DE19846860A1

DE19846860A1 - Verfahren zur Temperaturregelung in einem Kühlfach

Info

Publication number: DE19846860A1
Application number: DE1998146860
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Nuiding; Georg Straus
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-04-13

Abstract

Bei einem Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem Kühlfach eines Kühlgerätes mit einer einen Kältemittelverdichter steuernden Steuereinrichtung, welche die von einem Temperaturfühler im Kühlfach erfaßte, zur Steuerung des Kältemittelverdichters dienende Kühlfachtemperatur und die von einem Außentemperaturfühler erfaßte Umgebungstemperatur des Kühlgerätes bewertet wird und in Abhängigkeit der Werte für die Umgebungstemperatur die Ansteuerwerte für den Kältemittelverdichter verändert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem Kühlfach eines Kühl- und/oder Gefriergerätes sowie ein Kühl- oder Gefriergerät mit einem von einer elektronischen Steuereinrichtung angesteuerten Kältemittelverdichter.

Bei Kühlgeräten ist es bekannt, die in ihrem Kühlfach herrschende Temperatur an hand eines sogenannten Konstant-Ein-Reglers zu regeln. Bei dieser Reglerart wird der Kältemittelverdichter des Kühlgerätes über die Temperatur eines zur Kühlung des Kühlfaches dienenden Verdampfers geregelt, wobei dem Verdampfer ein Tem peraturfühler zugeordnet ist, welcher die Verdampfertemperatur erfaßt und an den Konstant-Ein-Regler weiterleitet. Der Konstant-Ein-Regler schaltet den Kältemittel verdichter ab, wenn die am Verdampfer erfaßte Temperatur dem am Regler einge stellten Temperaturwert entspricht. Der Abschaltzustand des Kältemittelverdichters wird dabei solange beibehalten, bis die Verdampfertemperatur über dem Gefrier punkt liegt und somit der Verdampfer sicher abgetaut ist. Nach dem Erreichen die ser Abtautemperatur wird der Kältemittelverdichter über den Konstant-Ein-Regler er neut in Betrieb genommen. Diese Art der Temperaturregelung, bei welcher die Temperatur im Kühlfach über die Verdampfertemperatur eingestellt ist, ist zwar äußerst kostengünstig, jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die Einflußfaktoren auf die Kühlfachtemperatur lediglich indirekt und somit verzögert über die Erfassung der Verdampfertemperatur in der Temperaturregelung berücksichtigt werden, wo durch ein exakte Einhaltung der Kühlfachtemperatur nur aber selten erreicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren zur Temperaturre gelung in einem Kühlfach als auch ein Kühl- oder Gefriergerät vorzuschlagen, bei welchem mit einfachen Maßnahmen eine Verbesserung der Temperaturregelung im Kühlfach erreicht ist.

Im Hinblick auf das Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe er findungsgemäß dadurch gelöst, daß eine einen Kältemittelverdichter steuernde Steuereinrichtung, welche die von einem Temperaturfühler im Kühlfach erfaßte, zur Steuerung des Kältemittelverdichters dienende Kühlfachtemperatur und die von ei nem Außentemperaturfühler erfaßte Umgebungstemperatur des Kühl- und/oder Gefriergerätes bewertet und in Abhängigkeit der Werte für die Umgebungstempe ratur die Ansteuerwerte für den Kältemittelverdichter verändert.

Im Hinblick auf das Kühl- oder Gefriergerät der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühl- und Gefriergerät einen zur Erfassung der Kühlfachtemperatur dienenden Temperaturfühler und einen Außentemperaturfühler aufweist, wobei die Temperaturfühler über Datenleitungen mit der Steuereinrichtung verbunden sind, welche Mittel zur Auswertung der Umge bungstemperatur und Mittel zur Speicherung von Korrekturwerten umfaßt und wel che Mittel aufweist, welche den in einem Datenspeicher hinterlegten, auf eine be stimmte Umgebungstemperatur abgestimmten Ansteuerwert für den Kältemittelver dichter bei einer Abweichung von der Umgebungstemperatur entsprechend dem gespeicherten Korrekturwerten anpaßt.

Durch den Einbezug der das Kühl- oder Gefriergerät umgebenden Außentempera tur läßt sich die bestimmungsgemäße Kühlfachtemperatur selbst dann in sehr en gen Regelgrenzen regeln, wenn die Kühlfachtemperatur lediglich indirekt über einen die Temperatur des Verdampfers erfassenden kostengünstigen Temperaturfühler ermittelt wird. Da die Umgebungstemperatur des Gerätes ständig über den Außen temperaturfühler erfaßt wird, ist zudem eine reaktionsschnelle Anpassung der ur sprünglichen Ansteuerwerte für den Kältemittelverdichter bei sich gegebenenfalls rasch ändernden Umgebungsbedingungen des Gerätes möglich. Darüber hinaus eröffnet der Einbezug der Umgebungstemperatur des Kältegerätes zur Temperatur regelung die Möglichkeit, bei einem mit einem Einkreiskältesystem ausgestatteten Kühl- und Gefriergerät, bei welchem die Temperatur im Gefrierfach indirekt über die Temperatur im Kühlfach geregelt ist, selbst dann eine genaue Einhaltung der be stimmungsgemäßen Temperatur zu erreichen, wenn die Umgebungstemperatur auf an sich für eine derartige Temperaturregelung ungünstig tiefe Werte absinkt.

Besonders gering ist der Schaltungs- bzw. der Programmieraufwand für eine Steu ereinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die elektronische Steuereinheit die für die Umgebungstemperatur ermittelten Werte in einem Datenspeicher hinterlegten Korrekturwerten zuordnet, auf deren Basis der Kältemittelverdichter gesteuert ist. Die empirisch ermittelten Korrektur werte erlauben zudem eine besonders praxisnahe, möglichen "worst-case" Bedin gungen gerecht werdende Ansteuerung des Kältemittelverdichters.

Eine sehr genaue Regelung der Kühlfachtemperatur bei einem geringen Datenspei cherbedarf und einem niedrigen Programmieraufwand ergibt sich für die unter schiedlichsten Umgebungstemperaturen, wenn nach einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die elektroni sche Steuereinheit die Korrekturwerte aus einer linearen, in einem Datenspeicher abgelegten Korrekturkurve entnimmt.

In ausreichend genauem Maße ist die Kühlfachtemperatur der sich ändernden Um gebungstemperatur des Kühl- und/oder Gefriergerätes anpassbar, wenn nach einer alternativen Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die elektronische Steuereinheit die Korrekturwerte aus einer in einem Datenspei cher abgelegten Korrektur-Wert-Tabelle entnimmt.

Besonders zweckmäßig programmiert bzw. verschaltet ist eine Durchführung des Verfahrens geeignete elektronische Steuereinrichtung, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die elektronische Steuereinrichtung zur Bestimmung der von der Umgebungs temperatur abhängigen Ansteuerwerte für den Kältemittelverdichter, einen auf eine vorbestimmte Umgebungstemperatur abgestimmten vorgegebenen Ansteuerwert entsprechend der Korrekturwerte verändert.

Besonders gering ist die Temperaturschichtung und somit besonders gleichmäßig die Temperatur innerhalb des Kühlfaches, wenn nach einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die elektroni sche Steuereinheit einen Ventilator zur Umwälzung der Kühlluft im Kühlfach steuert.

Nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfin dung ist vorgesehen, daß die elektronische Steuereinheit nach vorbestimmten Zeit abschnitten den Temperaturwert zum Einschalten des Kältemittelverdichters zu hö heren Temperaturwerten hin anhebt.

Hierdurch ist auf einfach Weise sichergestellt, daß der Verdampfer zyklisch abge taut wird.

Gemäß einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfin dung ist vorgesehen, daß der Temperaturfühler zur Erfassung der Kühlfachtempe ratur als im Nahbereich des Verdampfers angeordneter, die Lufttemperatur im Kühlfach erfassender Temperaturfühler ausgebildet ist.

Durch eine derartige Anordnung und Ausbildung des Temperaturfühlers wird sowohl die Temperatur der Kühlluft als auch die Temperatur des Verdampfers zumindest weitestgehend gleichermaßen erfaßt.

Die Erfindung wird anhand einer beigefügten Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein Koordinatensystem, bei welchem beispielhaft zur Verdeutlichung der Erfindung die Einschalttemperatur des Kältemittelverdichters über der Umgebungstemperatur des Kältegerätes aufgetragen ist.

In das Koordinatensystem ist eine erste Korrekturkurve (in durchgezogener Linien führung) dargestellt, welche durch eine Gerade gebildet ist, welche für die Kom pressor-Einschalttemperatur der Geradengleichung
T(Ein, Tu) = a.(Tu-25°C) + T (Ein, 25°C) genügt und welche für die Kompressor- Ausschalttemperatur der Geradengleichung
T (Aus, Tu) = b.(Tu-25°C) + T (Aus, 25°C) genügt.

Bedeutung der Kurzzeichen

T (Ein, Tu) = Einschalttemperaturwert des Kältemittelverdichters bei Umgebungs temperatur
T (Ein, 25°C) = Einschalttemperaturwert des Kältemittelverdichters bei einer Umge bungstemperatur von 25°C
T (Aus, Tu) = Ausschalttemperaturwert des Kältemittelverdichters bei Umgebungs temperatur
T (Aus, 25°C) = Ausschalttemperaturwert des Kompressors bei einer Umgebungs temperatur von 25°C
Tu = Umgebungstemperatur
a, b = empirisch bestimmte Korrekturfaktoren, in Abhängigkeit vom Anbringungsort des Außentemperaturfühlers.

Der Einschalttemperaturwert des Kältemittelverdichters bei 25°C Umgebungstem peratur kann z. B. bei +12°C und der Ausschalttemperaturwert bei +4°C liegen, wenn die Kühlfachtemperatur von einem die Luftfühler erfaßt ist.

Die lineare Korrekturkurve für den Ein- bzw. Ausschalttemperaturwert des Käl temittelverdichters in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur beinhaltet die Kor rektur des für 25°C Umgebungstemperatur festgelegten Einschalt- bzw. Ausschalt temperaturwertes für den Kältemittelverdichter, wenn die Umgebungstemperatur des Gerätes von der Umgebungstemperatur von 25°C nach oben bzw. nach unten abweicht. Wie durch die dargestellte Gerade am Beispiel des Einschalttemperatur wertes für den Kältemittelverdichter deutlich gezeigt ist, liegt der korrigierte Ein schalttemperaturwert des Kältemittelverdichters bei einer Umgebungstemperatur <25°C über dem für diese Temperatur bestimmten Einschalttemperaturwert, während der korrigierte Einschalttemperaturwert bei Umgebungstemperaturen <25°C unter halb dem bei einer Umgebungstemperatur von 25°C ermittelten Einschalttempera turwert für den Kältemittelverdichter angeordnet ist.

Neben der linearen Korrekturkurve zur stufenlosen Korrektur des Einschalt- bzw. Ausschalttemperaturwertes für den Kältemittelverdichter bei einer von 25°C abwei chenden Umgebungstemperatur zeigt das Diagramm eine zweite Korrekturkurve (gestrichelte Linienführung). Diese ist in Form einer Treppenkurve ausgebildet und ermöglicht in Abweichung von der linearen Korrekturkurve die Ermittlung von einem bestimmten Raster unterliegenden Korrekturwerte für die Einschalt- bzw. Aus schalttemperatur des Kältemittelverdichters, da diese lediglich für bestimmte, von 25°C abweichende Umgebungstemperaturen ermittelt wurden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem Kühlfach eines Kühl- und/oder Gefriergerät mit einer einen Kältemittelverdichter steuernden elek tronischen Steuereinrichtung, welche die von einem Temperaturfühler im Kühlfach erfaßte, zur Steuerung des Kältemittelverdichters dienende Kühl fachtemperatur und die von einem Außentemperatur erfaßte Umgebungs temperatur des Kühl- und/oder Gefriergerätes bewertet und in Abhängigkeit der Werte für die Umgebungstemperatur die Ansteuerwerte für den Käl temittelverdichter verändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit die für die Umgebungstemperatur ermittelten Werte in einem Datenspeicher hinterlegten Korrekturwerten zuordnet, auf deren Basis der Kältemittelverdichter gesteuert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elek tronische Steuereinheit die Korrekturwerte aus einer linearen, in einem Da tenspeicher abgelegten Korrekturkurve entnimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elek tronische Steuereinheit die Korrekturwerte aus einer in einem Datenspeicher abgelegten Korrekturwert-Tabelle entnimmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung zur Bestimmung der von Umgebungs temperatur abhängigen Ansteuerwerte für den Kältemittelverdichter, einen auf eine vorbestimmte Umgebungstemperatur abgestimmten vorgegeben Ansteuerwert entsprechend der Korrekturwerte verändert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit einen Ventilator zur Umwälzung der Kühlluft im Kühlfach steuert.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit nach vorbestimmten Zeitabschnitten den Temperaturwert zum Einschalten des Kältemittelverdichters zu höheren Temperaturwerten hin anhebt.

8. Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem von einer elektronischen Steuerein richtung gesteuerten Kältemittelverdichter und wenigstens einem Kühlfach, in welchen ein zur Erfassung der Kühlfachtemperatur dienender Tempera turfühler vorgesehen ist, und mit einem Außentemperaturfühler, wobei die Temperaturfühler über Datenleitungen mit der elektronischen Steuereinrich tung verbunden sind, welche Mittel zur Auswertung der Umgebungstempe ratur und Mittel zur Speicherung von Korrekturwerten umfaßt und welche Mittel aufweist, welche den in einem Datenspeicher hinterlegten, auf eine bestimmte Umgebungstemperatur abgestimmten Ansteuerwert für den Käl temittelverdichter, bei einer Abweichung von der Umgebungstemperatur, entsprechend den gespeichert Korrekturwerten anpaßt.

9. Kühlgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur fühler zur Erfassung der Kühlfachtemperatur als im Nahbereich des Ver dampfers im Kühlfach angeordneter, die Lufttemperatur im Kühlfach erfas sender Sensor ausgebildet ist.