DE1551371B1

DE1551371B1 - Method and device for regulating the temperature in cold rooms and refrigerators, especially in freezers

Info

Publication number: DE1551371B1
Application number: DE19671551371
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-21
Filing date: 1967-04-21
Publication date: 1970-03-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur in Kühlräumen und Kühlschränken, insbesondere in Tiefkühltruhen.The invention relates to a method and a device for regulating the temperature in cold rooms and refrigerators, especially in freezers.

Bei den herkömmlichen Kühleinrichtungen der erwähnten Art wird das Kühlaggregat von einem Thermostaten ein- und ausgeschaltet, der die Temperatur direkt am Verdampfer oder zumindest in dessen unmittelbarem Bereich mißt. Damit wird zwar eine den praktischen Bedürfnissen hinreichend entsprechende Genauigkeit erreicht, beispielsweise dadurch, daß das Aggregat im Temperaturbereich zwischen -18 und -19° C die Verdampfertemperatur regelt, wodurch die Kühltemperatur stabil gehalten wird, doch kann dabei nicht übersehen werden, daß der Nachteil einer solchen Regelung vor allem darin liegt, daß beim Öffnen der Tür oder des Deckels oder aber auch beim Einbringen neuen Kühlgutes das nachfolgende Abkühlen der Innentemperatur relativ langsam erfolgt, da ja nur das Temperaturgefälle als Störgröße zur Beeinflussung des Regelkreises wirksam wird, das durch die Differenz der infolge des Öffnens des Deckels od. dgl. herrschenden Innentemperatur und des oberen Ansprechwertes von -18° C des Regelkreises gegeben ist.In the conventional cooling devices of the type mentioned, this is Cooling unit switched on and off by a thermostat, which controls the temperature directly on the evaporator or at least in its immediate area. This is true achieves a level of accuracy that is sufficient to meet practical requirements, for example, in that the unit in the temperature range between -18 and -19 ° C regulates the evaporator temperature, which keeps the cooling temperature stable, but it cannot be overlooked that the disadvantage of such a scheme mainly lies in the fact that when you open the door or the lid or even when Bringing in new items to be cooled, the subsequent cooling of the internal temperature relative takes place slowly, since the temperature gradient is the only disturbing factor influencing it of the control loop becomes effective, which is determined by the difference in the opening of the Lid or the like. The prevailing internal temperature and the upper response value of -18 ° C of the control loop is given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur in Kühlräumen zu schaffen, wodurch einerseits eine rasche Abkühlung des neu eingebrachten Kühlgutes und andererseits eine enge und genaue Regeltoleranz im stationären Betrieb gewährleistet werden kann.The invention is based on the object of a method and a device to regulate the temperature in cold storage rooms, whereby on the one hand a rapid Cooling of the newly introduced refrigerated goods and, on the other hand, a close and precise Control tolerance can be guaranteed in stationary operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Öffnen der Türen oder Deckel der Räume, Schränke und/oder Truhen oder beim Einbringen von Kühlgut der Ansprechwert der Temperaturregelung selbsttätig auf einen gegenüber dem stationären Betrieb tieferen Temperaturwert verlagert wird.According to the invention, this object is achieved in that upon opening the doors or lids of the rooms, cupboards and / or chests or when bringing in The response value of the temperature control automatically changes to one opposite the lower temperature value is shifted to the stationary operation.

Der dadurch erzielte Vorteil liegt auf der Hand; denn durch die Verschiebung des Ansprechwertes nach unten wird dem Regler eine sehr große Störgröße vorgegeben, die eine entsprechend rasche und intensive Reaktion bewirkt, wodurch die stationären Betriebsverhältnisse während einer relativ kurzen Zeitspanne erreicht werden können. Vorteilhaft bewirkt ein geringer Temperaturanstieg gegenüber dem Sollwert im Inneren der Truhe od. dgl. eine Absenkung der Verdampfertemperatur um einen gegenüber dem Temperaturanstieg mehrfachen Betrag, so daß das Truheninnere sehr rasch abgekühlt wird.The advantage achieved by this is obvious; because by the shift the response value downwards, the controller is given a very large disturbance variable, which causes a correspondingly rapid and intense reaction, making the stationary Operating conditions can be achieved during a relatively short period of time. A slight rise in temperature compared to the setpoint value in the interior is advantageous the chest od. The like. A lowering of the evaporator temperature by one compared to the The temperature increased several times, so that the inside of the chest cooled down very quickly will.

Zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens ist eine Einrichtung vorgesehen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß im Schrank, in der Truhe od. dg1. mindestens zwei Temperaturfühler vorgesehen sind, wobei der eine Fühler die Verdampfertemperatur und der andere Fühler die Innentemperatur mißt und die beiden Fühler in einer Summen- oder Differenzschaltung die Temperaturregelung beeinflussen. Dadurch wird nämlich erreicht, daß beim Ansteigen der Temperatur im Inneren der Truhe od. dgl. die Ansprechschwelle der Temperaturregelung in einen tieferen Temperaturbereich sinkt, so daß eine größere Temperaturdifferenz und damit eine entsprechend wirksame Störgröße gewonnen wird.A facility is required to carry out the proposed procedure provided, which is essentially characterized in that in the closet, in the Chest or dg1. at least two temperature sensors are provided, one of which The sensor measures the evaporator temperature and the other sensor measures the internal temperature and the two sensors in a sum or difference circuit control the temperature influence. This ensures that when the temperature rises in the Inside the chest or the like. The response threshold of the temperature control in one lower temperature range drops, so that a greater temperature difference and thus a correspondingly effective disturbance variable is obtained.

Zweckmäßig dienen als Fühler temperaturabhängige Widerstandselemente, wobei diese Fühler unterschiedliche Temperaturkoeffizienten besitzen und der Temperaturkoeffizient des Fühlers, der die_ Innentemperatur mißt, größer ist als jener des Fühlers, der die Verdampfertemperatur mißt, so daß dank dieser Maßnahme eine Anpassung an die jeweils vorhandenen Gegebenheiten in weitem Umfang auf einfache Weise möglich ist und in Verbindung mit einem elektronischen Thermostat die Regelung sehr exakt durchgeführt werden kann.Appropriately, temperature-dependent resistance elements serve as sensors, these sensors have different temperature coefficients and the temperature coefficient of the sensor that measures the internal temperature is greater than that of the sensor that measures the evaporator temperature measures, so that thanks to this measure an adaptation to the in each case existing conditions is possible to a large extent in a simple manner and in connection with an electronic thermostat, the regulation is carried out very precisely can be.

Erfahrungsgemäß erscheint ein Verhältnis der Temperaturkoeffizienten von etwa 1:3 als zweckmäßig, d. h., der Temperaturkoeffizient des Fühlers für die Innentemperatur ist etwa dreimal so groß wie jener des Fühlers am Verdampfer, so daß eine geringfügige Temperaturänderung von etwa 4' C im Innern der Tiefkühltruhe eine dreimal so große Temperaturänderung am Verdampfer bedingt, um die Verschiebung des Ansprechwertes wieder auszugleichen. Wird beispielsweise der Deckel zur Einbringung neuen Kühlgutes bei einer Tiefkühltruhe geöffnet, so dringt Warmluft in die Truhe ein, wodurch die Innentemperatur um etwa 4° C steigt. Verhalten sich die Temperaturkoeffizienten der Fühlerwiderstände wie 1:3, so wird die Ansprechschwelle von -18' C um 12' C tiefer gelegt, also auf -30° C. Es ist offensichtlich, daß eine solche Verschiebung des Ansprechwertes nach unten von -18 auf -301C eine wesentlich raschere Abkühlung des eingebrachten Kühlgutes bedingt, als wenn die Regelstrecke konstant mit einem Ausprechwert von -18'C betrieben würde.Experience has shown that a ratio of the temperature coefficients appears of about 1: 3 as appropriate, d. i.e., the temperature coefficient of the sensor for the Internal temperature is about three times as high as that of the sensor on the evaporator, see above that a slight temperature change of about 4 'C inside the freezer a temperature change three times as large at the evaporator causes the shift to compensate for the response value. For example, if the cover is used for introduction When new refrigerated goods are opened in a freezer, warm air penetrates the chest which increases the internal temperature by about 4 ° C. The temperature coefficients behave of the sensor resistances like 1: 3, the response threshold is from -18 'C to 12' C placed lower, i.e. to -30 ° C. It is obvious that such a shift of the response value down from -18 to -301C a significantly faster cooling of the brought in chilled goods, as if the controlled system were constant with a Pronounced value of -18'C would be operated.

Ohne die Erfindung einzuschränken, wird diese an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Tiefkühltruhe schematisch im Schnitt, F i g. 2 die Schaltung der Temperaturfühler, F i g. 3 ein Diagramm.Without restricting the invention, it is based on the drawing explained in more detail. It shows F i g. 1 is a schematic sectional view of a freezer, F. i g. 2 the circuit of the temperature sensors, F i g. 3 a diagram.

Die Tiefkühltruhe (F i g. 1) besteht in bekannter Weise aus einem kastenartigen Grundkörper 4, der oben vom Deckel s verschlossen ist. Im Bereich der inneren Wand des Grundkörpers 4 liegt der Verdampfer 3. Der Meßfühler 2, der als Punkt schematisch dargestellt ist, mißt die Temperatur des Verdampfers bzw. dessen unmittelbare Umgebungstemperatur, der Meßfühler 1, ebenfalls als Punkt angedeutet, die Innentemperatur des eigentlichen Kühlraumes. Wie die F i g. 2 schematisch in Form eines Blockschaltbildes zeigt, sind die beiden Meßfühler 1 und 2, die als regelbare und temperaturabhängige ohmsche Widerstände ausgebildet sind, mit einem Meßwiderstand 11 in Serie als Spannungsteiler geschaltet und als Eingang eines Schwellwertverstärkers 12 ausgebildet. Der Schwellwertverstärker 12 schaltet das nicht dargestellte, da hinreichend bekannte Kühlaggregat aus und ein, und zwar in Abhängigkeit der von den Fühlern gegebenen Meßwerten. Dieser Schwellwertverstärker 12 besitzt eine einstellbare Schaltwelle, wobei beim Erreichen des oberen Schaltschwellenwertes (im vorliegenden Beispiel --18° C) der Kompressor eingeschaltet und beim Erreichen des unteren Schaltschwellenwertes (-19'C) der Kompressor ausgeschaltet wird.The freezer (F i g. 1) consists of one in a known manner box-like base body 4, which is closed at the top by the cover s. In the area the inner wall of the base body 4 is the evaporator 3. The sensor 2, the is shown schematically as a point, measures the temperature of the evaporator or its immediate ambient temperature, the sensor 1, also indicated as a point, the internal temperature of the actual cold room. As the F i g. 2 schematically in In the form of a block diagram, the two sensors 1 and 2 are designed as controllable and temperature-dependent ohmic resistors are formed, with a measuring resistor 11 connected in series as a voltage divider and as the input of a threshold amplifier 12 trained. The threshold amplifier 12 switches the not shown, there sufficiently known cooling unit from and on, depending on the the measured values given to the sensors. This threshold amplifier 12 has an adjustable Switching shaft, whereby when the upper switching threshold value is reached (in this Example --18 ° C) the compressor is switched on and when the lower switching threshold is reached (-19'C) the compressor is switched off.

Die F i g. 3 zeigt in Form eines Diagramms die Wirkungsweise der Einrichtung, wobei die Abszisse die Zeit t darstellt und die Ordinate die Temperatur T in Grad Celsius. Die Innentemperatur 6 im eigentlichen Kühlraum wird vom Fühler 1 gemessen. Während der Zeitspanne to ist der Deckel der Tiefkühltruhe geöffnet worden. Die Linien 7 und 9 stellen die obere und untere Schaltschwellentemperatur dar (-18 und -19 C) bei deren Erreichen der Kompressor ein- und ausgeschaltet wird. Zwischen den beiden Linien 7 und 9 verläuft die Kurve der Verdampfertemperatur 8, die vom Fühler 2 gemessen wird. Die Zeitintervalle, während der der Kompressor in Betrieb steht, sind durch 10 bezeichnet. Im linken Teil des Diagramms ist der stationäre Betrieb der Tiefkühltruhe dargestellt. Die Innentemperatur 6 ist praktisch konstant, was durch wiederholtes Ein- und Ausschalten des Kompressors erzielt wird. Die eigentliche Verdampfertemperatur 8 schwankt dabei zwischen den beiden Regelgrenzwerten -18 und -19°C. Wird nun beispielsweise der Deckel der Truhe geöffnet (Zeitspanne to), so dringt warme Luft in den Innenraum ein, und die vom Fühler 1 gemessene Temperatur 6 steigt an. Dadurch wird aber die Einschalt- und Ausschaltschwelle des Schwellwertverstärkers nach unten verschoben. Kann dabei die Verdampfertemperatur 8 dem raschen Abfall der Linie 7 nicht folgen, so bleibt das Kühlaggregat so lange eingeschaltet, bis zu einem späteren Zeitpunkt die Verdampfertemperatur 8 die untere Ausschaltschwelle schneidet. Erst ab diesem Zeitpunkt setzt wieder der Ein- und Ausschaltbetrieb ein zwischen den beiden Regeltemperaturen -18 und -19° C. Infolge der Verschiebung der Verdampfertemperatur nach unten wird die angestrebte schnelle Abkühlung erreicht. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt aber nicht nur darin, daß die Abkühlung neu eingebrachten Gutes sehr rasch erfolgt, sondern daß trotzdem eine sehr enge und genaue Regeltoleranz im stationären Zustand gesichert wird; mit anderen Worten, im stationären Zustand bietet die Schaltung den Vorteil großer Genauigkeit mit engen Toleranzen, im Störungsfall, beim Öffnen des Deckels oder beim Einbringen von neuem Kühlgut wird dagegen ein starkes Temperaturgefälle und damit eine sehr rasche Abkühlung gewährleistet.The F i g. 3 shows the mode of operation of the device in the form of a diagram, the abscissa representing the time t and the ordinate the temperature T in degrees Celsius. The internal temperature 6 in the actual cold room is measured by the sensor 1. During the period of time to, the lid of the freezer has been opened. Lines 7 and 9 represent the upper and lower switching threshold temperatures (-18 and -19 C) when the compressor is switched on and off. The curve of the evaporator temperature 8, which is measured by the sensor 2, runs between the two lines 7 and 9. The time intervals during which the compressor is in operation are denoted by 10. The left part of the diagram shows the stationary operation of the freezer. The internal temperature 6 is practically constant, which is achieved by repeatedly switching the compressor on and off. The actual evaporator temperature 8 fluctuates between the two control limit values -18 and -19 ° C. If, for example, the lid of the chest is opened (time to), warm air penetrates into the interior and the temperature 6 measured by the sensor 1 rises. However, this shifts the switch-on and switch-off thresholds of the threshold amplifier downwards. If the evaporator temperature 8 cannot follow the rapid drop in line 7, the cooling unit remains switched on until the evaporator temperature 8 crosses the lower switch-off threshold at a later point in time. Only from this point in time does the on and off operation resume between the two control temperatures -18 and -19 ° C. As a result of the shift in the evaporator temperature downwards, the desired rapid cooling is achieved. The particular advantage of this arrangement, however, is not only that the cooling of newly introduced goods takes place very quickly, but that a very tight and precise control tolerance is ensured in the steady state; In other words, in the steady state, the circuit offers the advantage of high accuracy with tight tolerances, in the event of a malfunction, when opening the lid or when introducing new items to be cooled, however, a sharp temperature gradient and thus very rapid cooling is guaranteed.

Claims

Claims: 1. Method for regulating the temperature in cold stores and refrigerators, especially in freezers, characterized in that the Opening the doors or lids of the rooms, cupboards and / or chests or when bringing them in of chilled goods, the response value of the temperature control automatically changes to one opposite the lower temperature value is shifted to the stationary operation.

2. Procedure according to Claim 1, characterized in that a slight increase in temperature compared to the setpoint inside the chest or the like. A lowering of the evaporator temperature by an amount which is several times greater than the temperature rise.

3. Establishment for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that that in the closet, in the chest or the like. At least two temperature sensors (1, 2) are provided with one sensor (2) the evaporator temperature (8) and the other sensor (1) the internal temperature (6) measures and the two sensors (1, 2) in a sum or Differential switching influence the temperature control.

4. Device according to claim 3, characterized in that temperature-dependent resistance elements are used as sensors and the two sensors (1, 2) have different temperature coefficients.

5. Device according to claim 4, characterized in that the temperature coefficient of the sensor (1), which measures the internal temperature (6), is greater than that of the sensor (2), which measures the evaporator temperature (8).

6. Device according to claim 5, characterized characterized in that the ratio of the temperature coefficients is approximately 1: 3.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the Sensor resistances, if necessary with further dimensional resistances in series as a voltage divider are connected and this voltage divider is the input circuit of a threshold amplifier (12) forms the switching on and off of the cooling unit directly or indirectly causes.