DE3145445C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtaueinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, zum Abtauen der Bereifung auf dem Kühler eines Kühlschranks, einer Klimaanlage od. dgl.

Die Bereifung auf dem Kühler eines Kühlschranks oder einer Klimaanlage hat eine unerwünschte Verminderung des Wärmeübertragungs- Wirkungsgrads des Kühlers und damit ein vermindertes Kühlvermögen zur Folge. Daher ist z. B. in einem Kühlschrank eine Abtauheizung vorgesehen; während der Kühlschrank nach Durchführung des Kühlbetriebs über eine vorbestimmte Zeit abgeschaltet wird, wird der Abtauheizung Strom zugeführt, so daß die Bereifung durch die von der Abtauheizung erzeugte Wärme zum Schmelzen gebracht wird und damit die unerwünschte Verminderung des Kühlvermögens verhindert wird.

Ein bekanntes Beispiel für die in einem Kühlschrank üblicherweise verwendete Abtauheizung ist eine Heizung, bei der ein Metalldraht, z. B. ein Nickel- Chrom-Draht oder ein Nickel-Kupfer-Draht, in ein Schutzrohr z. B. aus Aluminium eingesetzt ist.

Die bekannte Abtauheizung besitzt keine Temperaturselbstregelungs- Funktion und ist so ausgebildet, daß sie unabhängig von der Bereifungsmenge auf dem Kühler und der Bereifungsverteilung eine gleichbleibende Wärmemenge erzeugt und unterhält. Ein vollständiges Entfernen der Bereifung auf verschiedenen Teilen des Verdampfers wird also nicht gleichzeitig erreicht. D. h., das Abtauen des Kühlerteils mit der stärksten Bereifung wird relativ zu den übrigen Kühlerteilen verzögert. Um die vollständige Bereifungsentfernung von sämtlichen Kühlerteilen zu erfassen, wird daher ein Temperaturfühler, z. B. ein Heißleiter, an dem Kühlerteil angeordnet, dessen vollständiges Abtauen zuletzt erreicht wird, und der Abtauvorgang wird dann als beendet angesehen, wenn der Temperaturfühler, der kontinuierlich die Temperatur an diesem Teil erfaßt, im Verlauf des Abtauens durch die Abtauheizung eine vorbestimmte Temperatur erfaßt. Ferner müssen bisher unter Berücksichtigung der Änderungen der Bereifungsdicke je nach Jahreszeit sowie der Änderungen der Bereifungsverteilung je nach der Anordnung von Gegenständen, z. B. Nahrungsmitteln, im Kühlschrank die Abtaubedingungen einschließlich der Abtautemperatur und -dauer in geeigneter Weise festgelegt werden, um ein zufriedenstellendes Abtauen in jedem der vorgenannten Fälle zu erreichen. Infolgedessen wird die Temperatur eines Kühlerteils, der eine relativ geringe Bereifung aufweist und dessen Abtauen schneller beendet ist als bei einem anderen Teil, unnötig hoch, und der Strom wird während einer unnötig langen Zeitdauer zugeführt. Das bedeutet, daß zwischen verschiedenen Teilen des Kühlers zum Zeitpunkt der Beendigung der Stromzufuhr zur Abtauheizung große Temperaturdifferenzen bestehen. Die bekannte Abtaueinrichtung, bei der ein Teil des Verdampfers auf eine unnötig hohe Temperatur erwärmt wird, weist also den Nachteil auf, daß zum Verringern der Kühlertemperatur vor Wiederbeginn des Kühlschrankbetriebs nach dem vollständigen Abtauen eine lange Zeit benötigt wird und daß unweigerlich viel Energie verbraucht wird. Ferner weist die bekannte Abtaueinrichtung den Nachteil auf, daß für die Wärmeerzeugung von der Abtauheizung unnötig viel Energie verbraucht wird. Ferner besitzt die Abtaueinrichtung den Nachteil, daß die Gefahr besteht, daß die Temperatur von Gegenständen, z. B. Nahrungsmitteln, die im Kühlschrank gelagert sind, erhöht wird.

Zur Beseitigung der vorgenannten Nachteile ist in der JA-Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 1 01 533/79 (offengelegt 10. August 1979) eine Abtau-Steuervorrichtung angegeben, bei der eine positive Charakteristik eines Heißleiters, der einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten hat, anstelle der bekannten Abtauheizung genutzt wird oder in einem Teil der bekannten Abtauheizung vorgesehen ist und wobei der durch die Abtauheizung fließende Strom unterbrochen wird, wenn der Heizstrom auf einen vorbestimmten gleichbleibenden Pegel abnimmt. Der Widerstandswert der Heizung, die nahe an dem Kühler vorgesehen ist, ändert sich jedoch zwangsläufig nach längerer Betriebszeit, weil die Heizung wiederholt einem starken Abkühl- und Aufheizzyklus unter Reif-, Eis-, Wasser- und Wärmeerzeugungs- Bedingungen unterworfen wird. Wenn also der Widerstandswert der Heizung nach langer Betriebszeit ansteigt, hört die Heizung in der angegebenen Abtausteuervorrichtung auf, Wärme zu erzeugen, obwohl die Bereifung erst unvollständig abgetaut ist. Wenn dagegen der Widerstandswert der Heizung nach langer Betriebszeit abnimmt, erzeugt die Heizung auch dann noch Wärme, wenn die Bereifung bereits vollständig abgetaut ist. Auch bei der angegebenen Abtausteuervorrichtung muß also der den Abschaltzeitpunkt des Heizstroms bestimmende Schwellenwert so gewählt werden, daß ein Spielraum verbleibt, der zu einer geringfügigen Verlängerung der Abtaudauer führt. Somit weist die angegebene Abtausteuervorrichtung die gleichen Nachteile wie die erstgenannte Abtaueinrichtung auf, bei der als Abtauheizung ein in ein Schutzrohr eingesetzter Metalldraht verwendet wird.

Ein weiteres Problem besteht darin, den Startzeitpunkt des Abtauvorgangs zu bestimmen, um eine unerwünschte Verringerung der Kühlfähigkeit des Kühlers zu verhindern. Es ist sehr schwierig, den Abtau-Startzeitpunkt genau zu bestimmen, da die das Kühlvermögen verringernden Faktoren wie die Dicke der Bereifung und die Bereifungsverteilung sich in Abhängigkeit von der Jahreszeit, den Betriebsbedingungen des Kühlers etc. ändern. Es ist bisher üblich, die Bereifung nach einer vorbestimmten Betriebsdauer des Kühlschranks abzutauen, und diese Betriebsdauer wird durch die Überlegung bestimmt, daß das Kühlvermögen des Verdampfers auch in einer Jahreszeit, in der eine starke Bereifung erfolgt, nicht verringert werden darf.

Eine solche Mittel aufweisende Abtausteuervorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie den Abtauvorgang in relativ kurzen Zeitabschnitten durchführt, und zwar auch in der Jahreszeit, in der die Bereifungsmenge gering ist, und ungeachtet der Tatsache, daß in dieser Jahreszeit das Kühlvermögen des Verdampfers überhaupt nicht verringert wird; dies resultiert in einer erheblichen Energieverschwendung. Ferner weist die bekannte Abtausteuervorrichtung den Nachteil auf, daß die Verdampfertemperatur durch die für das Abtauen benötigte Energie unnötig erhöht wird und daß eine längere Zeit benötigt wird, bis vor dem Wiedereinschalten des Kühlschranks die Kühlertemperatur ausreichend vermindert werden kann. Außerdem wird dabei relativ viel Energie verbraucht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Abtaueinrichtung dahingehend zu verbessern, daß diese die Bereifung mit hohem Wirkungsgrad abtauen kann, ohne daß sich eine alterungsbedingte Änderung der Betriebscharakteristik der Abtauheizung nachteilig auswirkt.

Die obige Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Abtaueinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Der Unteranspruch 2 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausbildung davon.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Verdampfers in einem Kühlschrank;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht der Abtauheizung, die in der Abtaueinrichtung nach der Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 3 den Widerstandsverlauf der Abtauheizung nach Fig. 2 in Abhängigkeit von der Temperatur;

Fig. 4 die zeitliche Änderung der Verdampfertemperatur und des durch die Abtauheizung in der Abtaueinrichtung nach der Erfindung fließenden Heizstroms sowie den Absolutwert von dessen zeitlicher Änderung;

Fig. 5 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Abtaueinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 6 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Abtaueinrichtung;

Fig. 7 die zeitliche Änderung von Ausgangsspannungen verschiedener Teile der Abtaueinrichtung nach Fig. 6;

Fig. 8 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Abtaueinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 9 die zeitliche Änderung von Ausgangsspannungen verschiedener Teile der Abtaueinrichtung nach Fig. 8;

Fig. 10 die zeitliche Verringerung des Heizstroms der Abtauheizung, ausgehend vom Maximalwert des Einschaltstoßstroms;

Fig. 11 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Abtaueinrichtung;

Fig. 12 Signalverläufe, die an verschiedenen Teilen der Abtaueinrichtung nach Fig. 11 auftreten;

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsweise der Abtaueinrichtung nach Fig. 11 verdeutlicht;

Fig. 14 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Kühlers mit einer Keramikheizung; und

Fig. 15 eine Schnittansicht der Keramikheizung nach Fig. 14.

Der Kühler nach Fig. 1 für einen Kühlschrank ist mit 1 bezeichnet und umfaßt eine Kühlmittelleitung 1 a, eine Abtauheizung 2 und Wärmeaustauschrippen 3.

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer bei der Abtaueinrichtung verwendeten Heizung mit Temperaturselbstregelung, wobei Stromzuführungsleiter 4 und 4′, z. B. verzinnte Kupferdrähte, vorgesehen sind. Die elektrischen Leiter 4 und 4′ sind in einem Heizelement 5 eingeschlossen, das aus einem Gemisch eines organischen Werkstoffs, z. B. hochdichtem Polyäthylen, und eines elektrisch leitfähigen Werkstoffs, z. B. Kohlenstoff, besteht und eine Selbsttemperaturregel- Funktion besitzt. Das Heizelement 5 ist mit einer Isolierschicht 6, z. B. Urethangummi, beschichtet, und die Isolierschicht 6 ist mit einer Schicht 7 aus nichtbrennbarem Werkstoff, z. B. Polyäthylen, überzogen.

Es wird nun der Betrieb der Heizung 2 erläutert. Wenn an die elektrischen Leiter 4 und 4′ eine Nennspannung angelegt wird, fließt Strom z. B. von dem elektrischen Leiter 4 zum elektrischen Leiter 4′ durch das Heizelement 5, das aus einem Gemisch des organischen Werkstoffs mit Kohlenstoff besteht und temperaturselbstregelnd ist. Das Heizelement 5 erzeugt Wärme entsprechend dem Jouleschen Gesetz. Mit steigender Temperatur erfolgt eine Wärmeausdehnung des organischen Werkstoffs, die eine Erhöhung des spezifischen Widerstands des Heizelements 5 zur Folge hat. Wenn sich die Temperatur dem durch den verwendeten organischen Werkstoff bestimmten Erweichungspunkt nähert, steigt der Widerstand des Heizelements 5 steil an. Fig. 3 zeigt mit Kurve 8 die Erhöhung des Widerstandsbeiwerts des Heizelements 5 mit wachsender Temperatur. Der Punkt 9 bezeichnet die sich einstellende Betriebstemperatur. Der Stromwert nimmt entsprechend ab. Der Temperaturanstieg hört auf, wenn die Temperatur einen durch den verwendeten organischen Werkstoff bestimmten gleichbleibenden Pegel gemäß Punkt 9 erreicht, bei dem die Temperatur dann stabil bleibt.

Es wird nun die Erfassung des Endes des Abtauvorgangs durch die Heizung 2 erläutert. Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der zeitlichen Änderung des durch die Abtauheizung 2 fließenden Stroms und der zeitlichen Änderung der Temperatur des Kühlers 1 nach Beginn der Stromzufuhr zu der Abtauheizung. Die Kurve 16 in Fig. 4 bezeichnet den Heizstrom, die Kurve 18 den zeitlichen Gradienten des Heizstroms, und die Kurve 17 bezeichnet die Verdampfertemperatur. Unmittelbar nach dem Einschalten der Abtauheizung 2 fließt ein Spitzenstrom, so daß die Temperatur der Abtauheizung 2 steil ansteigt. Mit steigender Temperatur der Abtauheizung 2 beginnt der Heizstrom 16 abzunehmen, und die Temperatur an verschiedenen Teilen des Kühlers 1 steigt an und beginnt, den Reif zum Schmelzen zu bringen. Im Verlauf des Abtauens der verschiedenen Teile des Kühlers 1 verringert sich die Abnahmerate des Heizstroms 16 infolge der zum Schmelzen des Reifs absorbierten Wärme. An einem Zeitpunkt A bleibt der Stromwert im wesentlichen stabil. Bei Beendigung des Abtauvorgangs beginnt die Temperatur des Heizelements 5 wieder anzusteigen, so daß der spezifische Widerstand des Heizelements 5 erhöht wird, und der Heizstrom 16 beginnt wieder abzunehmen. Zeitpunkt B bezeichnet den Zeitpunkt der Beendigung des Abtauvorgangs, und die Strichlinie 19 bezeichnet die Tangente an den abfallenden Teil des Heizstroms 16 zum Zeitpunkt B. Die Dauer der Stromzuführung zur Abtauheizung 2 ist zwar in Abhängigkeit von der Bereifungsstärke veränderlich, aber der Gradient gemäß Linie 18 des Heizstroms 16 zum Zeitpunkt B ist gleichbleibend. Diese Erscheinung wird für die Erfassung der Beendigung des Abtauens in der Abtaueinrichtung ausgenützt.

Der gestrichelte Teil der Kurven 16 und 17 gibt jeweils die Verläufe des Heizstroms gemäß Kurve 16 und der Verdampfertemperatur gemäß Kurve 17 an, wenn der Heizstrom nicht zum Punkt B ausgeschaltet würde. Tatsächlich wird er jedoch in dem dem Punkt B entsprechenden Zeitpunkt abgeschaltet.

Für die Punkte A und B gilt jeweils:

Bedingung für A: [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T a;
Bedingung für B: [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T b;

wobei b<a ist.

Nach Fig. 5 ist eine Stromversorgung 18 an eine Abtauheizung 20 über einen Schalter 21 angeschlossen, die der Abtauheizung 20 bei geschlossenem Schalter 21 Strom zuführt. Ein Stromerfassungsglied 22 erfaßt den durch die Abtauheizung 20 fließenden Strom, und eine an das Stromerfassungsglied angeschlossene Signalverarbeitungsschaltung 23 ist für die Signalverarbeitung des Ausgangssignals des Glieds 22 programmiert. Eine Steuerschaltung 24 schaltet die Stromversorgung über den Schalter 21 aufgrund des Ausgangssignals der Signalverarbeitungsschaltung 23 an oder ab.

Wenn der Schalter 21 in der Abtaueinrichtung eingeschaltet wird, wird Strom aus der Stromversorgung 18 der Abtauheizung 20 zugeführt. Dann erzeugt die Abtauheizung 20 Wärme. Der durch die Abtauheizung 20 fließende Strom wird von dem Stromerfassungsglied 22 erfaßt. Das Stromerfassungsglied 22 erfaßt einen Strom I _T , der zum Zeitpunkt T durch die Abtauheizung 20 fließt, und einen Strom I _{(T+Δ T)} , der zum Zeitpunkt (T+Δ T) durch die Abtauheizung 20 fließt, und seine Heizströme I _T und I _{(T+Δ T)} bezeichnenden Ausgangssignale werden an die Signalverarbeitungsschaltung 23 geführt. Dieses speichert die Eingangssignale und errechnet die Differenz [I _T -I _{(T+Δ T)} ] zwischen den Heizströmen I _T und I _{(T+Δ T)} oder die Änderungsrate [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T des Heizstroms I _T . Wenn z. B. die Änderungsrate [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T kleiner wird als der vorgegebene Bezugswert a, und dann ansteigt auf den Bezugswert b, der größer als der Wert a ist, erzeugt die Signalverarbeitungsschaltung 23 ein Ausgangssignal und führt dieses der Steuerschaltung 24 zu. Insbesondere erfaßt die Signalverarbeitungsschaltung 23, daß der Heizstrom I _T den durch Punkt A in Fig. 4 bezeichneten Wert erreicht hat, indem sie feststellt, daß die Änderungsrate [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T kleiner als der Bezugswert a geworden ist. Wenn dann die Änderungsrate [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T wieder ansteigt und den Bezugswert b erreicht, nachdem der Heizstrom I _T auf einen im wesentlichen gleichbleibenden Wert gehalten wird, stellt die Signalverarbeitungsschaltung 23 fest, daß der Heizstrom I _T den Wert gemäß Punkt B von Fig. 4 erreicht hat, und erzeugt ihr Ausgangssignal. Aufgrund dieses Ausgangssignals schaltet die Steuerschaltung 24 den Schalter 21 ab, um das Abtauen zu beenden. Der Bezugswert a entspricht der Änderungsrate des Heizstroms I _T nahe dem Punkt C in Fig. 4 und der Bezugswert b entspricht der Änderungsrate des Heizstroms I _T nahe einem weiteren Punkt D in Fig. 4. Somit ist ersichtlich, daß bei der angegebenen Abtaueinrichtung über eine Änderungsrate des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms die Beendigung des Abtauens erfaßt wird und der der Abtauheizung 20 zugeführte Strom abgeschaltet wird, so daß das Abtauen damit beendet wird.

Eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels nützt die Tatsache, daß zwischen den Punkten A und B von Fig. 4 eine deutliche Beziehung besteht. Es wurde gefunden, daß das Verhältnis zwischen dem Heizstrom am Punkt A und demjenigen am Punkt B im wesentlichen konstant ist. Wenn z. B. die Bereifung 300 ml beträgt, sind die Heizströme i _A und i _B an den Punkten A und B i _A = 1,3 A und i _B = 1,1 A, und zwischen beiden gilt die Beziehung i _B 0,85 i _A . Ferner besteht ein im wesentlichen konstantes Verhältnis zwischen der Zeitdauer t _A , die erforderlich ist, bis der Heizstrom den Wert an Punkt A erreicht, nachdem die Stromzufuhr eingeschaltet wurde, und der Zeitdauer t _B , die erforderlich ist, bis der Heizstrom den Wert am Punkt B erreicht, bei dem der Abtauvorgang beendet ist. Es sei nochmals angenommen, daß die Bereifungsmenge 300 ml beträgt. Dann gilt t _A = 20 min und t _B = 28 min und 20 s. Dies ergibt die Beziehung t _B 1,4 · t _A . In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß der Stromwert zum Zeitpunkt B dadurch bestimmt ist, daß die Temperatur des Kühlers 1 Null °C übersteigt und die auf den Kühlerwandungen verbliebene Bereifung durch Erwärmen mit der Abtauheizung 2 vollständig geschmolzen ist. (Das mathematische Symbol "" bedeutet "ungefähr gleich".)

Bei dieser Ausführungsform erfaßt das Stromerfassungsglied 22 von Fig. 5 den Wert des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms in Zeitintervallen Δ T, die geeignet ausgewählt sind, und führt seine die erfaßten Stromwerte bezeichnenden Ausgangssignale der Signalverarbeitungsschaltung 23 zu. Es sei angenommen, daß Signale I _T , I _{(T+Δ T)} und I _{(T+2Δ T)} die Heizströme bezeichnen, die zu den Zeitpunkten T bzw. (T+Δ T) bzw. (T+2Δ T) erfaßt wurden. Die Signalverarbeitungsschaltung 23 speichert die aufeinanderfolgenden Signale I _T · I _{(T+Δ T)} und I _{(T+2Δ T)} und errechnet die Differenz [I _T -I _{(T+Δ T)} ] zwischen den Signalen I _T und I _{(T+Δ T)} , die Heizstrom-Änderungsrate [I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T, sowie gleichermaßen die Differenz [I _{(T+Δ T)} -I _{(T+2Δ T)} ] zwischen den Signalen I _{(T+Δ T)} und I _{(T+2Δ T)} und die Änderungsrate [I _{(T+Δ T)} -I _{(T+2Δ T)} ]/Δ T. Dann errechnet die Signalverarbeitungsschaltung 23 vorteilhafterweise die Differenz
[I _T -I _{(T+Δ T)} ]-[I _{(T+Δ T)} -I _{(T+2Δ T)} = I′′.
Dieser Wert I′′ bezeichnet Wendepunkte und Extremwerte des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms. Der Wert I′′ ändert am Punkt A in Fig. 4 sein Vorzeichen. Der Wert I′′ ist links vom Punkt A positiv und rechts vom Punkt A negativ. Dann multipliziert die Signalverarbeitungsschaltung 23 das Signal entsprechend dem Wert des Heizstroms an dem Wendepunkt A von I′′ mit einem vorbestimmten Wert und speichert das Multiplikationsergebnis, vergleicht die gespeicherte Information mit dem Signal, das dem gerade erfaßten Heizstrom entspricht, und stellt aufgrund des oben beschriebenen, konstanten Verhältnisses zwischen den Strömen i _B und i _A fest, daß Punkt B in Fig. 4 erreicht ist, wenn der letztere Wert mit dem gespeicherten Wert übereinstimmt. Das resultierende Ausgangssignal der Signalverarbeitungsschaltung 23 wird der Steuerschaltung 24 zugeführt.

Bei einer weiteren Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels errechnet die Signalverarbeitungsschaltung 23 die Differenz zwischen den Ausgangssignalen des Stromerfassungsglieds 22 zum Zeitpunkt T und zum Zeitpunkt (T+Δ T) sowie die Differenz zwischen diesen zu Zeitpunkten (T+Δ T) und (T+2Δ T). Dann subtrahiert die Schaltung 23 die letztgenannte Differenz von der erstgenannten Differenz und stellt den Punkt fest, an dem sich das Subtraktionsergebnis von positiv nach negativ ändert. Wenn der Zeitpunkt (T+Δ T) der Positiv-Negativ-Wendepunkt ist, dann speichert das Glied 23 diese Information als bezeichnend für den Punkt A in Fig. 4.

Anschließend multipliziert die Signalverarbeitungsschaltung 23 die den Zeitpunkt (T+Δ T) bezeichnende Information mit einem vorbestimmten Wert und errechnet auf der Grundlage des Multiplikationsergebnisses die Dauer der Stromzuführung zu der Abtauheizung 20 nach dem Zeitpunkt (T+Δ T). Nach Ablauf der errechneten Dauer der Stromzuführung legt das Rechenverarbeitungsglied 23 sein Ausgangssignal an die Steuerschaltung 24. Die anschließenden Operationen sind die gleichen wie die bereits erläuterten.

Nachstehend wird eine weitere Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels erläutert. Wie bereits erwähnt, ist der Abtauvorgang am Punkt B in Fig. 4 beendet. Wenn die Abtauheizung 20 danach weiter Wärme erzeugt, steigt die Temperatur der Abtauheizung 20 allmählich an, bis sämtliche Teile des Kühlers 1 im Temperaturgleichgewicht sind, da die Bereifung auf dem Kühler 1 vollständig geschmolzen ist. Daher nimmt die Änderungsrate des durch die Abtauheizung 20 nach dem Punkt B in Fig. 4 fließenden Stroms ab. Somit wechselt die Änderungsrate des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms am Abtaubeendigungspunkt B in Fig. 4 ebenfalls ihr Vorzeichen von ansteigender zu abfallender Rate. Diese Erscheinung wird bei der hier erläuterten Abwandlung genutzt.

Wie bei der ersten Abwandlung des Ausführungsbeispiels speichert die Signalverarbeitungsschaltung 23 die Ausgangssignale I _T , I _{(T+Δ T)} und I _{(T+2Δ T)} des Stromerfassungsglieds 22 und errechnet die Differenz
I _{(T+2Δ T)} ]
oder die Differenz
[I _T -I _{(T+Δ T)} ]/Δ T-[I _{(T+Δ T)} -I _{(T+2Δ T)} ]/Δ T.
Wenn z. B. die erstgenannte Differenz mit I′′ bezeichnet wird, bezeichnet der Wert von I′′ Anstieg oder Abfall des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms. Daher entspricht der Punkt, an dem sich der Wert von I′′ von negativ nach positiv ändert, dem Wendepunkt B in Fig. 4, d. h. dem Punkt, bei dem die Stromänderungsrate von höherem zu geringerem Wert übergeht. Sobald sich dieses Signal I′′ von negativ nach positiv ändert, führt die Signalverarbeitungsschaltung 23 ihr Ausgangssignal der Steuerschaltung 24 zu. Darauf schaltet die Steuerschaltung 24 den Schalter 21 ab. Obwohl die Änderungsrate des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms nahe dem Punkt C in Fig. 4 zunächst ansteigt und dann abfällt, wird trotzdem der Schalter 21 in der Nähe des Punkts C nicht abgeschaltet, wenn vorgesehen ist, daß das Stromerfassungsglied 22 den Heizstrom erfaßt oder die Signalverarbeitungsschaltung die Berechnung erst ausführt, wenn nach dem Einschalten des Schalters 21 eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 wird ein zweites Ausführungsbeispiel erläutert. Es wurde gefunden, daß, obwohl sich die Dauer der Stromzuführung zu der Abtauheizung 2 je nach der Dicke der Bereifung auf dem Kühler 1 unterscheidet, eine im wesentlichen konstante Beziehung bzw. ein im wesentlichen konstantes Verhältnis zwischen dem Wert des Spitzenstroms, der durch den Punkt C in Fig. 4 bezeichnet ist, und dem Wert des Heizstroms am Abtaubeendigungspunkt B besteht. Z. B. ist der Wert des Spitzenstroms am Punkt C i _max = 3,7 A, und der Wert des Heizstroms am Abtaubeendigungspunkt B in Fig. 4 ist i _F = 1,1 A. Damit ergibt sich die Beziehung i _F 0,3 · i _max . Diese Tatsache wird bei diesem Ausführungsbeispiel genutzt.

Nach dem Blockschaltbild von Fig. 6 weist die Abtaueinrichtung einen Spannungsteiler 36 auf, der mit einem Stromerfassungsglied 22′ verbunden ist und die Ausgangsspannung V₁ (vgl. Fig. 9) des Stromerfassungsglieds 22′ durch einen geeignet gewählten Faktor teilt. Der Teiler-Faktor wird entsprechend dem Verhältnis der Stromstärken an den Punkten C und D erhalten. Dieser Teiler-Faktor wird zuvor durch Versuche ermittelt und ist danach festgelegt. Da die Stromstärke im Punkt C variabel ist, hängt Punkt B von der Stromstärke in Punkt C ab. Ein Halteglied 37 speichert den Höchstwert V₃ der Ausgangsspannung V₂ des Spannungsteilers 36. Ein Vergleicher 38 vergleicht die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ mit der im Halteglied 37 gespeicherten Spannung V₃ und erzeugt ein Ausgangssignal, das den Schalter 21 abschaltet, wenn zwischen den Spannungen V₁ und V₃ die Beziehung V₁≦V₃ gilt.

Das Stromerfassungsglied 22′, das ein Stromwandler sein kann, wandelt den durch die Abtauheizung 20 fließenden Strom in eine Spannung entsprechend der Kurve V₁ in Fig. 7 um, und seine Ausgangsspannung V₁ wird sowohl dem Spannungsteiler 25 als auch dem Vergleicher 38 zugeführt. Der Spannungsteiler 36 teilt die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ durch einen geeigneten gewählten Faktor z. B. mittels Spannungsteilerwiderständen. Die geteilte Ausgangsspannung V₂ des Spannungsteilers 25 wird in dem Halteglied 37 gespeichert. Das Halteglied 37 besteht aus einem Kondensator und einer Diode in einfachster Form und speichert den Höchstwert V₃ der Ausgangsspannung V₂ des Spannungsteilers 36 und liefert diese Höchstspannung V₃ zum Vergleicher 38. Der Vergleicher 38, der z. B. ein Rechenglied ist, vergleicht die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ mit der Ausgangsspannung V₃ des Halteglieds 37 und führt dem Schalter 21 ein Abschaltsignal zu, wenn das Vergleichsergebnis zeigt, daß die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ gleich oder kleiner als die Ausgangsspannung V₃ des Halteglieds 37 ist.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird zwar der Höchstwert der Ausgangsspannung des Spannungsteilers 36 in dem Halteglied 37 gespeichert; es ist jedoch ersichtlich, daß im wesentlichen die gleiche Auswirkung erzielt wird, wenn das Halteglied 37 anstelle des Höchstwerts V₃ eine Spannung speichert, die nicht dem Spitzenstrom entspricht, der der Abtauheizung 20 zugeführt wird, sondern die einem Stromwert entspricht, der dem Spitzenstromwert mehr oder weniger angenähert ist. In einem solchen Fall wird das Teilungsverhältnis des Spannungsteilers 36 in geeigneter Weise geändert.

Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel erläutert.

Die Dauer der Stromzuführung zu der Abtauheizung 2 ist unterschiedlich je nach der Dicke der Bereifung auf dem Kühler 1. Die Heizstromabnahme zwischen den Punkten A und B in Fig. 4 ist jedoch durch eine Wärmezeitkonstante bestimmt, die eine Funktion des Reif-Schmelzgrads und der Wärmekapazität der Abtauheizung 2 ist. Damit bleibt die Differenz des Heizstroms an den Punkten A und B im wesentlichen gleich. Diese Erscheinung wird genutzt zur Erfassung der Abtaubeendigung.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild des dritten Ausführungsbeispiels der Abtaueinrichtung, und Fig. 9 zeigt Signalverläufe von Spannungsausgangssignalen, die an verschiedenen Teilen der Einrichtung auftreten.

Ein Stromerfassungsglied 22′ erfaßt den durch die Abtauheizung 20 fließenden Strom, und seine Ausgangsspannung V₁ wird einem Signalgeber 39 und einem Vergleicher 41 zugeführt. Der Signalgeber 39 erzeugt ein Spannungsausgangssignal V₂, das mit der Zeit entsprechend einer vorbestimmten Funktion abnimmt. Ein Taktglied 40 steuert den Beginn des Auftretens des Spannungsausgangssignals V₂ des Signalgebers 39. Der Vergleicher 41 subtrahiert die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ von der Ausgangsspannung V₂ des Signalgebers 39 und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das Subtraktionsergebnis einen vorbestimmten Wert erreicht. Aufgrund der Zuführung des Ausgangssignals vom Vergleicher 41 schaltet ein Steuerglied 42 den Schalter 21, durch den der Strom von der Stromversorgung 18 zur Abtauheizung 20 geliefert wird, ab.

Das Stromerfassungsglied 22′, das ein Stromwandler sein kann, wandelt den Heizstrom in eine Spannung entsprechend der Kurve V₁ in Fig. 9 um und liefert diese Spannung V₁ an den Vergleicher 41 und an den Signalgeber 39. Unter Steuerung durch das Taktglied 40 beginnt der Signalgeber 39 ein Spannungssignal entsprechend der Kurve V₂ in Fig. 9 von einem vorgegebenen Zeitpunkt t ₀ an zu erzeugen. Der Anfangswert des Spannungssignals V₂ ist bestimmt durch die zum Zeitpunkt t ₀ auftretende Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′. Die Ausgangsspannung V₂ des Signalgebers 39 zum Zeitpunkt der Beendigung des Abtauvorgangs ist niedriger als die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′. Im Vergleicher 41, dem die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ und diejenige V₂ des Signalgebers 39 zugeführt werden, wird die Spannung entsprechend der Kurve V₂ von der Spannung entsprechend der Kurve V₁ subtrahiert, so daß die resultierende Spannung entsprechend der Kurve V₃ erhalten wird. Der Höchstwert V₃ _max des Subtraktionsergebnisses wird in dem Vergleicher 41 gespeichert. Die Spannung V₃ wird mit der gespeicherten Höchstspannung V₃ _max verglichen, und wenn das Verhältnis zwischen beiden einen vorbestimmten Wert erreicht, liefert der Vergleicher 41 ein Abtaubeendigungs- Signal an das Steuerglied 42. Aufgrund der Zuführung des Abtaubeendigungs-Signals vom Vergleicher 41 schaltet das Steuerglied 42 den Schalter 21 ab.

Das Spannungssignal entsprechend der Kurve V₂ in Fig. 9 nutzt die Entladekennlinie des Signalgebers 39, wenn dieser aus einer Kombination von Kondensator und Widerstand besteht. Der Anfangswert des Ausgangsspannungssignals V₂ des Signalgebers 39 ist durch die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′, die zum vorbestimmten Zeitpunkt t ₀ unter Steuerung durch das Taktglied 40 erzeugt wird, repräsentiert. Das Spannungssignal V₂ kann so verlaufen, daß sein Endpegel niedriger als die Ausgangsspannung V₁ des Stromerfassungsglieds 22′ zum Zeitpunkt der Beendigung des Abtauvorgangs ist, und die Ortskurve des Spannungssignals V₂ verläuft unterhalb einer gedachten, vom Zeitpunkt t ₀ an unterhalb des von da an verlaufenden Kurvenastes von V₁ liegenden Geraden, die den Pegelwert von V₁ beim Zeitpunkt t₀ mit dem Pegelwert von V₁ am zeitlichen Ende des Kurvenastes von V₁ verbindet, konvex nach unten.

Die Beziehung zwischen der durch die Subtraktion von V₂ von V₁ erhaltenen Spannung V₃ und deren Höchstwert V₃ _max ist bestimmt auf der Grundlage der Faktoren wie Wärmeerzeugungscharakteristik der Abtauheizung 20 und Form des Kühlers 1. Anstatt einer Erfassung des Verhältnisses zwischen V₃ und V₃ _max kann auch der Zeitpunkt, an dem V₃ um einen vorbestimmten Pegel von V₃ _max abnimmt, bestimmt werden, um den Beendigungszeitpunkt des Abtauvorgangs zu bestimmen.

Es ist ersichtlich, daß bei der Abtaueinrichtung eine besondere Abtauheizung 2 eingesetzt wird, deren Betriebstemperatur- Einstellung mit 65°C gewählt ist und die selbsttemperaturregelnd ist. Durch Verwendung einer solchen Abtauheizung in den verschiedenen Ausführungsformen der Abtaueinrichtung kann die Temperatur an verschiedenen Teilen des Kühlers verteilt werden, und daher kann zum Zeitpunkt der Beendigung des Abtauvorgangs ein unnötig hoher Temperaturanstieg an verschiedenen Kühlerteilen vermieden werden. Infolgedessen kann der unnötige Energieverbrauch der Abtauheizung 2 verringert werden, und der Stromverbrauch während des anschließenden Kühlvorgangs kann sehr stark verringert werden.

Aufgrund der vorstehenden Erläuterungen kann der Fachmann ohne weiteres die Abtaueinrichtung durch Verwendung bestimmter Schaltkreise oder mit einem Mikrocomputer ausführen.

Da die Erfindung auf der wirksamen Nutzung der Änderungsrate des Heizstroms für die Erfassung der Beendigung des Abtauvorganges basiert, ohne sich auf den Absolutwert des Heizstroms zu verlassen, stellt eine Änderung der Widerstandscharakteristik der Abtauheizung kein praktisches Problem dar. Daher kann die Abtauheizung mit einem erheblichen Toleranzbereich ihres Widerstandswerts hergestellt werden, so daß die Fertigungskosten stark verringert werden. Ferner kann die Schaltungseinstellung in der jeweiligen Abtaueinrichtung vereinfacht werden, um die Produktivität zu steigern. Außerdem stellt auch eine dauernde Änderung des Widerstandswerts der Abtauheizung aufgrund einer langen Betriebszeit kein praktisches Problem dar, so daß die Betriebszuverlässigkeit der Abtaueinrichtung erheblich verbessert wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10-13 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert. Wie erwähnt, wird der Abtauheizung 20 unmittelbar nach dem Einschalten des Stromzufuhrschalters 21 ein Spitzenstrom (vgl. Punkt C in Fig. 4) zugeführt, und anschließend nimmt der Heizstrom ab. Der Abnahmegradient des Heizstroms vom Punkt C ist proportional dem Kehrwert der Bereifungsmenge auf dem Kühler 1. D. h., die Zeitkonstante des Heizstroms ist klein, wenn die Bereifungsmenge gering ist, und ist groß, wenn die Bereifungsmenge groß ist. Die Kurven 43 bzw. 44 in Fig. 10 bezeichnen den Stromverlauf des Heizstroms, wenn die Bereifungsmenge klein bzw. groß ist. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird der Abnahmegradient des Heizstromes zu einem vorbestimmten Zeitpunkt t₁ nach dem Einschalten des zwischen der Stromversorgung 18 und der Abtauheizung 20 angeordneten Schalters 21 erfaßt, um die Bereifungsmenge auf der Grundlage des erfaßten Gradienten zu bestimmen. Der Abtauvorgang wird fortgesetzt, wenn der Wert des erfaßten Gradienten kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. D. h., bei diesem Ausführungsbeispiel wird in vorbestimmten Zeitintervallen entschieden, ob ein Abtauen erforderlich ist, und das Abtauen erfolgt nur, wenn das Entscheidungsergebnis zeigt, daß Abtauen notwendig ist. In Fig. 11 werden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5 für entsprechende Teile verwendet.

Nach Fig. 11 erfaßt das Stromerfassungsglied 22 den durch die Abtauheizung 20 fließenden Strom, und eine Signalverarbeitungsschaltung 45 ist für die arithmetische Verarbeitung des Ausgangssignals des Stromerfassungsglieds 22 programmiert. Ein Entscheider 46 entscheidet auf der Grundlage des Ausgangssignals der Signalverarbeitungsschaltung 45, ob Abtauen notwendig ist, und ein Stromzufuhrunterbrecherglied 47 schaltet den Schalter 21 ab, über den der Abtauheizung 20 von der Stromversorgung 18 Strom zugeführt wird. Ein Stromzufuhrstartglied 48 schaltet den Stromzufuhrschalter 21 in vorbestimmten Zeitintervallen von z. B. 8 h ein, so daß der Entscheider 46 eine Entscheidung treffen kann, ob ein Abtauen erforderlich ist. Ein Abtaubeendigungs-Erfasser 49 erfaßt die Beendigung des Abtauvorgangs durch die Abtauheizung 20.

Fig. 12(a) zeigt den Verlauf eines Integrationssignals E, das die Betriebsdauer des Kühlers bezeichnet. Das Stromzufuhrstartglied 48 schaltet den Schalter 21 ein, wenn das die Betriebsdauer des Kühlers bezeichnende Signal E einen Bezugspegel I entsprechend den Punkten E₁, E₂, E₃ und E₄ erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist I = 8 h gewählt. Fig. 12(b) zeigt den Verlauf des Ausgangssignals F des Signalverarbeitungsschaltung 45. Das Signal F bezeichnet das Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung des von dem Stromerfassungsglied 22 zugeführten Signals. Fig. 12 (c) zeigt den Verlauf des vom Entscheider 46 an das Stromzufuhrunterbrecherglied 47 angelegten Signals G zur Bestimmung, ob die Stromzufuhr zu der Abtauheizung 20 zu unterbrechen ist. Dieses Signal G tritt als Resultat des Vergleichs des Pegels des Ausgangssignals F des Rechenverarbeitungsglieds 45 mit einem vorbestimmten Bezugspegel J im Entscheider 46 auf. Der Pegel des Impulses des Signals F ist dem Abnahmegradienten des Heizstroms zum Zeitpunkt t₁ in Fig. 12 proportional. Der vorbestimmte Bezugspegel J bezeichnet den Abnahmegradienten des Heizstroms, wenn eine vorbestimmte Bereifungsmenge auf dem Kühler vorhanden ist. Wenn der Pegel des Signals F höher als der Pegel J ist, stellt der Entscheider 46, daß die Bereifungsmenge unter einer vorbestimmten Bereifungsmenge liegt, und das Signal G entsprechend G₁, G₂ und G₃ tritt an dem Entscheider 46 auf und wird dem Stromzufuhrunterbrecherglied 47 zugeführt. Dagegen tritt das Signal G nicht am Entscheider 46 auf, wenn die Bereifungsmenge groß ist, d. h., wenn die Beziehung F₃<J gilt. Fig. 12(d) zeigt den Verlauf des vom Abtaubeendigungs-Erfasser 49 erzeugten Abtaubeendigungssignals H. Fig. 12(e) zeigt den Verlauf eines Signals, das die Betriebsdauer des Stromzufuhrschalters 21 und damit der Abtauheizung 20 bezeichnet. Fig. 12(f) zeigt den Verlauf eines Signals K, das die Betriebsperiode des Kühlers bezeichnet.

Jedesmal, wenn der Pegel des Integrationssignals E₁, E₂, E₃ oder E₄, das die Betriebsdauer des Kühlers bezeichnet, den vorbestimmten Bezugspegel I erreicht, wird das Stromzufuhrstartglied 48 aktiviert und schaltet den Stromzufuhrschalter 21 ein, und unmittelbar danach wird das Integrationssignal E₁, E₂, E₃ oder E₄, das die Betriebsdauer des Kühlers bezeichnet, auf seinen Nullpegel zurückgebracht. Die Integration des Kühlerbetriebs beginnt dann erneut. Eine Kühlersteuerfunktion (nicht gezeigt) ist gesondert vorgesehen, so daß der Kühler den Kühlbetrieb während der Betriebsperiode der Abtauheizung 20 einstellt und den Kühlbetrieb während der Ruheperiode der Abtauheizung 20 durchführt. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß der Kühler seinen Kühlbetrieb entsprechend der Periode K₁ einstellt, wenn das Signal E₁ den Pegel I erreicht.

Wenn der Schalter 21 eingeschaltet wird, wird von der Stromversorgung 18 Strom zu der Abtauheizung 20 über den Schalter 21 geleitet. Der durch die Abtauheizung 20 fließende Strom wird dem Stromerfassungsglied 22 zugeführt. Dieses Glied, das z. B. ein Stromwandler ist, erzeugt ein Signal entsprechend dem Heizstrom und führt dieses Signal der Signalverarbeitungsschaltung 45 zu. Diese erfaßt den Höchstpegel des Signals und errechnet die Änderungsrate des Signals zwischen dem Punkt, an dem es den Höchstwert erreicht, und dem Zeitpunkt t₁, der um die vorbestimmte Zeitperiode später als der erstgenannte Punkt liegt. Das Signal F₁, das das Rechenergebnis bezeichnet, wird an den Entscheider 46 von dem Rechenverarbeitungsglied 45 angelegt. Wenn der Pegel des an den Entscheider 46 angelegten Signals F₁ höher als der vorbestimmte Bezugspegel J ist, wird vom Entscheider 46 das Stromzufuhrunterbrechungs- Signal G₁ an das Stromzufuhrunterbrecherglied 47 angelegt, so daß die Stromzufuhr zur Abtauheizung 20 unterbrochen wird. Aufgrund der Zuführung des Signals G₁ schaltet das Stromzufuhrunterbrecherglied 47 den Schalter 21 ab, und die Abtauheizung 20 erzeugt keine Wärme mehr. Sobald der Schalter 21 abgeschaltet wird, beginnt der Kühler mit dem Kühlbetrieb entsprechend dem Signal K in Fig. 14 unter der Steuerung der gesondert vorgesehenen Kühlersteuerfunktion. Das Stromzufuhrstartglied 48 beginnt die Betriebsdauer des Kühlers zu zählen, und wenn das Integrationssignal E₂ den vorbestimmten Bezugspegel I von Fig. 12 erreicht, wird der Schalter 21 wieder eingeschaltet, so daß die verschiedenen Elemente der Abtaueinrichtung in der erläuterten Weise aktiviert werden.

Wenn dagegen der Pegel des an den Entscheider 46 angelegten Signals F₃ niedriger als der vorbestimmte Bezugspegel J ist, wird das Stromzufuhrunterbrechungs-Signal G nicht von dem Entscheider 46 an das Stromzufuhrunterbrecherglied 47 angelegt. Da das Signal G nicht angelegt wird, schaltet das Glied 47 den Schalter 21 nicht aus, der daher eingeschaltet gehalten wird. Da der Schalter 21 eingeschaltet bleibt, wird der Abtauheizung 20 ständig Strom zugeführt, und die Bereifung auf dem Kühler wird durch die ständig von der Abtauheizung 20 erzeugte Wärme zum Schmelzen gebracht. Nach vollständigem Abtauen der Bereifung wird dem Stromzufuhrunterbrecherglied 47 von dem Abtaubeendigungs-Erfasser 49 das Abtaubeendigungssignal H₁ zugeführt. Infolge der Zuführung dieses Signals H₁ schaltet das Stromzufuhrunterbrecherglied 47 den Schalter 21 ab. Sobald der Schalter 21 abgeschaltet ist, beginnt der Kühler den Kühlbetrieb unter Steuerung durch die Kühlersteuerfunktion (nicht gezeigt).

Fig. 13 zeigt den Operationsablauf der Abtaueinrichtung nach Fig. 11, wenn diese von einem Mikrocomputer gesteuert wird. In Schritt 50 wird die Zähler-Zählperiode t des Kühlers mit t = 0 in dem Stromzufuhrstartglied 48 gesetzt, und in Schritt 51 beginnt der Zähler mit der Integration der Operationsperiode t. In Schritt 52 wird der Zeitpunkt t₁ erfaßt, an dem die Bezeichnung t≧I gilt. In Schritt 53 erfaßt das Stromerfassungsglied 22 den Heizstrom i zum Zeitpunkt t₁, an dem die Beziehung t≧I gilt. In Schritt 54 errechnet das Rechenverarbeitungsglied 45 das Verhältnis i₁/i₂ zwischen dem Heizstrom i₁ zum Zeitpunkt t₁ und dem Heizstrom i₂ zum Zeitpunkt (t₁+Δ t). In Schritt 55 entscheidet der Entscheider 46, ob die Beziehung i₁/i₂≧J gilt. Wenn das Entscheidungsergebnis "ja" ist, erzeugt der Entscheider 46 das Stromzufuhrunterbrecher-Signal G, um die Stromzufuhr zur Abtauheizung 20 zu unterbrechen. Wenn dagegen das Entscheidungsergebnis "nein" ist, wird das Signal G nicht am Entscheider 46 erzeugt, und die Stromzufuhr zur Abtauheizung 20 wird in Schritt 56 fortgesetzt. Da der Heizstrom der Abtauheizung 20 nunmehr kontinuierlich zugeführt wird, wird in Schritt 57 der Abtaubeendigungs-Erfasser 49 wirksam und erzeugt schließlich in Schritt 58 das Abtaubeendigungssignal H bei Erfassung der Beendigung des Abtauvorgangs. In Schritt 59 schaltet das Stromzufuhrunterbrecherglied 47 den Schalter 21 ab, so daß die Stromzufuhr zur Abtauheizung 20 unterbrochen wird, und zwar aufgrund des Ausgangssignals des Entscheiders 46 oder des Abtaubeendigungs-Erfassers 49. Die Beendigung des Abtauvorgangs bei der Abtaueinrichtung nach Fig. 11 kann von einem Thermostat erfaßt werden, der die Oberflächentemperatur des Kühlers erfaßt, oder sie kann einfach von einem Zeitgeber erfaßt werden. Wenn der Zeitgeber für die Erfassung der Abtaubeendigung eingesetzt wird, kann die Zeitgebereinstellung so gewählt sein, daß sie dem Kehrwert des Pegels des Ausgangssignals F des Rechenverarbeitungsglieds 45 entspricht. Ferner kann eine Schaltungsanordnung entsprechend den Fig. 5, 6 oder 8 verwendet werden, um zu erfassen, daß der Wert des durch die Abtauheizung 20 fließenden Stroms auf einen unter einem Schwellenwert liegenden Pegel abgefallen ist.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel umfaßt die Verdampferfunktion zwar nur die Einschalt- und die Abschalt-Betriebsart, es ist jedoch ersichtlich, daß die Einschalt-Betriebsart auch die vorübergehende Pausen-Betriebsart mit umfaßt, da die Temperaturregelung natürlich auch in der Einschalt-Betriebsart erfolgt. Ferner braucht der eingeschaltete Kühler seinen Kühlbetrieb nicht sofort zu beginnen, sondern er kann diesen beginnen, nachdem er von der durch die Abtauheizung bewirkten Erwärmung wieder abgekühlt ist. Die Erfindung ist auch auf einen solchen Fall ohne weiteres anwendbar.

Aus der vorstehenden Erläuterung des vierten Ausführungsbeispiels ist ersichtlich, daß der Abtauvorgang nur durchgeführt wird, wenn die Bereifung so stark ist, daß dadurch das Kühlvermögen des Kühlers vermindert wird. Somit kann eine optimale Steuerung des Abtauvorgangs ohne unnötigen Stromverbrauch erreicht werden, und dadurch ergibt sich eine erhebliche Energieeinsparung.

Bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel wird die Dauer des Kühlerbetriebs nach dem Abschalten der Abtauheizung und vor dem Einschalten der Abtauheizung bevorzugt so eingestellt, daß der Kältebedarf für den Sommer, in dem die stärkste Bereifung erfolgt, gedeckt wird, was auch beim Stand der Technik erfolgt. Wenn die Dauer so eingestellt ist, kann die Anzahl Abtauschritte und somit die Anzahl Kühler-Erwärmungsschritte im Winter, in dem die Bereifung am geringsten ist und der Abtaubedarf wesentlich geringer als im Sommer ist, reduziert werden. Damit kann die zum erneuten Kühlen des Kühlers erforderliche Energie reduziert und die entsprechende Energieeinsparung erreicht werden.

Bei den vorstehend erläuterten verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der durch die Abtauheizung fließende Strom für Regel- bzw. Steuerzwecke erfaßt. Die Auswirkung ist jedoch die gleiche, wenn die der Abtauheizung zugeführte Energie erfaßt wird.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird ein Heizelement, das aus einem Gemisch aus Kohlenstoff und einem organischen Werkstoff besteht, eingesetzt; selbstverständlich ist das Heizelement in keiner Weise auf eine derart spezifische Zusammensetzung beschränkt. Tatsächlich kann das Heizelement irgendein Heizelement des Typs sein, bei dem der Widerstandstemperaturkoeffizient positiv ist und der Widerstandswert sich bei einer bestimmten Temperatur stark ändert. Somit kann die Heizung z. B. ein Keramikheizelement in Form eines Heißleiters aufweisen, der aus einem anorganischen Werkstoff wie Bariumtitanat besteht und einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten aufweist. Selbstverständlich kann ein solches Keramikheizelement mit gleicher Wirksamkeit bei der Erfindung eingesetzt werden. In diesem Fall wird der Betriebstemperaturbereich bevorzugt zwischen 30°C und 110°C gewählt.

Fig. 14 zeigt den Aufbau eines Kühlers 1 mit einer derartigen Keramikheizung 60. Fig. 15 ist eine Schnittansicht der Keramikheizung 60. Diese umfaßt ein Bariumtitanat- Heizelement 61, Stromzuführungselektroden 62, 63 und isolierende Deckschichten 64.

Claims (2)

1. Abtaueinrichtung, zum elektrischen Abtauen der Bereifung auf einem Kühler,
mit einer Abtauheizung, deren Widerstand einen positiven, gegen Ende des Abtauvorganges steil ansteigenden Temperaturkoeffizienten aufweist, so daß der Abtaustrom zunächst (zur Zeit C) durch einen Maximalwert verläuft und nachfolgend, während des Schmelzens der Bereifung auf dem Kühler (zur Zeit A) in etwa konstant bleibt und schließlich gegen Ende des Abtauvorgangs auf einen Minimalwert abfällt,
sowie mit einem Stromerfassungsglied, das den durch die Abtauheizung fließenden Abtaustrom erfaßt und ein diesem Abtaustrom proportionales Stromsignal erzeugt,
ferner mit einer Steuerschaltung, die den durch die Abtauheizung fließenden Abtaustrom einschaltet und nachfolgend dann ausschaltet, wenn der Abtaustrom unter einen vorgegebenen, oberhalb des Minimalwertes liegenden Schwellwert abgefallen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stromerfassungsglied (22, 22′) und der Steuerschaltung (24, 38, 42, 47-49) eine separate Signalverarbeitungsschaltung (23, 36, 37, 39-41, 45, 46) geschaltet ist, welche die zeitliche Änderung des Stromsignals berechnet und welche die Steuerschaltung (24, 38, 42, 47-49) veranlaßt, den Abtaustrom bereits dann auszuschalten, wenn die zeitliche Änderung des Stromsignals nach dem Schmelzen der Bereifung auf dem Kühler (zur Zeit A) einen relativen Extremwert (b) durchlaufen hat.

2. Abtaueinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchlaufen des maximalen Abtaustroms (zur Zeit C) die Signalverarbeitungsschaltung (23, 36, 37, 39-41, 45, 46) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (t₁) die von ihr berechnete, zeitliche Änderung des Abtaustroms mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und die Steuerschaltung (24, 38, 42, 47-49) veranlaßt, den Abtauvorgang fortzusetzen, wenn der Absolutwert dieser zeitlichen Änderung kleiner als der vorgegebene Wert, andernfalls die Steuerschaltung (24, 38, 42, 47-49) veranlaßt, den Abtauvorgang abzubrechen.