DE1816804C - Entfroster Steuerschaltung fur em elektrisches Kuhlgerat - Google Patents

Description

mehr gewährleistet ist. Weiterhin kann der Fall ein- !reten, daß der Enteisungszyklus beginnt, wenn bereits tiefgefrorenes Kühlgut in das Kühlgerät eingebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine .icktronische Steuerschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Entfrostung beliebig und η abhängig von der Dicke einer bereits gebildeten : isschicht eingeleitet werden kann und bei vollständiger Entfernung der Eisschicht zuverlässig beendet ■ird.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß dem das haltelement bildenden Thyristor ein Spannungs-■ilcr parallel geschaltet ist, an dessen Abgriff eine iüde angeschlossen ist, die bei Sperrung des Thyriirs an die Basis eines weiteren Transistors eine .sen sperrende Gleichspannung legt, daß ferner .scr Transistor derart an die Basis des dem • ristor den Zündstrom liefernden Ster ;rtransistor geschlossen ist, daß dieser gtsperrt ist. wenn der vristor gesperrt ist, daß weiterhin ein in geschlos- <;m Zustand die von der Diode gelieferte Gleichiinung ableitender Schalter vorgesehen ist, der bei ,er Schließung den Steuertransistor in den Leitwand überführt, und daß schließlich der Thermistor .iner Spannungsteilerschaltung zwischen den Ani ißklemmen der die Transistoren speisenden . : hspannungsquelle derart an die Basis d^s :- - rtransistors geschaltet ist, daß er diesen sperrt, wi -:·. eine vorgegebene Temperatur erreicht ist.

!ι ! der erfindungsgemäßen Steuerschaltung findet sun in die Entfrostung durch Schließen des die von dm Diode gelieferten Gleichspannung ableitenden Schalters statt. Die Schaltungsanordnung befindet sich nach kurzzeitigem Schließen des Schalters — ähnlich einem monostabilen Multivibrator — in einem stabilen Zustand, aus dem sie nur durch Veränderung des Widerstandes des Thermistors herausgeführt werden kann. Die Entfrostung kann bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung daher jederzeit dann eingeleitet werden, wenn sich der Thermistor auf einer Temperatur befindet, die niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, bei der der Entfrostungsvorgang beendet werden soll. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Entfrostung beliebig und unabhängig von der Dicke einer bereits gebildeten Eisschicht eingeleitet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein elektrisches Schaltbild für ein Ausführungsbei;;piel einer erfindungsgemäßen Entfroster-Steuerschaltung für ein elektrisches Kühlgerät, und Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild ähnlich wie F i g. 1 für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den Zeichnungen sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

F i g. 1 zeigt sine Ausführungsform der Erfindung, bei der in dem Hauptkreis ein steuerbarer Siliziumgleichrichter (im folgenden kurz als Gleichrichter bezeichnet) mit einer Heizeinrichtung derart in Reihe liegt, daß diese durch Ein- und Ausschalten des Gleichrichters gesteuert werden kann. In der Figur bezeichnen die Bezugsziffern 1 und 2 die Klemmen einer Wechselstromquelle, während 3 eine Heiz-' einrichtung ist, die ein Heizgerät oder ein Relais zur Betätigung eines Ventils, durch das heißes Gas geleitet w'td, sein kann. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet einen steuerbaren Siliziumgleichrichter, der mit der Heizeinrichtung 3 in Reihe geschaltet ist; 5 und 6 sind NPN-Transistoren ineinander entgegengesetzten Leitfähigkeitszuständen; 7 ist eine Gleichvorspannungsquelle; 8 ein Thermistor, der mit dem Innern des Kühlaggregates eines elektrischen Kühlgeräles zur Ermittlung der Temperatur innerhalb des Kühlaggregates thermisch gekoppelt ist; 9 und 10 sind ίο Wechselspannungs-Teilerwiderstände, die in Reihe geschaltet parallel zu dem Gleichrichter 4 liegen und zur Teilung der Wechselspannung an den Klemmen 1 und 2 dienen, wenn sich der Gleichrichter im nichtleitenden Zustand befindet; 11 ist eine Diode zur Gleichrichtung der Wechselspannung an dem Spannungsteilerwiderstand 10; 12 ein Glättungskondensator; 13 ein Schalter, der zur Einleitung des Entfrostungsvorganges momentar geschlossen wird; 14 ein Kollektorwiderstand des Transistors S; 15 ein Basiswiderstand des Transistors 5; 16 ein Kollektorwiderstand des Transistors 6 und 17 ein Basiswiderstand des Transistors 6.

Befindet sich das Kühlgerät im Kühlvorgang, d. h. wird ein Entfrosten nicht benötigt, so ist der Gleichrichter 4 nicht leitend und der Schalter 13 geöffnet. Daher ist auch der Hauptkreis, in dem die Heizeinrichtung 3 liegt, offen, und es findet keine Entfrostung statt, da die Heizeinrichtung 3 außer Betrieb ist. In diesem Zustand, in dem kein Entfrostungs-Vorgang erforderlich ist, wird an den Spannungsteilerwiderständen 9 und 10 eine Wechselspannung erzeugt, so daß der Transistor 5 leitend bleibt, indem seiner Basis aus dem über den Widerstand 9 und die Diode 11 aufgeladenen Glättungskondensatorl2 eine tiefe Vorspannung zugeführt wird. Der Wiücrstandswert jedes der Spannungsteilerwiderstände ist so gewählt, daß der durch die Heizeinrichtung 3 fließende Strom zu gering ist, um Wärme zu erzeugen.

Demgegenüber befindet sich der Transistor 6 im nichtleitenden Zustand, da der Transistor 5 leitet und deshalb seine Kollektorspannung niedrig ist. Infolgedessen wird vom Emitter des Transistors 6 dem Gleichrichter 4 kein Triggerstrom zugeführt, so daß dieser nichtleitend bleibt.

Um einen Entfrostungsvorgang der Schaltung nach Fig. 1 einzuleiten, die sich in dem obenerwähnten Zustand befindet, d. h. in einem Zustand, in dem der Transistor 6 und der Gleichrichter 4 nichtleitend und der Transistor 5 infolge einer von dem Glättungskondensator 12 zugeführten ausreichenden Basisvorspannung leitend sind, braucht nur der Schalter 13 periodisch, beispielsweise mittels eines Zeitgebers, für einen Moment geschlossen zu werden. Es soll nun angenommen werden, daß der Schalter 13 momentan geschlossen wird, Die in dem Glättungskondensator 12 gespeicherte elektrische Ladung kann dann von diesem über den Schalter 13 abfließen, wodurch das Basispotential des Transistors 5 so abfällt, daß dieser nichtleitend wird. Das Kollektorpotential des Transi-60 stors 5 steigt dann genügend stark an, so daß der Transistor 6 leitend wird, dem Gatter des Gleichrichters 4 ein Triggerstrom zugeführt und somit auch der Gleichrichter 4 leitend wird. Selbstverständlich sind die variable Widerstandskennlinie des Transistors 65 und die Widerstandswerte der Widerstände 14 und so gewählt, daß beim Umschalten des Transistors vom leitenden in den nichtleitenden Zustand der Transistor 6 vom nichtleitenden in den leitenden Zu-

stand geschaltet wird. Dadurch wird der Hauptkreis, ein Zweiweg-Halbleiterelement mi» Steuerelektrode

der die Klemme 1 der Wechselstromquelle, die Heiz,- enthalten.

einrichtung 3, den Gleichrichter 4 und die Klemme 2 F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der der Wechselstromquelle umfaßt, geschlossen, die Erfindung, bei der der steuerbare Siliziumgleichrichter Heizeinrichtung 3 zur Wärmeerzeugung aktiviert und 5 durch ein Zweiweg-Halbleiterelement mit Steuersomit ein Entfrostungsvorgang eingeleitet. elektrode ersetzt ist. Während des Kühlbetriebs des .Es ist bekannt, daß die einander folgenden Schritte Kühlgeräts, d.h. während in der Schaltung nach von der Betätigung des Schalters 13 bis zur Zündung F i g. 2 ein mit einem Heizelement 3 in Reihe liegendes Gleichrichters 4 in einem Moment ablaufen und des Zweiweg-Halbleiterelement 18 nichtleitend ist, daß selbst nach dem Wiederöffnen des Schalter 13 io befindet sich ein NPN-Transistor 5 im leitfähigen der Transistor 5 nichtleitend gehalten werden kann, so Zustand und ein PNP-Transistor 19 als Folge des als ob der Schalter andauernd geschlossen wäre. Dies Zustandes des Transistors 5 ebenfalls im leitfähigen kommt daher, daß der gezündete und leitende Gleich- Zustand. Da sich nun der Transistor S im leitenden richter 4 einen Spannungsabfall in Durchlaßrichtung Zustand befindet, ist seine Kollektorspannung gering, von höchstens einigen Volt hat und der Glättungs- 15 was eine tiefe Basisvorspannung am Transistor 19 kondensator 12 nicht auf eine so hohe Spannung auf- bewirkt, dessen Emitter, wie der Schaltungsverbingeladen wird, daß er den Transistor S bei geöffnetem dung nach der Figur zu entnehmen ist, an die Steuer-Schalter 13 leitend macht. Infolgedessen setzt sich elektrode des Zweiweg-Halbleiterelements 18 angeder Heizvorgang der Heizeinrichtung 3 auch nach schlossen ist. Dadurch wird auch der Transistor dem Wiederöffnen des Schalters fort. ao 19 leitend gemacht, wobei sein Emitterpotential Wenn das im Kühlaggregat angesammelte Eis ungefähr dem Potential einer gemeinsamen Massedurch den Entfrostungsvorgang vollständig entfernt klemme 2 gleich ist. Es fließt daher kein Triggerstrom ist, beginnt die Temperatur innerhalb des Kühl- zur Steuerelektrode des Zweiweg-Halbleiterelements aggregate gegenüber der Temperatur am Anfang des 18, so daß dieses nichtleitend bleibt
Entfrostungsvorganges anzusteigen. Dieser Tempe- »5 Es soll nun angenommen wenden, daß.der Schalraturanstieg im Kühlaggregat wird durch den mit dem ter 13 momentan geschlossen wird. Dadurch werden inneren des Aggregates thermisch gekoppelten Ther- zunächst der 1 ransistor S und dann der Transistor 19 mistor 8 ermittelt. Der Widerstand des Thermistors 8 abgeschaltet und ein Triggerstrom der Steuerelektrode sinkt daher mit Ansteigen der Temperatur innerhalb des Zweiweg-Halbleiterelements 18 zugeführt, der des Kühlaggregates ab und die Basisvorspannung des 39 dieses leitend .macht. Infolgedessen wird der Haupt-Transistors 6 erhöht sich entsprechend. Erreicht die kreis, der aus der Klemme 1 der Wechselstromquelle. Temperatur innerhalb des Kühlaggregates einen be- der Heizeinrichtung 3, dem Zweiweg-Halbleiterstimmten Wert, wo wird der Transistor 6 fast abge- element 18 und der Masseklemme 2 besteht, geschaltet, indem der Triggerstrom am Gatter des schlossen und ein Entfrostungsvorgang eingeleitet. Gleichrichters 4 abnimmt. Infolgedessen ist der Leit- 35 indem die Heizeinrichtung 3 zur Wärmeerzeugung fähigkeitswinkel des Gleichrichters 4 kleiner als 180°, aktiviert wird.

was bedeutet, daß er in jedem positiven Halbzyklus Im Verlauf des Entfrostungsvorganges sinkt der des aus der Stromquelle stammenden Wechselstroms Widerstandswert des mit dem Innern des Kühlcinen nichtleitenden Phasenteil aufweist. aggregates thermisch gekoppelten Thermistors 8 in-An dem Glättungskondensator 12 wird folglich eine 40 folge eines Temperaturanstiegs innerhalb des Kühlbestimmte, durch die Spannungsteilerwiderstände 9 aggregates ab, was dazu führt, daß die Basisvorspan- und 10 definierte Spannung erzeugt, die das Kollek- nung des Transistors 19 tiefer wird, was wiederum torpotential des Transistors S erniedrigt, so daß der den der Steuerelektrode des Zweiweg-Halbleiter-Transistor 5 in den aktiven Arbeitsbereich überführt elements zugeführten Triggerstrom vermindei 1. Eine .wird. Mit anderen Worten findet eine positive Rück- 45 derartige Verringerung des Triggerstroms bewirkt ein kopplung statt, die das Abschalten des Transistors 6 Absinken des durch die Heizeinrichtung 3 fließenden unterstützt. Auf diese Weise erfolgt ein abruptes Ab- elektrischen Stromes, was den Abfall des Wtderschalten, das den Transistor 6 und den Gleichrich- standswertes des Thermistors 8 infolge der geringeren ter 4 in den nichtleitenden Zustand und den Transi- Wärmeerzeugung durch die Heizeinrichtung3 fördert, stor 5 in den leitenden Zustand versetzt, dadurch den 50 Erreicht die Temperatur innerhalb des Kühlaggrega-Hauptkreis öffnet, die Wärmeerzeugung durch die tes einen bestimmen Wert, so werden durch diese Heizeinrichtung 3 unterbricht und somit den Ent- positive Rückkopplungswirkung die Transistoren 5 frostungsvorgang beendet. und 19 vom nichtleitenden in den leitenden Zustand Ist der Transistor 6 einmal abgeschaltet, so sinkt geschaltet, während das Zweiweg-Halbleiterelemont die Temperatur in dem Kühlaggregat infolge der 55 18 vom leitenden in den nichtleitenden Zustand um-Kühlwirkung des Kühlgeräts, so daß der Transistor schaltet. Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen nicht wieder leitend und daher kein Entfrostungsvor- Emitterwiderstand des Transistors 19, während 21 gang mehr durchgeführt wird, obwohl der Wider- ein Widerstand ist, der mit dem zn ihm in Reihe standswert des Transistors 8 als Folge des Tempera- geschalteten Thermistor 8 einen Spannungsteilerkreis turabfalls in dem Kühlgerät ansteigt. 60 bildet, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem '" In der oben beschriebenen Ausführungsform der Thermistor und dem Widerstand 21 mit der Basis erfindungsgemäßen Entfroster-Steuerschaltung wird des Transistors 19 verbunden ist und dieser eine ein steuerbat er Siliziumgleichrichter verwendet, durch Vorspannung zuführt. Selbstverständlich sind die den der Hauptkreis, zur Aktivierung einer Heiz- variable Widerstandskennlinie des Thermistors 8 and einrichtung abwechselnd geöffnet und geschlossen 65 der wjderstandswert des Widerstands 21 so gewählt, wird; die Entfroster-Steuerschaltung kann jedoch an daß im leitfähigen Zustand des Transistors S auch Stelle eines steuerbaren Sflizhimgleichrichters zur der Transistor 19 leitend isL
Durchführimg einer ähnlichen Steuerwirfcung auch Obwohl im vorstehenden spezieile Ausführüngs-

ispiele der erfindungsgemäßen Entfroster-Steuerhaltung beschrieben wurden, ist leicht einzusehen, iß

1. dir Thermistor mit der Basis eines der beiden Transistoren in Fig. 1 und 2 verbunden sein kann und

2. die Zuführung einer Basisvorspp.unung zu dem vorhergebenden Transistor dadurch erfolgen

kann, daß zunächst ein Teil der Spannung an den Klemmen einer Wechselstromquelle gleichgerichtet und dann die so gleichgerichtete Spannung durch die Reihenschaltung zweier Widerstände geteilt wird, d. h., daß die funktionell^ Anordnung des Spannungsteilers und der Gleichrichterstufe der Fig. 1 und 2 vertauscht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Kühlgeräts mit einem Thermistor als Temperatur-

_D . fühler bekannt (USA.-Patentschrift 3 248 892), der

Patentanspruch: _{em zum EiQ hzw Ausscn}alten _eines Heizelements

vorgesehenes Schaltelement über einen Transistor

Elektronische Steuerschaltung für die Ent- 5 steuert, bei der bei Erreichen einer unteren Tempefrostung des Kühlkörpers eines elektrischen Kühl- ratur eines Thermistors der Enteisungszyklus berüngeräts mit einem Thermistor als. Temperatur- nen und bei Erreichen einer oberen Temperatur des fühler, der ein zum Ein- bzw. Ausschalten eines Thermistors der Enteisungszyklus beendet werden Heizelements vorgesehenes Schaltelement über soll. Da;:u ist der Thermistor unmittelbar benachbart einen Steuertransistor steuert, dadurch ge-io dem Kühlelement angeordnet. Wenn das Eis, das sich kennzeichnet, daß dem das Schaltelement auf dem Kühlelement bildet, den Thermistor umhüllt, bildenden Thyristor (4; 18) ein Spannungsteiler sinkt dessen Temperatur, woraufhin sein Widerstand (9, 10) parallel geschaltet ist, an dessen Abgriff steigt. Dadurch steigt die Spannung an einem Spaneine Diode (11) angeschlossen ist, die bei Sper- nungsteilerabgriff so lange, bis eine Zenerdiode, die rung des Thyristors an die Basis eines weiteren 15 parallel liegt, leitend wird. Damit wird ein Transistor Transistors (5) eine diesen sperrende Gleichspan- durchgeschaltet. Durch den durch ihn hindurchnung legt, daß ferner dieser Transistor derart an fließenden Strom wird ein Heizwiderstand erwärmt, die Basis des dem Thyristor den Zündstrom der seinerseits einen Thermoschalter zum Schließen liefernden Steuertransistors (6; 19) angeschlossen bringt, der das zur Enteisung dienende Heizelement ist, daß dieser gesperrt ist, wenn der Thyristor ge- 20 einschaltet. Gleichzeitig wird durch einen anderen sperrt ist, daß weiterhin ein in geschlossenem Zu- Thermoschalter ein Widerstand dem Thermistor in stand die von der Diode gelieferte Gleichspannung Reihe geschaltet, wodurch die ah der Zenerdiode anableitender Schalter (13) vorgesehen ist, der bei liegende Spannung erhöht wird. Damit wird eine Abseiner Schließung den Steuertransistor in den schalt-Temperatur eingestellt, die höher ist als die. Leitzustand überführt, und daß schließlich der 25 bei der die Durchbruchspannung der Zenerdiode bei Thermistor (8) in ei· er Spannungsteilerschaltung Beginn des Enteisungr.zyklus erreicht wurde. Durch zwischen den Anschlußklemmen der die Transi- den durch das Heizelement herbeigeführten Tempestoren speisenden Gleichspannungsquelle (7) der- raturanstieg sinkt der Widerstand des Thermistors, art an die Basis des Steuertran^istor* geschaltet Erreicht er einen Wert, bei dem die Spannung an der ist, daß er diesen sperrt, wenn eine vorgegebene 30 Zenerdiode unterhalb deren Durchbruchspannung Temperatur erreicht ist. sinkt, so sperrt diese, wodurch auch der Transistor

gesperrt wird, der Heizwiderstand sich wieder abkühlt und die Thermoschalter vieder in ihren ursprüng-

liehen Schaltzustand zurückgeschaltet werden.

35 Weiterhin ist ein mechanisches System bekannt (USA.-PatentS'-hrift 3 320 386), bei dem in Abhängigkeit von Liner vorbestimmten Temperatur am Verdampfer, die niedrig genug ist, um die Ansamm-

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische lung von Eis zu verursachen, ein Enteisungszyklus Steuerschaltung für die Entfrostung des Kühlkörpers 40 begonnen und in Abhängigkeit von einer zweiten eines elektrischen Kühlgeräts mit einem Thermistor höheren Temperatur, die die Entfernung des Eises als Temperaturfühler, der ein zum Ein- bzw. Aus- anzeigt, der Enteisungszyklus beendet wird. Dazu schalten eines Heizelements vorgesehenes Schaltungs- wird ein elektrischer Schalter mit einem zwischen zwei element über einen Steuertransistor steuert. Stellungen — entsprechend Beginn und Ende des

Es ist bekannt, daß die Kühlwirksamkeit eines 45 Enteisungszyklus — bewegbaren Betätigungsarm verelektrischen Kühlgeräts verringert ist, wenn sich an wende*. Der beim normalen Betrieb zwischen diesen der Kühleinrichtung oder auf der Oberfläche des Ver- beiden Stellungen gehaltene Betätigungsarm wird von dampfers Eis niederschlägt, und es ist sehr wichtig, einem Wärmedehiiungselement nach Überwindung das Eis zu entfernen und die Kühlwirksamkeit des einer Vorspannung, die zur Festlegung der beiden elektrischen Kühlgeräts zu erhöhen. Ein Verfahren, 50 Temperaturen dient, bevegt.

das sehr häufig zur Entfernung von Eis verwendet Bei Erreichen einer unteren Temperatur wird der

wurde, besteht darin, ein Entfrosterventil für eine Enteisungszyklus automatisch begonnen und bei vorbestimmts Zeitperiode zu öffnen und heißes Gas Erreichen der sich durch die Enteisung einstellenden durch den Verdampfer strömen zu lassen oder eine oberen Temperatur wird der Enteisungszyklus be-Heizeinrichtung für eine vorbestimmte Zeitperiode zu 55 endet. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß energieren und sie Wärme erzeugen zu lassen. Da die der Enteisungszyklus auch dann beginnt, wenn nur Dauer des Entfrostungsbetriebs voreingestellt ist, ist die Umgebungstemperatur des Temperaturfühlers es unvermeidbar, daß der Entfrostungsvorgang in genügend abgesunken ist, ohne daß sich eine Eis-Abhängigkeit von der Menge niedergeschlagenen schicht auf dem Verdampfer gebildet hat. Der Eises differiert. 60 Beginn des Enteisungszyklus hängt damit auch von

Ist die niedergeschlagene Eismenge relativ groß, der Menge des in dem Kühlgerät gespeicherten Kühlwird nämlich dieses Eis unvollständig entfernt, wäh- gutes ab. Ist der von Kühlgut nicht ausgefüllte Raum rend bei relativ kleiner Eismenge drr Entfrostungs- sehr klein, erfolgt eine Abkühlung der darin befindbetiieb weiter anhält, selbst nachdem das Eis voll- liehen Luft sehr schnell, so daß die den Enteisungsstänijn entfernt wurde, wodurch die Temperatur in 65 zyklus einleitende Temperatur erreicht werden kann, dem KüMraum auf einen unnötig hohen Pegel ansteigt. Dadurch ist es möglich, daß die Kühlperiode im Es ist bereits eine elektronische Steuerschaltung für Vergleich zu dem Enteisungszyklus sehr kurz ist, die Entfrostung des Kühlkörpers eines elektrischen wodurch eine wirksame Kühlung des Kühlgutes nicht