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"Verfahren zur Regelung des automatischen
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Abtauens der Verdampferplatte in EUhlschränken" Die Erfindung betrifft
ein -Verfahren zur Regelung des automatischen Abtauens der Verdampferplatte in Kühlschränken
und dergl., wobei der Verdampferplatte zum Abtauen kurzzeitig Wärme zugeführt wird
und die Innentemperatur des Kühlraumes ständig gemessen wird.
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Bet den bekannten Euhlschrankregelungen handelt es sich üblicherweise
um mechanische Thermostate, die die Innentemperatur des Kühlschrankes regeln.
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Die Thermostate sind dabei in den elektrischen Schaltkreis des Kühlkompressors
eingeschaltet, so daß bei Überschreiten der am Thermostaten eingestellten Temperatur
der Kompressor im Sinne des Kühlens eingeschaltet wird und nach Unterschreiten des
eingestellten Regelwertes der Kompressor ausgeschaltet wird.
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Desweiteren besitzen diese Regelungen eine Abtauautomatik, die rein
periodisch in Tätigkeit tritt.
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Dabei wird beispielsweise nach jedem dritten Durchlauf des Kompressors
die Verdampferplatte im Kühlschrank kurz aufgeheizt, in dem der Kompressorkreislauf
umgekehrt wird, so daß die Verdampferplatte von warmen Medium durchströmt ist.
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Auf diese Weise wird die Verdampferplatte von dem Eis befreit, welches
sich auf ihr gebildet hat.
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Diese Regelungen haben aber den Nachteil, daß man in den kalten Kühlraum
ständig periodisch Wärme zuführt, um das Eis zum Schmelzen zu bringen, welche Wärme
bei dem nächsten Durchlauf des Kompressors wieder abgeführt werden muß.
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Damit wird unabhängig von dem Zustand der Verdampferplatte ständig
Energie benötigt und verbraucht, was zu einem unangemessenen hohen Stromverbrauch
führt.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es demgegenüber.
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ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wodurch das Abtauen
der Verdampferplatte nur dann erfolgt, wenn sich tatsächlich auf der Verdampferplatte
Eis gobildet hat.
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Gegenstand der Erfindung ist damit eine energiesparendere Abtauautomatik
zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Temperatur
der Verdampferplatte in der Ruhephase des Kühlkompressors gemessen und mit dem Temperaturmeßwert
des Kühlraums
verglichen wird und daß nur bei vereisungsbedingten
fleßwertdifferenzen der Verdampferplatte Wärme zugeführt wird.
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Dadurch das nun auch die Temperatur der Verdampferplatte unmittelbar
gemessen wird, und zwar in der Ruhephase des Kühlkompressors, kann eindeutig festgestellt
werden, ob die Verdampferplatte vereist ist und also ein Abtauen derselben erfolgen
muß oder nicht.
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Ber Abtauvorgang wird demzufolge nur dann in Tätigkeit gesetzt, wenn
eine Vereisung der Verdampferplatte vorliegt.
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Damit ist eine durchaus erhebliche Energieeinsparung möglich.
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Das Abschalten des Abtauvorganges und der Neubeginn des Kühlvorganges
kann durch eine zeitliche Erfassung gesteuert sein, beispielsweise durch ein elektrisches
Zeitglied.
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Da auf diese Weise aber nicht sichergestellt ist, daß nur die zur
Enteisung benötigte Energie zugeführt wird, wird in Weiterbildung vorgeschlagen,
daß auch während der Wärme zufuhr die Temperatur der Verdsmpferplatte gemessen wird
und nach Erfassung eines über der Vereisungstemperatur
liegenden
Meßwertes die Wärmezufuhr gestoppt wird.
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Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nur solange Wärmeenergie zugeführt
wird, bis die Verdampferplatte tatsächlich enteist ist.
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Um Meßwe rtverf ä1 schungen zu unterbinden, wird vorgeschlagen, daß
während der Wärmezufuhr die Vergleichsmessung unterbrochen wird.
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Da die Verdampferplatte während des Kühlvorganges immer auf eine Temperatur
unterhalb 0 Grad Celsius abgekühlt wird, ist es erforderlich, die Vergleichsmessung
erst dann beginnen zu lassen, wenn sich an der Verdampferplatte unter Betriebsbedingungen
nach dem Regelkreislauf eine Temperatur von über 0 Grad Celsius eingestellt haben
kann.
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Dies ist immer nur dann ir Fall, wenn einerseits der Kompressor ausgeschaltet
ist und andererseits eine gewisse zeitliche Distanz zwischen dem Ausschalten des
Kompressors und dem Beginn der Vergleichsmessung liegt.
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Verfahrensmäßig wird hierzu vorgeschlagen, daß die Temperatur der
Verdampferplatte erst mit einer solchen zeitlichen Verzögerung nach Abschaltung
der Kompressor-Kühlphase gemessen wird, daß sich an der Verdampferplatte eine nahe
der Kühlraumtemperatur liegende Temperatur eingestellt hat.
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Eine elektrische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bestehend
aus einer Verdampferplatte, die über Durchflußleitungen mit einem Kompressor verbunden
ist, welcher zum Kühlen gekühltes Medium zur Verdampferplatte führt und zum Abtauen
in Kreislaufumkehr warmes Medium der Verdampferplatte zuführt, und ferner aus einem
Temperaturfühler im Kühlraum kennzeichnet sich dadurch, daß ein zweiter Temperaturfühler
vorgesehen ist, der unmittelbar an der Verdampferplatte angeordnet ist, daß eine
elektronische Neßwerterfassungseinheit angeordnet ist,die die Meßwerte beider Temperaturfühler
erfaßt, und daß die Meßwerterfassungseinheit den Kompressorkeislauf steuert.
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In Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Meßwerterfassungseinheit
lediglich bei ausgeschaltetem Kühlkompressor-Kreislauf und mit zeitlichem Abstand
vom Ausschaltpunkt die Meßwerte der Temperaturfühler vergleicht und bei einem entsprechenden
Differenzmeßwert den Kompressor in Kreislaufumkehr solange einschaltet bis der Verdampferplatten-Xemperaturfühler
einen über der Vereisungstemperatur liegenden Meßwert einspeist.
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Bei dieser Abtauautomatik wird also neben dem normalen Temperaturfuhlr
für die Innentemperatur.
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des Kühlgerätes ein zweiter Temperaturfühler auf dem Verdampfer angebracht.
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Dieser ist in geeigneter Weise beispielsweise als Transistor ausgebildet
und unmittelbar auf dem Verdampfer angebracht.
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Der Fühler bildet mit dem Verdampfer eine Einheit und ist an einer
solchen Stelle angebracht, an welcher sich erfahrungsgemäß zuerst Eis bildet.
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Werden nun die Meßwerte des Innenraumfühlers mit den Meßwerten des
Fühlers, der auf dem Verdampfer angebracht ist, verglichen, so sind diese beiden
Daten während der Ruhephase des Kompressors weitgehend gleich.
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Bildet sich nun nach einer gewissen Zeit Eis auf der Verdampferplatte,
so wird der Fühler eine Temperatur von 0 Grad Celsius oder darunter messen.
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Da nun die Vergleichswerte der beiden Fühler voneinander abweichen,
kann nach'dem'nächsten Kompressordurchlauf der Verdampferplatte ein wärmeres Medium
zugeführt werden, um diese vom Eis zu befreien.
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Diese wird Jedoch nur so lange dauern, bis der Fühler der Verdampferplatte
eine Temperatur von 10 c oder darüber anzeigt.
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Da Eis unter Normalbedingungen nur bei einer Temperatur von 0 Grad
und darunter entstehen kann, ist davon auszugehen, daß bei einer Temperatur von
plus 1 0C kein Eis mehr auf der Verdampferplatte vorhanden ist.
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In diesem Fall kann sofort die Zufuhr der Wärme unterbrochen werden.
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Da die Verdampferplatte nur soweit aufgeheizt wurde, daß das Eis entfernt
ist, kann man feststellen, daß keine überschüssige Wärmeenergie in den Kühlschrank
hineingegeben wurde, die bei dem nächsten Kompressordurchlauf wieder in Kälte umgewandelt
werden müßte.
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Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf Kühlschränke begrenzt,
sondern auch bei Wärmepumpen brauchbar.
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Da die Umluftwärmepumpen umgekehrt wie Kühlgeräte arbeiten, tritt
bei Wärmepumpen, die mit Umluft arbeiten, unter gewissen Voraussetzungen der gleiche
Effekt wie bei den Kühlgeräten auf, daß nämlich die Verdampferplatte vereist.
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Auch für diesen Anwendungsfall ist der erfindungsgemäße Vorschlag
brauchbar.
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In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert und anhand eines
beispielhaften Schaltplanes erklärt.
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Es zeigt: Fig. 1 ein schematisches Diagramm der bisher üblichen Abtauautomatik
an Kühlschränken; Fig. 2 ein ßchematißches Diagramm der Abtauautomatik gemäß der
Erfindung; Fig. 3 ein schematisches Prinzipschaltbild zur Durchführung des Verfahrens.
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In Fig. 1 ist auch der Ordinate die Temperatur in Grad Celsius aufgetragen,
während auf der Abszisse der zeitliche Verlauf abgetragen ist.
Mittels
des normalerweise vorhandenen Temperaturfühlers erfolgt eine ständige Ein- und Ausschaltung
des Kompreessors.
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Zum Abtauen wird nach jedem dritten Kompressor-Anlauf eine Abtauphase
zwischengeschaltet, während welcher beispielsweise der Kompressor in Kreislaufumkehr
laufen kann, um die Verdampferplatte aufzuheizen.
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In Fig. 2 ist demgegenüber dargestellt, wie ganz genau auf die Verhältnisse
an der Verdampferplatte abgestimmt die Abtauautomatik gemäß der Erfindung zeitlich
abläuft.
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zunächst sind einmal drei normale Kühlphasen mit zwei normalen Temperaturanstiegsphasen
dargestellt.
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Nach Ablauf der dritten Kühlphase ist aufgrund der Erfassung der Fühlertemperatur
an der Verdampferplatte festgestellt worden, daß die Verdampferplatte vereist ist
CI).
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Zeitlich etwasspäter (II) wird die Abtauautomatik eingeschaltet, das
heißt, der Kompressorkreislauf umgekehrt um die Verdampferplatte zu erwärmen.
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Solange die Fuhlertemperatur an der Verdampferplatte noch 0 Grad oder
geringfügig mehr beträgt,
bleibt die Abtauautomatik im gleichen
Kreislauf eingeschaltet.
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Ist die Temperatur auf plus 100 angestiegen (III), wird die Abtauautomatik
ausgeschaltet und der Kompressor im Sinne des Kühlens erst dann wieder eingeschaltet,
wenn der weitere Temperaturfühler, der die Kühl schrankinnentemperatur mißt, den
eingestellten Regelwert erfaßt und damit den Kompressor schaltet.
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Es ist deutlich ersichtlich, daß bei einer Vorgehensweise gemäß der
Erfindung eine Energieeinsparung erfolgt.
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In Fig. 3 ist ein Prinzipschaltbild dargestellt, welches die Funktionsweise
anhand eines Kühlschrankes erklärt.
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Zentrales Element ist eine elektronische Logik 1, beispielsweise in
PMOS - Technik, welche einerseits von dem Temperaturfühler 2, der die Innentemperatur
des Kühlschrankes mißt und andererseits von dem Temperaturfühler 3, der die Temperatur
der Verdampferplatte mißt, angesteuert wird.
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Die von den Fühlern 2 und 3 ermittelten Meßwerte werden über analog
Digitalwandler 4,5 in geeignete elektrische Größen umgewandelt.
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ist Die Logik 1 rüber ein Netzteil 6 gespeist Desweiteren wird die
Logik über einen Sollwertgeber?, den mechanischen Regler der Kühlschranktemperatur,
über einen weiteren analog Digitalwandler 8 angesteuert.
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Ausgangaseitig steuert die Logik einerseits einen Signalgeber 9, der
Jeweils dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Kühlschranktür länger als eine
vorbestimmte Zeit offensteht.
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Desweiteren steuert die logik 1 zwei Treiberstufen 10,11, deren eine
(10) den Kühlkreislauf des Kompressors steuert.
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Diese schaltet also den Kompressor im Sinne des Kühlens ein und aus.
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Die zweite Treiberstufe 11 schaltet ausschließlich die Abtaustufe,
also beispielsweise die Ereislaufumkehr des Kompressors.
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Diese Treiberstufe 11 steuert die Äbtauautomatik genauer entsprechend
dann, wenn die Verdampferplatte vereist ist.
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Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichaung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
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