DE19581557C2 - Abtauverfahren für den Kältemittel-Kreislauf eines Kühlschranks - Google Patents

Abtauverfahren für den Kältemittel-Kreislauf eines Kühlschranks

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abtauverfahren für den Kältemittel-Kreislauf eines Kühlschranks mit Gefrierfach und Kühlfach.
Ein Beispiel einer Abtauvorrichtung für Kühlschränke ist in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. Sho. 56-149859, veröffentlicht am 10. November 1981, offenbart. Die in dieser Schrift veröffentlichte Abtauvorrichtung schließt einen Tank, der parallel zu einer zwischen Verdampfern des Kühlschranks verbundenen Einlaßleitung angeschlossen ist, ein elektromagnetisches Ventil, das in einer sich vom Tank ausdehnenden Rohrleitung angeordnet ist, und einen Zeitgeber ein, der zum Abschalten der Stromversorgung an einen Kompressor des Kühlschranks ausgelegt ist, während er Strom an eine Abtauheizung anlegt, um das elektromagnetische Ventil zu öffnen, wenn die Betriebszeit des Kompressors über eine bestimmte Zeitdauer akkumuliert wurde.
Eine weitere Abtauvorrichtung ist in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. Sho. 56-1082, veröffentlicht am 7. Januar 1981, offenbart. Diese Abtauvorrichtung schließt elektrische Heizungen ein, die in der Nähe einer Kühlmitteleinlaßöffnung bzw. eines Verdampfers angeordnet sind. Oberhalb bzw. unterhalb des Verdampfers sind Temperaturschalter angeordnet, um die elektrischen Heizungen zu steuern. Die Temperaturschalter weisen die gleichen Temperatursollwerte auf.
Fig. 1 stellt einen typischen Kühlschrank mit einem herkömmlichen Aufbau dar, während Fig. 2 einen beim Kühlschrank verwendeten Kühlzyklus darstellt. Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, schließt der Kühlschrank ein Kühlschrankgehäuse 1 ein, in dem Lagerfächer für Nahrung vorgesehen sind, nämlich ein Gefrierfach 2 und ein Kühlfach 3. Am Vorderteil des Kühlschrankgehäuses 1 ist eine Tür 2a bzw. 3a montiert, die zum Öffnen und Schließen des Gefrierfachs 2 bzw. des Kühlfachs 3 dient.
Zwischen dem Gefrierfach 2 und dem Kühlfach 3 ist ein Verdampfer 4 montiert, der einen Wärmeaustausch zwischen der Luft, die in das Gefrierfach 2 und das Kühlfach 3 eingeblasen wird, und einem durch den Verdampfer 1 durchlaufenden Kühlmittel ausführt, wobei das Kühlmittel durch die latente Wärme der Luft verdampft wird während die Luft gekühlt wird. Auf der Rückseite des Verdampfers 4 ist ein Lüfter 5a montiert, der durch einen Lüftermotor 5 gedreht wird, um die Kaltluft, die beim Verdampfer 4 Wärme ausgetauscht hat, durch das Gefrierfach 2 und das Kühlfach 3 zu zirkulieren.
Um die Menge der in das Kühlfach 3 zugeführten Kaltluft zu steuern, ist eine Drosselklappe 6 vorgesehen, die die Zufuhr der Kaltluft zur Kühlkammer 3 ermöglicht oder die Zufuhr der Kaltluft in Abhängigkeit der Innentemperatur des Kühlfachs 3 abschaltet. Eine Vielzahl von Fachböden 7 sind sowohl im Gefrierfach 2 als auch im Kühlfach 3 getrennt angeordnet, um die Fächer in mehrere Nahrungslagerabschnitte zu unterteilen.
Am jeweiligen hinteren Teil des Gefrierfachs 2 bzw. Kühlfachs 3 ist ein Kanalelement 8 bzw. 9 montiert, welches den Strom der Kaltluft führt, die beim Verdampfer 4 Wärme ausgetauscht hat, so daß er in das Gefrierfach 2 bzw. das Kühlfach 3 eintritt und dort durchzirkuliert. Das Gefrierfach 2 bzw. das Kühlfach 3 weist eine Kaltluftauslaßöffnung 8a bzw. 9a auf. Durch die Kaltluftauslaßöffnung 8a bzw. 9a werden die Kaltluftströme, geführt durch das Kanalelement 8 bzw. 9, in das Gefrierfach 2 bzw. Kühlfach 3 eingeleitet, nachdem sie mit dem Verdampfer 4 Wärme ausgetauscht haben.
Ein Kompressor 10 ist am unteren Teil des Kühlschrankgehäuses 1 montiert, um das vom Verdampfer 4 herauskommende, gasförmige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und geringem Druck auf hohe Temperatur und hohen Druck zu komprimieren. Eine Abtauwasserauffangschale 11 ist ebenfalls an der Vorderseite (die linke Seite, wenn Fig. 1 betrachtet wird) des Kompressors 10 angeordnet. Die Abtauwasserauffangschale 11 sammelt Wasser (Tautropfen) auf, das von der durch den Lüfter 5a geblasenen Luft aufgrund des Kühlens der Luft beim Wärmeaustausch beim Verdampfer 4 erzeugt wurde, und Wasser (Abtauwasser) auf, das aufgrund des Abtauens von im Innern des Kühlschranks gebildetem Reif erzeugt wird, und leitet es aus dem Kühlschrank heraus.
Ein Hilfskondensator 12 ist unterhalb der Abtauwasserauffangschale 11 angeordnet, um das in der Abtauwasserauffangschale 11 gesammelte Wasser zu verdampfen. Ein Hauptkondensator 13, der eine Zickzackröhrenform aufweist, ist an beiden Seitenwänden 1a, an einer oberen Wand 1b oder einer Rückwand des Kühlschrankgehäuses 1 angeordnet. Durch den Hauptkondensator 13 läuft das das durch den Kompressor 10 komprimierte, gasförmige Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck durch. Während das gasförmige Kühlmittel durch den Hauptkondensator 13 durchläuft, führt es in Abhängigkeit eines natürlichen oder eines Zwangskonvektionsphänomens einen Wärmeaustausch aus, so daß es zwangsweise abgekühlt wird, bis es eine flüssige Phase mit niedriger Temperatur und hohem Druck annimmt.
Auf einer Seite des Kompressors 10 ist eine Kapillarröhre 14 montiert. Die Kapillarröhre 14 dient zum abrupten Expandieren des flüssigen Kühlmittels mit niedriger Temperatur und hohem Druck, das im Hauptkondensator 13 verflüssigt wurde, wodurch der Druck des Kühlmittels auf einen Verdampfungsdruck verringert wird. Durch die Kapillarröhre 14 weist das Kühlmittel eine niedrige Temperatur und einen geringen Druck auf. Um die vordere Wand des Kühlschrankgehäuses 1 herum ist eine Antitauröhre 15 angeordnet, um die Bildung von Tautropfen aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen der warmen Umgebungsluft und der im Kühlschrankgehäuse 1 vorhandenen Kaltluft zu verhindern.
Um den Kühlschrank zu betreiben, schaltet ein Anwender nach dem Einstellen der gewünschten Innentemperaturen des Gefrierfachs 2 und des Kühlfachs 3 einen Leistungsschalter ein. Nachdem der Kühlschrank eingeschaltet ist, wird die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 durch einen im Gefrierfach 2 installierten Temperatursensor erfaßt. Der Temperatursensor sendet ein die erfaßte Temperatur anzeigendes Signal an eine Steuereinheit (nicht dargestellt), welche wiederum feststellt, ob die erfaßte Temperatur höher als eine festgelegte Temperatur ist oder nicht.
Wenn festgestellt wird, daß die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 höher als die festgelegte Temperatur ist, dann werden der Kompressor 10 und der Lüftermotor 5 angesteuert. Wenn der Lüftermotor 5 angesteuert wird, dreht sich der Lüfter 5a.
Wenn der Kompressor 10 angesteuert wird, wird das Kühlmittel zu einer gasförmigen Phase mit hoher Temperatur und hohem Druck komprimiert. Dieses Kühlmittel wird dann in den Hilfskondensator 12 eingeleitet. Während es durch den Hilfskondensator 12 durchläuft, verdampft das Kühlmittel das in der Abtauwasserauffangschale 11 gesammelte Wasser. Das Kühlmittel wird dann in den Hauptkondensator 13 eingeleitet. Während es durch den Hauptkondensator 13 durchläuft, führt das Kühlmittel mit der Umgebungsluft in Abhängigkeit des natürlichen Konvektions- oder Zwangskonvektionsphänomens einen Wärmeaustausch aus, so daß es gekühlt wird und eine flüssige Phase mit niedriger Temperatur und hohem Druck annimmt.
Das flüssige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und hohem Druck, das im Hauptkondensatorrohr 13 verflüssigt wurde, tritt in das Antitaurohr 15 ein. Während es durch das Antitaurohr 15 durchläuft, ändert sich die Phase des Kühlmittels in eine Phase mit mehr oder weniger höherer Temperatur von ungefähr 6 bis 13°C. Folglich wird die Erzeugung von Tautropfen im Kühlschrank verhindert. Das flüssige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und hohem Druck läuft dann durch die Kapillarröhre 14 durch, die zum Expandieren des Kühlmittels dient, wodurch sein Druck auf einen Verdampfungsdruck reduziert wird. Durch die Kapillarröhre 14 weist das Kühlmittel eine niedrige Temperatur und einen geringen Druck auf. Das von der Kapillarröhre 14 herauskommende Kühlmittel wird dann in den Verdampfer 4 eingeleitet.
Während es durch den Verdampfer 4 durchläuft, der aus einer Vielzahl von Rohren aufgebaut ist, führt das Kühlmittel mit niedriger Temperatur und geringem Druck mit der Umgebungsluft einen Wärmeaustausch aus. Durch diesen Wärmeaustausch wird das Kühlmittel verdampft, während die Luft gekühlt wird. Das resultierende, vom Verdampfer 4 herauskommende, gasförmige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und geringem Druck wird dann in den Kompressor 10 eingeleitet. Auf diese Weise zirkuliert das Kühlmittel wiederholt durch den Kühlmittelkreislauf, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Andererseits wird die Kaltluft, die im Verdampfer 4 mit dem Kühlmittel Wärme ausgetauscht hat, durch eine Umlaufkraft des Lüfters 5a geblasen und durch die Kanalelemente 8 und 9 geführt, so daß sie durch die Kaltluftauslaßöffnungen 8a und 9a in das Gefrierfach 2 und das Kühlfach 3 ausgelassen wird.
Durch die Kaltluft, die durch die Kaltluftauslaßöffnung 8a bzw. 9a in das Gefrierfach 2 bzw. Kühlfach 3 ausgelassen wird, wird die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 bzw. des Kühlfachs 3 allmählich auf einen bestimmten Wert verringert.
Während des Kaltluftauslaßvorgangs steuert die an der Rückseite des Kanalelements 9 für das Kühlfach 3 angeordnete Drosselklappe 6 auf der Grundlage der veränderlichen Innentemperatur des Kühlfachs 3 die dem Kühlfach 3 zugeführte Kaltluft, so daß das Kühlfach 3 auf einer geeigneten Temperatur gehalten werden kann.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, verwendet der oben erwähnte, herkömmliche Kühlschrank das Steuersystem, um die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 und des Kühlfachs 3 auf der Grundlage der Innentemperatur des Gefrierfachs 2 zu steuern. D. h., diese Temperatursteuerung wird auf eine solche Weise erreicht, daß der Kompressor 10 und Lüftermotor 5 angesteuert werden, um die Kaltluft durch das Gefrierfach 2 zu zirkulieren, wenn die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 höher als eine festgelegte Temperatur ist, während sie angehalten werden, um die Zufuhr von Kaltluft ins Gefrierfachs 2 abzustellen, wenn die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 nicht mehr höher als die festgelegte Temperatur ist.
Da jedoch nur die Innentemperatur des Gefrierfachs 2 verwendet wird, um den Kompressor 10 zu steuern, bringt der herkömmliche Kühlschrank verschiedene Probleme mit sich. Z. B. kann sich die Innentemperatur des Gefrierfachs auf einem niedrigeren Wert befinden, selbst wenn die Innentemperatur des Kühlfachs aufgrund eines Überladungszustands des Kühlfachs oder einer erhöhten Häufigkeit des Öffnens der Kühlfachtür abrupt über ihren festgelegten Wert ansteigt. In diesem Fall wird der Kompressor 10 nicht angesteuert. Folglich erhöht sich die Innentemperatur des Kühlfachs 3 kontinuierlich, so daß die im Kühlfach eingelagerte Nahrung leicht schlecht werden kann. Deshalb ist eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit vorhanden.
Beim herkömmlichen Verdampfer, der den Einfach-Verdampfer 4 und den Einfach-Lüfter 5a einschließt, gefriert Feuchtigkeit, die in der durch den Lüfter 5a geblasenen Luft vorhanden ist, auf dem Verdampfer 4, wenn die Luft durch das durch den Verdampfer 4 durchlaufende Kühlmittel gekühlt wird.
Um den auf dem Verdampfer 4 gebildeten Reif abzutauen, wird Strom an eine Heizung (nicht dargestellt) angelegt. Wenn die Heizung geheizt wird, schmilzt der Reif auf dem Verdampfer 4 und wird dann in die Abtauwasserauffangschale 11 abgeleitet, die am unteren Teil des Kühlschrankgehäuses 1 angeordnet ist.
Obwohl eine mehr oder weniger große Menge des auf dem Verdampfer gebildeten Reifs beim oben erwähnten Kühlschrank durch Schmelzen entfernt wird, haftet das zwischen nebeneinanderliegenden Stiften des Verdampfers erzeugte Abtauwasser aufgrund seiner Kohäsion immer noch auf dem Verdampfer 4. Im Laufe der Zeit gefriert dieses Abtauwasser durch die Kaltluft, die beim Verdampfer Wärme ausgetauscht hat, wodurch die Wärmeaustauschfähigkeit des Verdampfers abnimmt. Weiterhin kann der Verdampfer selbst zufrieren. In diesem Fall kann der Verdampfer beschädigt werden.
Um solche Probleme zu lösen, wurde kürzlich ein weiterer Kühlschrank vorgeschlagen, der eine Anordnung aufweist, die mit dem Gefrierfach bzw. dem Kühlfach verbundene Verdampfer einschließt, so daß der Abtauvorgang zum Entfernen von auf den Verdampfern ausgebildetem Reif einzeln für die Verdampfer ausgeführt werden kann. In diesem Fall kann der Abtauvorgang effizient erreicht werden, weil er für die Verdampfer einzeln ausgeführt wird. Jedoch nimmt die Zeitdauer, die der Kompressor angehalten ist, zu, weil die Abtauvorgänge für das Gefrierfach und das Kühlfach nacheinander ausgeführt werden. Aus diesem Grund ist es schwierig das Kühlfach unter einer bestimmten Temperatur zu halten.
Die DE 41 05 880 A1 offenbart eine Kühl- und Abtauvorrichtung mit einem Verdampfer, einem Verdampferlüfter, einem Expansionsventil, einem Kompressor, einem Temperatursensor für die Temperatur der angesaugten Luft, einem Temperatursensor für die Verdampfertemperatur, einem Temperatursensor für die Abtautemperatur des Verdampfers, einer Abtauheizung und einer Steuereinheit zum Steuern des Kühl- und Abtaumodus. Der Abtaumodus wird durch Starten der Abtauheizung aktiviert, wenn die Differenz zwischen der Lufttemperatur und der Verdampfertemperatur einen festgelegten Wert übersteigt. Die Abtauheizung wird abgeschaltet, sobald die Abtautemperatur über der Schmelztemperatur von Eis ist. Nach Ablauf einer ersten Wartezeit nach dem Abschalten der Abtauheizung wird der Kompressor gestartet und nach Ablauf einer zweiten Wartezeit nach dem Starten des Kompressors wird der Verdampferlüfter gestartet. Das Kühl- und Abtauverfahren ist nur bei einem Kühlschrank mit nur einem Kühl- oder Gefrierfach anwendbar, wobei nur eine Kühl- oder Gefrierfachtemperatur gesteuert und nur ein Verdampfer abgetaut werden kann.
Die US 4 327 557 offenbart einen Kühlschrank mit einem Gefrierfach, einem Kühlfach, einem Verdampfer, einem Verdampferlüfter, einem Kondensator, einem Kompressor, einer Abtauheizung, einem Bi-Metallsensor für einen Abtauvorgang, Türschalter für die Fächer und einem Thermistor. Durch den Verdampferlüfter wird Kaltluft durch den Lufteinlaß des Kühlfachs eingesaugt und nach dem Vorbeiströmen am Verdampfer durch ein Auslaßgitter ausgelassen. Die Abtauheizung wird in Abhängigkeit von der Laufzeit des Kompressors, der gewichteten Zeiten des Tür- Offenstehenlassens der Kühl- und Gefrierfachtür und der Zeit seit dem vorherigen Abtauvorgang aktiviert. Da das Kühl- und Gefrierfach nur von einem Verdampfer mit Kaltluft versorgt werden, ist hier kein Verfahren zum Optimieren des Abtauens von zwei in Reihe geschalteten Verdampfern notwendig.
Gemäß dem Abtauverfahren der US 3 922 874 wird nach dem Abtauen eines Verdampfers der Abtauvorrichtung und dem Start eines Kompressors das Starten eines Gefrierfachlüfters verzögert, bis die Temperatur des Verdampfers unter dem Gefrierpunkt liegt und der Wasserdampf in der Nähe des Verdampfers an diesem niedergeschlagen ist.
Die DE 691 17 102 T2 offenbart ein Abtausteuerverfahren zum Abtauen eines Außen-Wärmetauschers einer Wärmepumpe. Dabei wird der Außen-Wärmetauscher abgetaut, wenn dessen Temperatur/Zeit-Gradient kleiner ist als ein vorgegebener Sollwert.
Ein Temperatur/Zeit-Gradient wird auch bei einem bekannten Verfahren zum Betreiben einer Vorgefriereinrichtung (DE 33 40 356 A1) beschrieben. Anhand des ermittelten Temperatur/Zeit-Gradienten wird eine ideale Vorgefriertemperatur bestimmt.
Die DE 33 40 331 A1 beschreibt ebenfalls die Optimierung einer Kältereserve für ein Vorgefrieren in Abhängigkeit eines Temperatur/Zeit-Gradient im Innenraum eines Gefrierschranks.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein effizientes Abtauverfahren für einen Kühlschrank mit einem Gefrierfachverdampfer und einem Kühlfachverdampfer vorzusehen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Verfahrens nach Anspruch 1 bzw. 7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Weitere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen verständlicher, in denen:
Fig. 1 eine teilweise gebrochene, perspektivische Darstellung ist, die einen herkömmlichen Kühlschrank darstellt;
Fig. 2 ein Schaltkreisdiagramm ist, das einen beim herkömmlichen Kühlschrank verwendeten Kühlzyklus erläutert;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht ist, die einen Kühlschrank darstellt, auf den eine Abtauvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
Fig. 4 ein Schaltkreisdiagramm ist, das einen Kühlzyklus gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 ein Blockschaltbild ist, das die Abtauvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6A bis 6C Flußdiagramme sind, die jeweils die Abfolge eines Verfahrens zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 7A bis 7C Ablaufdiagramme sind, die jeweils die Abfolge eines Verfahrens zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen; und
Fig. 8A und 8B Ablaufdiagramme sind, die jeweils die Abfolge eines Verfahrens zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
Fig. 3 stellt einen Kühlschrank auf den eine Abtauvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird dar. Andererseits stellt Fig. 4 einen beim Kühlschrank verwendeten Kühlzyklus dar.
Wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, schließt der Kühlschrank ein Kühlschrankgehäuse 20 ein, das vertikal in zwei Fächer unterteilt ist, nämlich durch ein Zwischenwandelement 21 in ein Gefrierfach 22 und ein Kühlfach 24. An der Vorderseite des Kühlschrankgehäuses 20 ist eine Tür 22a bzw. 24a montiert, die zum Öffnen und Schließen des Gefrierfachs 22 bzw. des Kühlfachs 24 dient.
Das Gefrierfach 22 bzw. das Kühlfach 24 dient als Nahrungslagerfach.
An der Rückseite des Gefrierfachs 22 ist ein Gefrierfachverdampfer 26 montiert, der einen Wärmeaustausch zwischen der in das Gefrierfach 22 geblasenen Luft und dem durch den ersten Verdampfer 26 durchlaufenden Kühlmittel ausführt, wobei das Kühlmittel durch die latente Wärme der Luft verdampft wird, während die Luft gekühlt wird. Ein Gefrierfachlüfter 30 ist oberhalb des Gefrierfachverdampfers 26 angeordnet. Der Gefrierfachlüfter 30 wird durch einen Gefrierfachlüftermotor 28 angesteuert, um die Kaltluft, die beim Gefrierfachverdampfer 26 Wärme ausgetauscht hat, in das Gefrierfach 22 zu zirkulieren.
An der Vorderseite des Gefrierfachverdampfers 26, nämlich an der Rückseite des Gefrierfachs 22 ist ein Gefrierfachkanalelement 32 angeordnet, das zum Führen eines Stroms von Kaltluft dient, die beim Gefrierfachverdampfer 26 Wärme ausgetauscht hat, so daß sie durch die Umlaufkraft des Gefrierfachlüfters 30 durch das Gefrierfach 22 zirkuliert wird. Das Gefrierfachkanalelement 32 ist mit einer Luftauslaßöffnung 32a versehen, durch die die vom Gefrierfachkanalelement 32 geführte Kaltluft in das Gefrierfach 22 eingeleitet wird, nachdem sie beim Gefrierfachverdampfer 26 Wärme ausgetauscht hat.
Eine Heizung 33 ist unterhalb des Gefrierfachverdampfers 26 angeordnet. Die Heizung 33 erzeugt Wärme, um den Reif zu entfernen, der auf dem Gefrierfachverdampfer 26 gebildet wird, wenn die durch den Gefrierfachlüfter 30 geblasene Luft durch das durch den Gefrierfachverdampfer 26 durchlaufende Kühlmittel gekühlt wird.
Eine Abtauwasserauffangschale 34 ist unterhalb der für den Gefrierfachverdampfer 26 vorgesehenen Heizung 33 angeordnet. Die Abtauwasserauffangschale 34 sammelt abgetautes Wasser und leitet nachfolgend das gesammelte Wasser durch einen Ablaufschlauch 52 zu einer Verdampfungsschale 54, die am Boden des Kühlschrankgehäuses 20 angeordnet ist. Ein Thermistor 36 ist an der Vorderseite des Gefrierfachlüfters 30 angeordnet, um die Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 zu erfassen. Der Thermistor 36 stellt eine Gefrierfachtemperaturerfassungs­ einheit 111 einer Temperaturerfassungseinheit 110 dar, die in der unten beschriebenen Abtauvorrichtung eingeschlossen ist.
Andererseits ist ein Kühlfachverdampfer 40 an der Rückseite des Kühlfachs 24 montiert. Der Kühlfachverdampfer 40 führt einen Wärmeaustausch zwischen Luft, die in das Kühlfach 24 geblasen wird, und dem durch den Kühlfachverdampfer 40 durchlaufenden Kühlmittel aus, wobei das Kühlmittel durch die latente Wärme der Luft verdampft wird, während die Luft gekühlt wird. Oberhalb des Gefrierfachverdampfers 40 ist ein Gefrierfachlüfter 44 drehbar auf einer Drehwelle eines Lüftermotors 42 angeordnet. Der Kühlfachlüfter 44 wird angesteuert, um die Kaltluft, die beim Kühlfachverdampfer 40 Wärme ausgetauscht hat, in das Kühlfach 24 zu zirkulieren.
An der Vorderseite des Kühlfachverdampfers 40 ist ein Kühlfachkanalelement 46 angeordnet, das zum Führen eines Stroms von Kaltluft, die beim Kühlfachverdampfer 40 Wärme ausgetauscht hat, dient, so daß sie durch die Umlaufkraft des Kühlfachlüfters 44 durch das Kühlfach 24 zirkuliert. Das Kühlfachkanalelement 46 ist mit einer Luftauslaßöffnung 46a versehen. Durch die Luftauslaßöffnung 46a wird die durch das Kühlfachkanalelement 46 geführte Kaltluft in das Kühlfach 24 eingeleitet.
Eine weitere Heizung 47 ist unterhalb des Kühlfachverdampfers 40 angeordnet. Die Heizung 47 erzeugt Wärme, um Reif zu entfernen, der sich auf dem Kühlfachverdampfer 40 bildet, wenn die durch den Kühlfachlüfter 44 geblasene Luft durch das durch den Kühlfachverdampfer 40 durchlaufende Kühlmittel gekühlt wird.
Eine weitere, für den Kühlfachverdampfer 40 vorgesehene Tautropfenauffangschale 48 ist unterhalb der Heizung 47 angeordnet. Die Tautropfenauffangschale 48 sammelt Tauwasser und leitet nachfolgend das gesammelte Wasser durch den Ablaufschlauch 52 zur Verdampfungsschale 54, die am Boden des Kühlschrankgehäuses 20 angeordnet ist. Ein weiterer Thermistor 50 ist an der Vorderseite des Kühlfachkanalelements 46 angeordnet, um die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 zu erfassen. Der Thermistor 50 stellt eine Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 der Temperaturerfassungseinheit 110 dar, die nachfolgend beschrieben wird.
Ein Kompressor 56 ist am unteren Teil des Kühlschrankgehäuses 20 montiert, um das gasförmige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und geringem Druck, das aus dem Gefrierfachverdampfer 26 und dem Kühlfachverdampfer 40 herauskommt, auf hohe Temperatur und hohen Druck zu komprimieren. Ein Hauptkondensator 58 ist an der Rückseite des Kühlschrankgehäuses 20 angeordnet. Durch den Hauptkondensator 58 läuft das durch den Kompressor 56 komprimierte, gasförmige Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck durch. Während es durch den Hauptkondensator 58 durchläuft, tauscht das Kühlmittel in Abhängigkeit vom natürlichen Konvektions- oder Zwangskonvektionsphänomen mit der Umgebungsluft Wärme aus, so daß es zwangsweise in eine flüssige Phase mit niedriger Temperatur und hohem Druck gekühlt wird.
Ein Hilfskondensator 60 ist unterhalb der Verdampfungsschale 54 angeordnet, um das in der Verdampfungsschale 54 gesammelte Wasser zu verdampfen. Eine Vielzahl von Fachböden 62 ist sowohl im Gefrierfach 22 als auch im Kühlfach 24 angeordnet, um die Fächer in mehrere Nahrungslagerabschnitte zu unterteilen.
Beim Kühlschrank mit der oben erwähnten Anordnung zirkuliert das Kühlmittel durch den in Fig. 4 dargestellten Kühlmittelzyklus. D. h., das durch den Kompressor 56 komprimierte Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck wird in den Hilfskondensator 60 eingeleitet. Während es durch den Hilfskondensator 60 durchläuft, heizt das Kühlmittel das in der Verdampfungsschale 54 gesammelte Wasser, wodurch das gesammelte Wasser verdampft wird. Das Kühlmittel wird dann vom Hilfskondensator 60 in den Hauptkondensator 58 eingeleitet. Während es durch den Hauptkondensator 58 durchläuft, wird das Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck gekühlt, so daß es verflüssigt werden kann in eine Phase mit niedriger Temperatur und geringem Druck. Das vom Hauptkondensator 58 herauskommende Kühlmittel läuft dann durch eine Kapillarröhre 57 durch, die den Druck des Kühlmittels reduziert. Das Kühlmittel wird dann in den Kompressor 56 zurückgeführt, nachdem es durch den Gefrierfachverdampfer 26 und den Kühlfachverdampfer 40 durchgelaufen ist.
Jetzt wird die Abtauvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die auf den Kühlschrank mit der oben erwähnten Anordnung angewendet wird, detailliert beschrieben.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das die Abtauvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, schließt die Abtauvorrichtung eine Gleichstromversorgungseinheit 90 zum Umwandeln einer Quellenspannung von einer kommerziellen Wechselstromquelle, die an einer Wechselstromeingabestufe (nicht dargestellt) eingegeben wird, in eine Gleichspannung mit einem Spannungspegel, der zum Ansteuern verschiedener Einheiten des Kühlschranks erforderlich ist, ein.
Eine Temperatureinstelleinheit 100 ist ebenfalls vorgesehen, die ein Tastenschalter ist, der durch einen Anwender bedient wird, um die gewünschten Innentemperaturen Tfs und Trs des Gefrierfachs und Kühlfaches einzustellen. Die Temperatureinstelleinheit 100 schließt eine Gefrierfachtemperatureinstelleinheit 101, die zum Einstellen der gewünschten Innentemperatur Tfs des Gefrierfachs 22 ausgelegt ist, und eine Kühlfachtemperatureinstelleinheit 102 ein, die zum Einstellen der gewünschten Innentemperatur Trs des Kühlfachs 24 ausgelegt ist. Die Gefrierfachtemperatureinstelleinheit 101 wird ebenfalls zum Auswählen eines Schnellgefriervorgangs verwendet, wogegen die Kühlfachtemperatureinstelleinheit 102 zum Auswählen eines Schnellkühlvorgangs verwendet wird.
Die Temperaturerfassungseinheit 110, die ebenfalls in der Abtauvorrichtung eingeschlossen ist, dient zum Erfassen der Innentemperatur Tf bzw. Tr des Gefrierfachs 22 bzw. Kühlfachs 24. Diese Temperaturerfassungseinheit 110 schließt eine Gefrierfachtemperaturerfassungseinheit 111 ein, die den Thermistor 36 zum Erfassen der Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 aufweist, und eine Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112, die den Thermistor 50 zum Erfassen der Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 aufweist.
Die Abtauvorrichtung schließt ebenfalls eine Steuereinheit 120 ein, die ein Mikrocomputer ist. Die Steuereinheit 120 empfängt die Gleichspannung von der Gleichstromversorgungseinheit 90 und initialisiert dann den Kühlschrank. Die Steuereinheit 120 empfängt ebenfalls die Ausgangssignale von der Temperaturerfassungseinheit 110, die die jeweils erfaßte Innentemperatur Tf bzw. Tr des Gefrierfachs 22 bzw. Kühlfachs 24 angeben, und stellt fest, ob die erfaßte Innentemperatur Tf bzw. Tr höher als die durch die Temperatureinstelleinheit 100 eingestellte, gewünschte Temperatur Tfs bzw. Trs ist oder nicht. Auf der Grundlage des festgestellten Ergebnisses steuert die Steuereinheit 120 den Gesamtbetrieb des Kühlschranks. Die Steuereinheit 120 steuert ebenfalls den Abtauvorgang für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24. Für diese Steuerung stellt die Steuereinheit 120 auf der Grundlage der Laufzeit des Kompressors 56 und der Laufzeit des Gefrierfachlüfters 30 bzw. des Kühlfachlüfters 44, der Innentemperatur Tf bzw. Tr des Gefrierfachs 22 bzw. des Kühlfachs 24 und des Wechsels des Betriebsmodus des Kühlschranks (insbesondere des Wechsels zwischen dem Überlastbetriebsmodus und dem Normalbetriebsmodus) die zum Abtauen des Gefrierfachverdampfers 26 bzw. des Kühlfachverdampfers 40 erforderliche Zeit fest.
Um den Abtauvorgang für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 während des Schnellgefriervorgangs für das Gefrierfach 22 oder während des Schnellkühlvorgangs für das Kühlfach 24 zu steuern, stellt die Steuereinheit 120 auf der Grundlage des jeweiligen Temperaturgradienten Ta der Fachtemperatur Tf bzw. Tr ebenfalls fest, ob der Gefrierfachverdampfer 26 bzw. der Kühlfachverdampfer 40 zugefroren ist.
Eine Heizungsansteuereinheit 130 ist mit der Steuereinheit 120 gekoppelt. Die Heizungsansteuereinheit 130 dient unter einer Steuerung der Steuereinheit 120 zum Ansteuern der Heizung 33 bzw. 47, die mit dem Gefrierfachverdampfer 26 bzw. mit dem Kühlfachverdampfer 40 verbunden ist, um den Verdampfer 26 bzw. 40 abzutauen. Die Heizungsansteuereinheit 130 steuert die Heizung 33 bzw. 47 an, wenn die Steuereinheit 120 auf der Grundlage der Laufzeit des Kompressors 56 und der Laufzeit des Gefrierfachlüfters 30 bzw. des Kühlfachlüfters 44, der Innentemperatur Tf bzw. Tr des Gefrierfachs 22 bzw. des Kühlfachs 24 und des Temperaturgradienten Ta der Fachtemperatur Tf bzw. Tr, der während des Schnellgefriervorgangs oder Schnellkühlvorgangs auftritt, den Zustand, in dem das Abtauen des Gefrierfachverdampfers 26 bzw. des Kühlfachverdampfers 40 erforderlich ist, feststellt. Die Heizungsansteuereinheit 130 schließt eine Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 zum Ansteuern der Gefrierfachverdampferheizung 33, die unterhalb des Gefrierfachverdampfers 26 angeordnet ist, um unter einer Steuerung der Steuereinheit 120 den auf dem Gefrierfachverdampfer 26 gebildeten Reif zu entfernen, und eine Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 zum Ansteuern der Kühlfachverdampferheizung 47 ein, die unterhalb des Kühlfachverdampfers 40 angeordnet ist, um unter einer Steuerung der Steuereinheit 120 den auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildeten Reif zu entfernen.
Die Abtauvorrichtung schließt weiterhin eine Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 ein, um während des Ansteuerns der Heizung 33 bzw. 47 die Temperatur P1 bzw. P2 der Leitung des Gefrierfachverdampfers 26 bzw. des Kühlfachverdampfers 40, nämlich die Temperatur der durch den Verdampfer 26 bzw. 40 durchlaufenden Kühlmittelströme, zu erfassen und um dann die resultierenden Rohrleitungstemperaturdaten an die Steuereinheit 120 zu senden, so daß die Steuereinheit 120 das Anhalten des Abtauvorgangs für den Verdampfer 26 bzw. 40 festlegen kann. Die Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 schließt eine Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 141, um die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26, die sich während des Ansteuerns der Gefrierfachverdampferheizung 33 ändert, zu erfassen und um die Ergebnisdaten, die die erfaßte Rohrleitungstemperatur P1 anzeigen, an die Steuereinheit 120 zu senden, und eine Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 142 ein, um die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40, die sich während des Ansteuerns der Kühlfachverdampferheizung 47 ändert, zu erfassen und um die Ergebnisdaten, die die erfaßte Rohrleitungstemperatur P2 anzeigen, an die Steuereinheit 120 zu senden.
Eine Kompressoransteuereinheit 150 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 120 gekoppelt. Die Kompressoransteuereinheit 150 empfängt ein Steuersignal von der Steuereinheit 120, das auf der Grundlage einer Differenz zwischen der gewünschten Fachtemperatur Tfs oder Trs, die durch den Anwender durch die Temperatureinstelleinheit 100 eingestellt ist, und der Fachtemperatur Tf oder Tr, die durch die Temperaturerfassungseinheit 110 erfaßt wird, erzeugt wird. In Abhängigkeit des Steuersignals steuert die Kompressoransteuereinheit 150 den Kompressor 56, um den Kühlvorgang für den Kühlschrank auszuführen.
Das Bezugszeichen 160 in Fig. 5 bezeichnet eine Lüftermotoransteuereinheit, die unter einer Steuerung der Steuereinheit 120 zum Steuern des Gefrierfachlüftermotors 28 bzw. des Kühlfachlüftermotors 42 dient, so daß die Innentemperatur Tf bzw. Tr des Gefrierfachs 22 bzw. des Kühlfachs 24 auf dem durch den Anwender eingestellten, gewünschten Pegel gehalten wird. Wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, schließt die Lüftermotoransteuereinheit 160 eine Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161, die zum Steuern des Gefrierfachlüftermotors 28 ausgelegt ist, der unter einer Steuerung der Steuereinheit 120 die Kaltluft, die beim Gefrierfachverdampfer 26 Wärme ausgetauscht hat, zirkuliert, um die durch die Gefrierfachtemperaturerfassungseinheit 111 erfaßte Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 auf seinem durch den Anwender eingestellten, gewünschten Pegel Tfs zu halten, und eine Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 ein, die zum Steuern des Kühlfachlüftermotors 42 ausgelegt ist, der unter einer Steuerung der Steuereinheit 120 die Kaltluft, die beim Kühlfachverdampfer 40 Wärme ausgetauscht hat, zirkuliert, um die durch die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 erfaßte Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 auf seinem durch den 74 Anwender eingestellten, gewünschten Pegel Trs zu halten.
Der Betrieb der Abtauvorrichtung mit der oben erwähnten Anordnung zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks wird jetzt beschrieben.
Die Fig. 6A bis 6C sind Ablaufdiagramme, die jeweils die Abfolge eines Verfahrens zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutern.
Nachdem der Kühlschrank eingeschaltet ist, wandelt die Gleichstromversorgungseinheit 90 eine Quellspannung, die von einer kommerziellen Wechselstromquelle an der Wechselstromeingangsstufe (nicht dargestellt) empfangen wird, in eine Gleichspannung mit einem Spannungspegel um, der zum Ansteuern verschiedener Einheiten des Kühlschranks benötigt wird. Die Gleichspannung von der Gleichstromversorgungseinheit 90 wird dann an die Steuereinheit 120 sowie an verschiedene Ansteuerschaltkreise angelegt.
Bei einem Schritt S1 von Fig. 6A initialisiert die Steuereinheit 120 den Kühlschrank als Reaktion auf die von der Gleichstromversorgungseinheit 90 empfangene Gleichspannung, um den Kühlschrank zu betreiben. Bei einem Schritt S2 werden die gewünschten Innentemperaturen Tfs und Trs des Gefrierfachs 22 und des Kühlfachs 24 eingestellt, indem die Gefrierfachtemperatureinstelleinheit 101 und die Kühlfachtemperatureinstelleinheit 102 der Temperatureinstelleinheit 100 verwendet werden.
Der Ablauf rückt dann zu einem Schritt S3 vor, um den Kompressor 56 anzusteuern. Danach werden bei einem Schritt S4 der Kühlfachlüfter 44 und der Gefrierfachlüfter 30 angesteuert. Bei einem Schritt S5 wird dann festgestellt, ob die durch die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 erfaßte Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 höher als die in der Steuereinheit 120 eingestellte, gewünschte Temperatur Trs ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S5 festgestellt wird, daß die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 höher als die gewünschte Temperatur Trs ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S6 vor. Beim Schritt S6 wird der Kühlfachlüfter 44 kontinuierlich angesteuert, um die Innentemperatur des Kühlfachs 24 zu senken. Wenn andererseits beim Schritt S5 festgestellt wird, daß die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 niedriger als die gewünschte Temperatur Trs ist (im Falle von NEIN), rückt der Ablauf zu einem Schritt S7 vor, um den Kühlfachlüfter 44 anzuhalten.
Wenn der Kompressor 56 und der Kühlfachlüfter 44 angesteuert werden, während der Gefrierfachlüfter 30 angehalten ist, kann nur der Kühlfachverdampfer 40 einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Umgebungsluft ausführen. D. h., das zur gasförmigen Phase mit hoher Temperatur und hohem Druck komprimierte Kühlmittel wird aus dem Kompressor 56 in Richtung des Hilfskondensators 60 herausgelassen. Während es durch den Hilfskondensator 60 durchläuft, verdampft das Kühlmittel das in der Verdampfungsschale 54 gesammelte Wasser. Das Kühlmittel wird dann in den Hauptkondensator 58 eingeleitet. Während es durch den Hauptkondensator 58 durchläuft führt das Kühlmittel mit der Umgebungsluft in Abhängigkeit des natürlichen Konvektions- oder Zwangskonvektionsphänomens einen Wärmeaustausch aus, so daß es in eine flüssige Phase mit niedriger Temperatur und hohem Druck gekühlt wird. D. h., das Kühlmittel wird verflüssigt.
Das flüssige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und hohem Druck, das im Hauptkondensator 58 verflüssigt wurde, läuft dann durch die Kapillarröhre 57 durch. Durch die Kapillarröhre 57 wird das Kühlmittel in eine Phase mit niedriger Temperatur und geringem Druck umgewandelt, so daß es einfach verdampft werden kann. Das aus der Kapillarröhre 57 herauskommende Kühlmittel wird dann in den Gefrierfachverdampfer 26 und den Kühlfachverdampfer 40 eingeleitet.
Während es durch den Gefrierfachverdampfer 26 und den Kühlfachverdampfer 40 durchläuft, von denen jeder aus einer Vielzahl von Röhren zusammengesetzt ist, führt das Kühlmittel mit niedriger Temperatur und geringem Druck einen Wärmeaustausch mit der in das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 geblasenen Luft aus. Durch diesen Wärmeaustausch wird das Kühlmittel verdampft, während die Luft gekühlt wird. Die resultierenden, gasförmigen Kühlmittelströme mit niedriger Temperatur und geringem Druck, die aus dem Gefrierfachverdampfer 26 bzw. dem Kühlfachverdampfer 40 herauskommen, werden dann in den Kompressor 56 eingeleitet. Auf diese Weise zirkuliert das Kühlmittel wiederholt im Kühlmittelzyklus von Fig. 4.
Im obigen Fall ist jedoch kein Strom von gegen das Gefrierfach 22 geblasener Luft vorhanden, weil der Gefrierfachlüfter 30 nicht angesteuert wird. Demzufolge wird kein Wärmeaustausch am Gefrierfachverdampfer 26 ausgeführt. Der Wärmeaustausch wird nur am Kühlfachverdampfer 40 ausgeführt.
Die Kaltluft, die mit dem Kühlmittel durch den Kühlfachverdampfer 40 Wärme ausgetauscht hat, wird durch die Umlaufkraft des Kühlfachlüfters 44 geblasen und durch das Kühlfachkanalelement 46 geführt, so daß sie durch die Kaltluftauslaßöffnung 46a in das Kühlfach 24 ausgelassen wird. Folglich wird das Kühlfach 24 gekühlt.
Andererseits wird die Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 allmählich abgesenkt, wenn der Gefrierfachlüfter 30 neben dem Kompressor 56 angesteuert wird, wodurch der Kühlvorgang für das Gefrierfach 22 für eine bestimmte Zeitdauer ausgeführt wird. Diese Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 wird durch die Gefrierfachtemperaturerfassungseinheit 111 der Temperaturerfassungseinheit 110 erfaßt. Das resultierende Erfassungssignal von der Gefrierfachtemperaturerfassungseinheit 111 wird dann an die Steuereinheit 120 angelegt.
Bei einem Schritt S8 wird dann festgestellt, ob die durch die Gefrierfachtemperaturerfassungseinheit 111 erfaßte Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 niedriger 45 die gewünschte Temperatur Tfs ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S8 festgestellt wird, daß die Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 höher als die gewünschte Temperatur Tfs ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S3 zurück. Der Ablauf wird dann vom Schritt S3 an wiederholt, um das Gefrierfach 22 kontinuierlich zu kühlen. Wenn andererseits beim Schritt S8 festgestellt wird, daß die Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 niedriger als die gewünschte Temperatur Tfs ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S9 von Fig. 6B vor. Beim Schritt S9 legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal zum Anhalten des Kühlvorgangs für das Gefrierfach 22 sowohl an die Kompressoransteuereinheit 150 als auch die Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161 der Lüftermotoransteuereinheit 160 an.
Demzufolge hält die Kompressoransteuereinheit 150 unter der Steuerung der Steuereinheit 120 den Kompressor 56 an. Unter der Steuerung der Steuereinheit 120 hält die Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161 ebenfalls den Gefrierfachlüftermotor 28 an, wodurch der Gefrierfachlüfter 30 angehalten wird. Schließlich ist der Kühlvorgang für das Gefrierfach 22 abgeschlossen.
Wie oben erwähnt, wird der Kompressor 56 in Abhängigkeit der Innentemperatur des Gefrierfachs 22 gesteuert. Wenn der Kompressor 56 anfänglich angesteuert wird, wird der Kühlfachlüfter zuerst angesteuert. Der Kühlfachlüfter 44 wird in Abhängigkeit der Innentemperatur des Kühlfachs 24 gesteuert, so daß das Kühlfach 24 auf der gewünschten Temperatur Trs gehalten werden kann. Sobald die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 die gewünschte Temperatur Trs erreicht, wird der Kühlfachlüfter 44 angehalten, wodurch der Kühlvorgang für das Kühlfach 24 abgeschlossen ist. Zur gleichen Zeit wird der Kühlfachlüfter 30 angesteuert. Der Kompressor 56 und der Gefrierfachlüfter 30 werden kontinuierlich angesteuert, bis die Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 die gewünschte Temperatur Tfs erreicht.
Sobald die Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 die gewünschte Temperatur Tfs erreicht, werden der Kompressor 56 und der Gefrierfachlüfter 30 angehalten, um zu verhindern, daß sich das Gefrierfach 22 in einem Zustand mit zu tiefer Temperatur befindet.
Im Normalbetriebsmodus zum Ausführen des Gefriervorgangs für das Gefrierfach 22 und des Kühlvorgangs für das Kühlfach 24 rückt der Ablauf dann zu einem Schritt S10 vor, um eine ungewöhnliche Temperatur des Kühlfachs 24 zu erfassen. Beim Schritt S10 erfaßt die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 der Temperaturerfassungseinheit 110 die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 und sendet die resultierenden Daten an die Steuereinheit 120.
Bei einem Schritt S11 wird dann festgestellt, ob die durch die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 erfaßte Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 höher als die in der Steuereinheit 120 gespeicherte, gewünschte Temperatur Trs (z. B. ungefähr 8°C) ist oder nicht. Wenn die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 höher als die gewünschte Temperatur Trs ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S12 vor, weil die Temperatur des Kühlfachs 24 abrupt erhöht wurde. Beim Schritt S12 wird festgestellt, ob das Kühlfach 24 für eine festgelegte Zeit (z. B. ungefähr 30 Minuten) in einem Zustand gehalten wurde, in dem seine Innentemperatur Tr höher als die gewünschte Temperatur Trs ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S12 festgestellt wird, daß die festgelegte Zeit noch nicht abgelaufen ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß die Innentemperatur des Kühlfachs 24 aufgrund der Gesamthäufigkeit des Türöffnens oder der Türöffnungszeiten insgesamt abrupt erhöht wurde. In diesem Fall kehrt der Ablauf zum Schritt S10 zurück. Dann wird der Ablauf vom Schritt S10 an wiederholt.
Wenn andererseits beim Schritt S12 festgestellt wird, daß die festgelegte Zeit abgelaufen ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß sich das Kühlfach 24 in einem ungewöhnlichen Temperaturzustand befindet. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S13 vor. Beim Schritt S13 legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal sowohl an die Kompressoransteuereinheit 150 als auch an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 einer Lüftermotoransteuereinheit 160 an, um unabhängig von der Innentemperatur Tf des Gefrierfachs 22 das Kühlfach 24 zu kühlen.
Auf der Grundlage des Steuersignals steuert die Kompressoransteuereinheit 150 bzw. die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 den Kompressor 56 bzw. den Kühlfachlüftermotor 42 an. Folglich wird der Kühlfachlüfter 44 gedreht.
Wenn der Kompressor 56 und der Kühlfachlüftermotor 42 angesteuert werden, wird durch die Umlaufkraft des Kühlfachlüfters 44 die Kaltluft, die mit dem Kühlmittel beim Kühlfachverdampfer 40 Wärme ausgetauscht hat, durch die Kaltluftauslaßöffnung 46a in das Kühlfach 24 eingeleitet.
Danach rückt der Ablauf zu einem Schritt S14 vor, um die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 mittels eines in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgebers zu zählen.
Um die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 zu prüfen, wird dann bei einem Schritt S15 geprüft, ob die durch den Zeitgeber gezählte Laufzeit Cr länger als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Laufzeit Cs (z. B. ungefähr 40 Minuten) ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S15 festgestellt wird, daß die festgelegte Laufzeit Cs noch nicht abgelaufen ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S14 zurück. Der Ablauf vom Schritt S14 an wird dann wiederholt, während die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 kontinuierlich erfaßt wird. Wenn beim Schritt S15 festgestellt wird, daß die festgelegte Laufzeit Cs abgelaufen ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S16 vor, um die gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 zu löschen.
Wenn das Kühlfach 24 immer noch im Zustand gehalten wird, in dem seine Innentemperatur Tr höher als die gewünschte Temperatur Trs ist, nachdem es durch kontinuierliches Ansteuern (für ungefähr 40 Minuten) des Kühlfachlüfters 44 gekühlt wurde, rückt der Ablauf zu einem Schritt S17 vor, um festzustellen, ob die Zunahme der Innentemperatur (nämlich der ungewöhnliche Temperaturzustand) des Kühlfachs 24 aus einer Abnahme der Wärmeaustauschfähigkeit des Kühlfachverdampfers 44 herrührt oder nicht, die durch auf dem Verdampfer 40 gebildetem Reif verursacht wird. Für diese Feststellung wird festgestellt, ob die Gesamtlaufzeit Crt des Kühlfachlüfters 44 länger als eine festgelegte Gesamtlaufzeit ist oder nicht, die der Laufzeit (z. B. 6 Stunden) des Kompressors 56 entspricht, welche das Zufrieren des Kühlfachverdampfers 40 verursacht.
Wenn beim Schritt S17 festgestellt wird, daß die Gesamtlaufzeit Crt kürzer als 6 Stunden ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der ungewöhnliche Temperaturzustand des Kühlfachs 24 nicht aus der Bildung von Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 resultierte. In diesem Fall rückt der Ablauf zum Schritt S10 vor. Der Ablauf vom Schritt S10 an wird dann wiederholt ausgeführt.
Wenn andererseits beim Schritt S17 festgestellt wird, daß die Gesamtlaufzeit Crt länger als 6 Stunden ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß der ungewöhnliche Temperaturzustand des Kühlfachs 24 aus der Bildung von Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 resultierte. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S18 von Fig. 6C vor. Beim Schritt S18 legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal zum Anhalten des Kühlvorgangs für das Kühlfach 24 sowohl an die Kompressoransteuereinheit 150 als auch an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 der Lüftermotoransteuereinheit 160 an.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kompressoransteuereinheit 150 bzw. die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 den Kompressor 56 bzw. den Kühlfachlüftermotor 42 an. Folglich wird der Kühlfachlüfter 44 angehalten, um zu verhindern, daß sich das Kühlfach 24 in einem unterkühlten Zustand befindet.
Bei einem Schritt S19 legt dann die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 der Heizungsansteuereinheit 130 an, um den Abtauvorgang zum Entfernen von auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildetem Reif auszuführen.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 steuert die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 die Kühlfachverdampferheizung 47 an. Folglich wird der auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildete Reif entfernt.
Während die Kühlfachverdampferheizung 47 Wärme erzeugt, wird durch die Kühlfachrohrleitungstemperaturerfassungs­ einheit 142 der Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 die Temperatur des durch den Kühlfachverdampfer 40 durchlaufenden Kühlmittels erfaßt. Die resultierenden Daten von der Kühlfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 142 werden dann an die Steuereinheit 120 gesendet. Dieser Ablauf wird bei einem Schritt S20 ausgeführt.
Bei einem Schritt S21 stellt die Steuereinheit 120 dann fest, ob die durch die Kühlfachrohrleitungstemperaturer­ fassungseinheit 142 erfaßte Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 höher als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Temperatur Prs (nämlich eine Abtauendtemperatur, die in der Lage ist den auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildeten Reif vollständig zu entfernen) ist oder nicht. Wenn die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 niedriger als die festgelegte Temperatur Prs ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 nicht vollständig entfernt wurde. In diesem Fall kehrt der Ablauf zum Schritt S19 zurück. Der Ablauf vom Schritt S19 an wird wiederholt ausgeführt.
Wenn andererseits beim Schritt S21 festgestellt wird, daß die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 höher als die festgelegte Temperatur Prs ist (im Falle von JA), wird festgelegt, daß der Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 vollständig entfernt wurde. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S26 vor. Beim Schritt S26 sendet die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 der Heizungsansteuereinheit 130, um die Erzeugung von Wärme durch die Kühlfachverdampferheizung 47 anzuhalten.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 das Ansteuern der Kühlfachverdampferheizung 47 an, wodurch der Abtauvorgang des Kühlfachverdampfers 40 angehalten wird.
Danach wird bei einem Schritt S23 festgestellt, ob eine festgelegte Wartezeit (nämlich eine festgelegte Verzögerungszeit (z. B. ungefähr 10 Minuten) zum Schützen des Kompressors 56) nach dem Abtauvorgang für das Kühlfach 24 abgelaufen ist oder nicht. Wenn die festgelegte Wartezeit noch nicht abgelaufen ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S27 zurück. Der Ablauf vom Schritt S27 an wird wiederholt, bis die festgelegte Wartezeit abgelaufen ist.
Wenn die festgelegte Wartezeit abgelaufen ist (im Falle von JA), wird der Kompressor 56 angesteuert, um dem Kühlfach 24 Kaltluft zuzuführen. In diesem Fall wird der Kompressor 56 nicht beschädigt, weil er genügend lange angehalten wurde.
Wenn andererseits beim Schritt S11 festgestellt wird, daß die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 kleiner als die gewünschte Temperatur Trs ist (im Falle von NEIN), rückt der Ablauf zu einem Schritt S24 vor. Beim Schritt S24 wird die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 gelöscht, die vom in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgeber gezählt wurde. Danach ist der Betrieb des Kühlschranks abgeschlossen.
Im folgenden wird ein Verfahren zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Fig. 7A bis 7C sind Ablaufdiagramme, die jeweils die Abfolge des Ablaufs zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutern.
Sobald der Kühlschrank eingeschaltet ist, wandelt die Gleichstromversorgungseinheit 90 eine Quellenspannung, die von einer kommerziellen Wechselstromquelle an der Wechselstromeingangsstufe (nicht dargestellt) empfangen wird, in eine Gleichspannung mit einem Spannungspegel um, der zum Ansteuern verschiedener Einheiten des Kühlschranks benötigt wird. Die Gleichspannung von der Gleichstromversorgungseinheit 90 wird dann an die Steuereinheit 120 sowie an verschiedene Ansteuerschaltkreise angelegt.
Bei einem Schritt S31 von Fig. 7A initialisiert die Steuereinheit 120 den Kühlschrank als Reaktion auf eine von der Gleichstromversorgungseinheit 90 empfangene Gleichspannung, um den Kühlschrank zu betreiben. Bei einem Schritt S32 wird festgestellt, ob der Kompressor 56 angesteuert wird oder nicht. Diese Feststellung wird getroffen, wenn die Innentemperatur des Gefrierfachs 22 oder des Kühlfachs 24 höher als eine gewünschte Temperatur ist, die unter Verwendung der Temperatureinstelleinheit 100 durch den Anwender eingestellt wurde.
Wenn beim Schritt S32 festgestellt wird, daß der Kompressor 56 angesteuert wird (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S33 vor. Beim Schritt S33 wird festgestellt, daß der Kühlfachlüfter 44 angesteuert wird. Wenn der Kühlfachlüfter 44 angesteuert wird (im Falle von JA), wird ein Schritt S34 ausgeführt, um die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 durch den in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgeber zu zählen.
Anschließend wird bei einem Schritt S35 festgestellt, ob der Gefrierfachlüfter 30 angesteuert wird oder nicht. Wenn der Gefrierfachlüfter 30 nicht angesteuert wird (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S33 zurück. Der Ablauf vom Schritt S33 an wird dann wiederholt ausgeführt.
Wenn beim Schritt S35 festgestellt wird, daß der Kühlfachlüfter 30 angesteuert wird (im Falle von JA), wird ein Schritt S36 ausgeführt. Beim Schritt S36 wird die Laufzeit Cf des Gefrierfachlüfters 30 durch einen in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgeber gezählt. Danach rückt der Ablauf zu einem Schritt S37 vor, um festzustellen, ob der Betriebsmodus des Kühlschranks einem Überlastbetriebsmodus entspricht oder nicht.
Wenn beim Schritt S37 festgestellt wird, daß der Betriebsmodus des Kühlschranks dem Überlastbetriebsmodus entspricht (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S38 vor. Beim Schritt S38 wird die beim Schritt S36 gezählte Laufzeit Cf des Gefrierfachlüfters 30 als die Laufzeit Cm des Kompressors 56 für den Gefriervorgang eingestellt.
Wenn andererseits beim Schritt S37 festgestellt wird, daß der Betriebsmodus des Kühlschranks nicht dem Überlastbetriebsmodus entspricht (im Falle von NEIN), rückt der Ablauf zu einem Schritt S39 vor. Beim Schritt S39 wird die beim Schritt S34 gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 als die Laufzeit Cn des Kompressors für den Kühlvorgang eingestellt.
Danach wird bei einem Schritt S40 die Gesamtlaufzeit Ct des Kompressors 56 berechnet, indem die beim Schritt S39 hergeleitete Laufzeit Cn der beim Schritt S38 hergeleiteter. Laufzeit Cm hinzugezählt wird. Bei einem Schritt S41 von Fig. 7B wird dann festgestellt, ob die Gesamtlaufzeit Ct des Kompressors 56 länger als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Zeit C1 (die Gesamtlaufzeit (z. B. 10 Stunden) des Kompressors 56, die bewirkt, daß der Gefrierfachverdampfer 26 zufriert) ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S41 festgestellt wird, daß die Gesamtlaufzeit Ct des Kompressors 56 länger als die festgelegte Zeit C1 ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß der Gefrierfachverdampfer 26 abgetaut werden sollte (d. h. er ist in einem Zustand, in dem ein Abtauen erforderlich ist). Beim Abtauen des Gefrierfachverdampfers 26 wird gleichzeitig der Kühlfachverdampfer 40 abgetaut. Zu diesem Zweck ist es erforderlich zu prüfen, ob sich der Kühlfachverdampfer 40 in einem Zustand befindet, in dem das Abtauen erforderlich ist. Folglich wird bei einem Schritt S42 festgestellt, ob die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44, die durch den in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgeber gezählt wurde, länger als eine festgelegte Zeit C2 (nämlich die Gesamtlaufzeit (z. B. ungefähr 9 Stunden) des Kompressors 56, die das Zufrieren des Kühlfachverdampfers 40 hervorruft) ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S42 festgestellt wird, daß die gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als die festgelegte Zeit C2 ist (im Falle von JA), wird ein Schritt S43 ausgeführt, um sowohl den Gefrierfachverdampfer 26 als auch den Kühlfachverdampfer 40 abzutauen. Beim Schritt S43 sendet die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Kompressoransteuereinheit 150 und an die Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161 sowie an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 der Lüftermotoransteuereinheit 160, um den Kühlvorgang für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 anzuhalten.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kompressoransteuereinheit 150 bzw. die Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161 bzw. die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 den Kompressor 56 bzw. den Gefrierfachlüftermotor 28 bzw. den Kühlfachlüftermotor 42 an. Folglich werdender Gefrierfachlüfter 30 und der Kühlfachlüfter 44 angehalten, wodurch die Kühlvorgänge für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 angehalten werden.
Bei einem Schritt S44 legt dann die Steuereinheit 120 ein Steuersignal sowohl an die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 als auch an die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 der Heizungsansteuereinheit 130 an, um den Abtauvorgang zum Entfernen von auf dem Gefrierfachverdampfer 26 und dem Kühlfachverdampfer 40 gebildetem Reif auszuführen.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 steuert die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 bzw. die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 die Gefrierfachverdampferheizung 33 bzw. die Kühlfachverdampferheizung 47 an. Folglich wird der auf dem Gefrierfachverdampfer 26 und dem Kühlfachverdampfer 40 gebildete Reif durch Wärme entfernt, die bei der Gefrierfachverdampferheizung 33 und der Kühlfachverdampferheizung 47 erzeugt wird.
Bei einem Schritt S45 wird durch die Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 141 der Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 erfaßt, nämlich die Temperatur des durch den Gefrierfachverdampfer 26 durchlaufenden Kühlmittels, die sich, während die Gefrierfachverdampferheizung 33 Wärme erzeugt, ändert.
Bei einem Schritt S46 stellt dann die Steuereinheit 120 fest, ob die durch die Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 141 erfaßte Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 höher als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Temperatur Pfs (nämlich eine Abtauendtemperatur, bei der es möglich ist den auf dem Gefrierfachverdampfer 26 gebildeten Reif vollständig zu entfernen) ist oder nicht. Wenn die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 niedriger als die festgelegte Temperatur Pfs ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Gefrierfachverdampfer 40 nicht vollständig entfernt wurde. In diesem Fall kehrt der Ablauf zum Schritt S44 zurück. Der Ablauf vom Schritt S44 an wird wiederholt ausgeführt.
Wenn andererseits beim Schritt S46 festgestellt wird, daß die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 höher als die festgelegte Temperatur Pfs ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Gefrierfachverdampfer 26 vollständig entfernt wurde. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S47 vor. Beim Schritt S47 sendet die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 der Heizungsansteuereinheit 130, um die Erzeugung von Wärme durch die Gefrierfachverdampferheizung 33 anzuhalten.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 stoppt die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 das Ansteuern der Gefrierfachverdampferheizung 33, wodurch der Abtauvorgang für das Gefrierfach 22 angehalten wird.
Danach erfaßt die Kühlfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 142 der Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 bei einem Schritt S48 die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40, nämlich die Temperatur des durch den Kühlfachverdampfer 40 durchlaufenden Kühlmittels, während die Kühlfachverdampferheizung 47 Wärme erzeugt. Die resultierenden Daten von der Kühlfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 142 werden an die Steuereinheit 120 gesendet.
Bei einem Schritt S49 stellt dann die Steuereinheit 120 fest, ob die durch die Kühlfachrohrleitungstemperaturer­ fassungseinheit 142 erfaßte Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 höher als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Temperatur Prs (nämlich eine Abtauendtemperatur, mit der es möglich ist den auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildeten Reif vollständig zu entfernen) ist oder nicht. Wenn die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 niedriger als die festgelegte Temperatur Prs ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 nicht vollständig entfernt wurde. In diesem Fall kehrt der Ablauf zum Schritt S44 zurück. Der Ablauf vom Schritt S44 an wird wiederholt ausgeführt.
Wenn andererseits beim Schritt S49 festgestellt wird, daß die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 höher als die festgelegte Temperatur Prs ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 vollständig entfernt wurde. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S50 von Fig. 7C vor. Beim Schritt S50 sendet die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 der Heizungsansteuereinheit 130, um die Erzeugung von Wärme durch die Kühlfachverdampferheizung 47 anzuhalten.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 die Erzeugung von Wärme durch die Kühlfachverdampferheizung 47 an, wodurch der Abtauvorgang für das Kühlfach 24 angehalten wird.
Danach wird bei einem Schritt S51 festgestellt, ob eine festgelegte Wartezeit (nämlich eine festgelegte Verzögerungszeit (z. B. ungefähr 10 Minuten) zum Schützen des Kompressors 56) nach dem Abtauvorgang für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 abgelaufen ist oder nicht. Wenn die festgelegte Wartezeit noch nicht abgelaufen ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S51 zurück. Der Ablauf vom Schritt S51 an wird wiederholt, bis die festgelegte Wartezeit abgelaufen ist.
Wenn die festgelegte Wartezeit abgelaufen ist (im Falle von JA), wird der Kompressor 56 angesteuert, um den Gefriervorgang für das Gefrierfach 22 oder den Kühlvorgang für das Kühlfach 24 auszuführen. In diesem Fall wird der Kompressor 56 nicht beschädigt, weil er ausreichend angehalten wurde.
Wenn andererseits beim Schritt S32 festgestellt wird, daß der Kompressor 56 nicht angesteuert wird (im Falle von JA), wird festgestellt, daß weder das Gefrierfach 22 noch das Kühlfach 24 in einem Zustand ist, in dem das Abtauen erforderlich ist. In diesem Fall führt die Steuereinheit 120 keine Steuerung für den Abtauvorgang des Kühlschranks aus. Wenn beim Schritt S41 festgestellt wird, daß die Gesamtlaufzeit Ct des Kompressors 56 kürzer als die festgelegte Zeit C1 ist (im Falle von NEIN), sind weder das Gefrierfach 22 noch das Kühlfach 24 in einem Zustand, in dem das Abtauen erforderlich ist. Demzufolge führt die Steuereinheit 120 keine Steuerung für den Abtauvorgang für den Kühlschrank aus.
Wenn beim Schritt S42 festgestellt wird, daß die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 kürzer als die festgelegte Zeit C2 ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß für das Gefrierfach 22 der Abtauvorgang erforderlich ist, wogegen für das Kühlfach 22 kein Abtauvorgang erforderlich ist. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S53 vor. Beim Schritt S53 legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal zum Anhalten des Kühlvorgangs für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 an die Kompressoransteuereinheit 150 und an die Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161 sowie an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 der Lüftermotoransteuereinheit 160 an.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kompressoransteuereinheit 150 bzw. die Gefrierfachlüftermotoransteuereinheit 161 bzw. die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 den Kompressor 56 bzw. den Gefrierfachlüftermotor 28 bzw. den Kühlfachlüftermotor 42 an. Folglich werden der Gefrierfachlüfter 30 und der Kühlfachlüfter 44 angehalten, wodurch der Kühlvorgang für das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 angehalten werden.
Bei einem Schritt S54 legt dann die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 der Heizungsansteuereinheit 130 an, um den Abtauvorgang zum Entfernen von auf dem Gefrierfachverdampfer 26 gebildetem Reif auszulösen.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 steuert die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 die Gefrierfachverdampferheizung 33 an. Demzufolge wird der auf dem Gefrierfachverdampfer 26 gebildete Reif durch Wärme entfernt, die durch die Gefrierfachverdampferheizung 33 erzeugt wurde.
Bei einem Schritt S55 wird die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26, die sich ändert während die Gefrierfachverdampferheizung 33 Wärme erzeugt, durch die Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 141 der Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 erfaßt. Die resultierenden Daten von der Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 141 werden an die Steuereinheit 120 gesendet. Bei einem Schritt S56 stellt die Steuereinheit 120 fest, ob die durch die Gefrierfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 141 erfaßte Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 höher als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Temperatur Pfs ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S56 festgestellt wird, daß die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 niedriger als die festgelegte Temperatur Pfs ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Gefrierfachverdampfer 40 nicht vollständig entfernt wurde. In diesem Fall kehrt der Ablauf zum Schritt S54 zurück. Der Ablauf wird vom Schritt S54 an wiederholt ausgeführt.
Wenn andererseits beim Schritt S56 festgestellt wird, daß die Rohrleitungstemperatur P1 des Gefrierfachverdampfers 26 höher als die festgelegte Temperatur Pfs ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Gefrierfachverdampfer 26 vollständig entfernt wurde. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S57 vor. Beim Schritt S57 sendet die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 der Heizungsansteuereinheit 130, um das Ansteuern der Gefrierfachverdampferheizung 33 anzuhalten.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Gefrierfachheizungsansteuereinheit 131 das Ansteuern der Gefrierfachverdampferheizung 33 an, so daß die Heizung 33 nicht länger Wärme erzeugt. Folglich wird der Abtauvorgang für das Gefrierfach 22 angehalten. Danach wird beim Schritt S51 festgestellt, ob die festgelegte Wartezeit nach dem Abtauvorgang für das Gefrierfach 22 abgelaufen ist oder nicht. Der Ablauf wird dann vom Schritt S51 an wiederholt.
Jetzt wird ein Verfahren zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Fig. 8A und 8B sind Ablaufdiagramme, die jeweils die Abfolge des Ablaufs zum Steuern des Abtauvorgangs des Kühlschranks gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutern.
Nachdem der Kühlschrank eingeschaltet ist, wandelt die Gleichstromversorgungseinheit 90 eine von einer kommerziellen Wechselstromquelle an der Wechselstromeingangsstufe (nicht dargestellt) empfangene Quellenspannung in eine Gleichspannung mit einem Spannungspegel um, der zum Ansteuern verschiedener Einheiten des Kühlschranks erforderlich ist. Die Gleichspannung von der Gleichstromversorgungseinheit 90 wird dann an die Steuereinheit 120 sowie an verschiedene Ansteuerschaltkreise angelegt.
Bei einem Schritt S91 von Fig. 8A initialisiert die Steuereinheit 120 den Kühlschrank als Reaktion auf die von der Gleichstromversorgungseinheit 90 empfangene Gleichspannung, um den Kühlschrank zu betreiben. Bei einem Schritt S92 werden die gewünschten Innentemperaturen Tfs und Trs des Gefrierfachs 22 und des Kühlfachs 24 durch Betätigung der Gefrierfachtemperatureinstelleinheit 101 und der Kühlfachtemperatureinstelleinheit 102 der Temperatureinstelleinheit 100 eingestellt. Der Ablauf rückt dann zu einem Schritt S93 vor, um festzustellen, ob der Schnellkühlschalter in seinem EIN-Zustand ist oder nicht. Wenn beim Schritt S93 festgestellt wird, daß der Schnellkühlschalter nicht in seinem EIN-Zustand ist (im Falle von NEIN), führt die Steuereinheit 102 den Ablauf vom Schritt S93 an aus, während sie den Kühlschrank so steuert, daß er für seinen Schnellkühlvorgang in Bereitschaft bleibt.
Wenn beim Schritt S93 festgestellt wird, daß der Schnellkühlschalter in seinem EIN-Zustand ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S94 vor, um den Schnellkühlvorgang für das Kühlfach 24 auszuführen. Beim Schritt S94 erfaßt die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 der Temperaturerfassungseinheit 110 zum Zeitpunkt, wann der Schnellkühlvorgang anfängt, die Innentemperatur T0 des Kühlfachs 24. Die resultierenden Daten werden an die Steuereinheit 120 gesendet. Danach rückt der Ablauf zu einem Schritt S95 vor. Beim Schritt S95 legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal zum schnellen Kühlen des Kühlfachs 24 sowohl an die Kompressoransteuereinheit 150 als auch an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 der Lüftermotoransteuereinheit 160 an. Auf der Grundlage des Steuersignals wird der Kühlfachlüftermotor 42 angesteuert, wodurch der mit deren Drehwelle gekoppelte Kühlfachlüfter 44 gedreht wird.
Wenn der Kompressor 56 und der Kühlfachlüfter 44 angesteuert werden, während der Gefrierfachlüfter 30 angehalten ist, führt nur der Kühlfachverdampfer 40 einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Umgebungsluft aus. D. h., das zur gasförmigen Phase mit hoher Temperatur und hohem Druck komprimierte Kühlmittel wird aus dem Kompressor 56 heraus in Richtung des Hilfskondensators 60 ausgelassen. Während es durch den Hilfskondensator 60 durchläuft, verdampft das Kühlmittel das in der Verdampfungsschale 54 gesammelte Wasser. Das Kühlmittel wird dann in den Hauptkondensator 58 eingeleitet. Während es durch den Hauptkondensator 58 durchläuft, führt das Kühlmittel in Abhängigkeit des natürlichen Konvektions- oder Zwangskonvektionsphänomens einen Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft aus, so daß es in eine flüssige Phase mit niedriger Temperatur und hohem Druck gekühlt wird. D. h., das Kühlmittel wird verflüssigt.
Das flüssige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und hohem Druck, das im Hauptkondensator 58 verflüssigt wurde, läuft dann durch die Kapillarröhre 57 durch. Durch die Kapillarröhre 57 wird die Phase des Kühlmittels in eine Phase mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck verändert, so daß es einfach verdampft werden kann. Das von der Kapillarröhre 57 herauskommende Kühlmittel wird dann in den Gefrierfachverdampfer 26 und den Kühlfachverdampfer 40 eingeleitet.
Während es durch den Gefrierfachverdampfer 26 und den Kühlfachverdampfer 40 durchläuft, von denen jeder mit einer Vielzahl von Rohren ausgestattet ist, führt das Kühlmittel mit niedriger Temperatur und geringem Druck einen Wärmeaustausch mit Luft aus, die in das Gefrierfach 22 und das Kühlfach 24 geblasen wird. Durch diesen Wärmeaustausch wird das Kühlmittel verdampft, während die Luft gekühlt wird. Die resultierenden, gasförmigen Kühlmittelströme mit niedriger Temperatur und geringem Druck, die aus dem Gefrierfachverdampfer 26 bzw. dem Kühlfachverdampfer 40 herauskommen, werden dann in den Kompressor 56 eingeleitet. Folglich zirkuliert das Kühlmittel wiederholt im Kühlmittelzyklus von Fig. 4.
Im obigen Fall ist jedoch kein Strom von Luft vorhanden, die in Richtung des Gefrierfachs 22 geblasen wird, weil der Gefrierfachlüfter 30 nicht angesteuert wird. Demzufolge wird beim Gefrierfachverdampfer 26 kein Wärmeaustausch ausgeführt. Der Wärmeaustausch wird nur beim Kühlfachverdampfer 40 ausgeführt.
Die Kaltluft, die mit dem Kühlmittel durch den Kühlfachverdampfer 40 Wärme ausgetauscht hat, wird durch die Umlaufkraft des Kühlfachlüfters 44 geblasen und durch das Kühlfachkanalelement 46 geführt, so daß sie durch die Kaltluftauslaßöffnung 46a in das Kühlfach 24 hinein ausgelassen wird. Auf diese Weise wird der Schnellkühlvorgang für das Kühlfach 24 ausgeführt.
Die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 erfaßt die gegenwärtige Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24, die sich während des Schnellkühlvorgangs für das Kühlfach 24 ändert, der durch Ansteuern des Kompressors 56 und des Kühlfachlüfters 44 ausgeführt wird. Die resultierenden Daten werden an die Steuereinheit 120 gesendet.
Danach rückt der Ablauf zu einem Schritt S96 vor. Bei diesem Schritt wird die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 durch den in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgeber gezählt. Es wird dann bei einem Schritt S97 festgestellt, ob die gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als eine Abtastzeit Δt (eine Referenzzeit (ungefähr 10 Minuten), die benötigt wird, um eine Änderung der Innentemperatur des Kühlfachs 24 während des Schnellkühlvorgangs festzustellen) ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S97 festgestellt wird, daß die gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als die Abtastzeit Δt ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S98 vor. Bei diesem Schritt erfaßt die Kühlfachtemperaturerfassungseinheit 112 die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 und sendet die resultierenden Daten an die Steuereinheit 120. Danach rückt der Ablauf zu einem Schritt S99 vor, um festzustellen, ob das Kühlfach 24 abgetaut werden sollte oder nicht, d. h., ob sich das Kühlfach 24 in einem Zustand befindet oder nicht, in dem ein Abtauen erforderlich ist. Für diese Feststellung werden die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44, die während des Schnellkühlvorgangs gezählt wurde, und die Laufzeit des Kühlfachlüfters 44, die während des Normalbetriebsmodus gezählt wurde, summiert. Es wird dann festgestellt, ob die summierte Laufzeit länger als eine festgelegte Zeit ist oder nicht, die der Laufzeit entspricht, die das Zufrieren des Kühlfachverdampfers 40 verursacht.
Wenn beim Schritt S99 festgestellt wird, daß sich das Kühlfach 24 in einem Zustand befindet, in dem das Abtauen erforderlich ist (im Falle von JA), wird ein Schritt S100 ausgeführt. Beim Schritt S100 wird festgestellt, ob die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44, die während des Schnellkühlvorgangs gezählt wurde, länger als eine festgelegte Zeit (z. B. ungefähr 20 Minuten oder darüber) ist oder nicht.
Der Grund, weswegen festgestellt wird, ob die festgelegte Zeit abgelaufen ist oder nicht, liegt darin, daß auf der Grundlage der Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 mindestens zwei Abtastdaten zum Berechnen eines Temperaturabfallgradienten Ta erforderlich sind, der der Änderung der Innentemperatur des Kühlfachs 24 entspricht, die für jede Abtastzeit Δt erfaßt wird, so daß der berechnete Temperaturabfallgradient Ta genau sein kann.
Wenn beim Schritt S100 festgestellt wird, daß die festgelegte Zeit noch nicht abgelaufen ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S96 zurück. Der Ablauf vom Schritt S96 an wird dann wiederholt ausgeführt. Wenn die festgelegte Zeit abgelaufen ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S101 vor. Da in diesem Fall die Änderung der Innentemperatur des Kühlfachs 24 genau berechnet werden kann, wird beim Schritt 101 der Temperaturabfallgradient Ta berechnet, der der Änderung der Kühlfachtemperatur während des Schnellkühlvorgangs bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt entspricht.
Nimmt man an, daß seit dem Beginn des Schnellkühlvorgangs 50 Minuten abgelaufen sind, ist die Anzahl der Daten für der erfaßte Innentemperatur fünf, weil im obigen Fall die Abtastzeit Δt ungefähr 10 Minuten ist.
Folglich wird der Temperaturabfallgradient Ta durch Herleiten des Absolutwerts aus der Differenz zwischen dem Innentemperaturwert T5 zum Zeitpunkt, wenn 50 Minuten seit dem Anfang des Schnellkühlvorgangs abgelaufen sind, und dem Innentemperaturwert T0 zum Zeitpunkt, wann der Schnellkühlvorgang anfängt, berechnet und dann durch Dividieren des hergeleiteten Absolutwerts durch die Zahl der Abtasthäufigkeit, nämlich 5, wie dies durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird:
Ta = (T5 - T0)/5 (1)
Nach dem Berechnen des Temperaturabfallgradienten Ta wie oben, rückt der Ablauf zu einem Schritt S102 von Fig. 8B vor. Beim Schritt S102 wird festgestellt, ob der Temperaturabfallgradient Ta größer als ein in der Steuereinheit 120 gespeicherter Referenzgradient Tas ist oder nicht. Wenn der Temperaturabfallgradient Ta größer als der Referenzgradient Tas ist (im Falle von JA), kehrt der Ablauf zum Schritt S95 zurück, weil die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 während des Schnellkühlvorgangs auf normale Weise abgesenkt wurde. Der Ablauf wird dann vom Schritt S95 an wiederholt. Wenn andererseits beim Schritt S102 festgestellt wird, daß der Temperaturabfallgradient Ta nicht größer als der Referenzgradient Tas ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der Kühlfachverdampfer 40 zugefroren ist, weil sich die Innentemperatur Tr des Kühlfachs 24 während des Schnellkühlvorgangs auf ungewöhnliche Weise erniedrigt hat. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S103 vor. Bei diesem Schritt wird festgestellt, ob die durch den in der Steuereinheit 120 eingeschlossenen Zeitgeber gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Zeit Crs (eine festgelegte Schnellkühlzeit von z. B. ungefähr 2 Stunden) ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S103 festgestellt wird, daß die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 kürzer als die festgelegte Zeit Crs ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S95 zurück. Der Ablauf vom Schritt S95 an wird dann wiederholt. Wenn beim Schritt S103 festgestellt wird, daß die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als die festgelegte Zeit Crs ist (im Falle von JA), kehrt der Ablauf zu einem Schritt S104 zurück. Bei diesem Schritt legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal zum Anhalten des Schnellkühlvorgangs für das Kühlfach 24 sowohl an die Kompressoransteuereinheit 150 als auch an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 der Lüftermotoransteuereinheit 160 an.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kompressoransteuereinheit 150 bzw. die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 den Kompressor 56 bzw. den Kühlfachmotor 42 an. Folglich ist der Schnellkühlvorgang für das Kühlfach 24 abgeschlossen.
Danach kehrt der Ablauf zu einem Schritt S105 zurück. Bei diesem Schritt S105 legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 der Heizungsansteuereinheit 130 an, um den Abtauvorgang zum Entfernen des auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildeten Reifs auszuführen.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 steuert die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 die Kühlfachverdampferheizung 47 an. Folglich wird der auf dem Kühlfachverdampfer 40 gebildete Reif entfernt.
Während die Kühlfachverdampferheizung 47 Wärme erzeugt, wird die Temperatur des durch den Kühlfachverdampfer 40 durchlaufenden Kühlmittels, d. h. die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40, durch die Kühlfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 142 der Rohrleitungstemperaturerfassungseinheit 140 erfaßt. Die resultierenden Daten von der Kühlfachrohrleitungstemperaturerfassungseinheit 142 werden dann an die Steuereinheit 120 gesendet. Dieser Ablauf wird bei einem Schritt S106 aufgeführt. Beim Schritt S106 stellt dann die Steuereinheit 120 fest, ob die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 höher als eine in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Temperatur Ps (nämlich eine Abtauendtemperatur) ist oder nicht. Wenn die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 niedriger als die festgelegte Temperatur Ps ist (im Falle von NEIN), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 nicht vollständig entfernt wurde. In diesem Fall kehrt der Ablauf zum Schritt S105 zurück. Der Ablauf vom Schritt S105 an wird wiederholt ausgeführt, bis die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 die festgelegte Temperatur Ps erreicht.
Wenn andererseits beim Schritt S107 festgestellt wird, daß die Rohrleitungstemperatur P2 des Kühlfachverdampfers 40 höher als die festgelegte Temperatur Ps ist (im Falle von JA), wird festgestellt, daß der Reif auf dem Kühlfachverdampfer 40 vollständig entfernt wurde. In diesem Fall rückt der Ablauf zu einem Schritt S108 vor. Beim Schritt S108 sendet die Steuereinheit 120 ein Steuersignal an die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 der Heizungsansteuereinheit 130, um die Erzeugung von Wärme von der Kühlfachverdampferheizung 47 zu stoppen.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 stoppt die Kühlfachheizungsansteuereinheit 132 das Ansteuern der Kühlfachverdampferheizung 47, wodurch der Abtauvorgang des Kühlfachverdampfers 40 angehalten wird.
Danach wird bei einem Schritt S109 festgestellt, ob eine festgelegte Wartezeit (nämlich eine festgelegte Verzögerungszeit (z. B. ungefähr 10 Minuten) zum Schützen des Kompressors 56) nach dem Abtauvorgang für das Kühlfach 24 abgelaufen ist oder nicht. Wenn die festgelegte Wartezeit noch nicht abgelaufen ist (im Falle von NEIN), wird der Ablauf vom Schritt S109 an wiederholt, bis die festgelegte Wartezeit abgelaufen ist.
Wenn die festgelegte Wartezeit abgelaufen ist (im Falle von JA), kann der Kompressor 56 wieder angesteuert werden. In diesem Fall wird der Kompressor 56 nicht beschädigt, weil 05039 00070 552 001000280000000200012000285910492800040 0002019581557 00004 04920 er ausreichend lange angehalten wurde. Folglich hält die Steuereinheit 120 den Abtauvorgang für das Kühlfach 24 an.
Wenn andererseits beim Schritt S99 festgestellt wird, daß sich das Kühlfach 24 nicht in einem Zustand befindet, in dem das Abtauen erforderlich ist (im Falle von NEIN), wird ein Schritt S111 ausgeführt. Beim Schritt S111 wird festgestellt, ob die während, des Schnellkühlvorgangs gezählte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als die in der Steuereinheit 120 gespeicherte, festgelegte Zeit Crs (nämlich die festgelegte Schnellkühlzeit von ungefähr 2 Stunden) ist oder nicht.
Wenn beim Schritt S111 festgestellt wird, daß die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 kürzer als die festgelegte Zeit Crs ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S95 zurück. Der Ablauf vom Schritt S95 an wird dann wiederholt. Wenn beim Schritt S111 festgestellt wird, daß die Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters 44 länger als die festgelegte Zeit Crs ist (im Falle von JA), rückt der Ablauf zu einem Schritt S112 vor. Bei diesem Schritt legt die Steuereinheit 120 ein Steuersignal zum Anhalten des Schnellkühlvorgangs für das Kühlfach 24 sowohl an die Kompressoransteuereinheit 150 als auch an die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 der Lüftermotoransteuereinheit 160 an.
Auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuereinheit 120 hält die Kompressoransteuereinheit 150 bzw. die Kühlfachlüftermotoransteuereinheit 162 den Kompressor 56 bzw. den Kühlfachmotor 42 an. Folglich ist der Schnellkühlvorgang für das Kühlfach 24 abgeschlossen.
Obwohl das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit dem Schnellkühlvorgang für das Kühlfach 24 beschrieben wurde, kann es auf ähnliche Weise für den Schnellgefriervorgang für das Gefrierfach 22 realisiert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie dies aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, sieht die vorliegende Erfindung eine Abtauvorrichtung für einen Kühlschrank und ein Verfahren zum Steuern der Abtauvorrichtung vor, bei denen das Kühlfach unabhängig von der Innentemperatur des Gefrierfachs gekühlt wird, wenn die Innentemperatur des Kühlfachs höher als eine festgelegte Temperatur ist, so daß das Kühlfach unterhalb der festgelegten Temperatur gehalten wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Abtauvorgang in Abhängigkeit der Laufzeiten des Kompressors und des Kühlfachlüfters ausgeführt, wenn die Innentemperatur des Kühlfachs höher als die festgelegte Temperatur ist, selbst wenn der Kompressor und der Kühlfachlüfter kontinuierlich angesteuert werden. Demzufolge ist es möglich die Kühleffizienz zu verbessern. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Zeitpunkt, wann der Abtauvorgang anfängt, auf der Grundlage der Laufzeiten des Kompressors und des Kühlfachlüfters sowie der veränderlichen Umgebungsbedingungen festgestellt. Demzufolge kann der Abtauvorgang effizient erreicht werden.
Wenn in einem Zustand, in dem das Abtauen des Gefrierfachs erforderlich ist, der Abtauvorgang für das Kühlfach innerhalb einer festgelegten Zeit erreicht wird, wird der Abtauvorgang für das Gefrierfach verzögert, so daß die Abtauvorgänge für das Gefrierfach und das Kühlfach gleichzeitig ausgeführt werden können. Wenn sich andererseits das Kühlfach in einem Zustand befindet, in dem das Abtauen erforderlich ist, werden die Abtauvorgänge für das Gefrierfach und das Kühlfach gleichzeitig ausgeführt, unabhängig davon, ob der Zustand des Gefrierfachs ein Abtauen erforderlich macht. In diesem Fall wird die Kühleffizienz verbessert.
Für den Schnellkühlvorgang wird der Zeitpunkt, wann der Abtauvorgang für das Kühlfach anfängt, durch Berechnen eines Temperaturabfallgradienten auf der Grundlage einer Änderung der Innentemperatur des Kühlfachs genau festgestellt. Für den Schnellgefriervorgang wird der Zeitpunkt, wann der Abtauvorgang für das Gefrierfach anfängt, durch Berechnen eines Temperaturabfallgradienten auf der Grundlage einer Änderung der Innentemperatur des Gefrierfachs genau festgestellt. Demzufolge ist es in jedem Fall möglich den Abtauvorgang effizient zu erreichen.
Obwohl unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen spezielle, bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, sollte verstanden werden, daß die Erfindung nicht auf diese präzisen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß in dieser Hinsicht verschiedene Änderungen und Modifikationen durch einen Fachmann ausgeführt werden können, ohne vom Umfang oder Wesen der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims (9)

1. Abtauverfahren für den Kältemittel-Kreislauf eines Kühlschranks mit Gefrierfach und Kühlfach,
  • - wobei der Kältemittel-Kreislauf aufweist: einen Kompressor (56) zum Komprimieren des Kältemittels, einen Kondensator (58) zum Kühlen des komprimierten Kältemittels durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft, einen Gefrierfachverdampfer (26) mit zugehörigem Gefrierfachlüfter (28) und einen in Reihe zu dem Gefrierfachverdampfer (26) geschalteten Kühlfachverdampfer (40) mit zugehörigem Kühlfachlüfter (42),
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • - Vergleich der akkumulierten Kompressor-Laufzeit Ct seit der letzten Gefrierfachverdampfer-Abtauung mit einer ersten Vorgabezeit C1,
  • - Vergleich der akkumulierten Kühlfachlüfter-Laufzeit Cr seit der letzten Kühlfachverdampfer-Abtauung mit einer zweiten Vorgabezeit C2,
  • - Anhalten des Kompressors (56), des Gefrierfachlüfters (28) und des Kühlfachlüfters (42) sowie Auslösen der nächsten Gefrierfachverdampfer-Abtauung sobald die Kompressor Laufzeit Ct ihre zugehörige Vorgabezeit C1 überschreitet
  • - und zugleich auch Auslösen der nächsten Kühlfachverdampfer-Abtauung, wenn die Kühlfachlüfter- Laufzeit Cr ihre zugehörige Vorgabezeit C2 überschritten hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die Schritte aufweist:
  • - Überwachen, ob eine Innentemperatur Tr des Kühlfachs (24) eine festgelegte Temperatur Trs übersteigt, und, falls Tr ≧ Trs, dann
  • - Starten des Kompressors (56) und des Kühlfachlüfters (42),
  • - Überwachen, ob die Innentemperatur Tr des Kühlfachs (24) die festgelegte Temperatur Trs übersteigt und Überwachen, ob die akkumulierte Laufzeit Cr des Kühlfachlüfters (42) eine festgelegte Gesamtlaufzeit Cs seit dem Start des Kühlfachlüfters übersteigt, und, falls Tr ≧ Trs und Cr ≧ Cs, dann
  • - Prüfen, ob die akkumulierte Laufzeit Crt des Kühlfachlüfters (42) seit dem letzten Abtauvorgang des Gefrierfachverdampfers (26) die festgelegte zweite Vorgabe Zeit C2 übersteigt, und, falls Crt ≧ C2, dann
  • - alleiniges Abtauen des Kühlfachverdampfers (40).
3. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die Schritte aufweist:
  • - Überwachen, ob ein Schnellkühlmodus für das Kühlfach (24) eingestellt ist, und, falls der Schnellkühlmodus eingestellt ist,
  • - kontinuierliches Antreiben des Kompressors (56) und des Kühlfachlüfters (42),
  • - Erfassen einer Starttemperatur To des Schnellkühlens, und
  • - Überwachen, ob die akkumulierte Laufzeit Crt des Kühlfachlüfters (42) seit dem letzten Abtauvorgang des Gefrierfachverdampfers (26) die festgelegte zweite Vorgabezeit C2 übersteigt, und, falls Crt ≧ C2, dann
  • - Abwarten eines festgelegten Schnellkühl-Zeitintervalls,
  • - Erfassen einer momentanen Schnellkühl-Temperatur Tn,
  • - Berechnen eines zeitlichen Temperaturgradienten Ta, wobei Ta = (To - Tn)/(momentane Zeitdauer seit dem Start des Schnellkühlmodus),
  • - Wiederholen des Verfahrens vom Schritt des Abwartens des festgelegten Schnellkühl-Zeitintervalls an, falls der zeitliche Temperaturgradient Ta größer als ein festgelegter Gradient Tas ist, sonst Anhalten des Kompressors (56) und des Kühlfachlüfters (42); und
  • - Abtauen des Kühlfachverdampfers (40).
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während des Abtauens des Gefrierfachverdampfers (26) dieser durch eine erste Heizeinrichtung (33) geheizt wird, bis die Gefrierfachverdampfer-Temperatur P1 über einer ersten Abtautemperatur Pfs liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem während des Abtauens des Kühlfachverdampfers (40) dieser durch eine zweite Heizeinrichtung (47) geheizt wird, bis die Kühlfachverdampfer-Temperatur P2 über einer zweiten Abtautemperatur Prs liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Kompressor (56) nach jedem der Abtauschritte für den Kühl- oder Gefrierfachverdampfer (26, 40) erst nach Ablauf einer festgelegten Wartezeit gestartet wird.
7. Abtauverfahren für den Kältemittel-Kreislauf eines Kühlschranks mit Gefrierfach und Kühlfach,
  • - wobei der Kältemittel-Kreislauf aufweist: einen Kompressor (56) zum Komprimieren des Kältemittels, einen Kondensator (58) zum Kühlen des komprimierten Kältemittels durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft, einen Gefrierfachverdampfer (26) mit zugehörigem Gefrierfachlüfter (28) und einen in Reihe zu dem Gefrierfachverdampfer (26) geschalteten Kühlfachverdampfer (40) mit zugehörigem Kühlfachlüfter (42)
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • - Vergleich der akkumulierten Kühlfachlüfter-Laufzeit Cr seit der letzten Kühlfachverdampfer-Abtauung mit einer Vorgabezeit C2,
  • - Auslösen der nächsten Kühlfachverdampfer-Abtauung, wenn die Kühlfachlüfter-Laufzeit Cr ihre zugehörige Vorgabezeit C2 überschritten hat und kein Schnellkühlmodus für das Kühlfach eingestellt ist,
  • - Verzögern des Auslösens der nächsten Kühlfach- Verdampferabtauung, wenn bei eingestelltem Schnellkühlmodus die Kühlfachlüfter-Laufzeit Cr zwar die Vorgabezeit C2 überschritten hat, zugleich jedoch der Betrag des zeitlichen Temperaturgradienten im Kühlfach über einem Vorgabewert liegt solange, bis dieser Betrag unter diesen Vorgabewert gefallen ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem während des Abtauens des Kühlfachverdampfers (40) dieser durch eine Heizeinrichtung (47) geheizt wird, bis die Kühlfachverdampfer-Temperatur P2 über einer Abtautemperatur Prs liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Kompressor (56) nach dem Abtauen des Kühlfachverdampfers (40) erst nach Ablauf einer festgelegten Wartezeit gestartet wird.
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