DE1751998B2 - Schaltungsanordnung zur abtausteuerung bei elektrischen kuehlgeraeten - Google Patents
Schaltungsanordnung zur abtausteuerung bei elektrischen kuehlgeraetenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Aus den US-PS 3222882 und 3248892 sind Steuereinrichtungen für die Regelung der Kühlraumtemperatur
sowie auch für das selbsttätige Abtauen der Kühlvorrichtung bekannt, die ausschließlich in Abhängigkeit
von Thermofühlern betätigt werden. Hinsichtlich des Abtauens ist die ausschließliche Schaltung
durch den entsprechenden Thermofühler insofern nachteilig, als Abtauvorgänge ausgeführt werden, die
unnötigerweise und ohne Berücksichtigung des jeweiligen Kühlguts die Kühlraumtemperatur erhöhen. Ferner
ist der Schaltungsaufwand sehr hoch, wobei ein besonderer Nachteil darin besteht, daß das Schalten
von Kühlaggregat oder AMauheizung mit Thermoschaltern vorgenommen wird, die von einem Thyristor
oder Transistor über Heizelemente betätigt werden, weil dadurch das Schalten temperaturabhängig, zeitlich
unbestimmt und wegen der mechanischen Kontakte ungenau und störungsanfällig ist.
In der US-PS 3320386 ist ein automatischer Abtausteuermechanismus
beschrieben, der bei Wärmepumpen u. dgl. Anwendung findet. Das Abtauen wird bei diesem Mechanismus dann eingeleitet, wenn bei
einem in vorbestimmten Zeitabständen vorgenommenen Prüfvorgang die Temperatur an einem Fühler
zu niedrig ist. Dazu wird auf mechanische Weise die Kontraktion einer an den Fühler über eine Rohrleitung
angeschlossenen Druckdose zum Einschalten eines magnetisch betätigten Umsteuerventils verwendet,
welches den Wärmetransport umkehrt. Bei diesem Mechanismus besteht unter anderem ein Problem darin,
daß die hydraulische und teilweise pneumatische Steuerung insbesondere hinsichtlich der Abdichtung
und der mechanischen Übertragung sehr dauerhaft und präzise sein muß, so daß sich ein aufwendiger
und teurer Aufbau ergibt, was für ein relativ kleines Kühlgerät nicht vertretbar ist
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
zu schaffen, die bei kleinem, billigen und dauerhaften Aufbau störungsfrei und zuverlässig arbeitet
Diese Aufgabe wkd erfindungsgemäß mit dem im
Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst.
Die erfindungsgemäß aufgebaute Schaltung weist nur wenige preisgünstige Schaltelemente auf, die
keinerlei Wartung bedürfen und deren Lebensdauer von Natur aus hoch ist Die verwendeten Schalter
sind selbst bei mechanischer Ausführung praktisch wartungsfrei, da sie mit nur kleinen Strömen und
Spannungen belastet sind, so daß keine Verschleißerscheinungep zu befürchten sind. Daher ist die Wahrscheinlichkeit
einer Störung in der Schaltungsanordnung außerordentlich gering.
Da mit der erfindungsgemäßen Schaltung der Abtauvorgang normalerweise sofort nach der vollständigen
Beseitigung des Eisbelags an den Kühlrippen od. dgl. genau und zuverlässig beendigt w rd, wird
eine unnötige Erwärmung des Kühlraums und des Kühlaggregats vermieden, was auf vorteilhafte Weise
neben der Ersparnis an Betriebskosten auch eine Erhöhung der Lebensdauer des Kühlaggreg?ts mit sich
bringt
Sollte wegen besonders widriger Umstünde das Abtauen des Eisbelags ungewöhnlich lange dauern, so ist
erfindungsgemäß mit dem in die Schaltung eingebauten
Zeitglied dafür gesorgt, daß nach einer \ orbestimmten
Zeit der Abtauvorgang abgebrochen wrd und daher das Kühlgut keinen Schaden erleidet. Das vollständige
Abtauen erfolgt dann bei einem weiteren Abtauvorgang, bis zu dem das Kühlgut wieder eine ausreichende
Kältemenge gespeichert hat Durch diese zusätzliche Steuerungsmaßnahine ist somit eine erhöhte
Sicherheit gegen Verderben von Lebensmitteln oder ähnliche Gefahren gegeben. Dazu ist vorteilhafterweise
die Einschaltdauer des Zeitgliedes so festgelegt, daß die länger als die normalerweise für das tatsächliche Abtauen
benötigte Zeitspanne ist.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert.
Fig. 1 ist ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform
der Schaltungsanordnung.
Fig. 2 und 3 sind Diagramme zur Erläuterung
der Betriebsweise der Schaltungsanordnung.
Gemäß Fig. 1 bilden Transistoren 1 und 5 eine Schmitt-Schaltung. Die Basis des ersten Transistors 1
ist an den Verbindungspunkt eines Thermistors 3 mit einem Widerstand 4 angeschlossen, welche zwischen
den beiden Anschlußklemmen einer Stromquelle 2 in Reihe geschaltet sind. Der Kollektor des zweiten
Transistors 5 ist über eine Diode 6 und einen durch ein nicht dargestelltes Abtau-Zeitglied
betätigten Schalter 7 an die Basis eines dritten Transistors 8 angeschlossen. Zur Erwärmung der Gefrier-
einrichtung ist eine Heizvorrichtung 9 wie beispielsweise ein elektrischer Heizer oder ein Magnetventil
für Heißgas mit einem Thyristor 10 in Reihe geschaltet Die Steuerelektrode dieses Thyristors 10 ist an
dem Kollektor des dritten Transistors 8 angeschlossen. Der Thermistor 3 ist in der Nähe der Gefriereinrichtung
angeordnet, so daß sein Widerstand durch die Temperatur der Gefriereinrichtung im starken Maße
beeinflußt wird. fi_
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist bei wirksamen Betrieb der Gefriereinrichtung der
erste Transistor ϊ nichtleitend, da der Widerstand
des Thermistors 3 sich auf einen hohen Wert befindet; dementsprechend befindet sich der zweite
Transistor 5 in seinem Leitzustand. Wird in diesem Zustand der Abtauzeitglied-Schalter 7 infolge eines
vom Abtauzeitglied kommenden Signals für »Abtauen« geschlossen, wird der dritte Transistor 8 leitend gemacht
und dadurch der Thyristor in den Leitzustand geschaltet. Dementsprechend wird die Heizvorrichtung
9 zur Erwärmung der Gefriereinrichtung und zur Entfernung des Eises auf der Gefriereinrichtung
eingeschaltet. Nachdem das Eis vollständig von der Gefriereinrichtung entfernt worden ist, beginnt sich die
Temperatur des nahe der Gefriereinrichtung angeordneten Themistors 3 zu erhöhen, so daß dessen Widerstand
geringer wird. Dementsprechend wird der erste Transistor 1 leitend und infolgedessen der zweite Transistor
5 nichtleitend. Obwohl der Abtauzeitglied-Schalter 7 durch das Abtauschaltglied im Schließzustand
gehalten wird, wird daher der dritte Transistor 8 nichtleitend, da sich bei diesem Zustand des zweiten
Transistors 5 die Basis des dritten Transistors 8 auf demselben Potential wie sein Emitter befindet. Dementsprechend
wird der Thyristor 10 nichtleitend und schaltet die Heizvorrichtung 9 ab, so daß die Gefriereinrichtung
wieder wirksam wird.
Bei der beschriebenen Arbeitsweise der Abtau-Steuereinrichtung bzw. Schaltungsanordnung entsteht eine
Hysterese-Charakteristik nach Fig. 2. Der Vorgang 11 in Fig. 2, bei dem die Temperatur der Gefriereinrichtung
ansteigt, entspricht dem Einschaltzustand der Heizvorrichtung 9 zum Abtauen des Eises. Ist
das Eis vollständig abgetaut und erreicht die Temperatur der Gefriereinrichtung die vorgegebene obere
Grenze TH, so wird die Heizvorrichtung 9 abgeschaltet
Dieser Wechsel im Betrieb entspricht dem Vorgang 12 in Fig. 2. Danach nimmt die Temperatur
der Gefriereinrichtung allmählich entlang der Linie 13 ab, bis sie die vorgegebene untere Grenze TL erreicht.
Dann wird bei 14 die Heizvorrichtung 9 erneut eingeschaltet, um die Gefriereinrichtung wiederum gemäß
dem Vorgang 11 zu erwärmen. Es ist wichtig, daß die untere Grenze TL auf eine möglichst niedrige
Temperatur festgesetzt wird, damit eine große Differenz zwischen der unteren Grenze TL und der oberen
Grenze T„ entsteht Weil der Entfrostungsvorgang von neuem beginnt, wenn die Temperatur der Gefriereinrichtung
die untere Grenze TL erreicht, während der Abtauzeitglied-Schalter 7 geschlossen ist, wird
ein unnötiger Gefriervorgang durch die Gefriereinrichtung unterbunden.
Die Fig. 3 zeigt einen Betriebszyklus der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, wobei (a) der vorgegebene
Funktionsablauf des Abtauzeitglieds ist, (b) den Verlauf der Temperatur der Gefriereinrichtung
und (c) die Einschaltzeit der Heizvorrichtung 9 zeigt.
Zunächst gibt das Zeitglied einen Löschimpuls P\
ab. Der Schalter 15, der zwischen die Basis des ersten Transistors 1 und die negative Anschlußklemme
der Stromquelle 2 geschaltet ist, wird auf den Löschimpuls P\ ansprechend geschlossen, um die Steuervorrichtung
vollständig auszuschalten. Danach gibt das Zeitglied ein Abtausignal P2 ab, durch das der Abtauzeitglied-Schalter
7 geschlossen wird. Dieser Zustand wird solange beibehalten, wie das Abtausignal
P2 besteht, wobei die Heizvorrichtung 9 während dieser
Zeit in Betrieb ist. In der Zwischenzeit steigt die Temperatur der Gefriereinrichtung gemäß der Darstellung
bei (b) an, da die Heizvorrichtung mit dem Beginn des Abtausignals P2 eingeschaltet wird. Erreicht
die Temperatur der Gefriereinrichtung die obere Grenze TH, wird die Heizvorrichtung abgeschaltet,
so daß die Temperatur der Gefriereinrichtung gemäß der Linie A abfällt. Der Abtauvorgang wird über
eine Periode ti beibehalten, obwohl der Abtauzeitglied-Schalter
7 über die Periode t\ geschlossen bleibt. Die Periode fi muß langer sein als die Periode I2,
In der Fig. 3 verdeutlicht die Kurve B den Verlauf der Temperatur bei einer herkömmlichen Gefriereinrichtung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Elektrische Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Steuern des Abta uvorganges bei elektrischen
Kühlgeräten, mit einer Abtau-Heizvorrichtung, einem Thyristor zum Steuern der Speisung der
Heizvorrichtung und mit einer Steuerschaltung zum Triggern des Thyristors, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung einen ersten ic Transistor (i), dessen Basisvorspannung von einem
Spannungsteiler (3,4) mit einem thermisch mit der Gefriereinrichtung gekoppelten Thermistor (3) geliefert
wird, einen zweiten Transistor (5), der sich in den zum ersten Transistor (1) entgegengesetzten
Schaltzustand befindet, und einen dritten Transistor (8) für das Triggern des Thyristors (10) aufweist,
der im durchgeschalteten Zustand die Speisung der Heizvorrichtung (9) veranlaßt, wobei der
dritte Transistor (8) normalerweise gesperrt ist, jedoch während einer durch ein Zeitglied (bei 7)
vorbestimmten Abtauzeit denselben Schaltzustand wie der zweite Transistor (5) aufweist, und der
erste und zweite Transistor (1, 5) in Kombination einen Schaltvorgang mit Hysterese-Charakteristik
vornehmen, wobei der Thyristor (10) unabhängig von der durch das Ztitglied vorgegebenen Abtauzeit
die Speisung der Heizvorrichtung (9) sperrt, wenn der Thermistor (3) eine vorbestimmte obere Temperaturgrenze
ermittelt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer des
Zeitgliedes so festgelegt ist, daß sie langer als die
normalerweise für das tatsächliche Abtauen benötigte Zeitspanne ist.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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