DE1816176B - Entfroster-Steuerschaltung für ein elektrisches Kühlgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuerschaltung für die Entfrostung des Kühlkörpers eines elektrischen Kühlgeräts mit einem Thermistor als Temperaturfühler, der ein zum Ein- bzw. Ausschalten eines Heizelements vorgesehenes Schaltungselement über einen Steuertransistor steuert.

Es ist bekannt, daß die Kühlwirksamkeit eines elektrischen Kühlgeräts verringert ist, wsnn sich an der Kühleinrichtung oder auf der Oberfläche des Verdampfers Eis niederschlägt, und es ist sehr wichtig, das Eis zu entfernen und die Kühlwirksamkeit des elektrischen Kühlgerätes zu erhöhen. Ein Verfahren, das sehr häufig zur Entfernung von Eis verwendet wurde, besteht darin, ein Entfrosterventil für S» eine vorbestimmte Zeitperiode zu offnen und heißes Gas durch den Verdampfer strömen zu lassen oder eine Heizeinrichtung für eine vorbestimmte Zeitperiode zu energieren und sie Wärme erzeugen zu lassen. Da die Dauer des Entfrostungsbetriebes voreingestellt ist, ist es unvermeidbar, daß der Ent· feostungsvorgang in Abhängigkeit von der Menge niedergeschlagenen Eises differiert.

Ist die niedergeschlagene Eismenge relativ groß, wird nämlich dieses Eis unvollständig entfernt, während bei relativ kleiner Eismenge der Entfrostungsbetrieb weiter anhält, selbst nachdem das Eis vollständig entfernt wurde, wodurch die Temperatur in dem Kühlraum auf einen unnötig hohen Pegel ansteigt.

Es ist bereits eine elektronische Steuerschaltung für die Entfrostung des Kühlkörpers eines elektrischen Kühlgeräts mit einem Thermistor als Tempe raturfühler bekannt (pSA^ateGtschrift 3 248892), der ein zum Ein- bzw, Ausschalten eines Heizelements vorgesehenes Schaltelement über einen Transistor steuert, bei der bei Erreichen einer oberer;. Temperatur des Thermistors der Entejsungszyklus beendet werden solL Dazu ist der Thermistor unmittelbar benachbart dem Kühlelement angeordnet. Wenn das Eis, das sich auf dem Kühlelement bildet, den Thermistor umhüllt, sinkt dessen Temperatur, woraufhin sein Widerstand steigt Dadurch steigt die Spannung an einem Spannungsteilerabgriff so lange, bis eine Zienerdiode, die parallel liegt, leitend wird. Damit wird ein Transistor duiehgeschalteL Durch den durch ihn hindurchfließenden Strom wird ein Heizwiderstand erwärmt, der seinerseits einen Thermoschalter zum Schließen bringt, der das zur Enteisung dienende Heizelement einschaltet. Gleichzeitig wird durch einen anderen Thermoschalter ein Widerstand dem Thermistor in Reihe geschaltet, wodurch die an der Zenerdiode anliegende Spannung erhöht wird. Damit wird eine Abschait-Temperatur eingestellt, die höher ist als die, bei der die Durchbruchspannung der Zenerdiode bei Beginn des Emeisungszyklus erreicht wurde. Durch den durch das Heizelement herbeigeführten Temperaturanstieg sinkt der Widerstand des Thermistors. Erreicht er einen Wert, bei dem die Spannung an der Zenerdiode unterhalb deren Durchbruchspannung sinkt, so sperrt diese, wodurch auch der Transistor gesperrt wird, der Heizwiderstand sich wieder abkühlt und die Thermoschalter wieder in ihren ursprünglichen Schaltzustand zurückgeschaltet werden.

Weiterhin ist ein mechanisches System bekannt (USA.-Patentschrift 3 320386), bei dem in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Temperatur am Verdampfer, die niedrig genug ist, um die Ansammlung von Eis zu verursachen, ein Enteisungszyklus begonnen und in Abhängigkeit von einer zweiten, höheren Temperatur, die die Entfernung des Eises anzeigt, der Enteisungszyklus beendet wird. Dazu wird ein elektrischer Schalter mit einem zwischen zwei Stellungen — entsprechend Beginn und Ende des Enteisungszyklus — bewegbaren Betätigungsarm verwendet. Der beim normalen Betrieb zwischen diesen beiden Stellungen gehaltene Betätigungsarm wird von einem Wärmedehnungselement nach Überwindung einer Vorspannung, die zur Festlegung der beiden Temperaturen dient, bewegt.

Diese beiden Systeme arbeiten im wesentlichen nach denselben Grundsätzen. Bei Erreichen einer unteren Temperatur wird der Enteisungszyklus automatisch begonnen und bei Erreichen der sich durch die Enteisung einstellenden oberen Temperatur wird der Enteisungszyklus beendet. Dies bringt /jedoch den Nachteil mit sich, daß der Enteisuiig&zyklus auch dann beginnt, wenn nur die Umgebungstemperatur des Temperaturfühlers genügend abgesunken ist, ohne daß sich eine Eisschicht auf dem Verdampfer gebildet hat. Der Beginn des Enteisungszyklus hängt damit auch von der Menge des in dem Kühlgerät gespeicherten Kühlgutes ab. Ist der von Kühlgut nicht ausgefüllte Raum sehr klein, erfolgt eine Abkühlung der darin befindlichen Luft sehr schnell, so daß die den Enteisungszyklus einleitende Temperatur erreicht werden kann. Dadurch ist es möglich, daß die Kühlperiode im Vergleich zu dem Enteisungszyklus sehr kurz ist, wodurch eine wirksame Kühlung des Kühlgutes nicht mehr gewährleistet ist.

Weiterhin kann der Fall eintreteo, daß der Ent- um eine Ventileinrichtung, durch die Sn das Kühl- f

eisungszyklus beginnt, wenn bereits tiefgefrorenes aggregat heißes Gas eingeführt wird, handeln. I

Kühlgut in das Kühlgerät_: eingebiacht wird. Die Erfindungwird im folgenden an Hand sche-

, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine malischer Zeichnungen an Ausführungsbeispieien

elektronische Steuerschaltung der eingangs genann- ,5 näher erläutert. Es zeigt

ten Art zu schaffen, bei der eine Entffostusg be- " Fig. 1 ein elektrisches Schaltbildeiner erfindungs-

liebig und unabhängig von der Dicke einer bereits gemäßen Entfroster-Steuerschaltung für euf elektri- I

gebildeten Eisschicht eingeleitet werden kann und sches Kühlgerät, während . ί

bei vollständiger Entfernung der Eisschicht zuver- Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild ähnlich wie {

lässig beendet wird. χ_Ο Fig, 1 ineiner anderen Ausführungsform der Erfin- I

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß das Schalt- dung darstellt \

element ein Thyrostor ist, der von dem Kollektor- " In den Zeichnungen sind entsprechende Teile mit j

strom des Steuertransistors gezündet wird, welcher gleichen Bezugsziffern bezeichnet. j

mit seinem Emitter an dem gemeinsamen Schal- ' In der Schaltung nach Fig. 1 sind die Transistotungsknoten von zwei in Reihe zwischen, die An- 15 rent und 2 während des Kühlvorgangs des Kühlschlußklemmea einer Gleichspannungsquelle eeschal- geräts gesperrt. In dieser Ausführungsform handelt teten Widerständen und mit seiner !Basis an einer es, sich bei dem Transistor 1 um einen NPN-Typ ebenfalls an die Gleichspannungsquelle angeschlos- υη&^ύτίΤπωβΪΒίοΓίΗΜβΙηεηΡί^-Τνρ. EinFestsenen Spannungsteilerschaltung liegt, in der die KoI- korper-Schaltelement 3 mit Steuerelektrode, beilektor-Emitter-Strecke eines zweiten Transistors so spielsweise ein steuerbarer Siliciumgleichrichter, deslicgt, der durchgeschaltet ist, wenn der Thyristor ge- sen Steuerelektrode mit dem Kollektor des Tranziindet ist, und dann die Spannung an der Basis des sistors 1 verbunden ist, befindet sich dalier im nicht-Steuertransistors derart beeinflußt, daß dieser leitend leitenden Zustand, so daß in dem Hauptkreis, der ist, daß ferner ein Schalter vorgesehen ist, der in ge- aus einer Klemme 4 einer üblichen Stromquelle, schlossenem Zustand den zweiten Transistor in den as einem Erhitzers, wie z. B. einem Heizgerät, dem Leitzustand bringt, und daß schließlich der Ther- steuerbaren Siliciumgleichrichter 3, einem Widermistor derart in die Spannungsteilerschaltung einge- stand 6 und einer Masseklemme 7 besteht, kein schaltet ist, daß der Steuertransistor bei Erreichen Strom fließt Unter diesen Bedingungen ist das Heizeiner vorgegebenen Temperatur des Thermistors ge- gerät außer Betrieb. Ist der Zeitpunkt zur Einleitung sperrt wird. 30 des Entfrostungsvorgangs gekommen, wobei bei-

Die Einleitung der Entfrostung findet somit bei spielsweise ein Zeitgeber einen Schalter 8 zwischen der erfindungsgemäßen Steuerschaltung durch dem (mit A bezeichneten) Kollektor des Tran-Schließen des den zweiten Transistor in den Leit- sistors 2 und der Klemme 7 kurzzeitig schließt, so zustand bringenden Schalters statt. wird der Punkt A kurzzeitig mit der negativen Klem-

Die Schaltungsanordnung befindet sich nach kurz- 35 me 7 verbunden. Die unterschiedlichen Widerstandszeitigem Schließen des Schalters — ähnlich einem eigenschaften eines mit dem Inneren des Kühlaggremonostabüen Multivibrator — in einem stabilen gates thermisch gekoppelten Thermistors 10 sowie Zustand, aus dem sie nur durch Veränderung des der Widerstandswert eines Widerstandes 11 sind so Widerstandes des Thermistors herausgeführt werden gewählt, daß der Thermistor 10 und der Widerstand kann. Die Entfrostung kann bei der erfindungsge- 40 11 den Transistor 1 leitend machen und somit die mäßen Steuerschaltung daher jederzeit dann einge- Spannung an den Klemmen einer Gleichstromleitet werden, wenn sich der Thermistor auf einer quelle 9 teilen, wenn der Schalter 8 geschlossen ist. Temperatur befindet, die niedriger als die vorbe- Ist der Transistor 1 leitfähig, so wird der steuerbare stimmte Temperatur ist, bei der der Ent*rostungsvor- Gleichrichter 3 getriggert und in seinem leitenden gang beendet werden soll. Damit ergibt sich der Vor- « Zustand geschaltet so daß in dem obengenannten teil, daß die Entfrostung beliebig und unabhängig Hauptkreis ein elektrischer Strom fließen kann. Invon der Dicke einer bereits gebildeten Eisschicht folgedessen beginnt das Heizgerät 5 zu arbeiten und eingeleitet werden kann. das Eis zu entfernen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht,

Wie im vorhergehenden erläutert wurde, beruht ist der Transistor 2 während des Entfrostungsyorsomit die Erfindung im Prinzip daraui, daß ein 50 ganges in seinen leitenden Zustand durch einen Transistor zur Triggerung der Steuerelektrode eines Kreis vorgespannt, der durch den Widerstand 6 im Festkörper-Schalteiements verwendet wird, das den Hauptkreis, eine Sperrdiode 12 und einen Glättungs-Betrieb eines Heizgerätes steuert, während ein kondensator 14 gebildet wird. Mit 14 und 15 sind weiterer Transistor vorgesehen ist, um die Entfro- Spannungsteilerwiderstände bezeichnet, die dem ster-Steuerschaltung nach beendigter Entfrostung 55 Emitter des Transistors 1 eine Vorspannung zuführen, zurückzustellen, wobei eine Serienschaltung aus während 16 einen Emitterwiderstand des Traneinem mit dem Inneren des Kühlaggregales iher- sistors 2 bezeichnet.

misch gekoppelten Thermistor, einem Widerstand Auf Grund der oben dargelegten Tatsache, daß

sowie einem beispielsweise als Drucktaste ausgeführ- die Transistoren 1 und 2 sowie anschließend der ten Schalter einen Vorspannungskreis für einen der 60 steuerbare Siliciumgleichrichter 3 leitend sind, und beiden Transistoren bildet. Bei der vorliegenden infolgedessen das Heizgerät 5 arbeitet, wird durch Erfindung kann also die Schaltung des Thermistors, diesen Entfrostungsvorgang des Kühlgerätes das Eis der zur Ermittlung der Temperatur des Kühlaggre- in dem Kühlaggregat immer mehr entfrnt, und die gates dient, auf verschiedene Weise abgewandelt Temperatur in dem Kühlaggregat steigt gegenüber werden, solange sie während des Entfrostungsvor- 65 der Temperatur am Anfang des Entfrostungsvorganges einen Vorspannungskreis für die Basis eines ganges an. Der Widerstandswert des mit dem Inneder oben erwähnten Transistoren bildet; bei dem ren des Kühlaggregates thermisch gekoppelten Ther-Heizgerät kann es sich um eine Heizwicklung oder mistors 10 sinkt daduich gegenüber seinem Wert am

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Anfang des Entfrostungsvorganges ab, was die am Gleichstromquelle 9 eine Serienschaltung aus einem Transistor 1 liegende Vorspannung verringert und Widerstand 18 und einem Thermistor 19 eingeschalschließlich zu einer Umschaltung des Transistors 1 tet ist, deren Verbindungspunkt mit der Basis eines aus dem leitenden in den nichtleitenden Zustand NPN-Transistors 2 verbunden ist. Wie in Fig. 2 führt. Diese Umschaltung des Transistors 1 führt den 5 gezeigt, dient die Serienschaltung bei geschlossenem steuerbaren Siliciumgleichrichter 3 in seinen nicht- Schalter 8 als Spannungsteiler der aus der Gleichleitenden Zustand zurück, öffnet damit den Haupt- stromquelle 9 stammenden Spannung und führt der kreis und unterbricht den Betrieb des Heizgeräts 5. Basis des Transistors 2 eine Vorspannung zu. Der Damit ist ein vollständiger Entfrostungszyklus be- übrige Teil der Schaltung ist genauso wie in Fig. 1 endet. Dabei ist leicht einzusehen, daß gleichzeitig iö mit der Ausnahme eines Widerstands 17, der den mit dem Öffnen des Hauptkreises der Transistor2 Thermistor 10 in Fig. 1 ersetzt Bei der Schaltung abgeschaltet wird. Die Schaltung ist so eingerichtet, nach Fig. 2 wird der Transistor2 bei kurzzeitigem daß der nächste Entfrostungsvorgang nicht beginnt, Schließen des Schalters 8 leitend, wodurch anbevor der Schalter 8 wieder geschlossen wird. schließend auch der PNP-Transistor 1 und der dann . Obwohl in der Schaltung nach Fig. 1 der Schal- 15 gezündete steuerbare Siliciumgleichrichter 3 leitend ter 8, der beispielsweise kurzzeitig durch einen Zeit- werden. Infolgedessen wird das Heizgerät 5 vom geber geschlossen wird, zwischen dem Punkte und elektrischen Strom durchflossen and beginnt zu arder negativen Klemme der Gleichstromquelle 9 liegt, beiten. Wenn die Temperatur innerhalb des Kühlist es auch möglich, ähnliche Wirkungen zu erzielen, aggregates auf einen bestimmten Wert ansteigt, so indem man den Schalter zwischen die Basis des ίο fällt der Widerstandswert des als Temperatarfühler Transistors 2 und die positive Klemme der Gleich- mit dem Inneren des Kuhlaggregates thermisch gestromquelle 9 legt Der Schalter 8 muß nur so an- koppelten und als Basiswiderstand des Transistors 2 geordnet sein, daß er bei Beginn des Entfrostungs- dienenden Thermistors 19 ab und schaltet infolgevorganges einen der Transistoren 1 und 2 leitend dessen — anders als bei der Schaltung nach Fig. 1, macht *5 in der zunächst der Transistor 1 abgeschaltet wird Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der —, zuerst den Transistor2 ab. Als Folge davon wird Erfindung, bei dem ein Schalter 8 zwischen einem auch der Transistor 1 abgeschaltet, der seinerseits mit B bezeichneten Punkt und der positiven Klemme den steuerbaren Siliciumgleichrichter 3 in den nichteiner Gleichstromquelle 9 liegt, und bei dem zwi- leitenden Zustand versetzt Damit ist ein vollständischen dem Punkt B und der negativen Klemme der 30 ger Entfrostungszyklus beendet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektronische Steuerschaltung für die; Entfrostung des Kühlkörpers eines elektrischen .Kühlgeräts mit einem Thermistor als Temperaturfühler, der ein zum Ein- bzw. Ausschalten eines Heizelements vorgesehenes Schaliungs-

   . element über einen Steuertransistor steuert dadurch gekennzeichnet, daß dte iSchahV element ein Thyristor (3) ist, der von, dem KoI-lektorstrom des Steuertransistors (1) gezündet wird, welcher mit seinem Emitter an dem gemeinsamen Schaltungsknoten von» zwei an Reihe zwischen die Anschlußklemmen einer Gleichspaimungsquelle geschalteten Widerständen {14, IS) und mit seiner Basis an einer ebenfalls an die Gleichspannungsquelle angeschlossenen Spannungsteilerschaltung (10,11,2,16; 17) liegt, in der die KoHektor-Emitter-Strecke eines zwei- ao ten Transistors (2) liegt, der durchgeschahet ist, wenn der Thyristor gezündet ist, und dann die Spannung an der Basis des Steuertransistors derart beeinflußt, daß dieser leitend ist, daß ferner ein Schalter (8) vorgesehen ist, der in geschlossenem Zustand den zweiten Transistor in den Leitzustand bringt, und daß schließlich der Thermistor (10; 19) derart in die Spannungsteilerschaltung eingeschaltet ist, daß der Steuertraasistor bei Erreichen einer vorpebenen Tempe- ratur des Thermistors gesperrt wird.