflistung nicht als ganzheitlich betrachtet werden.
Ferner haben Absorptions- und Kompressionskältesysteme 52, 54 aber auch inhärente Vorteile. Die Absorptionskältesysteme 52 sind in der Regel leiser als Kompressionskältesysteme 54. Andererseits zeigen Kompressionskältesysteme 54 in der Regel eine höhere Kühlleistung gegenüber den Absorptionskältesystemen 52.
Unter Berücksichtigung dieser Faktoren stellt das Hybridkältesystem drei Betriebsmodi bereit. In einem ersten Modus kann eines von dem Absorptions- und Kältesystem 52, 54 allein arbeiten. In einem zweiten Modus kann das andere von dem Absorptions- und Kältesystem 52, 54 allein arbeiten. In einem dritten Modus können das Absorptions- und Kompressionssystem 52, 54 zusammen betrieben werden. Das Hybridkältesystem kann zur Reduktion von Lärm und zur Beschleunigung der Kühlzeiten für das Kühlschrankgehäuse 12 genutzt werden. Das Hybridkältesystem ermöglicht ebenso die Auswahl des Betriebes des gewünschten Kältesystems oder die Auswahl des Absorptions- und Kompressionskältesystems 52, 54 in Abhängigkeit verschiedener Faktoren, die verfügbare Energiequelle und/oder Brennstoffzufuhrverfügbarkeit und gewünschte Nutzungspriorität dieser Energiequellen und Brennstoffe umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Eine solche Schwerpunktsetzung ist vorteilhaft und kann für verschiedenste Bedingungen zur Optimierung der Optimierung erlernt oder vorprogrammiert werden.
Wenn beispielsweise ein schnelles Kühlen erforderlich ist oder der Kühlschrank 10 mittels mehrerer Tür-Öffnungs- und -Schließ-Ereignisse stark genutzt wird, können sowohl das Absorptions- als auch das Kompressionskältesystem 52, 54 manuell oder durch eine Steuerung zur Nutzung ausgewählt werden. Alternativ kann während des Campens an einer Stelle, an der keine Elektrizität zur Verfügung steht, das Absorptionskältesystem 52 allein genutzt werden. Diese Auswahl kann manuell vom Nutzer erfolgen oder kann von einer Steuerung bestimmt werden. Ferner kann, wenn ein RV an einer Stelle geparkt wird, an der elektrische Leistung (WS) zur Verfügung steht, das Kompressionskältesystem 54 allein betrieben werden, da Elektrizität zur Verfügung steht und da das Kompressionskältesystem 54 mit einer höheren Effizienz arbeiten kann, als das Absorptionskältesystem 52. Dies kann auch davon abhängen, ob das Kompressionskältesystem 54 über eine Kapazität verfügt, die der des Absorptionskältesystems 52 gleicht.
In den Ausführungsformen, in denen das Kompressionskältesystem 54 über eine geringere Kapazität verfügt, wird wünschenswerterweise das Kompressionskältesystem 54 betrieben, wenn der Kühlschrank bereits auf die gewünschte Temperatur heruntergekühlt ist und/oder wenn der Lärmpegel nicht so hoch ist und wenn zu erwarten ist, dass die wenigstens eine Tür des Kühlschranks 10 weniger häufig geöffnet und geschlossen wird. Der Nutzer des Hybridkältesystems kann sich auf verschiedene Szenarios einstellen.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 4 das Absorptionskältesystem 52 auf der Rückseite 17 des Kühlschranks 10 (1) gezeigt, wobei der Rest des Gehäuses 12 entfernt wurde. Das Absorptionskältesystem 52 nutzt einen Brenner 56 oder alternativ ein elektrisches Heizgerät, das sich in der Regel nahe dem Boden der Rückwand 17 befindet. Der Brenner 56 erhitzt einen Kessel 57, der ein Kältemittelfluid enthalten kann. Das Kältemittelfluid kann verschiedene Gemische aufweisen und gemäß einer Ausführungsform ein Gemisch aus Ammoniak, Wasser und Wasserstoff sein und das Kältemittel in dem Absorptionskältesystem 52 bilden. Aus dem Kessel 57 verläuft ein Wasserabscheider 58, der von einem Rohr definiert wird, das gekrümmt nach oben aus dem Kessel 57 und weiter in der Regel horizontal zu einem Kondensator 59 verläuft. Der Kondensator 59 leitet die Hitze aus dem von dem Wasserabscheider 58 aufgenommenen Fluid ab und steht ferner in Kommunikation mit dem Verdampfer 60. Der Verdampfer 60 ist teilweise neben dem Separator 58 und dem Kondensator 59 gezeigt und verläuft hinter der Rückwand nahe der wenigstens einen Kammer 22, 36 des Kühlschrankgehäuse 12 (1). Der Verdampfer 60 steht ferner in Flüssigkeitskommunikation mit einem Absorber 61, der aus einer Rohrschlange besteht, die von oben nach unten zu dem Absorberbehälter 62 verläuft. Der Absorberbehälter 62 ist in der Regel zylindrisch und hohl und steht ferner in Flüssigkeitskommunikation mit dem Kessel 57, wodurch der Kältekreislauf geschlossen wird.
Im Betrieb wird das Fluidgemisch in dem Kessel 57 von dem Brenner 56 erhitzt. Das erhitzte Kältemittelfluid bewegt sich nach oben durch den Kessel 57, der die Form einer Säule hat, und bewegt sich weiter nach oben durch den Kanal des Wasserabscheiders 58. In anderen Ausführungsformen kann der Wasserabscheider 58 gerade und/oder gewunden sein und kann Verwirbeler, Dellen oder andere Elemente enthalten, mit denen Richtungsänderungen und/oder Turbulenzen im Fluidstrom bewirkt werden. In dem Abscheider 58 werden Wasser und gelöste Ammoniakkomponenten des Kältemittelfluids von dem Ammoniakdampft getrennt, und der Ammoniakdampf durchquert weiter den Kondensator 59. In dem Kondensator 59 wird die Hitze aus dem Ammoniakdampf abgeleitet, wodurch der Dampf kondensiert, bevor das nunmehr flüssige Kältemittel weiter zum Verdampfer 60 fließt.
In dem Verdampfer 60 durchquert das flüssige Ammoniak die an die Innenwand des Gehäuses 12 (1) und im Speziellen an eine Innenwand der wenigstens einen Kammer 22 grenzende Rohrleitung durch das Eindampfen des Ammoniaks (1). Der Verdampfer 60 leitet die Hitze aus der wenigstens einen Kammer 22 ab, wodurch die Innenseite des Kühlschrankgehäuses 12 gekühlt wird (1). Am oberen Ende des Verdampfers 60, nahe der Oberseite der Rückwand 17, hat das Ammoniak-Wasserstoff-Gemisch seine kälteste Temperatur des Kreislaufes. Bewegt sich das Wasserstoff-Dampf-Gemisch nach unten durch den Verdampfer 60 in Richtung des Absorbers 61, werden Temperatur und Ammoniakkonzentration des Gemisches aus Wasserstoff und Ammoniakdampf höher, da es die Hitze aus dem Gehäuse 12 aufnimmt. Schließlich erreicht das nunmehr vollständig gasförmige Gemisch den Absorberbehälter 62, und der Absorberbehälter 62 kann ferner Wasser enthalten, das aus dem Abscheider 58 und/oder Kessel 57 abgelassen wird, so dass das gesamte Fluidgemisch wieder zum Absorber 61 und/oder Absorberbehälter 62 zurückkehrt und weitergeleitet wird zum Kessel 57, wo es vom Brenner 56 gekocht wird, wodurch der Kreislauf fortgesetzt wird.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 5 das von der Rückwand 17 (3) des Gehäuses 12 ( 1) entfernte Kompressionskältesystem 54 gezeigt. Das Kompressionskältesystem 54 weist einen Kompressor 74 auf, der in einer Gestell- oder Aufnahmebaueinheit 75 gezeigt ist. Der Kompressor 74 kann ein Wechselstrom- (WS-) -Kompressor, ein Gleichstrom- (GS-) -Kompressor sein oder einen von jeder Art aufweisen. Am Gestell 75 befindet sich ebenso eine Kondensatorbaueinheit 70, die ein Gebläse 72 enthält. Über dem Gestell 75 befindet sich ein Verdampfer 71, der in Flüssigkeitskommunikation mit der Kondensatorbaueinheit 70 steht. Der Kompressor 74, die Kondensatorbaueinheit 70 und der Verdampfer 71 stehen in Flüssigkeitskommunikation und definieren so einen Kompressionskältekreislauf.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 sind in einigen Ausführungsformen ein Verdampfer 60 und ein Verdampfer 71 in den beiden Kältesystemen 52, 54 gezeigt. Wie in einigen Ausführungsformen gezeigt ist, können die beiden Verdampfer 60, 71 vollständig voneinander getrennt sein. In anderen Ausführungsformen kann der Kompressionssystem-Verdampfer 71 zum Kühlen des Absorptionskältesystems 52 genutzt werden. Dadurch würde ein Verdampfer überflüssig werden. Ferner können weitere Ausführungsformen vorgesehen sein, in denen beide Verdampfer 60, 71 an eine Kühlplatte oder -rippen angeschlossen werden können, die an das Gehäuse 12 oder in dem Gehäuse 12 angeschlossen sind, um so den Wärmetransport aus dem Gehäuse 12 zu verbessern.
Im Betrieb kann ein Kältemittel, wie, als nicht einschränkendes Beispiel, R134a, R290, R600, genutzt werden, welches von dem Kompressor komprimiert wird, um so den Druck des Kältemittels zu erhöhen. Die Auswahl des Kältemittels kann von der Zielsetzung in einem gegenwärtigen System abhängen, in dem verschiedene Kältemittel verschiedene Eigenschaften haben, wie leichte Handhabung, Kühlleistung, Energieeffizienz und/oder Kombinationen davon. Bei der Auswahl des Kältemittels können auch verschiedene andere Eigenschaften berücksichtigt werden. Das Kältemittel wird dann zur Kondensatorbaueinheit 70 geleitet, und das Gebläse 72 wird betrieben, um so die Temperatur des Kältemittels zu verringern, so dass das Kältemittel vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand übergeht. Ferner kann die Kondensatorbaueinheit 70 ein Entspannungsventil zur Verringerung des Drucks des Kältemittels enthalten, was auch dabei hilft, den Zustand des Kältemittels von gasförmig in flüssig zu verändern.
Das Kältemittel wird dann durch die Leitung oder Rohrleitung 73 zum Verdampfer 71 weitergeleitet. Der Verdampfer 71 befindet sich in dem Gehäuse 12 (1) und ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgerichtet und bemessen, dass er in die obere Wand 18 (3) und entlang der Oberfläche der wenigstens einen inneren Kammer 22 (1) passt. Auf diese Weise wird die in der Kammer 22 aufsteigende Hitze am oberen Ende absorbiert. Der Verdampfer 71 kann an eine Thermotransferplatte in der einen oder den mehreren Kammern angeschlossen sein.
Der Wärmetransport jedes Verdampfers 60, 71 kann durch direkten Kontakt der Verdampfer 60, 71 oder mit Hilfe von separaten Platten oder einer einzelnen Platte erfolgen, so dass die beiden Systeme in direktem Wärmeaustausch stehen. Unter kurzer Bezugnahme auf 8 kann in einigen Ausführungsformen das Absorptionskältesystem 52 an eine Thermotransfer- oder Kühlplatte 64a angeschlossen sein oder mit dieser in Wärmeaustausch stehen. Die Thermotransferplatte 64a kann sich in einer Innenwand oder -fläche der Kammern 22, 36 zur Ableitung der Hitze aus dem Inneren des Gehäuses 12 befinden. In einigen optionalen Ausführungsformen kann die Thermotransferplatte 64a gegebenenfalls eine Mehrzahl von Kühlrippen 65a enthalten. Die Kühlrippen 65a können den Luftstrom über der Thermotransferplatte 64a lenken und so den Wärmetransport aus dem Inneren der Kammer zur Thermotransferplatte 64a verbessern.
Auf ähnliche Art und Weise kann das Kompressionskältesystem 54 auch eine Thermotransferplatte 64b enthalten, die sich in der einen oder den mehreren Kammern des Geräts befindet. Gegebenenfalls kann, wie bei dem Absorptionssystem 52, die Thermotransferplatte 64b auch eine Mehrzahl von Kühlrippen 65b enthalten. In dieser Ausführungsform weisen beide Systeme 52, 54 separate Thermotransferplatten 64a, 64b in Wärmeaustausch mit den entsprechenden Verdampfern auf. In jeder Ausführungsform kann sich ein Eiserzeuger neben einer Thermotransferplatte oder in direktem Kontakt mit dieser oder bezogen auf den Verdampfer befinden.
Unter kurzer Bezugnahme auf 9 ist nunmehr eine alternative Ausführungsform vorgesehen, in der die beiden Systeme 52, 54 in Wärmeaustausch mit einer einzelnen Thermotransferplatte 164 stehen. In dieser Ausführungsform kann, wie der Fachmann erkennen wird, die Thermotransferplatte 164 einen größeren Oberflächenbereich aufweisen als in der vorherigen Ausführungsform. Ferner kann als eine Option die Thermotransferplatte 164 auch eine Mehrzahl von Kühlrippen 165 enthalten, die den Luftstrom über und den Wärmetransport mit der Thermotransferplatte 164 unterstützen. Daher können im Gegensatz zur Ausführungsform von 8 die Verdampfer der Systeme 52, 54 eher an eine einzelne Thermotransferplatte als an separate Platten angeschlossen sein.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 6 eine schematische Ansicht einer Steuerung 80 dargestellt. Wie in der schematischen Ansicht gezeigt ist, kann die Steuerung 80 eine Leiterplatte 82 enthalten. Die Leiterplatte 82 weist wenigstens einen Temperaturfühler 83, 84 auf, der einen Dateneingang bereitstellt, der den Betrieb des Absorptionskältesystems 52 oder des Kompressionskältesystems 54 oder beider steuern kann (3). Die exemplarische Ausführungsform enthält einen Kühlfach-Sensor 83 und einen Gefrierfach-Sensor 84. Ferner kann ein Umgebungstemperaturfühler vorgesehen sein, der die Steuerung 80 dabei unterstützt, zu bestimmen, welches System 52, 54 genutzt wird. Am Ende der Leiterplatte 82 befinden sich Stromversorgungseingänge. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wechselstromeingang (WS) 85 gezeigt. Dieser Eingang kann genutzt werden, wenn sich das RV auf einem Campingplatz oder an einer anderen Stelle befindet, an der ein Stromanschluss zur Verfügung steht, und kann je nach regionalen Standards 120 oder 220 V betragen. Überdies hat die Leiterplatte 82 einen Gleichstrom- (GS-) -Eingang 86. Dieser kann für die Versorgung des Absorptions- und/oder Kompressionskältesystems 52, 54 mit Strom von einer oder mehreren Batterien bereitgestellt werden, die an die Leiterplatte 82 angeschlossen sind. Die 12-Volt- (V-) - Gleichstromversorgung kann genutzt werden, wenn keine Wechselstromversorgung genutzt wird, wie auf einem Campingplatz oder an einer anderen Stelle, wo kein Stromanschluss für das RV zur Verfügung steht. Auch ein Wechselrichter kann genutzt werden, um die Gleichspannung in Wechselspannung oder alternativ Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln. Dies kann beispielsweise zur Versorgung eines Wechselstromkompressors oder Wechselstromheizgeräts oder anderer Wechselstromkomponenten mit Gleichstrom oder alternativ zur Umwandlung der Wechselstromversorgung in Gleichspannung zur Versorgung von Gleichstromkomponenten wünschenswert sein.
Ebenso ist der Kompressor 74 in elektrischer Kommunikation mit der Leiterplatte 82 gezeigt. Der Kompressor 74 ist Teil des vorstehend beschriebenen Kompressionskältesystems 54. Über dem Kompressor 74 sind Wechselstrom- und Gleichstromheizgeräte 87, 88 angeordnet. Diese Heizgeräte 87, 88 können in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Stromquelle genutzt werden. Die Wechselstromheizgeräte 87 können zum Heizen des Kessels 57 (4) des Absorptionskältesystems 52, wenn ein Wechselstromeingang verfügbar ist, durch den Wechselstromeingang 85 genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch das Gleichstromheizgerät 88 gezeigt und vorgesehen, welches aus der Gleichstromversorgung 86 mit Strom versorgt. Überdies ist ein Relais 90 vorgesehen, welches an den Strom, das heißt Landstrom, angeschlossen ist, und den Kompressor 74 aktivieren kann, der das Kompressionskältesystem 54 unabhängig von dem Absorptionskältekreislauf 52 betreibt. Ein Gasventil 55 kann von der Steuerung 80 elektrisch so gesteuert werden, dass es sich zum Betreiben des Brenners 56 öffnet und schließt. Daher kann, wenn das Absorptionskältesystem 52 betrieben werden soll, die Steuerung 80 diesen Betrieb lenken. Das Gleichstromrelais 90 ist ebenso als ein Ausgang der Steuerung 80 zum Lenken des Betriebes der verschiedenen Heizgeräte 87, 88 und Kombination von Ventil 55 und Brenner 56 vorgesehen.
Noch unter Bezugnahme auf 6 wird die Steuertafel oder Benutzerschnittstelle 91 beschrieben. Die Benutzerschnittstelle 91 ermöglicht einer Person ohne Ausbildung in Kältetechnik verschiedene Steuerungen zur Optimierung des Stromverbrauchs oder zur Maximierung oder Minimierung der Kühlung zum Stromsparen. Die Benutzerschnittstelle 91 stellt einfache Eingaben zur Verfügung und gibt Auskunft über den Status und den Betriebsmodus des Systems. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein An/Aus-Schalter für das System mit SW1 gekennzeichnet. Neben dem Schalter SW1 befindet sich SW2, der als ein Betriebswahlschalter dient, mit dem man beispielsweise das vorrangige System bestimmt. Der Vorrang kann entweder Kompressionskälteerzeugung oder Absorptionskälteerzeugung sein und kann durch Lichter wie LEDs LD1 bis LD3 angezeigt werden, die anzeigen, welches System in Betrieb ist. Die Lichter LD1 bis LD3 können auch dazu genutzt werden, anzuzeigen, ob das System mit Gas betrieben wird oder nicht. Ferner kann der Schalter SW3 auch dazu genutzt werden, den gewünschten Sollwert für die Temperatur im Kühlschrank festzulegen. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Sollwerte (HI, MI, LO) gezeigt, es können aber auch Digitalanzeigen vorgesehen sein, um selektivere Temperatureinstellungen zu erhalten. Die Auswahl wird durch die LEDs LD 4 - 6 angezeigt.
Es versteht sich, dass eine solche Schnittstelle 91 in Weiterentwicklungen auch andere Möglichkeiten zur Steuerung enthalten kann. Es versteht sich, dass LEDs beispielsweise mehrere Funktionen haben können, z. B. durch Blinken, unterschiedliche Lichtstärke/Helligkeit zur Anzeige verschiedener Informationen und daher mehr als nur eine Bedeutung haben können.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf 7 ein Ablaufdiagramm bereitgestellt, welches die Steuerung und Entscheidungsfindung für den Hybridkühlschrank darstellt. Das in 7 gezeigte Ablaufdiagramm ist nur eine Ausführungsform, und der Fachmann wird erkennen, dass auch andere Verfahren zur Steuerung des Kühlschranks im Umfang der vorliegenden Ausführungsformen liegen. Ein vollständiges System kann verschiedene Eingabe-, Kontrollpunkt- und Steuerungsparameter enthalten, und ihre Steuerung kann zu zahlreichen parallelen möglichen Ereignissen führen.
Das beschriebene System kann zwei Sensoren 83, 84 (6) enthalten, einen in der Kältefach- 236 und einen in der Gefrierfach-Kammer 222 (wie in 12 dargestellt). Das Hybridkältesystem kann so ausgeglichen sein, dass das Kompressionskühlsystem bezogen auf das Kühlfach einen großen Teil des Gefrierfachs kühlt. Der Nutzer kann den Vorrang zwischen Elektrizität (GS) gegenüber Gasbetrieb und/oder Netz/Landstrom, sofern verfügbar, wählen.
Das Steuerungssystem wird kontinuierlich die Temperatur in den Kammern überwachen, diese mit Sollwerten vergleichen, und in Abhängigkeit der Eingabe kann verschiedenen Fließwegen gefolgt werden.
In einer Ausführungsform, allgemein entlang Pfad A angezeigt, ist die Temperatur im Kältefachkammer niedrig genug, jedoch ist die Temperatur im Gefrierfach zu hoch. Bei Systemen nach dem Stand der Technik würde der Kühlschrank beheizt werden, um den Kühlschrank zum Starten zu bringen. Nunmehr kann stattdessen das Kompressorsystem 54 starten, und da bezogen auf das Kühlfach im Gefrierfach mehr Kühlleistung vorliegt, kann die Gefrierfachtemperatur verringert werden, ohne dass zwingend die Temperatur im Kühlfach gesenkt werden muss.
Gemäß einer anderen Ausführungsform, allgemein entlang Pfad B angezeigt, hat Netz/Landstrom im Betriebsprozess den Vorrang. Unter den gegebenen Vorrangeinstellungen können die Temperaturintervalle zum Starten und Stoppen der jeweiligen Kühlsysteme in einigen Ausführungsformen auch automatisch eingestellt werden. Da der Vorrang dem elektrischen Betrieb gilt, wird das Kompressorsystem 54 vor dem Absorptionssystem 52 starten. Dann wird vorteilhafterweise gänzlich auf das Starten des Absorptionssystems 52 verzichtet. Das Steuerungssystem enthält daher verschiedene Steuerungen, welche das Messen des Einflusses des Starts des Kühlsystems und Ereignisse im vorherigen Kühlkreislauf zum Bestimmen, ob es notwendig ist, das Absorptionssystem 52 zu starten, umfassen. In Anbetracht der Tatsache, dass das Starten des Absorptionssystems 52 und das Kühlen Zeit braucht, ist es von Bedeutung, dass das Starten des Absorptionssystems 52 früh genug beginnt, sofern dies tatsächlich notwendig ist.
In noch einer weiteren Ausführungsform, angezeigt entlang Pfad C, kann das System eine schnelle Veränderung in dem System, das beispielsweise die Nutzung eines Eiserzeugers anzeigt, erfassen. Zur Maximierung der Eiserzeugungskapazität ist es dann von Vorteil, das System so kühl wie möglich zu halten. Daher läuft, auch wenn die Temperatur während eines Teils des Kreislaufes niedrig genug ist, dass das Kühlsystem abgeschaltet werden kann, das System stattdessen kontinuierlich, um so viel Kühlung zu speichern wie möglich. Der Vorrang gilt jedoch der Kühlfachtemperatur, da es von Bedeutung ist, das Gefrieren der Waren in dieser Kammer zu vermeiden.
In den vorliegenden Ausführungsformen hat das vorliegende System zahlreiche Vorteile gegenüber Kältesystemen nach dem Stand der Technik. In einigen Ausführungsformen können die beiden Kammern 22, 36 bei unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden, dies ist jedoch schwierig, insbesondere wo die Umgebungstemperatur stark variieren kann, wie bei einem RV oder Wasserfahrzeug. Gemäß einigen Ausführungsformen enthält das Gehäuse 12 zwei Kammern 22, 36. Eine oder beide Kammern 22, 36 können parallel gekühlt werden, was das Kühlen mit zwei oder mehr Kältesystemen 52, 54 bedeutet. Hat eine oder haben beide Kammern zwei Verdampfer 60, 71, können die Verdampfer: (a) in direktem Kontakt mit einander stehen oder getrennt sein, (b) in Kontakt mit einer oder mehreren Thermotransferplatten 64a, 64b, 164 stehen oder (c) eine oder mehrere Thermotransferplatten 64a, 64b, 164 mit einer Mehrzahl von Kühlrippen 65a, 65b, 165 aufweisen (8, 9). Diese sind exemplarisch, und andere Ausführungsformen können ebenso genutzt werden. Beispielsweise können die Verdampfer 60, 71 auch voneinander beabstandet sein, so dass sie sich physisch nicht kontaktieren, oder mit Wärmetransportteilen verbunden sein.
Das Ergebnis der parallelen Kühlung einer oder beider Kammern 22, 36 kann eine verbesserte Temperatursteuerung in jeder Kammer sein. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, bei denen ein einzelnes Kältesystem zum Kühlen von zwei Kammern genutzt wurde, musste bei Kompressionskühlsystemen entweder ein Ventil betrieben werden oder bei Absorptionskältesystem unter Zuhilfenahme eines Brenners Wärme zugeführt werden. Die Steuerung der Temperatur in einer Kammer ohne die Veränderung der Temperatur in der anderen war schwierig. Die vorliegenden Ausführungsformen ermöglichen eine verbesserte Steuerung durch die Bereitstellung zweier Kältesysteme 52, 54 in wenigstens einer Kammer 22, 36 und durch Variierung der Betriebszeit von einem der Systeme für eine vorgegebene Kammer.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Ausführungsformen ist die Erhöhung der Kühlleistung und der Flexibilität des Systems durch das Ermöglichen des separaten oder parallelen Betriebs des Absorptionskältesystems 52 und des Kompressionskältesystems 54. Bei der RV-Kälteerzeugung, die auf verschiedene Strom- oder Brennstoffquellen trifft, ist eine normale Priorisierung oder eine Auswahlreihenfolge: (a) Wechselstrom, (b) Gas, (c) Gleichstrom. Die vorliegenden Ausführungsformen erhöhen die Kühlleistung oder die Kühlkapazität wie oben erwähnt und behalten ebenso die Flexibilität der Nutzung verschiedener Strom- oder Brennstoffquellen bei.
Beispielsweise wird, in einer Situation, wo alle Energiequellen oder Brennstoffe zur Verfügung stehen, der Fachmann erkennen, dass es inhärent verschiedene Zeitkonstanten des Betriebes für das Kompressionskältesystem 54 und Absorptionskältesystem 52 gibt. Die Anlaufzeit eines Kompressionskältesystems 54 ist aufgrund der größeren Speichermasse, die transportiert werden muss, bevor die Kammern 22, 36 mit Kühlleistung versorgt werden, kürzer als die des Absorptionskältesystems 52. Eine signifikante Differenz in den Zeitkonstanten kann einen Konflikt mit dem System zur Auswahl der vorrangigen Energiequelle verursachen. Hat Gas den Vorrang, ist jedoch das Absorptionssystem 52 langsam, kann das Kompressorsystem 54 für die Kühlung noch überbeansprucht werden, da es schneller herunterkühlt. Gilt alternativ Elektrizität der Vorrang, kann es passieren, dass das Absorptionssystem 52 startet, sich aber wieder abschaltet, bevor es anfängt zu kühlen, weil das Kompressionssystem startet.
In Anbetracht dessen liefern die vorliegenden Ausführungsformen ein System, welches die Energieauswahl- und Hybridkühlungsfähigkeit bewahrt. Dies wird gemäß einigen Ausführungsformen durch die Nutzung des vorrangigen Systems und Bestimmung des Bedarfs einer zusätzlichen Kühlung aus dem sekundären Kühlsystem erreicht, wobei das vorrangige und das sekundäre System automatisch sind oder mittels Nutzerauswahl funktionieren. Ferner können einige Ausführungsformen dem Nutzer eine Auswahl und gegebenenfalls die Steuerung zur Bestätigung, dass diese eine optimale Auswahl für den Betrieb ist, ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann das vorrangige System gestartet werden, und die Wirkung auf die Temperatur im Gerätesteuerungssystem kann den Bedarf zum Starten des sekundären Systems bestimmen. In den vorliegenden Ausführungsformen kann das vorrangige System eines von dem Absorptionssystem 52 oder dem Kompressionskältesystem 54 sein, während das sekundäre System das andere von dem Absorptionssystem 52 oder dem Kompressionssystem 54 ist. Nachdem das vorrangige System gestartet worden ist, kann die Temperatur überwacht werden, um zu bestimmen, ob eine zusätzliche Kühlleistung aus dem sekundären System erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Ausführungsformen betrifft die elektronischen Steuerungen. Bei Systemen nach dem Stand der Technik würde die Nutzung mehrerer Kühlsysteme separate Steuerungen erfordern, insbesondere da Absorptionskältesystem-Steuerungen teilweise aufgrund von Gassicherheitsregelungen komplex sein können. Aufgrund dieser Komplexität und den damit verbundenen Regelungen wird wünschenswerterweise das Absorptionskältesystem als das primäre Kühlsystem und primärer Steuerkreislauf genutzt. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass alternativ das Kompressionskühlsystem das vorrangige System sein und daher ohne den Betrieb der Absorptionskühlung betrieben werden kann.
Die vorliegenden Ausführungsformen können eine Steuerung 80 (6) mit einem Gassteuerkreislauf 92 (6) als eine Hauptsteuerung nutzen und ferner eine Kompressorsteuerung 94 aufweisen, die Standardelektronik aufweisen kann. Derartige Standardelektronik kann mit minimaler Funktionalität konstruiert werden, beispielsweise nur zum Starten und Stoppen des Kompressors, jedoch ohne oder mit einer minimalen Steuerlogik. Bei dieser Ausgestaltung kann der Gassteuerkreislauf 92 die Hauptsteuerung sein. Dies vermeidet das Risiko in Verbindung mit einer Wechselwirkung redundanter Gassteuerkreisläufe. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 80 den Gassteuerkreislauf 92 aufweisen, der ferner den Ausgang 95 aufweist, der ein Relais 96 betreiben kann, das den Kompressorsteuerkreislauf 94 steuert.
Ferner sorgen die vorliegenden Ausführungsformen für eine verbesserte Lüftung des Absorptionskältesystems 52, was die Kühlleistung verbessert. In separaten Systemen ist ein Absorptionskältesystem in der Regel so gestaltet, dass keine aktive Lüftung erforderlich ist. Kompressionssysteme andererseits arbeiten oftmals mit aktiver Kühlung mittels eines Gebläses, um so die Wärme aus dem Kondensator abzuleiten.
In Anbetracht dessen können die vorliegenden Ausführungsformen so ausgebildet sein, dass sie das Gebläse 72 (5) des Kompressionssystems 54 der Kondensatorbaueinheit 70 verstärken. In einigen Ausführungsformen kann das Gebläse 72 des Kompressionskältesystems 54 so positioniert sein, dass der Luftstrom zum oder über das Absorptionskältesystem 52 erhöht wird und der Luftstrom über den Kondensator 59 des Absorptionssystems erhöht wird (4). Im Speziellen kann das Gebläse 72 so positioniert sein, dass der Luftstrom über den und die Kühlung des Kondensator(s) 59 oder des Absorber(s) 61 (4) des Absorptionskältesystems 52 erhöht werden. Das Gebläse 72 kann an verschiedenen Stellen neben den Kühlmechanismen platziert werden, an denen das effizienteste Ziel erreicht wird, wie, als ein nicht einschränkendes Beispiel, zwischen dem Kondensator 59 und dem Absorber 61. Dies erhöht die Kühlleistung des Absorptionskältesystems 52. Als ein zusätzliches Merkmal kann das Gebläse 72 unabhängig vom Kompressor 74 gesteuert und/oder betrieben werden, was einen zusätzlichen Luftstrom erzeugt, selbst wenn der Kompressor 74 nicht betrieben wird. Dies kann als Mittel zur weiteren Leistungssteigerung des Absorptionskältesystems 52 unter hohen Umgebungstemperaturen wünschenswert sein, ohne dass das Kompressorsystem 54 als ein Mittel zur Senkung des Verbrauchs an Gleichstrom gestartet werden muss.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 10 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des Hybridkältesystems dargestellt. Es ist ein exemplarisches Kühlschrankgehäuse 212 dargestellt, in dem sich ein Loch oder ein anderes Aufnahmeelement 223 in wenigstens einer Wand des Gehäuses 212 befindet. Das Aufnahmeelement 223 ist in wenigstens einer Ausführungsform in der Rückwand 217 des Gehäuses 212 positioniert. Das Gehäuse 212 kann eine einzelne Kammer enthalten, die einem Kühlfach für frische Lebensmittel 236 oder einem Gefrierfach 222 entspricht, oder kann zwei getrennte Kammern enthalten, die jeweils einem Kühlfach für frische Lebensmittel 236 und einem Gefrierfach 222 entsprechen.
Herausgezogen aus dem Aufnahmeelement 223 ist schematisch das Hybridkühlsystem 201 dargestellt, welches ein Kompressionskältesystem 254 und ein Absorptionskältesystem 252 aufweist. Diese Systeme können jeweils einen Verdampfer enthalten oder können einen einzelnen Verdampfer nutzen, wie in den 8 und 9 gezeigt.
Bei dem Hybridkühlsystem 201 sind die Mechanismen an einem Isolierkörper 219 montiert. In einigen Ausführungsformen ist der Isolierkörper 219 aus einem Schaummaterial gebildet. In anderen Ausführungsformen kann der Isolierkörper 219 aus verschiedenen Materialien gebildet sein, die beispielsweise EPS umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Der Isolierkörper 219 hat eine Form, die dem Aufnahmeelement 223 entspricht. Dies ermöglicht die richtige Ausrichtung und Positionierung des Hybridkühlsystems 201. So können ein Standard-Absorptionssystem 252, ein Kompressorsystem 254 oder ein Hybridsystem flexibel mit minimalen Veränderungen der gesamten Produktausgestaltung montiert werden.
In dem Isolierkörper 219 befinden sich Leitungen, Stränge, Rohrleitungen oder dergleichen 260, 273, die für eine Kältemittel-Flüssigkeitskommunikation zwischen dem Kompressor- und dem Absorptionskältesystem und einem oder beiden Verdampfer(n) sorgen.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Hybridkühlsystem 201 das Kompressionskältesystem 254 und das Absorptionskältesystem 252 zum Kühlen des Gefrierfachs 222 und das Absorptionssystem 252 zum Kühlen der Kühlfachkammer für frische Lebensmittel 236 nutzen. In alternativen Ausführungsformen können jedoch auch beide Systeme zum Kühlen des Kühlsystems für frische Lebensmittel genutzt werden, oder ein Kühlsystem kann für eine Kammer, beispielsweise das Gefrierfach, genutzt werden. Die Leitungen 260, 273 können in den Isolierkörper 219 eingebettet sein und zu einem freiliegenden Verdampfer 271 verlaufen, oder der Verdampfer 271 kann in den Wänden des Gehäuses 212 angeordnet sein. Eine der Ausgestaltungen kann auch für das Absorptionskältesystem 252 genutzt werden. Ferner kann ein Eiserzeuger 272 neben dem Verdampfer 271 angeordnet sein, so dass er entweder in direktem Kontakt oder in indirektem Kontakt mit dem Verdampfer 271 steht.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 11 eine Seitenquerschnittsansicht des Kühlschranks 200 dargestellt. Das Gerät 200 ist mit dem Hybridkühlsystem 201 im Aufnahmeelement 223 auf der Seite des Gehäuses 212 positioniert gezeigt.
Die vorliegende Ausführungsform zeigt eine weitere Alternative, bei der das Kompressionskältesystem 254 zum Kühlen des Kühlfachs für frische Lebensmittel 236 genutzt wird, wie durch den Kompressorverdampfer 271 dargestellt. Überdies nutzt der Kühlschrank 200 das Absorptionskältesystem 252 wenigstens bei der Kühlfachkammer für frische Lebensmittel 236. Daher verfügt in dieser Ausführungsform die Kühlfachkammer für frische Lebensmittel 236 über duale oder Hybridkühlungsfähigkeit.
Der Kühlschrank 200 kann ebenso einen oder mehrere Sensoren 283, 284, wie Thermometer, enthalten. Die Thermometer können sich jeweils in einer oder beiden Kammern 222, 236 befinden. Der Kühlschrank 200 ist ebenso mit einer Steuertafel oder Benutzerschnittstelle 291 gezeigt, und diese kann den vorstehend beschriebenen Steuerungen ähneln. Die dargestellte Ausführungsform weist eine einzelne Steuerplatine 280 in Kommunikation mit der Benutzerschnittstelle 291 auf. Unter Bezugnahme auf 12 ist eine Seitenquerschnittsansicht des Kühlschranks 200 gezeigt. Die Ausführungsform enthält eine Hauptsteuerplatine 280, die das Absorptionskältesystem 252 oder das Kompressionskältesystem 254 steuern kann, und eine sekundäre Fernsteuerplatine 281 kann das andere von dem Absorptions- und Kompressionskältesystem 252, 254 betreiben. Die vorliegende Ausführungsform nutzt die primäre Steuerplatine 280 zum Betreiben des Absorptionskältesystems 252 und die sekundäre Steuerplatine 281 zum Betreiben des Kompressionskältesystems 254.
Nunmehr ist unter Bezugnahme auf 13 ein weiteres Diagramm gezeigt, das gemäß einer Ausführungsform die Kreislaufbeziehung zwischen dem Kompressionskältesystem 54 und dem Absorptionskältesystem 52 darstellt. Das Diagramm stellt die Temperatur T entlang der horizontalen Achse und die Zeit t entlang einer vertikalen Achse dar. Wie vorstehend beschrieben, kann die eingestellte Temperatur eine gewünschte Temperatur sein, wie sie durch einen durch eine horizontale Linie dargestellten Bereich gezeigt ist. Rechts neben der eingestellten Temperatur ist der Temperaturbereich für den Kompressorbetrieb und die Kompressorstarttemperatur. Übersteigt die Temperatur der Kammer die Kompressorstarttemperatur, wird der Kompressor die Kammer kühlen. Rechts neben der Kompressorstarttemperatur ist die Absorptionsstarttemperatur, und rechts darunter ist die Temperatur ein Temperaturbereich, in dem das Absorptionssystem arbeitet. Im Betrieb kann der Kompressor zum Kühlen des Gehäuses genutzt werden, wenn der Energiebedarf gedeckt und verfügbar ist. Kann der Kompressor jedoch das Gehäuse nicht bei der gewünschten Temperatur halten, wird das Absorptionskältesystem zum Kühlen des Gehäuses aktiviert. Mit dem gewünschten Zeitintervall kann auch die Steuerung Mindest- oder Höchstzeiten aufweisen, in denen der Kompressor einen Kreislauf durchmacht oder das Absorptionssystem den Kühlbetrieb beginnt. Diese können durch Programmierung in der Steuerung 80 vordefiniert oder von der Steuerung 80 erlernt werden. Das Absorptionskältesystem kann dazu genutzt werden, dass das Kompressionskältesystem weniger Kreisläufe durchmacht. Ferner kann der Kompressorstartpunkt dynamisch variiert werden, wenn der Kühlbedarf hoch ist, und nach Bedarf kann der Kompressorstartpunkt hin zu einer niedrigen Temperatur bewegt werden, damit das Kompressionskältesystem den Bedarf bedienen kann, ohne dass es zu häufig gestartet und gestoppt wird. Es können ähnliche Diagramme zur Programmierung erschaffen werde, bei denen das Absorptionskältesystem das primäre Kühlsystem ist.
Auch wenn hierin mehrere erfinderische Ausführungsformen beschrieben und veranschaulicht worden sind, wird der Fachmann ohne weiteres eine Vielzahl anderer Mittel und/oder Strukturen zur Ausführung der Funktion und/oder zum Erhalt der Ergebnisse und/oder eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Vorteile erkennen, und jede dieser Variationen und/oder Modifikationen liegt im Umfang der hierin beschriebenen erfinderischen Ausführungsformen. Allgemeiner wird der Fachmann ohne weiteres erkennen, dass alle hierin beschriebenen Parameter, Abmessungen, Materialien und Ausgestaltungen exemplarisch sind und dass die gegenwärtigen Parameter, Abmessungen, Materialien und/oder Ausgestaltungen von der speziellen Anwendung oder Anwendungen, für die die erfinderische(n) Lehre(n) genutzt wird/werden, abhängen. Der Fachmann wird viele Äquivalente zu den hierin beschriebenen spezifischen erfinderischen Ausführungsformen erkennen, oder in der Lage sein, diese mit Hilfe von Routineuntersuchungen zu ermitteln. Es versteht sich daher, dass die vorstehenden Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen und dann im Umfang der anhängenden Ansprüche und deren Äquivalenten die erfinderischen Ausführungsformen auch anders als hierin speziell beschrieben und beansprucht praktiziert werden können. Die erfinderischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung richten sich auf jedes einzelne hierin beschriebene Element, System, Gegenstand, Material, Kit und/oder Verfahren. Überdies ist irgendeine Kombination aus zwei oder mehr dieser Elemente, Systeme, Gegenstände, Materialien, Kits und/oder Verfahren, sofern diese Elemente, Systeme, Gegenstände, Materialien, Kits und/oder Verfahren nicht gegenseitig widersprüchlich sind, im erfinderischen Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten.
Alle Definitionen, wie sie hierin definiert sind und genutzt werden, sollten als gegenüber Wörterbuchdefinitionen, Definitionen in durch Verweis aufgenommenen Dokumenten und/oder den gewöhnlichen Bedeutungen der definierten Ausdrücke vorrangig betrachtet werden. Die unbestimmten Artikel „ein“ und „eine“, wie sie hierin in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet werden, sollen „wenigstens ein(e)“ bedeuten, sofern nicht eindeutig etwas anderes angegeben ist. Die Wendung „und/oder“, wie hierin in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, soll „eines oder beide“ der so verbundenen Elemente bedeuten, das heißt Elemente, die in einigen Fällen gemeinsam vorliegen und in anderen Fällen getrennt.
Mehrere Elemente, die mit „und/oder“ aufgelistet sind, sollten in derselben Art und Weise ausgestaltet werden, das heißt „eines oder mehrere“ der so verbundenen Elemente. Gegebenenfalls können andere Elemente als die speziell von der „und/oder“-Bestimmung identifizierten Elemente vorliegen, ob sie nun mit den speziell identifizierten Elementen in Beziehung stehen oder nicht. Daher kann sich, als ein nicht einschränkendes Beispiel, der Verweis auf „A und/oder B“, in Verbindung mit offener Sprache wie „aufweisend“, in einer Ausführungsform nur auf A (gegebenenfalls einschließlich anderer Elemente als B); in einer anderen Ausführungsform nur auf B (gegebenenfalls einschließlich anderer Elemente als A); in noch einer anderen Ausführungsform auf A und B (gegebenenfalls einschließlich anderer Elemente) usw. beziehen.
Wie hierin in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, soll „oder“ als dieselbe Bedeutung aufweisend wie das oben definierte „und/oder“ verstanden werden. Werden beispielsweise Punkte in einer Liste getrennt, sollen „oder“ oder „und/oder“ als einschließend ausgelegt werden, das heißt, wenigstens eines, aber auch mehr als eines, zahlreicher oder einer Liste von Elementen und gegebenenfalls zusätzliche nicht aufgelistete Punkte enthalten. Nur deutlich gegenteilige Ausdrücke, wie „nur eines“ oder „exakt eines“ oder, wenn in den Ansprüchen verwendet, „bestehend aus“, werden sich auf den Einschluss exakt eines Elements von zahlreichen oder einer Liste von Elementen beziehen. Im Allgemeinen soll der Ausdruck „oder“, wie hierin verwendet, nur als Hinweis auf ausschließende Alternativen (das heißt „eines oder das andere, aber nicht beide“) ausgelegt werden, wenn ihm ausschließende Ausdrücke wie „eines von beiden“, „eines von“, „nur eines von“ oder „exakt eines von“ vorausgehen. „Im Wesentlichen bestehend aus“, wenn in den Ansprüchen verwendet, hat seine gewöhnliche Bedeutung, wie sie im Bereich des Patentrechts verwendet wird.
Wie hierin in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, soll die Wendung „wenigstens eines“, in Bezug auf eine Liste von einem oder mehreren Elementen, wenigstens ein Element, ausgewählt aus einem oder mehreren der Elemente in der Liste von Elementen bedeuten, jedoch nicht zwangsläufig wenigstens eines der speziell in der Liste von Elementen aufgelisteten Elemente und keine Kombinationen der Elemente in der Liste von Elementen ausschließen. Diese Definition ermöglicht auch, dass gegebenenfalls andere Elemente als die speziell in der Liste von Elementen identifizierten Elemente vorliegen, auf die sich die Wendung „wenigstens eines“ bezieht, ob sie nun mit den speziell identifizierten Elementen in Beziehung stehen oder nicht. Daher kann sich, als ein nicht einschränkendes Beispiel, „wenigstens eines von A und B“ (oder äquivalent „wenigstens eines von A oder B“ oder äquivalent „wenigstens eines von A und/oder B“) in einer Ausführungsform auf wenigstens ein, gegebenenfalls einschließlich mehr als ein, A ohne B (und gegebenenfalls einschließlich anderer Elemente als B); in einer anderen Ausführungsform auf wenigstens ein, gegebenenfalls einschließlich mehr als ein, B ohne A (und gegebenenfalls einschließlich anderer Elemente als A); in noch einer anderen Ausführungsform auf wenigstens ein, gegebenenfalls einschließlich mehr als ein, A und wenigstens ein, gegebenenfalls einschließlich mehr als ein, B (und gegebenenfalls einschließlich anderer Elemente) usw. beziehen.
Es versteht sich auch, dass, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, in jedem der hierin beanspruchten Verfahren, das mehr als einen Schritt oder eine Handlung umfasst, die Reihenfolge der Schritte oder Handlungen des Verfahrens nicht notwendigerweise auf die Reihenfolge, in der die Schritte oder Handlungen des Verfahrens angegebenen sind, beschränkt ist.
In den Ansprüchen und in der obigen Beschreibung sind alle Übergangswendungen wie „aufweisend“, „enthaltend“, „tragend“, „mit“, „beinhaltend“, „einbeziehend“, „innehabend“, „zusammengesetzt aus“ und dergleichen offen, das heißt enthaltend, aber nicht darauf beschränkt. Lediglich die Übergangswendungen „bestehend aus“ und „im Wesentlichen bestehend aus“ sind geschlossene bzw. halb-geschlossene Übergangswendungen, wie im Manual of Patent Examining Procedures, Abschnitt 2111.03 des Patentamtes der Vereinigten Staaten dargelegt.
Die vorstehende Beschreibung mehrerer Verfahren und einer Ausführungsform der Erfindung dienen der Veranschaulichung. Sie soll nicht ganzheitlich sein oder die Erfindung nicht auf die offenbarten präzisen Schritte und/oder Formen beschränken, und offensichtlich sind im Lichte der obigen Lehre viele Modifikationen und Variationen möglich. Der Umfang der Erfindung und alle Äquivalente sollen von den anhängenden Ansprüchen definiert werden.

Claims

Hybridkühlgerät, aufweisend: ein Gehäuse mit Kühlmechanismen, die am Gehäuse montiert sind; wenigstens eine Tür, die sich an der Vorderseite des Gehäuses befindet und eine Öffnung abdeckt; wobei die Kühlmechanismen ein Absorptionskältesystem und ein Kompressionskältesystem enthalten; eine Steuerung, die das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem betreibt, wobei die Steuerung in drei Modi arbeiten kann: einem ersten Modus, in dem eines von dem Absorptionskältesystem und dem Kompressionskältesystem allein arbeitet; einem zweiten Modus, in dem das andere von dem Absorptionskältesystem und dem Kompressionskältesystem allein arbeitet; und einem dritten Modus, in dem das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem gleichzeitig arbeiten.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, aufweisend eine Steuerung, die für eine oder mehrere einer automatisierten Auswahl der Energieversorgung und einer manuellen Auswahl der Energieversorgung sorgt.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Absorptionskältesystem eine Gasversorgung enthält.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 3, wobei das Absorptionskältesystem ferner ein elektrisches Heizgerät aufweist.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 4, wobei es sich bei dem Heizgerät um ein Wechselstrom-(WS-) -Heizgerät oder ein Gleichstrom- (GS-) -Heizgerät oder beide handelt.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Kompressionskältesystem einen Kompressor mit einem Kältekreislauf enthält.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend einen Wechselrichter.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend ein Kühlfach für frische Lebensmittel in dem Gehäuse.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 8, ferner aufweisend ein Gefrierfach in dem Gehäuse.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend einen Verdampfer, der an dem Gehäuse angeordnet ist.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 10, wobei der Verdampfer einen Kompressorverdampfer und einen Absorptionsverdampfer aufweist.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 11, wobei der Kompressorverdampfer und der Absorptionsverdampfer in direktem Kontakt, in Wärmeaustausch mit separaten Thermotransferplatten oder in Wärmeaustausch mit einer einzelnen Thermotransferplatte stehen.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 12, wobei die einzelne Thermotransferplatte und die eine oder mehreren separaten Thermotransferplatten eine Mehrzahl von Kühlrippen enthalten.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Hybridgerät optimiert sein kann für den Betrieb wenigstens einer Situation: wenn weniger Gas verbraucht wird oder Netzstrom zur Verfügung steht, Leistungsvermögen, wenn sowohl Gas als auch Netzstrom zur Verfügung stehen, oder Gas, wenn kein Netz zur Verfügung steht, und einem optimierten Durchschnitt.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Kompressionskältesystem und das Absorptionskältesystem an einem Isolierkörper montiert sind.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 15, wobei der Isolierkörper aus einem Schaummaterial gebildet ist.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 15, wobei der Isolierkörper an dem Gehäuse positioniert ist.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 17, wobei das Gehäuse eine Öffnung für den Zugriff auf den Isolierkörper enthält.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 15, wobei jeweils ein Verdampfer für das Absorptionskältesystem und für das Kompressionskältesystem durch den Isolierkörper verläuft.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 19, wobei das Absorptionskältesystem und das Kompressionskältesystem ein einzelner Verdampfer oder wenigstens zwei Verdampfer sein können.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 15, ferner aufweisend einen Eiserzeuger, der sich neben einem Verdampfer des Kompressionskältesystems angeordnet ist.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 15, wobei das Kompressionskältesystem ein Gefrierfach kühlt und das Absorptionssystem ein Kühlfach für frische Lebensmittel kühlt.
Hybridkühlgerät gemäß Anspruch 22, wobei das Kompressionskältesystem und das Absorptionskältesystem in Kühlkommunikation mit wenigstens einem von einem Kühlfach für frische Lebensmittel und einem Gefrierfach stehen.
Hybridkühlgerätemodul, aufweisend: einen Isolierkörper, dessen Form der Öffnung einer Aufnahmestelle an einem Kühlschrankgehäuse entspricht; ein Kompressionskältesystem und ein Absorptionskältesystem, die sich an dem Isolierkörper befinden; wenigstens eine Verdampferleitung, die aus einem Verdampfer des Kompressionskältesystems verläuft, das an eine Verdampferleitung angeschlossen werden kann, die in die Kältekammer verläuft; wenigstens eine erste Verdampferleitung, die aus einem Verdampfer des Absorptionskältesystems verläuft; wenigstens eine erste Verdampferleitung, die aus einem Verdampfer des Kompressionskältesystems verläuft.
Verfahren zum Betreiben eines Hybridkühlschranks, umfassend: das Kühlen eines Kühlschrankgehäuses mit dem Kompressionskältesystem, wenn die Umgebungstemperatur unter einer vorgewählten Temperatur liegt oder wenn ein geringes Volumen gewünscht ist; das Kühlen des Kühlschranks mit einem Absorptionskältesystem, wenn eine vorgewählte Gehäusetemperatur erreicht ist; das Bestimmen, wann das Kompressionskältesystem oder das Absorptionskältesystem oder beide genutzt werden und welches dieser Systeme genutzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 25, ferner umfassend das Abschalten des Kompressionskältesystems, wenn keine Elektrizität zur Verfügung steht.
Verfahren gemäß Anspruch 25, ferner umfassend das Abschalten des Kompressionskältesystems, wenn eine vorgewählte Gehäusetemperatur erreicht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei zwischen dem Kompressions- und dem Absorptionskältesystem gewählt wird oder beide gewählt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 25, ferner umfassend das Nutzen des Kompressionskältesystems, wenn schneller gekühlt werden soll.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei ein System zum Bestimmen der Notwendigkeit des Startens des anderen genutzt wird, und wobei dies durch Messen des Wärmeverhaltens der Temperatur in der Kühlkammer nach dem Starten des ersten Systems bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei der Kondensator des Kompressionskältesystems aktiv mit einem Gebläse gekühlt wird, und wobei das Gebläse so positioniert ist, dass der Luftstrom auch zum Kühlen von wenigstens einem von dem Absorber oder dem Kondensator des Absorptionskältesystems genutzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 30, wobei das Kondensatorgebläse unabhängig von dem Kompressionskühlsystem arbeitet und so das Absorptionskältesystem kühlt.