DE2717050C3 - Kompressor-Kälteanlagen mit zwei Abteilen unterschiedlicher Temperatur - Google Patents
Kompressor-Kälteanlagen mit zwei Abteilen unterschiedlicher TemperaturInfo
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- F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
- F25B2600/0251—Compressor control by controlling speed with on-off operation
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompressor-Kälteanlage mit zwei Abteilen unterschiedlicher Temperatur, deren Verdampfer im wesentlichen parallelgeschaltet und von einem gemeinsamen Kompressor und
Kondensator gespeist sind, wobei ein erster Thermos tat '"
in Abhängigkeit von der Temperatur in' dem einen Abteil den Kompressor und ein zweiter Thermostat in
Abhängigkeit von der Temperatur in dem anderen Abteil eine dem Eingang des Verdampfers des Abteils
höherer Temperatur vorgeschaltete Sperrvorrichtung, ■" insbesondere einen in einer Kammer angeordneten
PTC-Widerstand, steuert.
Bei einer bekannten Kälteanlage dieser Art befindet sich der den Kompressor steuernde erste Thermostat im
Abteil tieferer Temperatur. Dies trägt dem Umstand Rechnung, daß der Kompressor im Bedarfsfall, zum
Beispiel wenn das Abteil mit frischer Ware beschickt wird, im Dauerlauf betrieben werden muß. Damit das
Abteil höherer Temperatur dabei nicht zu viel Kälteleistung zugeführt erhält, steuert der in diesem bS>
Abteil angeordnete zweite Thermostat die Stromzufuhr zu einem Heizwiderstand, der einem Kapiliarrohr
benachbart ist. Wenn sich infolge Beheizung des
Kapillarrohrs ein Dampfpfropf bildet, ist die Zuleitung
zum Verdampfer im Abteil höherer Temperatur gesperrt.
Gemäß einem älteren Vorschlag kann in einer solchen Kälteanlage auch eine Sperrvorrichtung Anwendung finden, die aus einer Kammer mit einem darin
angeordneten PTC-Widerstand besteht, der beim Durchschreiten eines Temperaturbereichs zwischen der
dem Druck in der Kammer zugeordneten Verdampfungstemperatur des Kältemittels und der Verkokungstemperatur des Kälteöls von einem niedrigen auf einen
hohen Widerstandswert übergeht. Auf diese Weise wird wiederum durch Dampfbildung, jedoch ohne zu starke
Erhitzung, eine Sperrwirkung erzielt
Wenn das Abteil tieferer Temperatur auf die Nenntemperatur gebracht worden ist, eine gute
Isolierung vorhanden ist und keine Wärmezufuhr durch öffnen einer Tür o. dgL erfolgt, kann es geschehen, daß
die Stillstandszeiten des Kompressors groß werden und dem Abteil höherer Temperatur eine zu geringe
Kühlleistung zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompressor-Kälteanlage der eingangs beschriebenen
Art anzugeben, bei den beiden Abteilen die von ihnen benötigte Kälteleistung zugeführt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der den Kompressor steuernde erste Thermostat
dem Abteil höherer Temperatur und der die Sperrvorrichtung steuernde zweite Thermostat dem Abteil
tieferer Temperatur zugeordnet ist und letzterer die Sperrvorrichtung einschaltet, wenn ein oberer Grenzwert der tieferen Temperatur überschritten wird.
Bei dieser Ausgestaltung wird der Kompressor in Abhängigkeit von der Temperatur im Abteil höherer
Temperatur ein- und ausgeschaltet. Dies ergibt vergleichsweise kurze Stillstandszeiten, wie sie bei nur ein
Abteil aufweisenden Kälteanlagen üblich sind. Wenn im Abteil tieferer Temperatur Kälteleistung benötigt wird,
spricht die Sperrvorrichtung an. Wenn nunmehr aufgrund der Temperatur im Abteil höherer Temperatur der Kompressor läuft, bleibt er kontinuierlich in
Betrieb, weil wegen der Sperrung der Kältemittelzufuhr die Temperatur im Abteil höherer Temperatur nicht
sinkt. Erst wenn aufgrund der Temperatur im Abteil tieferer Temperatur der zweite Thermostat die
Sperrvorrichtung abschaltet, sinkt die Temperatur im Abteil höherer Temperatur, bis schließlich der Kompressor ausgeschaltet wird. Obwohl also der Kompressor vorn Abteil höherer Temperatur gesteuert wird,
ergibt sich eine eindeutige Steuerung in Abhängigkeit vom Abteil tieferer Temperatur.
Besonders günstig ist es, wenn der erste Thermostat außer einem eine Schaltdifferenz aufweisenden Hauptkontakt, der mit dem Kompressor in Reihe liegt, einen
eine Schaltdifferenz aufweisenden Hilfskontakt besitzt, der mit dem Kontakt des zweiten Thermostaten in
Reihe liegt und bei Unterschreiten einer etwas oberhalb der Ausschalttemperatur des Hauptkontakts liegenden
Temperatur einschaltet Dies hat zur Folge, daß die Sperrvorrichtung erst wirksam wird, wenn das Abteil
höherer Temperatur eine vergleichsweise tiefe Temperatur angenommen hat Es steht daher ausreichend Zeit
zur Verfügung, um dem Abteil tieferer Temperatur auch eine größerer Kälteleistung zuzuführen. Es kann daher
mit entsprechend klein ausgelegten Kompressoren gearbeitet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist weiter dafür gesorgt, daß der Hilfskontakt bei Überschreiten
einer etwas oberhalb der Einschalttemperatur des Hauptkontakts liegenden Temperatur ausschaltet Diese
Maßnahme empfiehlt sich, wenn mit Sicherheit zu hohe Temperaturen im Abteil höherer Temperatur
vermieden werden sollen. Wenn beispielsweise während der Wirksamkeit der Sperrvorrichtung durch öffnen
einer Tür Wärme in das Abteil höherer Temperatur dringt, kann die Sperrvorrichtung abgeschaltet werden,
so daß der weiterlaufende Kompressor beide Verdampfer gleichzeitig bedient, bis das Abteil höherer
Temperatur genügend abgekühlt ist und der Hilfskontakt wisder einschaltet, worauf die gesamte Kälteleistung
dem Abteil tieferer Temperatur zugeführt wird.
Außerdem kann der Hauptkontakt in Reihe mit dem Kontakt des zweiten Thermostaten liegen. Dies
empfiehlt sich, wenn die Sperrvorrichtung ein Heizelement, wie einen PTC-Widerstand, aufweist. Denn es
wird sichergestellt, daß nur dann Heizleistung zugeführt wird, wenn auch der Kompressor in Betrieb ist, also
auch eine Wärmeabfuhr durch das Kältemittel möglich ist
Die Erfindung wird nachstehend anhand eir-js in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen
Kompressor-Kälteanlage und
F i g. 2 in einem Diagramm die Schaltverhältnisse des Haupt- und Hilfskontakts des ersten Thermostaten.
Die Kälteanlage weist einen Kompressor 1 auf, dem ein Kondensator 2 nachgeschaltet ist Von ihm aus
werden in Parallelschaltung über eine erste Leitung 3 ein Verdampfer 4 in einem Abteils höherer Temperatur
und über eine Leitung 6 ein Verdampfer 7 in einem Abteil 8 tieferer Temperatur gespeist In der Leitung 3
befindet sich zwischen zwei Drosselstellen 9 und 10 eine Sperrvorrichtung 11, die einen in einer Kammer 12
angeordneten PTC-Widerstand 13 aufweist In der Leitung 6 befindet sich eine Drosselstelle 14.
In dem Abteil 5 höherer Temperatur befindet sich ein
Thermostat 13 bzw. der Fühler dieses Thermostaten; er steuert einen Hauptkontakt 16 und einen Hilfskontakt
17. Im Abteil 8 tieferer Temperatur befindet sich ein Thermostat 18 bzw. dessen Fühler; er steuert einen
Kontakt 19. Letzterer bildet eine Reihenschaltung 20 mit dem PTC-Widerstand 13 und dem Hilfskontakt 17,
welche den im Kompressormotor aufweisenden Leitungszweig 21 parallelgeschaltet ist. Beide werden mit
Hilfe des Hauptschalters 16 an Wechselspannung gelegt
In F i g. 2 ist über der Temperatur des Abteils 5 der
Schaltzustand des Hauptkontakts 16 und des Hilfskontakts 17 veranschaulicht. Der Hauptkontakt öffnet,
wenn die Ausschalttemperatur t\ unterschritten wird. Er behält den Öffnungszustand bei, bis die Einschalttemperatur
h überschritten wird. Da mit Hilfe des Hauptkontakts
16 der Kompressor 1 eingeschaltet wird, ergibt sich auf diese Weise eine intermittierende Kühlung,
durch die das Abteil 5 innerhalb des zwischen den Temperaturen t\ und f2 liegenden Temperaturbereich,
zum Beispiel 5 Grad C, gehalten wird. Beispielsweise wird der Kompressor zwölfmal in der Stunde
eingeschaltet und läuft dann für etwa eine Minute. Die Stillstandszeiten sind daher verhältnismäßig kurz. Auch
das Abteil 8 tieferer Temperatur erhält dabei eine gewisse Kälteleistung zugeführt, die auf j«den Fall
ausreicht, um die Abteiltemperatur unterhalb eines gewünschten Grenzwertes zu halten. Da es sich bei
diesem Abteil in der Regel um ein Gefrierfach handelt ist lediglich der obere Grenzwert von Interesse; tiefere
Temperaturen sind unschädlich.
Wenn die Temperatur im Abteil 8 einen oberen Grenzwert überschreitet, schließt der Kontakt 19. Unter
der Voraussetzung, daß Hauptkontakt 16 und Hilfskontakt 17 geschlossen sind, wird der PTC-Widerstand 13
beheizt In der Kammer 12 entsteht Kältemitteldampf. Die Leitung 3 wird dadurch gesperrt Die gesamte
Kälteleistung gelangt zum Verdampfer 7 im Abteil 8 tieferer Temperatur. Da nunmehr die Temperatur im
Abteil 5 nicht weiter absinkt bleibt auch der Kompressor 1 in Betrieb. Er läuft r;o lange, bis der
Kontakt 19 wieder öffnet, weil das Abteil 8 wieder die richtige Temperatur erreicht hat Denn erst dann öffnet
die Sperrvorrichtung 11, so daß das Abteil 5 herabgekühlt wird, bis schließlich durch öffnen des
Hauptkontakts 16 der Kompressor abgeschaltet wird.
Der Hilfskontakt 17 schließt wenn die Temperatur im Abteil 5 den Wert tj unterschreitet, der etwas, zum
Beispiel 2 Grad C1 über der Einschalttemperatur U des
Hauptkontakts 16 liegt Damit ist gewährleistet daß die Sperrvorrichtung 11, nachdem der Thermostat 18
angesprochen hat erst wirksam werden kann, wenn die Temperatur im Abteil 5 nahe dem unteren Grenzwert
liegt Es steht daher ein ausreichender Zeitraum zur Verfugung, in welchem der Kompressor 1 allein das
Abteil 8 mit Kälteleistung versorgt ehe die Temperatur im Raum 5 zu stark angestiegen ist
Der Hilfskontakt 17 öffnet, wenn die Temperatur im Raum 5 einen Wert U überschreitet, der etwas, zum
Beispiel 2 Grad C, über der Einschalttemperatur fe des Hauptkontakts 16 liegt Dies hat zur Folge, daß die
Sperrvorrichtung 11 unwirksam gemacht wird, wenn wegen der Sperrung die Temperatur im Abteil 5 zu hohe
Werte annehmen sollte, zum Beispiel weil zwischenzeitlich die Tür geöffnet wurde. In diesem Fall würde
kurzzeitig der Normalbetriebszustand hergestellt, bei dem beide Abteile mit Kälteleistung versorgt werden.
Erst wenn der Hilfskontakt 17 bei der Temperatur h wieder schließt geht die alleinige Kühlung des Abteils 8
bei fortwährend laufendem Kompressor 1 weiter.
Die Beheizung des PTC-Widerstandes 13 ist von der Stellung des Kontakts 19 des Hilfskontakts 17 und des
Hauptkontakts 16 abhängig. Damit ist sichergestellt, daß eine Beheizung nur beim kumulativen Auftreten
von drei Bedingungen erfolgt, nämlich einer unzureichenden Temperatur im Abteil 8, einer ausreichenden
Temperatur im Abteil 5 und dem Lauf des Kompressors 1. Letzteres stellt sicher, daß immer dann, wenn gar
keine Kälteleistung erzeugt wird, also auch keine Sperrung notwendig ist, die Sperrvorrichtung automatisch
unwirksam ist
Mit Hilfe einer üblichen Sollwert-Einstellvorrichtung können die Tempei jturen U und U verstellt werden, wie
es durch die Pfeile in F i g. 2 angedeutet ist.
Beispielsweise ist die Kälteanlage Teil eines Kühlschranks mit Kühlabteil 5 und Gefrierabteil 3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Kompressor-Kälteanlage mit zwei Abteilen unterschiedlicher Temperatur, deren Verdampfer im ^
wesentlichen parallelgeschaltet und von einem gemeinsamen Kompressor und Kondensator gespeist sind, wobei ein erster Thermostat in
Abhängigkeit von der Temperatur in dem einen Abteil den Kompressor und ein zweiter Thermostat '"
in Abhängigkeit von der Temperatur in dem anderen Abteil eine dem Eingang des Verdampfers des
Abteils höherer Temperatur vorgeschaltete Sperrvorrichtung, insbesondere einen in einer Kammer
angeordneten PTC-Widerstand,steuert, dadurch ' >
gekennzeichnet, daß der den Kompressor (1) steuernde erste Thermostat (15) dem Abteil (5)
höherer Temperatur und der die Sperrvorrichtung
(11) steuernde zweite Thermostat (18) dem Abteil (8)
tieferer Temperatur zugeordnet ist und letzterer die -"
Sperrvorrichtung einschaltet, wenn ein oberer Grenzwert der tieferen Temperatur überschritten
wird.
2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Thermostat (15) außer einem -'
eine Schaltdifferenz aufweisenden Hauptkontakt (16), der mit dem Kompressor (1) in Reihe liegt,
einen eine Schaltdifferenz aufweisenden Hilfskontakt (17) besitzt, der mit dem Kontakt (19) des
zweiten Thermostaten (18) in Reihe liegt und bei !l)
Unterschreiten einer etwas oberhalb der Ausschalttemperatur (t\) des Hauptkontakts (16) liegenden
Temperatur (lj) einschaltet
3. Kälteanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskontakt (1«) bei Überschrei- r>
ten einer etwas oberhalb der Einschalttemperatur (ti) des Hauptkontakts (16) liegenden Temperatur
(U) ausschaltet.
4. Kälteanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Hauptkontakt (16) in 4n
Reihe mit dem Kontakt (19) des zweiten Thermostaten (18) liegt.
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