DE19951057A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Absorptionskühlschrankes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines AbsorptionskühlschrankesInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Absorptionskühlschrank und ein Verfahren zum Steuern eines Absorptionskühlschranks. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung schaltet die der Heizeinrichtung des Absorptionskühlschranks zugeführte Heizleistung auf einen ersten Wert herunter, wenn die erfaßte Temperatur einen unteren Temperaturschwellwert Talpha unterschreitet. Dieser erste Wert ist größer als Null. Ferner schaltet die Steuervorrichtung die der Heizeinrichtung zugeführte Heizleistung auf einen zweiten Wert hoch, der größer als der erste Wert ist, wenn die Temperatur einen oberen Temperaturschwellwert Tbeta überschreitet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für
einen Absorptionskühlschrankes gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Steuern eines
Absorptionskühlschranks.
Ein Beispiel eines herkömmlichen Absorptionskühlschrankes ist
aus der DE 195 16 630 A2 bekannt. Fig. 9 zeigt den
prinzipiellen Aufbau und die Funktionsweise dieses
Absorptionskühlschranks.
Der in Fig. 9 gezeigte Absorptionskühlschrank umfaßt einen
Austreiber 1, einen Kondensor 2, einen Verdampfer 3 und einen
Absorber 4. Ferner zeigt Fig. 9 drei Kreisläufe, nämlich einen
Lösungsmittelkreislauf, einen Arbeitsmittelkreislauf und einen
Hilfsgaskreislauf. Diese Kreisläufe bilden den Kühlkreislauf
des Absorptionskühlschranks, der durch den Austreiber 1, den
Kondensor 2, den Verdampfer 3 und den Absorber 4 verläuft.
Für die folgende Beschreibung wird angenommen, daß das
Lösungsmittel eine wäßrige Ammoniaklösung ist, das
Arbeitsmittel Ammoniak und das Hilfsgas Wasserstoff (H2).
Die durchgezogenen Linien in Fig. 9 stellen den
Lösungsmittelkreislauf dar, der zwei Massenströme mit
unterschiedlichen Ammoniakkonzentrationen aufweist. Die dünn
gezeichnete Linie bezeichnet einen Strom mit schwacher
Konzentration (arm an dem Arbeitsmittel Ammoniak), und die
dicker gezeichnete Linie bezeichnet einen Strom mit einer
starken Konzentration (reich an dem Arbeitsmittel Ammoniak).
Die punktierte Linie stellt den Arbeitsmittelkreislauf dar.
Das Ammoniak wird im Austreiber 1 durch Wärmezufuhr aus der
stark konzentrierten Lösung ausgetrieben. Dazu wird das
Lösungsmittel mittels eines Kochers gekocht. Dabei verdampft
das Ammoniak. Anschließend wird das Ammoniak im Kondensor 2
durch Wärmeentzug verflüssigt. Der Verdampfer 3 ist im
Kühlraum des Absorptionskühlschranks angeordnet. Durch den
Verdampfungsvorgang des flüssigen Ammoniaks im Verdampfer 3
wird dem Kühlraum Wärme entzogen. Das gasförmige Ammoniak
strömt dann in den Absorber 4 und wird von dem Lösungsmittel,
das arm an Ammoniak ist, absorbiert.
Der Hilfsgaskreislauf ist in Fig. 9 mittels strichpunktierten
Linien im rechten Teil der Figur dargestellt. Der Wasserstoff
dient als Träger für das Arbeitsmittel zwischen der
Verdampfungsphase im Verdampfer 3 und der Absorptionsphase im
Absorber 4. Der nahezu reine Wasserstoff vermischt sich im
Verdampfer 3 mit dem verdampfenden Ammoniak, so daß sich eine
schwere Gasmischung bildet. Diese schwere Gasmischung sinkt,
wie mittels des Pfeils in Fig. 9 gezeigt ist, nach unten zu
dem Absorber 4 in dem das Ammoniak wieder von dem
Lösungsmittel absorbiert wird.
Da die drei Kreisläufe über ein Rohrsystem miteinander in
Verbindung stehen, bewirkt eine Änderung in einem Kreislauf
Änderungen in den anderen beiden Kreisläufen.
Ein Absorptionskühlschrank der gemäß Fig. 9 beschriebenen Art
wird mittels eines Thermostaten geregelt, der im Kühlraum
angeordnet ist, beispielsweise auf dem Verdampfer 3, oder zur
Messung der Lufttemperatur im Innenraum. Wenn die Temperatur
im Kühlraum einen gegebenen unteren Schwellwert
unterschreitet, wird der Kocher des Austreibers 1 abgestellt.
Daraufhin sinkt die Temperatur im Kocherbereich des
Austreibers so stark ab, daß das reiche Lösungsmittel nicht
mehr gekocht wird, d. h. daß kein Arbeitsmittel mehr
ausgetrieben wird. Dies bedeutet, daß der
Lösungsmittelkreislauf unterbrochen wird. Infolgedessen wird
die Ammoniakdampfzufuhr zu dem Kondensor 2 unterbrochen, so
daß der Arbeitsmittelkreislauf unterbrochen wird. Dadurch wird
auch der Hilfsgaskreislauf unterbrochen. Bei einer
Unterbrechung des Kühlkreislaufs hört der
Absorptionskühlschrank auf zu kühlen.
Sobald die Temperatur einen vorgegebenen oberen Schwellwert
erreicht, wird der Kocher durch die Thermostatregelung wieder
in Betrieb genommen, um die inzwischen stark abgekühlte
Temperatur im Bereich des Kochers wieder anzuheben. Hierzu
wird der Kocher bei seiner maximalen Leistungsaufnahme
betrieben, so daß er die höchstmögliche Heizenergie erzeugt.
Je nach der Dauer der Unterbrechung der Kreisläufe ergeben
sich Verzögerungen von mehreren Minuten, bis sich die oben
beschriebenen Kreisläufe wieder eingestellt haben.
Die bekannte Thermostatregelung, die eine Ein/Aus-Regelung
ausführt, d. h. dem Kocher entweder keine Leistung oder die
maximale Leistung zuführt, führt zu einem hohen Energiebedarf
des Absorptionskühlschranks und somit zu einem geringen
Wirkungsgrad des Kühlschranks.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die DE 195 16 630 A2 eine
Regelung der zur Austreibung benötigten Wärmeenergie mit einem
elektronischen Modul unter Verwendung von Fuzzi Logic Regeln
vor. Mit diesem Fuzzi Logic Modul wird die Leistung, die dem
Kocher im Austreiber 1 zugeführt wird, kontinuierlich
angepaßt.
Diese Lösung weist jedoch den Nachteil auf, daß das
elektronische Fuzzi Logic Modul einen komplizierten, schwer
herstellbaren Aufbau mit aufwendiger Programmierung aufweist.
Ferner ist es erforderlich, die Fuzzi Regel auf jeden
Absorptionskühlschranktyp einzeln anzupassen.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines
Absorptionskühlschranks anzugeben, mit einem einfachen Aufbau
und einem hohen Wirkungsgrad.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch
1 bzw. im Patentanspruch 7 aufgeführten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Heizelement des
Absorptionskühlschranks, und damit eine Temperatur Ti im
Kühlraum des Absorptionskühlschranks, mittels einer
Zweipunktregelung gesteuert. Wenn die Temperatur Ti einen
vorgegebenen unteren Temperaturschwellwert Tα unterschreitet,
schaltet die Steuervorrichtung die der Heizeinrichtung
zugeführte Heizleistung Pt auf einen Wert P1 herunter, der
größer als Null ist. Wenn die Temperatur Ti einen vorgegebenen
oberen Temperaturschwellwert Tβ überschreitet, schaltet die
Steuervorrichtung die der Heizeinrichtung zugeführte
Heizleistung Pt auf einen Wert P2 herauf, der größer ist als
P1.
Der Begriff "unterschreiten" bedeutet hier und im folgenden
ein Durchschreiten des Temperaturschwellwerts von einer
Temperatur, die über dem Temperaturschwellwert liegt, zu einer
Temperatur, die kleiner oder gleich dem Temperaturschwellwert
ist. Ebenso beschreibt der Ausdruck "einen
Temperaturschwellwert überschreiten" ein Durchschreiten des
Temperaturschwellwertes von einer Temperatur, die unter dem
Temperaturschwellwert liegt, zu einer Temperatur, die größer
oder gleich dem Temperaturschwellwert ist.
Die Temperatur Ti im Kühlraum ist bevorzugt die Temperatur des
Verdampfers oder die Lufttemperatur im Kühlraum und wird
mittels eines auf dem Verdampfer bzw. zur Messung der
Lufttemperatur angeordneten Temperatursensors erfaßt.
Bevorzugt weist der untere Heizleistungswert P1 einen Wert
auf, der gerade noch sicherstellt, daß genügend Arbeitsmittel
im Austreiber 1 verdampft wird, um den Arbeitsmittelkreislauf
aufrechtzuerhalten. Damit wird eine Unterbrechung des
Kühlkreislaufs verhindert.
Dies erlaubt es, in vorteilhafter Art und Weise die
Ansprechzeit des erfindungsgemäßen Absorptionskühlschranks im
Vergleich zu der oben beschriebenen bekannten Ein/Aus-Regelung
zu reduzieren, da die Heizeinrichtung im Austreiber auch
während der Betriebsphase des Kühlschranks nicht ausgeschaltet
wird, in welcher die zu regelnde Temperatur unterhalb des
oberen Temperaturschwellwerts Tβ ist. Deshalb erreicht der
erfindungsgemäße Absorptionskühlschrank einen guten
Wirkungsgrad, ohne daß eine komplizierte Fuzzi Logic Regelung
erforderlich ist, und weist zudem einen einfachen Aufbau auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung schaltet die
Steuervorrichtung die der Heizeinrichtung zugeführte
Heizleistung zwischen dem ersten Heizleistungswert P1 und dem
zweiten Heizleistungswert P2, der größer als der erste
Heizleistungswert P1 ist, hin und her. Gemäß einer anderen
bevorzugten Ausgestaltung schaltet die Steuervorrichtung die
Heizleistung auf einen dritten Wert P3, der größer als der
Wert P1 und kleiner als der Wert P2 ist, wenn die Temperatur
Ti zwischen den Temperaturwerten Tα und Tβ liegt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel schaltet
die Steuervorrichtung die Heizleistung auf einen dritten Wert
P3, der größer als der Wert P1 und kleiner als der Wert P2
ist, wenn die Temperatur Ti einen Temperaturwert Tδ
durchschreitet, der größer ist als der untere Temperaturwert
Tα und kleiner als der obere Temperaturwert Tβ. Dabei kann die
zugeführte Heizleistung von dem unteren Heizleistungswert auf
den dritten Wert geschaltet werden, wenn die Temperatur Ti den
Zwischentemperaturschwellwert von unten kommend
durchschreitet, und kann von dem oberen Heizleistungswert P2
auf den dritten Wert P3 geschaltet werden, wenn die Temperatur
Ti von oben kommend den Zwischentemperaturschwellwert
durchschreitet. Mit drei vorgegebenen Heizleistungswerten P1,
P2, P3 ist eine einfach strukturierte und dennoch effektive
Regelung der Temperatur Ti möglich. Natürlich können mehrere
Zwischentemperaturschwellwerte vorgesehen sein. In diesem Fall
wird die Heizleistung bei jedem Überschreiten eines
Temperaturschwellwertes eine Stufe höher geschaltet und bei
jedem Unterschreiten eines Temperaturschwellwertes eine Stufe
niedriger geschaltet, wobei sämtliche Heizleistungsstufen
zwischen den Werten P1 und P2 liegen.
Mit diesen Ausgestaltungen läßt sich eine Verringerung der
Temperaturschwankung von Ti und somit des Energieverbrauchs
des Kühlschranks erzielen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zumindest für die
Einstellung der oberen Heizleistung P2 oder für die
Einstellung der unteren Heizleistung P1 und gegebenenfalls
auch für P3 eine Einstelleinrichtung vorgesehen, so daß die
erfindungsgemäße Steuervorrichtung einfach für die Verwendung
in verschiedenen Absorptionskühlschrankmodellen optimal
abgeglichen werden kann. Die Einstellbarkeit der oberen
Heizleistung P2 auf den für maximale Kühlwirkung optimalen
Wert ermöglicht, daß in den Kühlschränken Heizelemente
Verwendung finden, deren Nennleistung den für maximale
Kühleistung optimalen Heizleistungswert übersteigt, ohne daß
dies zu Energieverlusten führt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Figuren
beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung
für einen Absorptionskühlschrank gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Aufbaus der
erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines ersten
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Steuerung
eines Absorptionskühlschranks;
Fig. 4 zeigt ein Temperatur-Zeit-Diagramm zur Erläuterung
des in Fig. 3 gezeigten Verfahrens;
Fig. 5 zeigt ein Heizleistung-Zeit-Diagramm zur Erläuterung
des in Fig. 3 gezeigten Verfahrens;
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm eines zweiten
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Steuerung
eines Absorptionskühlschranks;
Fig. 7 zeigt ein Temperatur-Zeit-Diagramm zur Erläuterung
des in Fig. 6 gezeigten Verfahrens;
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zur Steuerung eines
Absorptionskühlschranks;
Fig. 9 ist ein Diagramm zur Darstellung der Funktionsweise
eines Absorptionskühlkreislaufs.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines
Absorptionskühlschrank mit einem Ausführungsbeispiel der
Steuervorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die
Bezugsziffer 1 bezeichnet einen Austreiber mit einer
Heizeinrichtung 5, der über Rohrleitungen (nicht dargestellt)
mit einem Kondensor 2 verbunden ist, der wiederum über
Rohrleitungen (nicht dargestellt) mit einem Verdampfer 3
verbunden ist. Der Verdampfer 3 ist über Rohrleitungen (nicht
dargestellt) mit einem Absorber 4 verbunden, der wiederum über
Rohrleitungen (nicht dargestellt) mit dem Austreiber 1
verbunden ist. Zwischen dem Austreiber 1, dem Kondensor 2, dem
Verdampfer 3 und dem Absorber 4 stellen sich bei Betrieb der
Heizeinrichtung 5 Kreisläufe in der gleichen Art und Weise
ein, wie anhand der Fig. 9 beispielhaft erläutert wurde. Der
Austreiber 1, der Kondensor 2, der Verdampfer 3 und der
Absorber 4, durch die die zuvorgenannten Kreisläufe gebildet
werden, bilden das Kühlsystem des Absorptionskühlschranks. Der
Kühlkreislauf des Kühlsystems ist in Fig. 1 mittels Pfeilen
zwischen dem Austreiber 1, dem Kondensor 2, dem Verdampfer 3
und dem Absorber 4 angedeutet.
Der Verdampfer 3 ist in einem Kühlraum 7 des
Absorptionskühlschranks angeordnet. Die Bezugsziffer 6
bezeichnet einen Temperaturfühler oder Sensor zur Erfassung
einer Temperatur Ti der Luft oder des Verdampfers 3 in dem
Kühlraum 7 des Absorptionskühlschranks. Der Temperaturfühler 6
erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Größe der erfaßten
Temperatur Ti entspricht.
Das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 6 wird an eine
Steuervorrichtung 8 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 8 ist
ausgestaltet, basierend auf dem Ausgangssignal des
Temperaturfühlers 6 eine der Heizeinrichtung 5 zugeführte
Heizleistung Pt von einem vorgegebenen zweiten
Heizleistungswert P2 auf einen vorgegebenen ersten Wert P1,
der größer als Null ist, umzuschalten, wenn die mittels des
Temperaturfühlers 6 erfaßte Temperatur Ti einen vorgegebenen
unteren Temperaturschwellwert Tα unterschreitet, d. h. von
oben kommend durchschreitet. Ferner ist die Steuervorrichtung
8 ausgestaltet, basierend auf dem Ausgangssignal des
Temperaturfühlers 6 die der Heizeinrichtung 5 zugeführte
Heizleistung Pt von dem ersten Heizleistungswert P1 auf den
vorgegebenen zweiten Wert P2 umzuschalten, der größer als der
erste Wert P1 ist, wenn die mittels des Temperaturfühlers 6
erfaßte Temperatur Ti einen vorgegebenen oberen
Temperaturschwellwert Tβ überschreitet, d. h. von unten kommend
durchschreitet.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Steuervorrichtung 8 mit einer
Energiequelle 9 verbunden und steuert in der oben
beschriebenen Art und Weise die Heizleistung Pt, die der
Heizeinrichtung 5 in dem Austreiber 1 zugeführt wird.
Da in dem Absorptionskühlschrank mit der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung die Heizeinrichtung während des Betriebs des
Kühlschranks niemals ausgeschaltet wird, wird verhindert, daß
der Austreiber 1 und das Lösungsmittel im
Lösungsmittelkreislauf übermäßig abkühlen. Dadurch ist es
möglich, eine kurze Ansprechzeit des Absorptionskühlschranks
und einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen.
Gemäß einer Variante des zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiels ist die Heizleistung P2 über ein erstes
Abgleichelement in der Steuervorrichtung voreinstellbar.
Da insbesondere elektrische Heizeinrichtungen nur in gewissen
Leistungsklassen verfügbar sind, kommt es oft vor, daß die
Heizeinrichtung einer Leistungsklasse für einen bestimmten
Absorptionskühlschranktyp zu schwach ist und die
Heizeinrichtung der nächsten Leistungsklasse zu stark ist. In
diesem Fall ist es mittels der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung gemäß dieser Variante des
Ausführungsbeispiels möglich, einen oberen Heizleistungswert
P2 einzustellen. Ebenso erlaubt dies in vorteilhafter Art und
Weise beispielsweise den Einsatz von Heizeinrichtungen mit der
gleichen Nenn-Leistung (oder einer einzelnen Klasse von
Heizeinrichtungen) für eine Vielzahl von
Absorptionskühlschränken mit verschiedenen Größen, wodurch der
Fertigungsaufwand der Absorptionskühlschränke erheblich
verringert werden kann.
Bevorzugt kann zudem in der Steuervorrichtung ein zweites
Abgleichelement zum Einstellen des unteren Heizleistungswertes
P1 vorgesehen werden. Damit ist es vorteilhaft möglich, die
Heizeinrichtung optimal an den Kühlschranktyp anzupassen,
sowie das Überschwingen der Innentemperatur während eines
Regelungszyklus bevorzugt minimal einzustellen.
Ferner umfaßt die Heizeinrichtung 5 bevorzugt einen einzelnen
Heizwiderstand, wodurch sich ein einfacher und übersichtlicher
Aufbau der Schaltung realisieren läßt.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung 8.
Die in Fig. 2 gezeigte Steuervorrichtung 8 umfaßt eine erste
Schwellwertvergleichereinrichtung 10, die mit dem
Temperaturfühler 6 verbunden ist, und ein Ausgangssignal mit
einem ersten und einem zweiten logischen Pegel an eine
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 ausgibt. Die erste
Schwellwertvergleichereinrichtung 10 ist ausgestaltet, das
Ausgangssignal mit dem ersten logischen Pegel zu der
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 auszugeben, wenn die
mittels des Temperaturfühlers 6 erfaßte Temperatur Ti den
vorgegebenen unteren Temperaturschwellwert Tα unterschreitet.
Die erste Schwellwertvergleichereinrichtung 10 ist ferner
ausgestaltet, das Signal mit dem zweiten logischen Pegel zu
der Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 auszugeben, wenn
die Temperatur Ti den vorgegebenen oberen
Temperaturschwellwert Tβ überschreitet.
Abhängig von dem logischen Pegel des Ausgangssignals der
ersten Schwellwertvergleichereinrichtung 10 gibt die
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 ein Ansteuersignal mit
einem ersten oder zweiten Tastverhältnis an einen steuerbaren
elektronischen Schalter 12 aus. Der elektronische Schalter 12
ist zwischen der Leistungsquelle 9 und der Heizeinrichtung 5
angeordnet, und verbindet entsprechend dem Ansteuersignal von
der Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 die Leistungsquelle
9 mit der Heizeinrichtung 5, oder unterbricht eine
Leistungszufuhr von der Leistungsquelle 9 zu der
Heizeinrichtung 5.
Das erste Tastverhältnis ist dergestalt, daß der elektronische
Schalter 12 so angesteuert wird, daß der Heizeinrichtung 5
eine Heizleistung P1 größer als Null zugeführt wird. Die
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 ist ausgestaltet,
dieses erste Tastverhältnis auszugeben, wenn die
Schwellwertvergleichereinrichtung 10 das Signal mit dem ersten
logischen Pegel ausgibt.
Das zweite Tastverhältnis ist dergestalt, daß der
elektronische Schalter 12 so angesteuert wird, daß der
Heizeinrichtung 5 ein zweiter, größerer Heizleistungswert P2
zugeführt wird. Die Ansteuersignalerzeugungseinrichtung gibt
das Ansteuersignal mit dem zweiten Tastverhältnis aus, wenn
die Schwellwertvergleichereinrichtung 10 das Signal mit dem
zweiten logischen Pegel ausgibt.
Bevorzugt weist das Ausgangssignal der
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 eine feste Frequenz und
ein veränderliches Tastverhältnis auf, wobei die
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 auch ausgestaltet sein
kann, sowohl die Frequenz als auch das Tastverhältnis des
Ausgangssignals zu verändern.
Bevorzugt werden die erste Schwellwertvergleichereinrichtung
10, die Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 und der
elektronische Schalter 12 mittels analogen Bauelementen
realisiert, wodurch eine kostengünstige Schaltung aufgebaut
werden kann. Beispielsweise kann die erste
Schwellwertvergleichereinrichtung 10 mittels eines Komparators
mit einer positive Rückkoppelung zwischen dem Ausgang und dem
positiven Eingang des Komparators realisiert werden. Als
Temperatureinstelleinrichtung kann ein mit dem negativen
Eingang des Komparators verbundenes Potentiometer verwendet
werden, das mit Widerständen einen Spannungsteiler bildet, um
eine gewünschte mittlere Innentemperatur einzustellen. Der
Temperatursensor 6 ist mit dem positiven Eingang des
Komparators verbunden. Durch die positive Rückkoppelung weist
der Komparator eine Hysterese dergestalt auf, daß er ein
Signal mit einem ersten logischen Pegel ausgibt, wenn die
Temperatur Ti einen unteren Temperaturschwellwert Tα
unterschreitet, und ein Signal mit einem zweiten logischen
Pegel ausgibt, wenn die Temperatur Ti einen oberen
Temperaturschwellwert Tβ überschreitet.
Bevorzugt ist eine zweite Schwellwertvergleichereinrichtung 13
vorgesehen, um bei einer bestimmten Stellung des
Temperatureinstellpotentiometers den Kühlschrank außer Betrieb
zu setzen, ohne dazu einen Ein-/Aus-Schalter zu benötigen.
Diese ist beispielsweise mit einem zweiten Komparator mit
einer positiven Rückkoppelung zwischen dem Ausgang und dem
positiven Eingang ausgestaltet, und weist somit eine Hysterese
ähnlich der ersten Schwellwertvergleichereinrichtung 10 auf.
Der positive Eingang des zweiten Komparators ist mit dem
Potentiometer verbunden, so daß der an dem Potentiometer
eingestellte Wert mit dem Referenzwert, der mit einem
Widerstand an dem negativen Eingang des zweiten Komparators
eingestellt werden kann, verglichen wird. Wenn der
Temperatureinstellpotentiometer in der bestimmten Stellung
ist, gibt die zweite Schwellwertvergleichereinrichtung 13 ein
Signal mit einem logischen Pegel an die
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 aus, die ausgestaltet
ist, in Antwort auf dieses Signal ein Ansteuersignal an den
elektronischen Schalter 12 dergestalt auszugeben, daß die
Leistungszufuhr an die Heizeinrichtung 5 unterbrochen wird,
d. h. die Heizeinrichtung ausgeschaltet wird. Das von der
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 diesem Fall ausgegebene
Ansteuersignal weist ein Tastverhältnis von 0% auf.
Die Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 ist beispielsweise
mittels eines Oszillators und eines Monoflops ausgestaltet,
wobei der Monoflop durch den Oszillator getriggert wird, und
empfängt das Ausgangssignal von der ersten
Schwellwertvergleichereinrichtung 10, welches die
Zeitkonstante des Monoflops bestimmt. Das Ausgangssignal des
Monoflops steuert den elektronischen Schalter 12. Die zweite
Scwellwertvergleichereinrichtung 13, falls vorhanden, liefert
ein Ausgangssignal an den Oszillator, um den Oszillator
anzuhalten, oder an das Monoflop, um dieses zu sperren.
Der elektronische Schalter kann beispielsweise mittels eines
Leistungstransistors oder eines Tyristors oder eines Triacs
realisiert werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt der elektronische Schalter 12 einen ersten Triac, der
zwischen die Leistungsquelle 9 und die Heizeinrichtung 5
geschaltet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kathode
eines zweiten Triacs mit dem Gate des ersten Triacs verbunden,
und die Anode des zweiten Triacs ist über einen Widerstand mit
der Anode des ersten Triacs verbunden. Das Gate des zweiten
Triacs ist mit der Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11
verbunden. Damit kann eine Entlastung der
Spannungsversorgungsschaltung der Steuerschaltung 8 erreicht
werden, denn der Gatestrom für den ersten Triac belastet auf
diese Weise die Spannungsversorgungsschaltung nicht in
nennenswertem Maß, sondern wird der Leistungsquelle 9
entnommen. Der zweite Triac ermöglicht somit, daß die
Spannungsversorgungsschaltung für kleine Leistungen
dimensioniert werden kann. Natürlich ist es aber auch möglich,
auf den zweiten Triac zu verzichten und das Gate des ersten
Triac direkt von der Ansteuersignalerzeugungseinrichtung
anzusteuern.
Bevorzugt umfaßt die Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11
eine Zeitgebereinrichtung (nicht dargestellt), um während
einer voreingestellten Zeitdauer nach der Inbetriebnahme des
Kühlschranks ein Ansteuersignal für den elektronischen
Schalter mit einem Tastverhältnis von 100% zu erzeugen. Nach
Ablauf der voreingestellten Zeitdauer beginnt die
Steuervorrichtung, die Innenraumtemperatur in der
beschriebenen Weise zu regeln. Diese Zeitgebereinrichtung
ermöglicht es, die Zeit zu verkürzen, die nach der
Inbetriebnahme des Kühlschranks bis zur Erzielung einer
Kühlwirkung verstreicht.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die
erste Schwellwertvergleichereinrichtung 10 ausgestaltet, über
den ersten und den zweiten logischen Pegel hinaus einen
dritten logischen Pegel auszugeben, wenn die Temperatur Ti
größer als der untere Temperaturschwellwert Tα und kleiner
als der obere Temperaturschwellwert Tβ ist. In diesem
Ausführungsbeispiel ist die
Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 11 ausgestaltet, auf der
Grundlage des Ausgangssignals der ersten
Schwellwertvergleichereinrichtung 10 mit dem dritten logischen
Pegel, ein Ansteuersignal mit einem dritten Tastverhältnis an
den elektronischen Schalter 12 dergestalt auszugeben, daß der
Heizeinrichtung ein dritter Heizleistungswert P3 zugeführt
wird, der größer als der erste vorgegebene Wert P1 ist, und
kleiner als der zweite vorgegebene Wert P2.
Im folgenden wird mit Verweis auf Fig. 3 ein erstes
Ausführungsbeispiel eines Verfahren zum Steuern eines
Absorptionskühlschranks gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Dieses Verfahren kann beispielsweise mittels der
zuvor beschriebenen Steuervorrichtung ausgeführt werden.
Nach dem Einschalten des Absorptionskühlschranks werden
während einer Einschaltphase zuerst die optionalen Schritte S1
bis S3 ausgeführt, auf die später noch detaillierter
eingegangen wird. Während des Betriebs des Kühlschranks werden
die Schritte S4 bis S7 mit einer voreingestellten Frequenz
wiederholt ausgeführt, um den Absorptionskühlschrank zu
steuern.
In Schritt S4 wird die Temperatur Ti des Kühlraums 7 erfaßt
und die erfaßte Temperatur Ti wird mit dem unteren
Temperaturschwellwert Tα verglichen.
Wenn die Temperatur Ti kleiner oder gleich dem unteren
Temperaturschwellwert Tα ist, geht das Verfahren zu Schritt
S5, in dem die der Heizeinrichtung 5 zugeführte Heizleistung
auf P1 heruntergeschaltet wird. P1 ist größer Null. Nach
Schritt S5 geht das Verfahren zurück zu Schritt S4.
Wenn in Schritt S4 bestimmt wird, daß die Temperatur Ti größer
als der untere Temperaturschwellwert Tα ist, geht das
Verfahren zu Schritt S6.
In Schritt S6 wird der obere Temperaturschwellwert Tβ mit der
Temperatur Ti verglichen. Wenn in Schritt S6 bestimmt wird,
daß die Temperatur Ti größer oder gleich dem oberen
Temperaturschwellwert Tβ ist, geht das Verfahren zu Schritt
S7, in dem die Heizleistung die der Heizeinrichtung 5
zugeführt wird, auf P2 hochgeschaltet wird. Die Heizleistung
P2 ist größer als P1. Dann geht das Verfahren zurück zu
Schritt S4.
Wenn in Schritt S6 erfaßt wird, daß die Temperatur Ti des
Kühlraums 7 kleiner als der obere Temperaturschwellwert Tβ
ist, geht das Verfahren zurück zu Schritt S4. Auf diese Art
und Weise wird die der Heizeinrichtung 5 zugeführte
Heizleistung von P2 auf P1 umgeschaltet, wenn die Temperatur
Ti den oberen Temperaturschwellwert Tβ überschreitet, und wird
von P1 auf P2 umgeschaltet, wenn die Temperatur Ti den unteren
Temperaturschwellwert Tα unterschreitet.
Bei einer Inbetriebnahme des Kühlschranks bei Schritt S1, d. h.
nach dem Einschalten des Kühlschranks, wird der
Heizeinrichtung 5 in dem Austreiber 1 die Nenn-Heizleistung
Pmax zugeführt, bis sich die mit Bezug auf Fig. 9
beschriebenen Kreisläufe eingestellt haben, d. h. bis der
Kühlschrank zu Kühlen beginnt. Dies wird als die
Einschaltphase bezeichnet.
Das Kühlen des Kühlschranks kann auf der Grundlage einer
Änderung ΔT2 der Temperatur Ti während einer vorbestimmten
Zeitdauer Δt1 erfaßt werden.
Ferner ist es möglich, das Kühlen des Kühlschranks indirekt
auf der Grundlage einer Zeitdauer seit dem Einschalten des
Kühlschranks zu erfassen, d. h. wenn eine vorbestimmte
Zeitdauer Δt2, beginnend mit dem Einschalten des
Absorptionskühlschranks vergangen ist. Diese Zeitdauer Δt2
ist beispielsweise ein Erfahrungswert, nach dem bei einem
bestimmten Absorptionskühlschranktyp nach dem Einschalten eine
Kühlwirkung auftritt.
Ebenso kann als Kühlwirkung erfaßt werden, wenn sich die
mittels des Temperaturfühlers 6 erfaßte Temperatur Ti im
Vergleich zu einer Temperatur T0 beim Einschalten des
Absorptionskühlschranks um einen vorbestimmten Betrag ΔT1
ändert.
Darüber hinaus kann als Kühlwirkung erfaßt werden, wenn die
Temperatur Ti den Temperaturschwellwert Tβ erstmalig
unterschreitet. Der Temperaturschwellwert kann jedoch auch
größer oder kleiner als Tβ gewählt werden.
Wenn in Schritt S3 keine Kühlwirkung erfaßt wird, geht das
Verfahren zurück zu Schritt S2.
Wenn in Schritt S3 eine Kühlwirkung bestimmt wird, geht das
Verfahren zu Schritt S4.
Nun wird anhand von Fig. 4 das oben beschriebene Verfahren mit
Hilfe eines Temperatur-Zeit-Diagramms weiter erläutert. Auf
der Abszisse des in Fig. 4 gezeigten Diagramms ist die
Zeitachse angetragen, und auf der Ordinate die Temperatur Ti
in °C. Die untere, gestrichelte Horizontallinie zeigt den
unteren Temperaturschwellwert Tα und die obere, gestrichelte
Horizontallinie den oberen Temperaturschwellwert Tβ. Die
strichpunktierten Vertikallinien deuten Umschaltzeitpunkte t1,
t2 und t3 an. Zu diesen Umschaltzeitpunkten t1, t2 und t3 ändert
sich die der Heizeinrichtung 5 zugeführten Heizleistung Pt. In
Fig. 4 ist die Heizleistung Pt auf die Nenn-Heizleistung Pmax
normiert und in Prozentzahlen unter dem Diagramm angegeben.
Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, wird unmittelbar nach der
Inbetriebnahme des Absorptionskühlschranks zum Zeitpunkt t0
der Heizeinrichtung 5 die Nenn-Heizleistung Pmax zugeführt.
Zum Zeitpunkt t1 haben sich die Kühlkreisläufe eingestellt und
der Kühlschrank beginnt zu kühlen. Ab diesem Zeitpunkt wird
der Heizeinrichtung 5 eine verringerte Heizleistung zugeführt.
In Fig. 4 entspricht diese verringerte Heizleistung dem Wert
P2 und ist 90% der Nenn-Heizleistung Pmax. Wie in Fig. 4
gezeigt ist, sinkt ab t1 die Temperatur Ti ab.
Sobald zum Zeitpunkt t2 bestimmt wird, daß die Temperatur Ti
kleiner oder gleich dem unteren Temperaturschwellwert Tα ist,
wird der Heizeinrichtung 5 die Heizleistung P1 zugeführt. In
dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist P1 35% der Nenn-
Heizleistung Pmax. Damit verringert sich in dem Zeitraum t2
bis t3 die Kühlwirkung des Verdampfers 3, und die Temperatur
Ti im Innenraum 7 des Absorptionskühlschranks steigt an.
Wenn zum Zeitpunkt t3 die mittels des Temperaturfühlers 6
erfaßte Temperatur Ti den oberen Temperaturschwellwert Tβ
überschreitet, wird die Heizleistung auf P2 umgeschaltet. Der
Heizleistungswert P2 ist in Fig. 4 90% des Nenn-
Heizleistungswerts Pmax. Folglich wird in dem Austreiber 1
wieder mehr Arbeitsmittel verdampft, der
Arbeitsmittelkreislauf verstärkt sich, und die Kühlwirkung des
Verdampfers 3 steigt an. Dementsprechend steigt die Temperatur
Ti immer langsamer an und sinkt schließlich ab.
Fig. 5 zeigt ein Heizleistung-Zeit-Diagramm zur weiteren
Erläuterung des oben beschriebenen Verfahrens. Auf der
Abszisse des in Fig. 4 gezeigten Diagramms ist die Zeitachse
angetragen, und auf der Ordinate die der Heizeinrichtung 5
zugeführte Heizleistung Pt. Die Zeitpunkte t1, t2 und t3
entsprechen den in der Fig. 4 gezeigten Zeitpunkten t1, t2 und
t3. Die gestrichelte Horizontallinie bezeichnet die Nenn-
Heizleistung Pmax.
Nachdem der Kühlschrank zum Zeitpunkt t1 zu kühlen beginnt,
wird der Heizeinrichtung 5 eine Heizleistung zugeführt, die
bevorzugt die optimale Kühlwirkung erzielt und dazu kleiner
als die Nenn-Heizleistung Pmax der Heizeinrichtung eingestellt
sein kann. In dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Fall, wird
der Heizeinrichtung 5 von dem Zeitpunkt t1 bis zum dem
Zeitpunkt t2 die Heizleistung P2 von 90% der Nennheizleistung
Pmax des eingesetzten Heizelementes zugeführt.
Wenn die Temperatur Ti kleiner oder gleich dem unteren
Temperaturschwellwert Tα wird, wird die Heizleistung Pt auf
den Wert P1, der größer als Null und so groß ist, daß der
Arbeitskühlkreislauf gerade noch aufrechterhalten wird,
verringert.
Wenn zum Zeitpunkt t3 die Temperatur Ti den oberen
Temperaturschwellwert Tβ überschreitet, wird die Heizleistung
auf P2 umgeschaltet.
Wie in Fig. 5 gezeigt, setzt sich das Verfahren in der oben
beschriebenen Art und Weise zu den Zeitpunkten t4, t5 und t6
fort.
Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahren
zum Steuern eines Absorptionskühlschranks gemäß der
vorliegenden Erfindung wie es beispielsweise mittels der zuvor
beschriebenen Steuervorrichtung ausgeführt werden kann. Die
Schritte S10 bis S16 in Fig. 6 entsprechen den Schritten S1
bis S7 in der Fig. 3. Die Schritte S10 bis S12, die den
Schritten S1 bis S3 in Fig. 3 entsprechen, können wie in dem
ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens, optional während
der Einschaltphase des Kühlschranks ausgeführt werden.
Im Unterschied zu dem in Fig. 3 beschriebenen Verfahren
schaltet das Verfahren in Fig. 6, nachdem in den Schritten S13
und S15 bestimmt worden ist, daß die Temperatur Ti kleiner als
der obere Temperaturschwellwert Tβ und größer als der untere
Temperaturschwellwert Tα ist, in Schritt S17 die Heizleistung
auf P3, und geht dann zu Schritt S13. Die Heizleistung P3 ist
größer als P1 und kleiner als P2.
In anderen Worten wird die der Heizeinrichtung zugeführte
Heizleistung Pt von P1 oder P2 auf einen dritten Wert P3
umgeschaltet, der größer als P1 ist und kleiner als P2, wenn
die Temperatur Ti größer als der untere Temperaturschwellwert
Tα ist und kleiner als der obere Temperaturschwellwert Tβ.
Somit wird während des Betriebs des Kühlschranks, d. h. nach
der Einschaltphase in den Schritten S10, S11 uns S12, die
Heizleitung entsprechend der Temperatur Ti zwischen den Werten
P1, P2 und P3 umgeschaltet.
Nun wird das Verfahren, das mittels des Flußdiagramms in Fig.
6 beschrieben worden ist, anhand eines Temperatur-Zeit-
Diagramms in Fig. 7 weiter erläutert.
Entlang der Abszisse der Fig. 7 ist die Zeitachse angetragen,
und entlang der Ordinate die Temperatur Ti in °C. Die untere,
gestrichelte Horizontallinie bezeichnet den unteren
Temperaturschwellwert Tα, und die obere, gestrichelte
Horizontallinie bezeichnet den oberen Temperaturschwellwert
Tβ. Die Prozentzahlen unter der Ordinate des Diagramms deuten
die Heizleistung normiert auf Pmax an, die zu den jeweiligen
Zeitpunkten der Heizeinrichtung 5 zugeführt wird. Die
strichpunktierten Vertikallinien zu den Zeitpunkten t1, t2,
t3, t4 und t5 bezeichnen Zeitpunkte, an denen die der
Heizeinrichtung 5 zugeführte Heizleistung verändert wird.
Nach dem Zeitpunkt t0, d. h. nach der Inbetriebnahme des
Absorptionskühlschranks, wird der Heizeinrichtung 5 die Nenn-
Heizleistung Pmax zugeführt. Zu dieser Zeit kühlt der
Kühlschrank noch nicht. Sobald aber der Kühlschrank zum
Zeitpunkt t1 zu kühlen beginnt, wird der Heizeinrichtung 5 90%
der Nenn-Heizleistung Pmax, zuführt. Ab dem Zeitpunkt t1 sinkt,
wie in Fig. 7 gezeigt, die Temperatur Ti ab.
Wenn zum Zeitpunkt t2 die Temperatur Ti größer als der untere
Temperaturschwellwert Tα wird, und kleiner als der obere
Temperaturschwellwert Tβ, wird der Heizeinrichtung 5 eine
Heizleistung P3 zuführt, die größer als P1 ist und kleiner als
P2. In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel ist der dritte
Heizleistungswert P3 50% der Nenn-Heizleistung Pmax. Somit
verringert sich in dem Zeitraum von dem Zeitpunkt t2 bis zum
Zeitpunkt t3 die Temperatur Ti, im Vergleich zu dem Zeitraum
zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, langsamer.
Wenn zum Zeitpunkt t3 die Temperatur Ti kleiner oder gleich
dem ersten Temperaturschwellwert Tα wird, führt die
Steuervorrichtung der Heizeinrichtung 5 die Heizleistung P1
zu, die in dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel 35% des Nenn-
Heizleistungswertes Pmax ist. Da die Heizleistung auf P1
verringert worden ist, steigt die Temperatur Ti wieder an.
Wenn zum Zeitpunkt t4 die Temperatur größer als der untere
Temperaturschwellwert Tα und kleiner als der obere
Temperaturschwellwert Tβ wird, wird der Heizeinrichtung 5 die
Heizleistung P3 zugeführt. Dann sinkt die Temperatur Ti, wie
zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 mittels des unteren Asts
der Temperaturkurve gezeigt, ab, und zum Zeitpunkt t5 wird der
Heizeinrichtung 5 wieder die Heizleistung P1 zugeführt.
Der von dem Zeitpunkt t4 angetragene obere Ast der
Temperaturkurve Ti zeigt eine Störung. Bei einer Störung wird
beispielsweise eine Tür des Kühlraums für eine längere Zeit
offen gelassen, oder es wird beispielsweise ein heißer Topf in
den Kühlraum 7 des Absorptionskühlschranks gestellt, so daß
die Heizleistung P3, die in dem Zeitraum von dem Zeitpunkt t4
bis zum Zeitpunkt t5 der Heizeinrichtung 5 zugeführt wird,
nicht mehr ausreicht, um die Temperatur Ti zu verringern.
Folglich steigt die Temperatur Ti an.
Wenn in diesem Fall zum Zeitpunkt t5 die Temperatur Ti größer
oder gleich dem oberen Temperaturschwellwert Tβ wird, wird die
Heizleistung auf P2 umgeschaltet. Damit wird mehr
Arbeitsmittel im Austreiber 1 verdampft, der
Arbeitsmittelkreislauf nimmt zu, und die Kühlwirkung des
Verdampfers 3 verstärkt sich, so daß sich der Anstieg der
Temperatur nach dem Zeitpunkt t5 verringert, und die
Temperatur langsam wieder sinkt.
Nun wird mit Verweis auf Fig. 8 ein drittes
Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Steuern eines
Absorptionskühlschranks gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben, wobei die Schritte S20 bis S22 den Schritten S2
bis S3 in Fig. 3 entsprechen und optional während der
Einschaltphase des Kühlschranks ausgeführt werden können.
Wenn in Schritt S22 der Kühlschrank zu kühlen beginnt, geht
das Verfahren weiter zu Schritt S23. In Schritt S23 wird
erfaßt ob eine Zeitdauer tp seit der letzten Änderung der
Heizleistung Pt größer als eine vorbestimmte Zeitdauer Δt3
ist. Wenn die erfaßte Zeitdauer tp kleiner ist als die
Zeitdauer Δt3, geht das Verfahren zu dem Schritt S24, in dem
erfaßt wird, ob die Temperatur Ti kleiner oder gleich dem
unteren Temperaturschwellwert Tα ist. Wenn die Temperatur
kleiner oder gleich dem unteren Temperaturschwellwert Tα ist,
wird in Schritt S25 die Heizleistung auf P1 geschaltet. Dann
geht das Verfahren zu Schritt S23.
Wenn in Schritt S24 erfaßt wird, daß die erfaßte Temperatur Ti
größer als der untere Temperaturschwellwert Tα ist, geht das
Verfahren weiter zu Schritt S26. In Schritt S26 wird erfaßt,
ob die Temperatur Ti größer oder gleich dem oberen
Temperaturschwellwert Tβ ist. Wenn die Temperatur Ti größer
oder gleich Tβ ist, geht das Verfahren zu Schritt S27, in dem
die der Heizeinrichtung 5 zugeführte Heizleistung Pt auf den
Wert P2 geschaltet wird. Dann geht das Verfahren zurück zu
Schritt S23.
Wenn in Schritt S26 bestimmt wird, daß die Temperatur Ti
kleiner als der obere Temperaturschwellwert Tβ ist, geht das
Verfahren zurück zu Schritt S24.
Wenn in Schritt S23 erfaßt wird, daß die erfaßte Zeitdauer tP
größer oder gleich der Zeitdauer Δt3 ist, geht das Verfahren
weiter zu Schritt S28. In S28 wird erfaßt, ob die
augenblicklich der Heizeinrichtung 5 zugeführte Heizleistung
Pt kleiner oder gleich dem Wert P1 ist. Falls die
augenblicklich der Heizeinrichtung 5 zugeführte Heizleistung
Pt kleiner oder gleich P1 ist, wird die Heizeinrichtung
ausgeschaltet. Nach Schritt S29 geht das Verfahren zurück zu
Schritt S23.
Wenn die augenblicklich der Heizeinrichtung 5 zugeführte
Heizleistung Pt größer als der Wert P1 ist, geht das Verfahren
zu Schritt S30, in dem der Heizeinrichtung 5 die Nenn-
Heizleistung Pmax zuführt wird. Nach Schritt S30 geht das
Verfahren zu Schritt S23.
Die Heizeinrichtung 5 kann als elektrische Heizeinrichtung
ausgeführt sein oder kann beispielsweise Gas als Energiequelle
verwenden. Die voranstehend beschriebenen Prinzipien sind in
gleicher Weise auf elektrisch betriebene Heizeinrichtungen wie
auch auf mit Gas oder anderen Brennstoffen betriebene
Heizeinrichtungen anwendbar. Bei einer gasbetriebenen
Heizeinrichtung ist üblicherweise eine Pilotflamme vorhanden,
die zum Zünden des Gases dient, wenn der Thermostat das Ventil
öffnet. Wird eine gasbetriebene Heizeinrichtung verwendet, so
wird der Gasbrenner vorteilhaft so ausgebildet, daß die
Pilotflamme zur Beheizung des Kochers des Austreibers beiträgt
und so dimensioniert ist, daß sie die Heizleistung P1 zuführt.
Eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung kann dank ihrer
geringen Komplexität als analoger Schaltkreis oder unter
Verwendung eines preisgünstigen Mikroprozessors realisiert
werden. Auch mechanische Ausführungen sind denkbar. Bei
Verwendung eines Mikroprozessors ist der Speicherplatzbedarf
des erfindungsgemäßen Algorithmus gering, so daß
Mikroprozessortypen mit kleinen Programm- und Datenspeichern
und geringer Wortbreite ausreichend sind. Außerdem erlaubt die
Implementierung mittels eines Mikroprozessors die Realisierung
weiterer Funktionen, etwa die Realisierung eines
Abtauzeitgebers, ohne daß dafür zusätzliche Hardware benötigt
wird.
Claims (14)
1. Steuervorrichtung für einen Absorptionskühlschrank mit
einem Austreiber (1), einem Kondensor (2), einem
Verdampfer (3), einem Absorber (4), der eine mittels
Steuerung einer zugeführten Heizleistung (Pt) steuerbare
Heizeinrichtung (5) zum Beheizen des Austreibers (1)
umfaßt, und einem Temperaturfühler (6) zum Erfassen einer
Temperatur (Ti) in einem Kühlraum (7) des
Absorptionskühlschranks, wobei
- - die Steuervorrichtung (8) ausgestaltet ist, die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) auf einen unteren Wert (P1) herunterzuschalten, wenn die mittels des Temperaturfühlers (6) erfaßte Temperatur (Ti) einen vorgegebenen unteren Temperaturschwellwert (Tα) unterschreitet, und die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) auf einen oberen Wert (P2) heraufzuschalten, wenn die mittels des Temperaturfühlers (6) erfaßte Temperatur (Ti) einen vorgegebenen oberen Temperaturschwellwert (Tβ) überschreitet, wobei der obere Wert (P2) größer als der untere Wert (P1) ist;
- - der vorgegebene untere Wert (P1) größer als Null ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - eine Temperatureinstelleinrichtung vorgesehen ist, zur Einstellung eines Innenraumtemperatur-Sollwertes des Absorptionskühlschranks und
- - die Steuervorrichtung ausgestaltet ist, die Heizleistungszufuhr zu der Heizeinrichtung (5) zu unterbrechen, um den Kühlschrank außer Betrieb zu setzen, wenn die Temperatureinstelleinrichtung eine vorbestimmte Stellung aufweist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Steuervorrichtung (8) ausgestaltet ist, die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) von dem unteren Wert (P1) oder dem oberen Wert (P2) auf einen dritten Wert (P3) umzuschalten, der größer als der untere Wert (P1) und kleiner als der obere Wert (P2) ist, wenn die Temperatur (Ti) größer als der untere Temperaturschwellwert (Tα) und kleiner als der obere Temperaturschwellwert (Tβ) ist.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Steuervorrichtung (8) ausgestaltet ist, die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) auf einen dritten Wert (P3) zu schalten, wenn die mittels des Temperaturfühlers erfaßte Temperatur (Ti) einen vorgegebenen Zwischentemperaturschwellwert (Tδ) von unten oder von oben kommend durchschreitet, wobei der dritte Heizleistungwert (P3) größer als der untere Wert (P1) und kleiner als der obere Wert (P2) ist; und
- - der Zwischentemperaturschwellwert (Tδ) zwischen dem unteren Temperaturschwellwert (Tα) und dem oberen Temperaturschwellwert (Tβ) liegt.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Steuervorrichtung (8) ausgestaltet ist, die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) von dem oberen Wert (P2) auf den unteren Wert (P1) umzuschalten, wenn die mittels des Temperaturfühlers (6) erfaßte Temperatur (Ti) den vorgegebenen unteren Temperaturschwellwert (Tα) unterschreitet, und die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) von dem unteren Wert (P1) auf den oberen Wert (P2) umzuschalten, wenn die mittels des Temperaturfühlers (6) erfaßte Temperatur (Ti) den vorgegebenen oberen Temperaturschwellwert (Tβ) überschreitet.
6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Steuervorrichtung (8) eine Zeitgebereinrichtung zur Erfassung einer voreingestellten Zeitdauer beginnend mit einer Inbetriebnahme des Absorptionskühlschranks umfaßt, und ausgestaltet ist, der Heizeinrichtung (5) die vorgegebene Nenn- Heizleistung (Pmax) bis zum Ablauf der voreingestellten Zeitdauer zuzuführen.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Heizeinrichtung (5) einen einzelnen Heizwiderstand (13) aufweist; und
- - die Steuervorrichtung (8) einen TRIAC oder einen Thyristor (12) zur Steuerung der Heizleistung (Pt) der Heizeinrichtung umfaßt.
8. Verfahren zum Steuern eines Absorptionskühlschranks mit
einem Austreiber (1), einem Kondensor (2), einem
Verdampfer (3) und einem Absorber (4), umfassend die
Schritte:
- - Erfassen (S4, S6; S13, S15; S24, S26) einer Temperatur (Ti) in einem Kühlraum (7) des Absorptionskühlschranks;
- - Herunterschalten (S5; S14; S25) einer Heizleistung (Pt), die einer Heizeinrichtung (5) in dem Austreiber zugeführt wird, auf einen unteren Wert (P1), der größer als Null ist, wenn die erfaßte Temperatur (Ti) einen vorgegebenen unteren Temperaturschwellwert (Tα) unterschreitet; und
- - Hochschalten (S7; S16; S27) der Heizleistung (Pt) die der Heizeinrichtung (5) zugeführt wird, auf einen oberen Wert (P2), der größer als der untere Wert (P1) ist, wenn die erfaßte Temperatur (Ti) einen vorgegebenen oberen Temperaturschwellwert (Tβ) überschreitet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend den folgenden
Schritt:
- - Unterbrechen der Zufuhr der Heizleistung zu der Heizeinrichtung (5), um den Kühlschrank außer Betrieb zu setzen, wenn eine Temperatureinstelleinrichtung eine vorbestimmte Stellung aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend den
folgenden Schritt:
- - Schalten (S17) der Heizleistung (Pt) auf einen vorgegebenen dritten Wert (P3), der größer als der untere Wert (P1) ist und kleiner als der obere Wert (P2), wenn die Temperatur (Ti) größer als der untere Temperaturschwellwert (Tα) und kleiner als der obere Temperaturschwellwert (Tβ) ist.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - die der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) auf einen dritten Wert (P3) geschaltet wird, wenn die erfaßte Temperatur (Ti) einen vorgegebenen Zwischentemperaturschwellwert (Tδ) von unten oder von oben kommend durchschreitet;
- - wobei der dritte Heizleistungswert (P3) größer als der untere Wert (P1) und kleiner als der obere Wert (P2) ist; und
- - der Zwischentemperaturschwellwert (Tδ) zwischen dem unteren Temperaturschwellwert (Tα) und dem oberen Temperaturschwellwert (Tβ) liegt.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Heizleistung (Pt) von dem oberen Wert (P2) auf den unteren Wert (P1) umgeschaltet wird, wenn die erfaßte Temperatur (Ti) den unteren Temperaturschwellwert (Tα) unterschreitet; und
- - die Heizleistung (Pt) von dem unteren Wert (P1) auf den oberen Wert (P2) umgeschaltet wird, wenn die erfaßte Temperatur (Ti) den oberen Temperaturschwellwert (Tβ) überschreitet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner
umfassend die folgenden Schritte:
- - Erfassen (S2) einer Zeitdauer (tp) seit der letzten Änderung der Heizleistung (Pt);
- - Ausschalten (S29) der Heizeinrichtung (5), wenn eine augenblicklich der Heizeinrichtung (5) zugeführte Heizleistung (Pt) länger als eine vorbestimmte Zeitdauer (Δt3) zugeführt wird und gleich dem unteren Wert (P1) ist; und
- - Hochschalten (S30) der Heizleistung (Pt) auf die Nenn-Heizleistung (Pmax) der Heizeinrichtung (5), wenn die augenblickliche Heizleistung (Pt) länger als die vorbestimmte Zeitdauer (Δt3) zugeführt wird und der obere Wert (P2) ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, ferner
umfassend die folgenden Schritte:
- - Einstellen (S2; S11) der Heizleistung (Pt) auf eine Nenn-Heizleistung (Pmax) der Heizeinrichtung (5) beim Einschalten des Absorptionskühlschranks;
- - Erfassen (S5; S12) einer Kühlwirkung in dem Kühlraum (7) des Absorptionskühlschranks; und
- - Herunterschalten (S7; S16, S17; S27) der Heizleistung (Pt) von der Nenn-Heizleistung (Pmax) auf den oberen Heizleistungswert (P2), wenn eine Kühlwirkung erfaßt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999151057 DE19951057A1 (de) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Absorptionskühlschrankes |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1999151057 DE19951057A1 (de) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Absorptionskühlschrankes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7926611
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999151057 Ceased DE19951057A1 (de) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Absorptionskühlschrankes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19951057A1 (de) |
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1999
- 1999-10-22 DE DE1999151057 patent/DE19951057A1/de not_active Ceased
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