DE2800210C2 - - Google Patents

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DE2800210C2 DE19782800210 DE2800210A DE2800210C2 DE 2800210 C2 DE2800210 C2 DE 2800210C2 DE 19782800210 DE19782800210 DE 19782800210 DE 2800210 A DE2800210 A DE 2800210A DE 2800210 C2 DE2800210 C2 DE 2800210C2
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Klaus Dipl.-Ing. Ddr 9366 Scharfenstein Dd Pahner
Steffen Ddr 9360 Zschopau Dd Wagner
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VEB DKK SCHARFENSTEIN IM VEB MONSATOR HAUSHALTGROSSGERAETEKOMBINAT SCHWARZENBERG DDR 9366 SCHARFENSTEIN DD
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VEB DKK SCHARFENSTEIN IM VEB MONSATOR HAUSHALTGROSSGERAETEKOMBINAT SCHWARZENBERG DDR 9366 SCHARFENSTEIN DD
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B45/00Arrangements for charging or discharging refrigerant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Haushaltkältegeräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Für Zweitemperatur-Kältegeräte entsprechend des Anwendungsgebietes bestehen große Schwierigkeiten, die geforderten Bedingungen vor allem im Umgebungstemperaturbereich von 16°C und 32°C ohne größeren Regelaufwand, der Verwendung von Speichermassen oder unter Anwendung von Zusatzheizungen einzuhalten.
Ein bekanntes Verfahren zur Regelung von Kältegeräten im eingangs genannten Sinne ist der DE-OS 23 50 998, bekannt gemacht.
Im Bedarfsfall wird flüssiges Kältemittel mittels einer elektrischen Heizung aus einem Sammelbehälter in den der wärmeren Zone zugeordneten Verdampfer (Normalkühlfach-Verdampfer) ausgetrieben, wobei zur Regelung unbedingt zwei Temperaturregler erforderlich sind. Außer dem erhöhten Regelaufwand ist auch durch die sich in jeder Einschaltperiode des Temperaturreglers im wärmeren Fach im Betrieb befindliche Heizung des Sammelbehälters ein höherer Energieverbrauch zu verzeichnen.
Einen weiteren Nachteil stellte die Störanfälligkeit einer elektrischen Heizung dar, die von Zusatzkontakten des Temperaturreglers gesteuert wird. Dieses genannte Regelverfahren ist nur mit einem Zusatzbauteil, welches den überlasteten Anlauf verhindert, ohne Störungen anwendbar (DE-OS 24 33 331).
In der US-PS 25 10 881 werden die Nachteile einer elektrischen Heizung zum Austreiben von Kältemittel aus Sammelbehältern vermieden, jedoch entspricht diese Erfindung nicht dem Anwendungsgebiet und hat eine andere Aufgabe. Mittels eines wechselseitig beheizten und gekühlten Sammelbehälters wird lediglich der Füllungsgrad eines einzigen Verdampfers einer beliebigen Kälteanlage so gesteuert, daß immer eine vollständige Beaufschlagung desselben mit Kältemittel gewährleistet ist, unabhängig von den Einflüssen der Umgebung. Beheizung und Kühlung des Behälters erfolgen dabei durch wärmeleitenden Kontakt mit der Druckleitung und der Saugleitung, wobei als Wärmeträger das im Kreislauf und damit in diesen Leitungen zirkulierende Kältemittel fungiert. Eine umgebungstemperaturabhängige Regelaufgabe für Zweitemperatur-Haushaltkältegeräte kann damit nicht erfüllt werden. Die in der US-PS 25 10 881 geplante Funktion ist nur gewährleistet, wenn der Sammelbehälter ohne zeit- und umgebungstemperaturabhängige Zwischenspeicherung der Antriebswärme direkt durch die Wärmeabgabe des Kältemittels beeinflußt wird. Ein wärmeleitender Kontakt zu Speichermassen, wie zum Beispiel der Kapsel des Kompressors, führt zum Nichterfüllen der beabsichtigten Regelaufgabe.
Ein weiteres Verfahren gemäß DE-AS 17 51 712, verwendet einen in die Drosselkapillare eingebauten Behälter, in dem umgebungstemperaturabhängig mehr oder weniger Kältemittel zwischengespeichert wird und der Normalkühlfachverdampfer je nach Bedarf die notwendige Kältemittelmenge erhält. Diese Lösung ist allerdings mit einem hohen technologischen Aufwand verbunden. Weiterhin treten Enthalpieverluste auf, und der fehlende Wärmetausch zwischen Drosselkapillare und Saugleitung bringt die Gefahr des Schwitzens der Saugleitung mit sich.
Ein gebräuchliches Verfahren verwendet zur Verkürzung der Abtauzeiten eine automatisch arbeitende, in jeder Stillstandsperiode wirksam werdende elektrische Abtauheizung. Es werden zwar mit diesem System die geforderten kältetechnischen Bedingungen bei 16°C und 32°C Umgebungstemperatur eingehalten, jedoch sind ein höherer Energieverbrauch, hohe Material- und Montagekosten und höhere Störanfälligkeit zu verzeichnen.
Ein weiteres Verfahren wendet großflächige Normalkühlfachverdampfer mit Plastüberzug und Sole-Speicherbeutel im Tiefkühlfach zur Stabilisierung des Regelverhaltens an. Es hat sich gezeigt, daß der Plastüberzug der Verdampferrohrschlange teilweise den Temperaturwechselbeanspruchungen nicht standhält und reißt. Weiterhin bedeutet der Solebehälter einen materiellen und technologischen Mehraufwand.
Allen bisher genannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß der Temperaturregler in Abhängigkeit von Schwankungen der Umgebungstemperatur verstellt werden muß, dies aber wiederum in der Nachtabsenkung kaum möglich ist. Bei Anwendung elektronischer Regelverfahren (Temperaturfühler im Kühlraum) kann dieser Nachteil behoben werden, ist aber mit erheblicher Kostenerhöhung verbunden.
Die Schwierigkeiten, die bei der Erfüllung der kältetechnischen Forderungen für 16°C und 32°C Umgebungstemperatur auftreten, haben folgende technische Ursachen:
Die Kältemittelfüllmenge eines Kältegerätes muß so bemessen sein, daß es für den Maximallastbetrieb bei 32°C Umgebungstemperatur die geforderten Temperaturen im Tiefkühlfach und Normalkühlfach unter 80% Laufzeitbeschränkung einhält. Sinkt die Umgebungstemperatur auf 16°C, so fällt weniger Wärmemenge pro Zeiteinheit in das Kältegerät ein. Die vorhandene Verdichterleistung reicht aus, die Kältefächer sehr schnell abzukühlen. Der Temperaturregler, der bei Geräten mit vollautomatischer Abtauung des Normalkühlfach-Verdampfers dessen Oberflächentemperatur abfühlt, erreicht in kurzer Zeit den Ausschaltpunkt. Diese Zeitspanne reicht aber aus, das Normalkühlfach auf die gewünschte Temperatur abzukühlen.
Es folgt eine relativ lange Stillstandsperiode, die durch den geringen Wärmeeinfall pro Zeiteinheit und die konstante Einschalttemperatur des Temperaturreglers über 0°C (vollautomatische Abtauung) bestimmt wird. Da aber in das Tiefkühlfach aufgrund der größeren Temperaturdifferenz wesentlich mehr Wärmemenge pro Liter Fachvolumen einfällt, erwärmt sich in dieser längeren Stillstandsperiode das Kühlgut unzulässig.
In der DE-OS 23 50 998 ist jedem Kältefach ein Temperaturregler zugeordnet, wobei beide unabhängig voneinander den Kompressormotor schalten.
Die Mehrkosten, die durch den zweiten Temperaturregler entstehen, werden in Kauf genommen, um die geforderten Bedingungen in den Kältefächern bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen zu erfüllen. Die im Umlauf befindliche Kältemittelmenge ist so abgestimmt, daß bei Kühlung des Tiefkühlfaches und nicht vorhandenem Kältebedarf im Normalkühlfach der Normalkühlfach-Verdampfer nicht mit Kältemittel beaufschlagt wird. Tritt jedoch ein Kältebedarf im Normalkühlfach auf, so ist vorgesehen, zusätzlich Kältemittel aus einem Vorratsbehälter auszutreiben und damit den Normalkühlfach-Verdampfer mit Kältemittel zu beaufschlagen. Zum Austreiben des Kältemittels ist eine elektrische Zusatzheizung notwendig, die wirksam wird, wenn der dem Normalkühlfach zugeordnete Temperaturregler den Kompressormotor einschaltet und die dann bis zum Ende der Laufperiode in Betrieb bleibt. Es stellt sich zwangsläufig ein höherer Energieverbrauch ein.
Der unterschiedliche Kältebedarf der Kältefächer kann in einem bestimmten Betriebszustand dazu führen, daß kurz nach dem Abschalten des dem kälteren Fach zugeordneten Temperaturreglers der Temperaturregler des wärmeren Faches infolge des vorhandenen Kältebedarfes einschaltet, ohne daß der Druckausgleich im Kältesystem erfolgt ist. Die damit verbundene Überlastung des Kompressormotors kann zur Minderung der Lebensdauer führen. Aus diesem Grund ist zusätzlich ein Schutzschalter vorgesehen, der eine ausreichende Einschaltverzögerung gewährleistet. Dieses Bauteil erhöht wiederum den Aufwand.
Wird wie bei der Ausführung nach DE-AS 17 51 712 ein Teil des Kapillarrohranfangs zur Beheizung des Zwischenspeichers benutzt, so entfällt der gewinnbringende Wärmetausch mit der Saugleitung. Die Dampfbildung tritt im letzten Teil der Drosselkapillare verstärkt auf, und die im Verdampfer zur Verfügung stehende Enthalpiedifferenz verringert sich. Die gleiche Wirkung ist bei der Beheizung des Zwischenspeichers mit Wärme aus der Umgebung zu verzeichnen. Versuche haben gezeigt, daß ein fehlender Wärmetausch der Drosselkapillare mit der Saugleitung einen Anstieg der Kältefachtemperatur um 1,5 K bewirkt.
Weiterhin ist bei dem genannten Verfahren vorgesehen, um eine verstärkte Dampfbildung zu vermeiden, den Zwischenspreicher im Kältefach unterzubringen und die Wärme über eine Wärmeleiteinrichtung aus der Umgebung gezielt zuzuführen.
Diese Ausführung ist mit größeren technologischen Aufwendungen verbunden und beansprucht wertvolles Kältefachvolumen. Die Wärmeleiteinrichtung schafft sinngemäß eine Verbindung zwischen der Umgebung und dem Zwischenspeicher, der im Kältefach angebracht ist und in dem Kältemittel verdampft. Soll die Wärmeübertragung ausreichend sein, so besteht die Gefahr des Schwitzens der Leiteinrichtung außerhalb des Kältegerätes. Der fehlende Wärmetausch zwischen Drosselkapillare und Saugleitung muß zwangsläufig ebenfalls zum Schwitzen der Saugleitung führen, wenn der zweite Verdampfer voll ausgenutzt werden soll (optimale Kältemittelfüllmenge).
Bei der Anwendung einer Abtauheizung für den dem wärmeren Fach zugeordneten Verdampfer wird dem Verdampfer und damit dem Kältefach zusätzlich Wärme zugeführt, um den verminderten Wärmeeinfall aus der Umgebung auszugleichen. Die Stillstandszeiten verkürzen und die Laufzeiten verlängern sich. Mit dieser Laufzeitverlängerung muß das Fach kälterer Temperatur zwangsläufig intensiver gekühlt werden. Es ist Energie für die in jeder Stillstandsperiode betriebene Abtauheizung (ca. 20 W) aufzubringen und zusätzlich diese Heizwärme über das Verdampfersystem abzuführen (längere Laufzeiten).
Es wurde bereits erwähnt, daß der dem Normalkühlfach-Verdampfer zugeordnete Temperaturregler in Abhängigkeit von Schwankungen der Umgebungstemperatur verstellt werden muß. Folgende Ursache liegt zugrunde:
Bei hohen Umgebungstemperaturen stellt sich aufgrund des größeren Wärmeeinfalles eine höhere Verdampfungstemperatur ein als bei niedrigen Umgebungstemperaturen.
Zwischen +16°C und +32°C Umgebungstemperatur liegt in der Regel der Verdampfungstemperaturunterschied bei 7 bis 10 K. Für niedrige Umgebungstemperaturen muß also der Temperaturregler in Richtung eines kälteren Ausschaltpunktes (Stellung "MAX") verstellt werden, um ausreichend lange Laufzeiten zu erreichen.
Dagegen ist für höhere Umgebungstemperaturen die Regelverstellung in Richtung eines wärmeren Ausschaltpunktes notwendig, um den Dauerlauf des Kältegerätes zu verhindern.
Die elektronischen Regler, welche diesen o. g. Nachteil beheben, bestehen aus teuren Bauelementen und erhöhen die Kosten beträchtlich. Außerdem kann die relative Einschaltzeit, die vom Wärmeeinfall und der Leistungsfähigkeit des Kältesatzes abhängt, nicht ohne Abtauheizung oder andere Zusatzmaßnahmen beeinflußt werden. Die Einhaltung der geforderten Bedingungen im Fach kälterer Temperatur für Umgebungstemperaturen zwischen +16°C und +32°C bleibt also ohne Verwendung von Zusatzeinrichtungen weiterhin ein Problem, da keine Leistungsregelung erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einhaltung der kältetechnischen Forderungen mit einem geringeren Aufwand an Regel- und Zusatzeinrichtungen in einem größeren Umgebungstemperaturbereich (+10°C . . . +32°C) zu gewährleisten, Energie einzusparen und das Regel- und Abtauverhalten zu verbessern.
Um die genannten Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu vermeiden, wird ein Sammelbehälter, der durch eine Leitung geringen Querschnitts mit einem Ausgang des Filtertrockners verbunden ist, im wärmeleitenden Kontakt zur Kompressorkapsel oder zu Bauteilen, die durch die Wärmeabgabe des Kompressors beeinflußt werden, gebracht. Dabei soll sich der Eintritt der Leitung geringen Querschnitts im Filtertrockner an einer solchen Stelle befinden, an der nach Einschalten des Kompressormotors sofort oder nach kurzer Zeit flüssiges Kältemittel vorliegt (vorzugsweise in gleicher Höhe oder tiefer als der Eintritt der Drosselkapillare).
Das Volumen des Sammelbehälters ist durch Anpassung an das Verdampfersystem im Betriebszustand bei der tiefsten gewünschten Umgebungstemperatur zu bemessen. Anbringungsart und -ort sind vom thermischen Verhalten des Kompressors abhängig und müssen ebenfalls durch Anpassung ermittelt werden.
Es ist beabsichtigt, mit dieser genannten Anordnung bei niedrigen Umgebungstemperaturen die überwiegende Laufzeit im kältemittelarmen Betrieb zu fahren und damit die Laufzeit zu verlängern, weiterhin eine Unabhängigkeit des Regelsystems von üblichen Schwankungen der Umgebungstemperatur und Funktionsfähigkeit bis zu Umgebungstemperaturen von +10°C zu erreichen.
Die erfindungsgemäße Lösung erzielt folgende Wirkung. Für eine bestimmte Umgebungstemperatur ist die wärmeleitende Verbindung zwischen Sammelbehälter und Bauteilen des Kompressors, die durch seine Wärmeabgabe beeinflußt werden, so zu wählen, daß sich mit Abkühlung des Kompressors in der Stillstandsphase (intermittierender Betrieb) der Sammelbehälter unter die für diese Umgebungsbedingungen auftretende Kondensationstemperatur abkühlt.
Nach Wiederanlauf des Kompressors steigt der Kondensatordruck rasch an. Das sich im Filtertrockner ansammelnde Kältemittel wird sofort in den Sammelbehälter gedrückt, dessen Temperatur aufgrund der geringeren Aufwärmungsgeschwindigkeit des Kompressors und der Güte der wärmeleitenden Verbindung noch unter der Kondensationstemperatur liegt.
Das Kältemittel verbleibt vorerst im Sammelbehälter, und es befindet sich damit weniger Kältemittel im Umlauf. Der dem Normalkühlfach zugeordnete Verdampfer wird nur unbedeutend gekühlt, da Kältemittelmangel herrscht.
Nach einer bestimmten Zeit überschreitet die Temperatur des Sammelbehälters als Folge der Aufwärmung des Kompressors die Kondensationstemperatur.
Ein geringer Prozentsatz des Kältemittels im Sammelbehälter verdampft, und der Druckanstieg durch Überhitzung des Dampfes führt zur relativ schnellen Austreibung des überwiegenden Teils flüssigen Kältemittels. Die scheinbare Erhöhung der Füllmenge des Kältesatzes bewirkt, daß Kältemittel ebenfalls im Verdampfer des wärmeren Faches verdampft, und zwar so lange, bis der Ausschaltpunkt des Temperaturreglers, welcher auf die Temperatur des Verdampfers im wärmeren Fach reagiert, erreicht ist.
Somit stellt sich folgendes Regelverhalten ein:
Der geringe Wärmeeinfall bei niedriger Umgebungstemperatur hat lange Stillstandszeiten zur Folge, da das Wiedereinschalten durch einen Temperaturregler mit konstanter Einschalttemperatur über 0°C (automatische Abtauung) bestimmt wird. In dieser langen Stillstandsperiode haben Kompressor und Sammelbehälter die Gelegenheit, sich sehr weit abzukühlen. Nach Einschalten des Kompressors durch den Temperaturregler steigt der Kondensatordruck rasch an, und der Sammelbehälter füllt sich wie oben angeführt mit flüssigem Kältemittel. Es vergeht eine relativ lange Zeit, bis sich die Kompressormasse ausreichend erwärmt hat und die Temperatur des Sammelbehälters die Kondensationstemperatur übersteigt. Durch entsprechende Wahl der wärmeleitenden Verbindung soll diese Zeitspanne einen großen Prozentsatz der Laufzeit entsprechen.
Während der langen Laufperiode mit "verminderter Kältemittelfüllmenge" erfolgt keine nennenswerte Kühlung des wärmeren Faches. Erst nachdem die Temperatur des Sammelbehälters die Kondensationstemperatur überschreitet, erfolgt durch Kältemittelzuschuß die Kühlung des Verdampfers im wärmeren Fach. Die ausgetriebene Kältemittelmenge sollte dabei so bemessen sein, daß eine schnelle Abkühlung des wärmeren Faches erfolgt und damit ein günstiger Temperaturverlauf für den Regler entsteht. Die "verminderte Füllmenge" im überwiegenden Teil der Laufperiode hat weiterhin eine niedrigere Verdampfungstemperatur zur Folge und stellt damit einen Gewinn für das Fach tieferer Temperatur dar.
In Fig. 1 ist das Regelverhalten eines Zweitemperaturkältegerätes mit ***-Fach bei 16°C Umgebungstemperatur dargestellt.
Nachdem der Temperaturregler den Kompressormotor einschaltet (Zeitpunkt E), bleibt die mittlere Normalkühlfachtemperatur (1) annähernd konstant. Die Verdampferoberflächentemperatur (2) im Tiefkühlfach fällt relativ schnell auf einen tieferen Wert ab, wogegen die Oberflächentemperatur (3) des Normalkühlfach-Verdampfers in der Nähe des Eingangs warm bleibt, was darauf schließen läßt, daß dort überhitzter Kältemitteldampf vorliegt.
Die Kondensationstemperatur (4) steigt rasch auf einen Höchstwert an und fällt dann langsam wieder ab. Die Temperatur des Sammelbehälters (5), die am Einschaltpunkt ca. 8-9 K über der Raumtemperatur liegt, steigt aufgrund der geringeren Aufwärmgeschwindigkeit des Kompressors nicht so steil an wie die Kondensationstemperatur. Beide Temperaturen überschneiden sich zum Zeitpunkt Z. Es entsteht Dampf im Sammelbehälter, und flüssiges Kältemittel wird ausgetrieben. Die damit verbundene Erhöhung der Füllmenge bewirkt eine Druckerhöhung und somit das Ansteigen der Verdampfungstemperatur (2). Der Normalkühlfach-Verdampfer erhält flüssiges Kältemittel, das dort verdampft und sofort zum steilen Absinken der Oberflächentemperatur (3) führt.
Die mittlere Lufttemperatur im Normalkühlfach (1) fällt ebenfalls als Folge schnell ab. Der Druckanstieg bewirkt eine Erhöhung der Leistungsaufnahme (6). Der Temperaturregler, dessen Fühler auf die Oberflächentemperatur des Normalkühlfach-Verdampfereingangs reagiert, erreicht schnell seinen Ausschaltpunkt entsprechend der Abkühlkurve (3). In der folgenden relativ langen Stillstandszeit und unterstützt durch die niedrige Umgebungstemperatur kühlt sich der Kompressor und damit auch der Sammelbehälter weit ab. Die Endtemperatur liegt rund 7-9 K über der Umgebungstemperatur. Bei hohen Umgebungstemperaturen (+32°C) ist die Gesamtfüllmenge des Kältesatzes so zu wählen, daß nach dem Austreiben des flüssigen Kältemittelvorrates aus dem Sammelbehälter die für 32°C optimale Kältemittelmenge vorliegt. Die Verzögerung bis zum Austreiben ist bei 32°C Umgebungstemperatur im Verhältnis zu 16°C Umgebungstemperatur sehr gering, da sich aufgrund der relativen Einschaltzeit von 80% der Kompressor mit dem Sammelbehälter nur wenig abkühlt und die für das Austreiben notwendige Temperatur schnell wieder erreicht ist. Das Kältegerät läuft dann im überwiegenden Teil der Laufzeit mit voller Kältemittelfüllmenge und verhält sich damit bei dieser Umgebungstemperatur wie ein herkömmliches Kältegerät.
Fig. 2 zeigt das Regelverhalten eines Zweitemperaturkältegerätes mit ***-Fach bei 32°C Umgebungstemperatur.
Es ist augenfällig, daß sich die Temperatur des Sammelbehälters (5) am Ende der kurzen Stillstandsperiode (E) nicht soweit der Umgebungstemperatur genähert hat wie bei 16°C, der Kondensator aber auf annähernd Umgebungstemperatur abkühlt (4). Die Temperatur des Sammelbehälters (5) erreicht kurz nach dem Einschalten (E) die Kondensationstemperatur (4) und übersteigt diese beträchtlich. Das Kältemittel wird zum Zeitpunkt Z ausgetrieben, was sich im Ansteigen der Aufnahmeleistung (6) und der Verdampferoberflächentemperatur im Tiefkühlfach (2) ausdrückt. Im Normalkühlfach-Verdampfer verdampft von diesem Zeitpunkt ab Kältemittel, wodurch die Oberflächentemperatur (3) schnell absinkt und infolge der hohen Wärmelast allmählich der Ausschalttemperatur zustrebt. Der Verlauf der mittleren Normalkühlfachtemperatur (1) entspricht bis auf den kurzen Bereich konstanter Temperatur (E-Z) dem herkömmlicher Kältegeräte.
Das Verhältnis der Laufperioden ist bei hohen Umgebungstemperaturen wesentlich größer als bei niedrigen Umgebungstemperaturen.
Die wärmste Packungstemperatur (7) sinkt mit fallender Umgebungstemperatur.
Ein Vorteil des Regelsystems ist es, daß der Temperaturregler nicht in Abhängigkeit von den üblichen Umgebungstemperaturschwankungen verstellt werden muß. Der Temperaturregler wird bei hohen Umgebungstemperaturen so eingestellt, daß das Kältegerät die Maximallastbedingungen erfüllt. Sinkt die Umgebungstemperatur (Nachtabsenkung, Temperaturveränderungen in Abhängigkeit von der Jahreszeit usw.), verzögert sich, wie schon dargestellt, das Austreiben des Kältemittels aus dem Sammelbehälter, und im Normalkühlfach-Verdampfer ist während dieses Zeitabschnittes nur überhitzter Kältemitteldampf vorhanden. Der Temperaturregler kann also unabhängig von der Dauer dieser Periode (E-Z) nicht ausschalten. Der Ausschaltpunkt des Reglers wird erst dann erreicht, wenn zusätzlich Kältemittel im Normalkühlfach-Verdampfer verdampft. Dies geschieht erst nach Austreiben des Kältemittels.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß dann die Oberflächentemperatur des Normalkühlfach-Verdampfers (3) sehr schnell absinkt und der Ausschaltpunkt schnell erreicht ist. Da die Periode Z-A im Verhältnis zur gesamten Laufzeit E-A klein ist, hat die Stellung des Temperaturreglers und damit die Lage des Ausschaltpunktes nur geringe Bedeutung für die Veränderung der Laufzeit. Die Laufzeit hängt also weniger von der Lage des Ausschaltpunktes, sondern vielmehr vom Zeitpunkt des Austreibens von flüssigem Kältemittel aus dem Sammelbehälter ab.
Aus den bisherigen Ausführungen ist es verständlich, daß die Erfüllung der Regelaufgabe an den wärmeleitenden Kontakt des Sammelbehälters zu die Antriebswärme umgebungstemperaturabhängig puffernden (massebehafteten) Bauteilen des Kompressors gebunden ist. Ein direkter Kontakt zum Heißgas (Druckleitung) führt zur Funktionsunfähigkeit.
Für alle Haushaltkältegeräte wird die optimale Kältemittelfüllmenge bei 32°C Umgebungstemperatur bestimmt, um die Maximallastbedingungen zu erfüllen. Für niedrige Umgebungstemperaturen, bei denen das Kältegerät überwiegend betrieben wird, ist diese Füllmenge zu hoch, da weniger Wärme in das Kältegerät einfällt und die umgewälzte Kältemittelmenge sinkt. Da bei niedrigen Umgebungstemperaturen Kältemittel zum überwiegenden Teil der Laufzeit im Sammelbehälter zurückgehalten wird, entspricht die scheinbare Kältesatzfüllmenge für diesen Umgebungstemperaturbereich der optimalen Füllmenge.
Verdampfungstemperatur und Leistungsaufnahme sinken und führen zu einem niedrigeren Energieverbrauch. Es ist verständlich, daß aus diesem Grund die erfindungsgemäße Lösung auch für Eintemperatur-Kältegeräte und Gefriergeräte Vorteile bringt.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Lösung prinzipmäßig dargestellt.
Ein Sammelbehälter (8), der bis zu 30% der Kältemittelfüllmenge des Kältegerätes aufnehmen kann, ist mit Hilfe eines Bügels (9) an der Kompressorkapsel (10) befestigt. Der Sammelbehälter (8) ist mittels einer Leitung (11) mit dem Filtertrockner (12) verbunden. Der Ein- bzw. Ausgang dieser Leitung (11) befindet sich an der jeweils tiefsten Stelle des Sammelbehälters (8) und des Filtertrockners (12).
Es ist verständlich, daß viele Möglichkeiten bestehen, den Sammelbehälter wärmeleitend mit Bauteilen zu verbinden, die unmittelbar von der Wärmeabgabe des Kompressors beeinflußt werden. Der Anbringungsort, die Verbindungart und das Volumen des Sammelbehälters müssen den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden.

Claims (1)

  1. Regeleinrichtung für Haushaltkältegeräte, die nach dem Kompressionsprinzip mit Kapillar-Drosselorgan und einem am Ende des Kondensators angeschlossenen Sammelbehälter arbeiten, mindestens zwei hintereinandergeschaltete, unterschiedlichen Temperaturzonen zugeordnete Verdampfer aufweisen und deren Betrieb in Abhängigkeit von der Temperatur der wärmeren Temperaturzone durch einen Regler gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter in wärmeleitender Verbindung zum Kompressor oder mit diesem wärmeleitend verbundenen Bauteilen steht und daß der Sammelbehälter am Filtertrocknerabgang unmittelbar am Drosselorganeingang an den Kältemittelkreislauf angeschlossen ist.
DE19782800210 1977-01-31 1978-01-04 Regeleinrichtung fuer kaeltegeraete, insbesondere fuer haushaltkaeltegeraete Granted DE2800210A1 (de)

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