DE1751998C3 - Schaltungsanordnung zur Abtausteuerung bei elektrischen Kühlgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus den US-PS 32 22882 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 bcsondereir Nachteil darin besteht, daß das Schalten von Kühlaggregat oder Abtauheizung 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 vorgenom- 6s menen 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 LJmsteuerventils 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 wird erfindungsgemäß mit dem im Keiinzeichnungsteil 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 Verschleißerscheinungen 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 Kühlaggregats mit sich bringt

Sollte wegen besonders widriger Umstände das Abtauen des Eisbelags ungewöhnlich lange dauern, so ist erfindungsgemäß mit dem in die Schaltung eingebauten Zeitglied dafür gesorgt daß nach einer vorbestimmten Zeit der Abtauvorgang abgebrochen wird 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 Steuerungsmaßnahme 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 Ausrührungsform 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 Tempeifitur der Gefriereinrichtung im starken Maße beeinflußt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ·ο ist bei wirksamen Betrieb der Gefriereinrichtung der erste Transistor 1 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 ·5 Zustand der Abtauzeitglied-Schalte·· 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 dp.r 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 ScbJießzustand 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 befindsi. 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 Abtauet des Eises. Ist das Eis vollständig abgetaut und erreicht die Temperatur der Gefriereinrichtung die vorgegebene obere Grenze T_H, 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 T_L erreicht Dann wird bei 14 die Heizvorrichtung 9 erneut eingeschaltet, um die Gefriereinriciitung wiederum gemäß dem Vorgang 11 zu erwärmen. Es ist wichtig, daß die untere Grenze T_L auf eine möglichst niedrige Temperatur festgesetzt wird, damit eine große Differenz zwischen der unteren Grenze T_L und der oberen Grenze T_H entsteht Weil der Entfrostungsvorgang von neuem beginnt, wenn die Temperatur der Gefriereinrichtung die untere Grenze T_L 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 (0) 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 Pi 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 T_H, wird die Heizvorrichtung abgeschaltet, so daß die Temperatur der Gefriereinrichtung gemäß der Linie A abfällt. Der Abtauvorgang wird über eine Periode t₂ beibehalten, obwohl der Abtauzeitglied-Schalter 7 über die Periode r, geschlossen bleibt. Die Periode t_x muß langer sein als die Periode f₂, In der Fig. 3 verdeutlicht die Kurve B den Verlauf der Temperatur bei einer herkömmlichen Gefriereinrichtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Steuerndes Abtauvorganges 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 Transistor (1), 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 «5 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) aufweht, 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 Zeitglied 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 länger als die normalerweise für das tatsächliche Abtauen benötigte Zeitspanne ist