DE1909448C3

DE1909448C3 - Defrost control device for an electric refrigerator

Info

Publication number: DE1909448C3
Application number: DE19691909448
Authority: DE
Inventors: Zenji Ibaragi; Kobayashi Takeji Kyoto; Kusuda (Japan)
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1969-02-25
Publication date: 1976-01-29

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Entfrostungsfteuereinrichtung für ein elektrisches Kühlgerät mit tiner Schalteinrichtung zum öffnen und Schließen tines Entfrostungsstromkreises und einem an diese Schalteinrichtung angeschlossenen Thermofühler, der eine dem Enteisungszustand entsprechende Temperatur ermittelt, bei der die Schalteinrichtung den Entfrottungsstromkreis öffnet.The invention relates to a defrosting control device for an electrical cooling device with tiner switching device for opening and closing tines defrosting circuit and a thermal sensor connected to this switching device, the a temperature corresponding to the de-icing condition is determined at which the switching device controls the de-icing circuit opens.

Es ist bekannt, daß die Kühlleistung eines elektrischen Kühlgeräts abnimmt, wenn das Kühlaggregat, ti. h. die Oberfläche des Verdampfers des Kühlgeräts, Vereist.It is known that the cooling capacity of an electrical cooling device decreases when the cooling unit, ti. H. the surface of the evaporator of the refrigerator, iced up.

Um dieses Eis zu entfernen, sind bisher verschiedene Verfahren angewendet worden, indem man beispielsweise bei geöffnetem Entlastungsventil für eine bestimmte Zeitdauer heißes Gas durch den Verdampfer leitete oder durch ein Heizgerät für eine bestimmte Zeitdauer Wärme erzeugte. Die herkömmlichen Ent- fio frostcrsysteme, bei denen die Entfrostungsdauer von vornherein festliegt, weisen insofern Nachteile auf, als der Entfrostungsvorgang ohne Rücksicht auf die Stärke der Vereisung einfach für eine feste Zeitdauer fortge:- führt wird. Dies führt im Falle einer verhältnismäßig geringen Vereisung infolge eines zu langen, sogar über die vollständige Entfernung des Eises herausgehenden Heizvorgangs zu einem übermäßigen Temperaturansties in den Fächern des Kühlgeräts oder _im Falle einer verhältnismäßig starken Vereisung des Kühlaggregats zu einer Beendung des Entfrostungsvorgangs. bevor das gesamte bis innerhalb des Kühlaggregats vc.v.ar, dtg^entfernust. _{EnlfrostunKSSyslem} bekannt (GB-PS 8 14 447) bei dem in Abhängigkeit von der Temperatur an dem Kühlgerät der Entfrostungsvorgang dadurch beendet w.rd, daß von einem an dem kühlgerät angebrachten Thermofühler über eine Kapillarrohre auf mechanische Weise das Entfrostungsheizgerat abgeschal-et wird Eine solche Steuerung mit mechanischen Elementen ist nicht sehr genau und fuhrt bei den Schaltvorgängen Ansprechverzögerungen em, die zu Fehlsieuerunger. wie beispielsweise schwmgungsahnhchem Ein- und Ausschalten führen könnenVarious methods have hitherto been used to remove this ice, for example by passing hot gas through the evaporator for a certain period of time with the relief valve open or by generating heat for a certain period of time by a heater. The conventional defrosting systems, in which the defrosting duration is fixed in advance, have disadvantages in that the defrosting process is simply continued for a fixed period of time regardless of the degree of icing. In the event of a relatively low level of icing as a result of a heating process that goes out too long, even beyond the complete removal of the ice, this leads to an excessive rise in temperature in the compartments of the refrigerator or, _{in the} case of relatively heavy icing of the refrigeration unit, to termination of the defrosting process. before the entire up within the cooling unit vc.v.ar, dtg ^ removed. _{EnlfrostunKSSyslem} known (GB-PS 8 14 447) in which, depending on the temperature on the refrigerator, the defrosting process is ended by mechanically disconnecting the defrosting heater from a thermocouple attached to the refrigerator via a capillary tube Control with mechanical elements is not very precise and leads to response delays in the switching processes, which lead to false alarms. such as switching oscillation on and off

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lntfrostungssieuereinrichtung der eingangs genannter, An zu schaffen, mit der eine genaue und verzogerungsfme Steuerung eines Entfrostungsvorganges ermöglicht im. Diese Aufgabe ist durch die im Kennzcichnungstcil d-s Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. "Bei der erfindungsgemäßen Entfrcstungssteuereinrichtung wird der eine EntfroMunssheizeinnchiimg (oder ein Relais, das eine Heizeinrichtung einschaltet) mit Energie versorgende Entfrostungsstromkreis v„_n einem Thyristor geöffnet und geschlossen. Lm solcher Thyrist-'-'isi für die erfindungsgemaße hntfrostiingsstcuereinrichtung besonders geeignet, da er aul Änderungen eines seiner Steuerelektrode zugefuhrten Stroms schnell anspricht und auch zum Schalten vor, Wechselströmen geeignet ist. Der Schaltzustand des Thyristors wird bei der erfindungsgemaßen L-niirosti-ngssteuereinrichtung durch den Transistor gesteuert, der praktisch auch einen Verstärker für das vor. den Schaltern und dem Thermofühler abgegebene Steuersignal bildet Dadurch, daß der Transistor dem Thyristor den diesen durchschaltenden Strom zuführt, hängt der Leitzustand des Thyristors unmittelbar vom Leitzustand des Transistors ab. Die positive Rückkopplung sorgt dafür daß auch der Leitzustand des Transistors von dem Leitzustand des Thyristors abhängt. Diese gegenseitige Abhängigkeit bewirkt vorteilhafterweise cm schnelles und genau definiertes Ansprechen auf die von dem Thermofühler und den Schaltern zugeführten Steuersignale. Wird der Transistor nämlich einmal in seinen Leitzustand versetzt (durch den z. B. von einem Zeitgeber betätigten Schalter 14), bleibt er durch die positive Rückkopplung von dem Thyristor in diesem [ eitzustand, auch wenn das den Leitzustand herbeiführende Steuersignal verschwunden ist. Die gleichen Verhältnisse liegen beim Sperrzustand vor: Wird der Transistor (und dadurch der Thyristor) durch das von dem Thermofühler abgegebene Signal gesperrt, behält er diesen Sperrzustand wegen der positiven Rückkopplung von dem Thyristor 2, selbst wenn sich das von dem Thermofühler abgegebene Steuersignal geändert hat. Dadurch ist das Schalten bei der dem Enteisungszustand entsprechenden Temperatur genau festgelegt, wodurch Fehlschaltungen (schwingungsähnliches Hin- und Ausschalten) auf Grund eines langsamen Erreichens dieser Temperatur ausgeschlossen sind. Dadurch kann die Temperatur, bei der die Entfroslung beendet werden soll, genau eingehalten werden, ohne daß , schädliche Verzögerungen auftreten, die zu unzulässigen Erwärmungen des in dem Kühlgerät befindlichen Kühlguts führen können.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand einerThe invention is based on the object of creating a defrosting device of the type mentioned at the beginning, with which a precise and delay-free control of a defrosting process is possible. This object is achieved by the measures specified in the main claim in the identification section. "In the inventive Entfrcstungssteuereinrichtung a EntfroMunssheizeinnchiimg (or a relay that switches a heater) is v energy supplying Entfrostungsstromkreis" _n a thyristor opened and closed. Lm such thyristors -'- 'isi for the inventive hntfrostiingsstcuereinrichtung particularly suitable since it aul Changes in a current supplied to its control electrode responds quickly and is also suitable for switching in front of alternating currents. In the L-niirosti-ngssteuereinrichtung according to the invention, the switching state of the thyristor is controlled by the transistor, which in practice also has an amplifier for the in front of the switches and the thermal sensor Due to the fact that the transistor supplies the thyristor with the current that switches it through, the conduction state of the thyristor depends directly on the conduction state of the transistor and the thyristor depends. This mutual dependency advantageously brings about a rapid and precisely defined response to the control signals supplied by the thermal sensor and the switches. If the transistor is put into its conductive state once (by the switch 14 actuated by a timer, for example), it remains in this state due to the positive feedback from the thyristor, even if the control signal causing the conductive state has disappeared. The same conditions apply in the blocking state: If the transistor (and thereby the thyristor) is blocked by the signal emitted by the thermal sensor, it retains this blocking state because of the positive feedback from the thyristor 2, even if the control signal emitted by the thermal sensor has changed . As a result, switching is precisely defined at the temperature corresponding to the de-icing state, whereby incorrect switching (switching back and forth similar to oscillation) due to a slow reaching of this temperature are excluded. As a result, the temperature at which the defrosting is to be terminated can be precisely maintained without damaging delays occurring which can lead to inadmissible heating of the items to be cooled in the refrigerator.
The invention is based on a

schematischen Zeichnung an einem Schülldiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemüBen Lntfrostungsiteuereinrichtung naher erläutert.Schematic drawing on a sheath diagram of an embodiment of a defrosting control device according to the invention explained in more detail.

Die Beschreibung der Entfrostungssteuereiririchiung nach der Erfindung erfolgt in Verbindung mit dem Schaltdiagramm der hnttiOsiungssicucreinnchiung, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Heizgerät als Heizeinrichtung verwendet.The description of the defrosting control device according to the invention takes place in connection with the circuit diagram of the hnttiOsiungssicucreinnchiung, the According to one embodiment of the invention, a heater is used as the heating device.

Ein Thyristor 4, z. B. ein siliziumgesteuerier Gleichrichter (im folgenden SCR bezeichnet) «si gemäß der Zeichnung mit einer Heizeinrichtung 3 in Serie geschaltet, die in einem Hauptkreis liegt; dieser SCR4 wird fur das Schließen oder Öffnen des Hauptkreises in seinen Leit- oder Spenzustand gedruckt, so daß die Heizeinrichtung 3 nach Bedarf in Betrieb gesetzt wird.A thyristor 4, e.g. B. a silicon-controlled rectifier ( hereinafter referred to as SCR) «si connected in series with a heating device 3, which is located in a main circuit, according to the drawing; this SCR4 is printed in its conductive or discharge state for the closing or opening of the main circuit, so that the heating device 3 is put into operation as required.

Gemäß der Zeichnung ist eine Heizeinrichtung 3. z. B. ein Heizgerät, mit den Klemmen 1 und 2 einer Wechselstromquelle verbunden. Die Einrichtung 3 kann ein Relais für das Betätigen eines Heißgasvenüls Sein..Die Entfrostungssieuereinnchling besitzt einen SCM, einen Transistor 5, der ein- und ausgeschaltet wird, wenn der .SYRA ein bzw. aus ist. ferner eine fjleiehslromvorspannungseini ichiung b für den Transiitor 5, einen Thermistor 7. der fur die Ermittlung einer Temperaturänderung innerhalb des Kuhlaügregats thermisch mit dem Inneren des Kühlaggrega.s gekoppelt ist, einen Basis-Vorspannungsieilungswidcrsiand 8. einen EmitterwiderMand 9 und einen Kollekiorwider-Stand 10 für den Transistor 5, eine Gleichriehterdmde 11, einen Gläliungskondensaior 12. einen Spannungs- »eilungswiderstand 13. der während des Kuhlvorganüs ein Basispoteniial des Transistors 5 bestimmt, einen Schalter 14, der normalerweise offen ist und zum Auslösen des Entfrostungsvurgangs kurzzeitig geschlossen wird, und einen Schalter 15, der normalerweise offen ist und für das Beenden des Enifn.'Siüngsvorgangs nach Bedarf geschlossen wird.According to the drawing, a heater 3. z. B. a heater connected to terminals 1 and 2 of an AC power source. The device 3 can be a relay for operating a hot gas valve. The Entfrostungssieuereinnchling has an SCM, a transistor 5, which is switched on and off when the .SY RA is on or off. furthermore a conduction biasing device b for the transistor 5, a thermistor 7. which is thermally coupled to the interior of the cooling unit for determining a temperature change within the cooling unit, a base biasing resistance 8. an emitter resistance 9 and a collector resistance 10 for the transistor 5, a rectifying capacitor 11, a smoothing capacitor 12. a voltage »dividing resistor 13. which determines a base potential of the transistor 5 during the cooling process, a switch 14, which is normally open and is briefly closed to trigger the defrosting process, and a switch 15, which is normally open and is closed as required to complete the cleaning process.

In der vorbeschriebenen Schaltung befindet sich der .SY. YM in seinem Sperrzustand und der Schalter 14 im Normalzustand in seiner Offenstellung, d. h. in dem Zustand, in dem keine Entlrostung erwünscht ist. Da die beiden Widerstände 13 und 8 verhältnismäßig hohen Widerstand haben, fließt in der Schaltung unter Einschluß des Heizgeräts .3 .schwacher Strom, so daß durch das Heizgerät nur geringe Wärme erzeugt wird. Im vorgenannten Zustand liegt die Spannung der Wechselsiromquelle an dem SCR4 an, wobei der Kondensator 12 durch die Gleichrichterdiode ti aufgeladen wird. Die an eiern Kondensator 12 angelegte Spannung wird durch die Widerstände 8 und 13 geteilt und an die Basis des Transistors 5 angelegt.The .SY is in the circuit described above. YM in its locked state and the switch 14 in its normal state in its open position, ie in the state in which no rust removal is desired. Since the two resistors 13 and 8 have a relatively high resistance, weak current flows in the circuit including the heater .3, so that only little heat is generated by the heater. In the aforementioned state, the voltage of the AC source is applied to the SCR4 , the capacitor 12 being charged by the rectifier diode ti. The voltage applied to a capacitor 12 is divided by the resistors 8 and 13 and applied to the base of the transistor 5.

Die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 5 wird durch die vorgenannte Spannung entgegengesetzt vorgespannt, so daß der Transistor in seinem Sperrzusiand gehalten wird. Um den Transistor 5 in seinem Sperrzustand zu halten, wird das Spannungsteilungsvcrhäitnis der Widerstände 8 und 13 so bestimmt, daß die durch die Widerstände 8 und 13 geteilte und an die Basis des Transistors 5 angelegte Spannung höher als die Ausgangsspannung der Gleichstromquelle β ist. Da der &<-■ Transistor 5 in der vorbeschriebenen Weise in seinem Sperrzustand gehallen wird, fließt kein Zündstrom zum Tor des SCRA, der mit dem Kollektor des Transistors 5 verbunden ist, so daß der SCRA noch in seinem Sperr zustand gehalten wird. ''S The emitter-base path of the transistor 5 is biased in the opposite direction by the aforementioned voltage, so that the transistor is kept in its blocked state. In order to keep the transistor 5 in its blocking state, the voltage division ratio of the resistors 8 and 13 is determined so that the voltage divided by the resistors 8 and 13 and applied to the base of the transistor 5 is higher than the output voltage of the direct current source β. Since the &<- ■ transistor 5 is held in its blocking state in the manner described above, no ignition current flows to the gate of the SCRA, which is connected to the collector of transistor 5, so that the SCRA is still held in its blocking state. '' S.

Der Schalter 14 kann geschlossen werden, um den Entfrostungssteucrkreis, der in dem vorbeschriebenen Zustand sehalten ist. die Instruktion für den Beginn der Entfrostung zu geben, wodurch der Enifrostungssteuerkreis in Entfrostungsbetrieb gesetzt wird- Dieses Ziel kann auch dadurch erreicht werden, daß dem Schalter 14 z. B. ein Zeitglied zugeordnet wird, so daß der Schalter 14 durch das Zeitglied periodisch geschlossen werden kann.The switch 14 can be closed to the defrosting control circuit, which in the above-described State is maintained. the instruction for the beginning of the To give defrosting, whereby the defrosting control circuit is put into defrosting operation- This goal can also be achieved in that the switch 14 z. B. a timer is assigned so that the switch 14 can be closed periodically by the timer.

Es sei angenommen, daß der Schalter 14 durch die Wirkung des Zeitglieds kurzzeitig geschlossen wird. Dann fließt ein Basissirom des Transistors 5 durch einen Emitterwiderstand 9, den Transistor 5 und den Schalter 14, so daß der Transistor 5 in seinen L.eitzu-SKind gebracht wird. Demzufolge fließt ein Züiidsirom zum Tor des SCRA, so daß dieser leitend wird. Dies führt zum Schließen des Hauptkreises aus der Klemme I der Wechselstromquelle, dem Heizgerät 3, dem SCRA und der Klemme 2 der Wechselsiromquelle. Es wird somit das Heizgerät 3 für den Beginn der Eisentfernung im Kuhlaggregat energiert.It is assumed that the switch 14 is briefly closed by the action of the timer. Then a Basissirom of the transistor 5 flows through an emitter resistor 9, the transistor 5 and the switch 14, so that the transistor 5 is brought into its L.eitzu-SKind. As a result, a Züiidsirom flows to the gate of the SCRA, so that this becomes conductive. This leads to the closing of the main circuit from terminal I of the alternating current source, heater 3, the SCRA and terminal 2 of the alternating current source. The heater 3 is thus energized for the beginning of the ice removal in the cooling unit.

Da der SCRA in einem Augenblick in seinen Leitzustand gebracht wird und der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung des leitenden SCRA ziemlich klein ««.!ei mir in der Größenordnung von wenigen Volt ist entsteht an dem Kondensator 12 bei erneutem Üilnen Jc Schalters 14 keine Spannung solcher Ciruße, die den Transisior in seinen Sperr/ustand bringen würde. Somit wird der Transistor 5 fortdauernd in seinem l.en/ii stand und der Enifrustiingssteuerkreis m seinem Betriebszustand gehalten, was vollständig dasselbe ist. .ils wenn der Schalter 14 fortdauernd geschlossen ware. Dernzulolge erzeugt das Heizgerät i fortdauernd Hitze, wodurch der Entlrosmiigsvorgang für das Entfer neu des Eises innerhalb des Kühlaggtegats fortgesetzt wird.Since the SCRA is brought into its conductive state in an instant and the voltage drop in the forward direction of the conductive SCRA is quite small, on the order of a few volts, no voltage of such currents is created on the capacitor 12 when the switch 14 is again used, which would bring the transistor into its locked state. Thus, the transistor 5 is continuously in its l.en / ii and the enifrusting control circuit is kept in its operating state, which is completely the same. .ils if the switch 14 were continuously closed. As a result, the heater i continuously generates heat, whereby the Entlrosmiigsvorgang for the removal of new ice within the Kühlaggtegats is continued.

Ist das Eis im Kühlaggregat entfernt, steigt die Tem peralur innerhalb des Kühlaggregats allmählich .in, während tier Widerstand des thermisch mit dem Inneren des Kühlaggregats gekoppelten Thermisturs 7 allmählich abnimmt. Dies führt dazu, daß die Emitter-Basisspannung des Transistors 5 klein wird, die durch Teilen der Spannung der Gleichstromvorspannungsquelle 6 durch den Thermistor 7 und den Widerstand 8 erhalten wird. An einer Stelle, an der die Temperatur innerhalb des Kühlaggrcgats die 'Temperatur für das Beenden des Entfrostungsvorgangs erreicht, wechselt der Transistor 5 von seinem Leitzustand in seinen Sperrzustand, wodurch sich eine Abnahme des Zündstroms zu dem SCRA ergibt.Once the ice in the cooling unit has been removed, the temperature within the cooling unit gradually rises, while the resistance of the thermistor 7, which is thermally coupled to the interior of the cooling unit, gradually decreases. As a result, the emitter base voltage of the transistor 5 obtained by dividing the voltage of the DC bias source 6 by the thermistor 7 and the resistor 8 becomes small. At a point at which the temperature within the cooling unit reaches the temperature for ending the defrosting process, the transistor 5 changes from its conducting state to its blocking state, which results in a decrease in the ignition current to the SCRA .

Es ist daher jetzt der Leitwinkel des .SYTf4 kleiner .ils 180'. wodurch sich eine Phase ergibt, bei welcher keine Leitung erfolgt. Während der nichtleitenden Phase des .SY"W4 wird der Kondensator 12 aufgeladen, und es tritt eine Spannung an dem Kondensator 12 auf. Diese Spannung wird auch an die Basis des Transistors 5 angelegt, so daß sich dieser mehr und mehr seinem .Sperrzusland nähert. In der Zwischenzeit '.ritt die sogenannte positive Rückkopplung in dem .SYW auf. bei der der Zündstrom weiter vermindert und der Leit winkel des .SY7\4 kleiner wird. Demzufolge wird der Transistor 5 und der SCRA schnell in einen Sperr/uMand überführt, so daß der Hauptkreis wieder geöffnet und der Entlrosiungsvorgang beendet wird, d. Ii. der Heizvorgang durch das Heizgerät 3.The guide angle of the .SYTf4 is therefore now less than .ils 180 '. whereby there is a phase in which there is no conduction. During the non-conductive phase of the .SY "W4, the capacitor 12 is charged, and a voltage occurs across the capacitor 12. This voltage is also applied to the base of the transistor 5, so that it approaches its. In the meantime, the so-called positive feedback occurs in the .SYW. The ignition current is further reduced and the conduction angle of the .SY7 \ 4 is smaller. As a result, the transistor 5 and the SCRA are quickly converted into a blocking / uMand, so that the main circuit is opened again and the Entlrosiungsvorgang is ended, i.e. the heating process by the heater 3.

Ist der Transistor 5 und der SCRA in seinen Sperrzusiand überführt worden, wird die Temperatur innerhalb des Kühliiggrcgats herabgesetzt. Da das Basispotential des Transistors S dasjenige Potential ist, das durch Teilung der an dem Kondensator 12 angelegten, durch die Widerstände 8 und Π geteilten Spannung erhallenIf the transistor 5 and the SCRA have been switched to its blocking state, the temperature within the cooling unit is reduced. Since the base potential of the transistor S is the potential obtained by dividing the voltage applied to the capacitor 12 and divided by the resistors 8 and Π

wird, leitet der Transistor 5 trotz Vergrößerung des Widerstands des Thermistors 7 nicht und wird so lange in seinem Sperrzustand gehalten, bis der Schalter 14 wieder geschlossen wird. Somit bleibt die Schaltung in dem Zustand für das Kühlen.is, the transistor 5 conducts despite the enlargement of the Resistance of the thermistor 7 is not and is held in its blocking state until the switch 14 is closed again. Thus, the circuit remains in the state for cooling.

Unter der Annahme, daß der Schalter 15. der fiir das Umschalten der im Entfrostungsbetrieb befindlichen Steuereinrichtung in Kühlbetrieb vorgesehen ist. wahrend des Entfrostungsvorgangs geschlossen wird, wird der Thermistor 7 kurzgeschlossen. Dies ist genau der gleiche Zustand wie wenn der Widerstand des Thermistors abnimmt. Demzufolge wird der Entfrostungsvorgang gestoppt.Assuming that switch 15. is the one for the Switching the control device in the defrosting mode is provided in cooling mode. while of the defrosting operation is closed, the thermistor 7 is short-circuited. This is exactly that same condition as when the resistance of the thermistor decreases. As a result, the defrosting process stopped.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Defrost controller for an electric Cooling device with a switching device for opening and closing a defrosting circuit and a thermal sensor connected to this switching device, one of the defrosting status determined corresponding temperature at which the switching device the defrosting circuit opens, characterized that the switching device by a lying in the Emfrostup.gsstromkreis thyristor (4) and a transistor (5) connected to its control electrode is formed, which is powered by a DC voltage source (6) is fed and the at his of the thermocouple (7) and switches (14, 15) The conduction state of the control electrode of the thyristor can be influenced via a base voltage divider (8, 13)

(4) supplies this through-switching current, and that from the thyristor (4) a positive feedback via a charging device consisting of a diode (11) and a capacitor (12) the transistor (5) leads.

2. Defroster control device according to claim 1, characterized in that the heating device

is a heater (3) which generates heat as a function of the conduction of the thyristor (4).

3. Defroster control device according to claim 1, characterized in that the heating device (3) Hot gas used.

4. Defroster control device according to claim 1 to 3, characterized in that the thermal sensor (7) is a thermistor.

5. Defrosting device according to claim 1 to 4, characterized in that the voltage dividing device consists of series-connected cons stands.