DE2231769C3 - Verfahren sowie Vorrichtung zum Eingefrieren und sicheren Gefrierlagern von Gütern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eingefrieren und sicheren Gefrierlagern von Gütern in Haushaltsgefriergeräten mit p'inem Motorkompressor, einem nachgeschalleten Kondensator, einer daran angeschlossenen Entspannungseinrichtung, von einem gemeinsamen Isoliergehäuse umschlossenem Eingefrierabieil und Lagerabteil sowie einem Doppelverdampfer mit Reihen- oder Parallelschaltung seiner beiden, den Eingefrierverdampfer und den Lagerverdampfer bildenden Verdampferteile, wobei die Temperatur im Lagerabteil überwacht wird, und bei Überschreiten bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Lagertemperaturbereichs der Molorkompressor cin- bzw. ausgeschaltet und im Fall des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem und Eingefrieren von warmem Gut eine den Kältcmittclfluß durch die beiden Verdampferteile steuernde Vcntilcinheit in Abhängigkeit von der Temperatur im Lagcrabtcil betätigt wird.

Solche Kühlgeräte, insbesondere Haushallsgcfricrgcrätc, dienen dazu, sowohl Güter einzufrieren als auch Güter zu lagern und müssen darüber hinaus in der Lage sein, beide Funktionen gleichzeitig wahrzunehmen.

Bei Gefriergeräten ist eine Verdampferanordnung bekannt, bei der die Verdampferplatlcn in mehreren horizontalen Ebenen in das Isoliergehäuse eingeschoben werden. Die einzelnen Platten sind dabei hintereinändcrgeschaltei und werden bei laufendem Molorkompressor vom Kältemittel zur Kühlung des Gesamtinnenraums durchströmt.

Weiter ist es bekannt, ein Vorgefrierfach in Gefriergerate einzusetzen. Dabei wird ein Raumabschniit des Isoliergehäuses mit mehr Källcmilielkanalen versehen, so daß die anfallende Wärme vom frisch eingelagerten Gut schneller abgeführt wird.

In allen Fällen erfolgt die Temperaturregelung über einen Thermostaten, der in Abhängigkeit von einer an einer für die Temperaturverteilung im Gesamtgerät günstigen Stelle im Verdampfer angebrachten Fühlersonde den zum Kältekreislauf gehörigen Motorkompressor ein- bzw. ausschaltet. In dieser Ausführung der Regelung wird die Temperatur im gesamten Isoüergehäuse von der jeweiligen Betriebsphase {Stillstand oder Bewegung) der fvlotorkompressors beeinflußt

Diese Lösungen sind jedoch mit den Mangeln behaftet, daß bei gleichzeitiger Einlagerung von warmem Eingefriergut und vorhandenem kalten Lagergut das warme Eingefriergut während des Gefriervorgangs einmal über den Wärmeaustausch von Gut zu Gut und zum andern über den Wärmeaustausch durch die Kondensation von verdampftem Kältemittel im Lagerverdampfer auf das Lagergut einwirkt. Durch das Zusammenwirken dieser beiden Eigenschaften wird das Lagergut unzulässig hoch erwärmt, und es tritt somit eine Qualitätsminderung des Gutes ein.

Aus der DE-AS !9 08 722 ist ein Kühl- oder Gefriermöbel mit einer SchnellgefriereinricJitung bekannt, welches mit zwei in Serie geschalteten Verdampfern ausgerüstet ist. Hierbei soll der Verdampfer für das Fach höherer Temperatur im Kältekreislauf vor dem Verdampfer tieferer Temperatur liegen und durch eine mit einem Ventil ausgerüstete Umgehungsleitung kurzschließbar sein. Ein weiteres Merkmal soll darin liegen, daß ein Schnellgefrierschalter vorgesehen ist, der bei Schaltstellung auf Dauerbetrieb der Kältemaschine das den Verdampfer höherer Temperatur kurzschließende Ventil einschaltet, wobei der einzige, dem Fach höherer Temperatur zugeordnete Thermostat durch diesen Schalter manuell umgeschaltet wird.

Bei der vorgenannten Lösung wird von der nicht zutreffenden Auffassung ausgegangen, daß das bereits eingelagerte Gut während des Eingefrierens von wärmerem Gut auch noch weiter abgekühlt wird. Somit wird auch bei dieser Lösung das bereits eingelagerte Gut sich in unzulässig hoher Weise erwärmen.

Aus der DE-OS 17 51 420 ist ein kombinierter Kühl- und Gefrierschrank bekannt, dessen Verdampferabteile voneinander getrennt in zwei isolierten Teilen des Gesamtisoliergehäuses untergebracht sind und somit vom Zweck her mit zwei verschiedenen Temperaturen betrieben werden, nämlich einmal zum Gefrieren im Gcfricableil und zum andern zum Kühlen im Kühlabteil. Das heißt, der Kühlraum wird durch den Rest Kühlvermögen des durch den Gefrierraum geströmten Kühlmittels fcuf seine Temperatur um ca. + 0"C gebracht. Danach schaltet ein Ventil den Kiihlraumv\_rdampfcr ab, indem es eine vorgesehene Umgehungsleitung öffnet. Dieses Prinzip kann jedoch bei einem Gefrierschrank mit einem gemeinsamen Isoliergehäuse nicht angewendet werden, da sich hierbei beide Vcrdampferabteile gegenseitig beeinflussen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Mangel ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, wonach es ermöglicht wird, ein Haushaltsgcfriergerät zum Eingefricrcn und sicheren Gefricrlagern von Gütern in einem gemeinsamen Isoliergehäuse zu schaffen, wobei große Mengen warmen Fingcfrierguts unter gleichzeitiger Bewahrung der bereits eingelagerten Ware vor unzulässig hohen Temperaturen vollautomatisch eingefroren werden können.

Diese Aufgabe wird crvidiingsgcmäß dadurch gelöst, JaIJ auch die Temperatur im Kingcfrierabtcil überwacht wird, daß der Motorkompressor eingeschaltet wird, wenn die Temperatur in wenigstens einem der Abteile die obere Grenze des vorgegebenen Lagertemperaturbereiches überschreitet, und der Motorkompressor •ι wieder ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur in dem Abteil, dessen zu hohe Temperatur das Einschalten des Motorkompressors bewirkt hatte, die untere Grenze des Lagertemperaturbereiches unterschreitet, und daß im Falle des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem

in und Eingefrierens von warmem Gut bei Oberschreiten der vorgegebenen Höchsttemperatur im Lagerabteil der Eingefrierverdampfer ausgangsseitig so lange vom Kältemittelkreislauf abgetrennt wird, bis die Temperatur im Lgerabteil auf die untere Grenze des vorgegebenen Temperaturbereiches abgesunken ist, wobei das in diesem Zeitraum im Eingefrierverdampfer verdampfende Kältemittel in einen Kältemittelsammler geleitet wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemsßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,

>o daß der Thermostat neben dem -dem Lagerabteil zugeordneten Thermostaltei! einen veiteren, den Motorkompressor in Abhängigkeit von der Temperatur im Eingefrierabteil ein- und ausschaltenden Thermostatteil aufweist, daß ferner die von dem dem Lagerabteil

Ji zugeordneten Thermostatteil betätigbare Ventileinheit am Ausgang des Eingefrierverdampfers angeordnet ist, und daß in der Saugleitung zwischen der Ventileinheit und dem Kompressoreingang ein Kältemittelsammler vorgesehen ist.

in Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Thermostat als ein mit Fühlersonden versehener Schaltthermostai ausgebildet ist

Durch die Ausgestaltung des vorhergehenden Gedan-

r> kens ist es angezeigt, da3 die Ventileinheit aus einem Absperrventil besteht, das einerseits mit dem Kältemittelsammler und andererseits mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers verbunden ist oder dsJJ die Ventileinheit aus einem Dreiwege-Ventil besteht, das

in ausgangsseitig an den Kältemittelsammler angeschlossen ist und dessen beide Eingänge mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers bzw. mit der die beiden Verdampferleile verbindenden Zwischenleitung verbunden sind.

4", Ferner liegt es im Wesen der Erfindung, daß der Kältemittelsammler so bemessen ist, daß er das gesamte, nach ausgangsseitiger Absperrung des Eingefrierverdampfers in diesem verdampfende Kältemittel aufnehmen kann.

ν Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß man nicht mehr wie bisher daran gebunden ist, nur nine bestimmte, vorgeschriebene Menge warmen Gefriergutes in einem Gefrierschrank mit einem Isoliergehäuse, jedoch zwei Verdampferabtcilen enzugefrieren, um das eingelagerte Gut nicht durch zu hohen Temperaturanstieg, hervorgerufen durch gegenseitige Beeinflussung der Güter untereinander, zn schädigen, sondern daß, lediglich begrenzt durch da.. Fassungsvermögen des Eingefricr-

Mi verdampfer^, warme Ware zugelagert werden kann, ohne die zulässige Grenzicmperatur im Lagerabteil zu überschreiten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

fc^r> beschrieben. Es zeigt

F ig. I den schematischen Aufbau eines Gefrier-M'hrankcs mit parallclgeschalteten Vcrdampferieilcn und einem Ventil im Atisizane. sowie einnn Thrrmiwiat

F i g. 2 den schematischen Aufbau eines Gefrierschrankes mit in Reihe geschalteten Verdampferteilen und einem Ventil im Ausgang, mit Anschluß für eine Umgehungsleitung, sowie einem Thermostat.

Fig. 3 ein Schaltbild mit einem mehrere Funktionen wahrnehmenden und ausübenden Thermostaten, sowie Kompressor und Ventil,

F i g. 4 ein Diagramm mit dem Temperaturverlauf des Gefriergutes und des Lagergutes.

F i g. 1 zeigt ein Gefrierschrankisoliergehäuse I, in dem der Lagerverdampfer la mit dem F.ingefrierverdampfer 2b parallel geschaltet ist. Die Zuführung des Kältemittels erfolgt vom Motorkompressor 8 über den Verflüssiger 9 und die Drosselstrecke 10 in die parallelen Zuleitungen für den Doppelverdampfer 2. Das in Grundstellung geöffnete — hier einwegige — Ventil 5 IaBt eine gleichmäßige Kältemittelbeschickung beider Verdampferteile 2a und 2b zu. Dies hat zur Folge, daß der Lagcrverudiiipici. sowie auch der Eingefrierverdampfer einen nahezu gleichen thermischen Verlauf hat. Beim Beschicken des Eingefrierteils mit warmer Ware wird durch die damit verbundene Druckerhöhung im Eingefrierverdampfer 2b die gesamte, vom Motorkompressor 8 angesaugte Dampfmenge erzeugt, und der Lagerverdampfer 2a ist dabei mit flüssigem Kältemitte! gefüllt. Steigt ipfr'r-- einer Wärmezufuhr — direkt vom warmen Gut her oder durch die Kondensation des im Eingefriervcrdampfer entstandenen Kältemitteldampfes — zum Lagerverdampfer 2a die Temperatur in diesem über einen zulässigen Grenzwert (#(.). so wird über den Thermostaten 3 das Ventil 5 geschlossen. Damit wird nur noch Kältemittel aus dem Lagerverdampfer 2a abgesaugt, und durch den entstehenden Druckabfall und damit auch VerdampfungstemperaUirerniedrigung wird die Lagerware wieder herabgekühlt bis auf die untere Lagergrenztemperatur. Es verdampft dabei das gesamte Kältemittel im Eingefricr- \erdampfer 2b wegen des hier herrschenden höheren Drucks, und es muß vom Sammler 6 aufgenommen werden. Nach Wiederabkühlung des Lagerverdampfers 2,i öffnet, durch den den Thermostaten 3 betätigenden Fühler II. das Ventil 5 wiederum den Kreislauf- Hai Kältemittel strömt durch beide Verdampfer, und die Wärme wird wieder ausschließlich dem Eingefrierverdampfer und dem hier befindlichen Eingefricrgut entzogen.

In F i g. 2 w ird ein Gefrierschrankisoliergehäuse 1 mit in Reihe geschaltetem Lager-und Eingefrierverdarnpfer 2a öffnet, durch den den Thermostaten 3 betätigenden ebenfalls über Motorkompressor 8. Verflüssiger 9 und die Drosse'strecke 10 m den Doppelverdampfer 2 erfolet. Zwischen der die beiden Verdampfer 2a und 26 verbindenden Leitung und dem Ventil 5 ist ein Umgehungsleitung 7 angeordnet. Zu Beginn de Vorgangs werden Lagerverdampfer 2a sowie auc Fingefrierverdampfer 2b gleichmäßig vom Kältemittel durchströmt. Beim F.ingefrieren von Ware wird entsprechend der Wärmezuführung, das meiste Kälte mittel im Eingefricrvcrdampfcr 2b verdampft, und de Lagerverdampfer 2a ist mit flüssigem Kältemilte gefüllt. Nimmt der Lagerverdampfer den unzulässig hohen Temperaturwerl — wie unter Fig. I beschrieber — an. so wird über die Fühlersonde Il (Ic Thermostaten 3 das dreiwcgschaltcnd ausgelegte Venti 5 betätigt, und es öffnet dadurch die I Imgehungsleitung 7 durch Umschalten. Damit ist der Lingefriervcrdamp fer 2b saugscitig abgetrennt, und nur noch der l.agerverdampfer 2a wird mit Kältemittel versorgt um abgekühlt. Auch hierbei muß der Sammler 6 da: Kältemittel des Eingefrierverdampfers 2h aufnehmen Nach erfolgter wiedcrabkühlung des l.agcrvcrdanip fers 2a schaltet die Fühlersonde 11 an diesem das Venti wieder in die ursprüngliche Lage, und das Kältemitte strömt — wie anfangs beschrieben — wieder durch der Doppelverdampfer 2.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Regelung ist ir F i g. 3 dargestellt. Der Thermostat 3 ist in die Teile 3; und 3b unterteilt. Der Teil 3a ist zweckmäßig etwa« kalter justiert als der Teil 3b und wird von dei FühlcrsonA? Il des Lagerverdampfers 2a gesteuert. Be /i\ warmer Lagertemperatur wird somit der Motorkom pressor 8 eingeschaltet und gleichzeitig das Magnetven til 5 zur saugseitiger; Absperrung des Eingefriervcr dampfers 2b beaufschlagt und betätigt nur den Motorkompressor. so daß dieser auch läuft, wenn da? Thermostatteil 3a bei zu warmem Eingefrierverdampfer 2b dadurch geöffnet wurde, daß der Lagerverdampfer 2adie .Schalttemperaturerreicht hat.

F i g. 4 rcigt ein Diagramm, in dem mit I die Abkühlkurve der einzufrierenden Last und mit Il die Kühlkurve der Lagerlast dargestellt ist. Bei Beschickung des Gefrie'gerätes mit warmem Gut wird dieses nach Abkühlkurve I sofort abgekühlt, gleichzeitig steigt die Temperatur des I narrynipt ⁿ?ch Küh!k~rvc Ϊ! b:r, c«f den zulässigen Wert an. Ist dieser erreicht, setzt mittels der Anordnung nach Fig. 1—3 wieder die Abkühlung des Lagergutes ein. während das Eingefriergut für diese Zeit nur auf der vorher erzeugten Temperatur gehalten w ird. und alternierend wird einerseits die einzufrierende Last nach Abkühlkurve I und andererseits die Lagerlasl nach Kühlkurve Il — ohne die zulässige Grenztemperatur zu überschreiten — gemeinsam auf die Lagertemperatur unterhalb der Grenztemperatur t?r, geführt und dort gehalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1
Patentansprüche:

1, Verfahren zum Eingefrieren und sicheren Gefrierlagern von Gütern in Haushaltsgefriergeräten mit einem Motorkompresscr, einem nachgeschalteten Kondensator, einer daran angeschlossenen Entspannungseinrichtung, von einem gemeinsamen Isoliergehäuse umschlossenem Eingefrierabteil und Lagerabteil, sowie einem Doppelverdampfer mit Reihen- oder Parallelschaltung seiner beiden, den Eingefrierverdampfer und den Lagerverdampfer bildenden Verdampferteile, wobei die Temperatur im Lagerabteil überwacht wird und bei Oberschreiten bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Lagertemperaturbereiches der Motorkompressor ein- bzw. ausgeschaltet und im Fall des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem und Eingefrieren von warmem Gut eine den Kälternittelfluß durch die beiden Verdampferteile steuernde Ventileinheu in Abhängigkeit von der Temperatur im Lagerabteil betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Temperatur im Eingefrierabteil überwacht wird, daß der Motorkompressor eingeschaltet wird, wenn die Temperatur in wenigstens einem der Abteile die obere Grenze des vorgegebenen Lagertemperaturbereiches überschreitet, und der Motorkoir.pressor wieder ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur in dem Abteil, dessen zu hohe Temperatur das Einschalten des Motorkompressors Bewirkt hatte, die untere Grenze des LagertemperatuVbereiches unterschreitet, und daß im Falle des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem und Eingefrieiens vt,i warmem Gut bei Überschreiten der vorgegebenen Höchsttemperatur im Lagerabteil der Eingefriervc dämpfer ausgangsseitig so lange vom Kältemittelkreislauf abgetrennt wird, bis die Temperatur im Lagerabteil auf die untere Grenze des vorgegebenen Temperaturbereiches abgesunken ist, wobei das in diesem Zeitraum im Eingefrierverdampfer verdampfende Kältemittel in einen Kältemittelsammler geleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I bei Haushaltsgefriergeräten mit von einem gemeinsamen Isoliergehäuse umschlossenem Eingefrierabteil und Lagerabteil sowie einem Doppelverdampfer, dessen einer Teil den Eingefrierverdampfer und dessen anderer Teil den Lagerverdampfer bildet und der mit einem Motorkompressor, einem Kondensator und einer Entspannungseinrichtung zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes verbunden ist, wobei ein Thermostat in Abhängigkeit von der Temperatur im Lagerteil sowohl den Motorkompressor ein- und ausschaltet als auch eine Vcntileinheit betätigt, durch die der Kältemittelfluß durch die beiden Verdampferteile steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (3) neben dem dem Lagerabteil (L) zugeordneten Thermostatteil (3a, 11) einen weiteren, den Motorkompressor (8) in Abhängigkeit von der Temperatur im Eingefrierabteil (E) ein- und ausschaltenden Thermostatteil (3b, 12) aufweist, daß ferner die von dem dem Lagerteil (L)zugeordneten Thcrmostalleil (3;/, 11) betätigbare Vcnlileinhcit (5) am Ausgang des Eingefrierverdampfers (2b) angeordnet ist, und daß in der Satiglcitung /wischen der Ventileinhcit (5) und dem Kompressorcingiingcin Kältcmittclsammlcr(6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (3) als ein mit Fühlersonden (M, 12) versehener Schaltthermostat ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Eingefrierverdampfer (2b) und der Lagerverdampfer (2aJ im Kältemittelkreislauf parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (5) aus einem Absperrventil besteht, das einerseits mit dem Kältemittelsammler (6) und andererseits mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers (2b) verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Eingefrierverdampfer (2b) und der Lagerverdampfer (2a) im Kältemittelkreislauf in Reihe geschaltet sind und der Lagerverdampfer (2a) stromaufwärts des Eingefrierverdampfers (2b) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (5) aas einem Dreiwege-Ventil besteht, das ausgangsseitig an den Kältemittelsammler (6) angeschlossen ist und dessen beide Eingänge mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers (2b) bzw. mit der die beiden Verdampferteile (2a, 2b) verbindenden Zwischenleitung verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelsammler (6) so bemessen ist, daß er das gesamte, nach ausgangsseitiger Absperrung des Eingefrierverdampfers (2b) in diesem verdampfende Kältemittel aufnehmen kann.