DE3430946C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine logische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kühlgerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein aus der US-PS 44 39 998 bekanntes, gattungsgemäßes Kühlgerät enthält zwei Kühlbereiche mit je einem Verdampfer und je einem Temperatursensor sowie einen gemeinsamen wahlweise auf einen der beiden Verdampfer durch eine Ventilanord­ nung umschaltbaren Verflüssiger sowie eine logische Schaltungsanordnung, die Käl­ temittel zu den beiden Verdampfern über die Ventilanordnung, je nach Ausgangssitu­ ation, in unterschiedlicher Weise liefert. Im Normalbereich wird das Kühlmittel zum ersten Verdampfer solange geführt bis die geforderte Temperatur im ersten Kühl­ bereich oder bis das Ende einer vorgegebenen Zeitspanne ereicht ist, anschlie­ ßend wird das Kältemittel auf den zweiten Verdampfer umgeleitet, bis die geforder­ te Kühltemperatur im zweiten Kühlbereich erreicht ist. Diese Abfolge wiederholt sich stetig, mit jeweils vorangehenden Mindestruhepausen. In der Startphase dagegen erfolgt eine Umschaltung des Kältemittels jeweils nach kürzeren, fest vorgegebenen Zeitabständen zwischen den beiden Verdampfern, bis der dem ersten Verdampfer zu­ geordnete Kühlbereich die geforderte Temperatur erreicht hat. Nach Erreichen der geforderten Kühltemperatur im zweiten Kühlbereich erfolgt der Übergang zum Nor­ malbetrieb.

Bei Getränkeautomaten, bei welchen ein Mischgetränk durch Mischung von kohlen­ saurem Wasser mit Getränkekonzentraten bereitstellbar ist, ist es notwendig, den Behälter zu kühlen, in welchem das kohlensaure Wasser bereitgehalten wird. Je küh­ ler das Wasser ist, desto größer ist auch dessen Aufnahmefähigkeit für CO₂-Gas. Außerdem ist bei Mischung eines Getränks aus Getränkekonzentrat und kohlensaurem Wasser der Volumenanteil an kohlensaurem Wasser ein mehrfaches vom Volumenan­ teil des Getränkekonzentrats, so daß die Temperatur des kohlensauren Wassers auch im wesentlichen die Temperatur des Mischgetränks bestimmt.

Der Kühlung des kohlensauren Wassers ist nach unten eine natürliche Grenze ge­ setzt, die durch den Gefrierpunkt des Gemisches gegeben ist. Zur Erhöhung der Käl­ tekapazität wird ein Teil des kohlensauren Wassers in Eisform bevorratet. Der sich um den Verdampfer ausbildende Eispanzer wird als Kriterium für den Kältebedarf ausgewertet.

Durch ungekühlte Getränkekonzentrate kann eine Temperatur des Mischgetränks die Folge sein, die oberhalb der gewünschten Getränketemperatur liegt. Deshalb und um die bevorrateten Getränkekonzentrate vorteilhaften Lagerbedingungen auszusetzen, kann es erforderlich sein, den Vorratsraum für die Getränkekonzentrate ebenfalls zu kühlen. Andererseits ist es aber im Fall eines relativ hohen zu erwartenden Geträn­ keausgabebedarfs wünschenswert, durch vorsorgliche Bildung eines zusätzlichen Eis­ panzers eine Kältereserve anzulegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine logische Schaltungsan­ ordnung zur Steuerung eines gattungsgemäßen Kühlgeräts zu schaffen, die es gestattet, eine Kältere­ serve im Kühlbereich mit der höheren Priorität anzulegen. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Eine nach diesen erfindungsgemäßen Kriterien aufgebaute logische Schaltungsanord­ nung eignet sich bevorzugt für Getränkeautomaten mit getrennter Bevorratung von kohlensaurem Wasser und Getränkekonzentraten insoweit, als die Kühlung des kohlensauren Wassers auf eine vorgegebene Temperatur vorrangig zu befriedigen ist, vor der Kühlung der Getränkekonzentrate. Soll jedoch der Wasservorrat einer beson­ deren zusätzlichen Kühlung unterzogen werden - beispielsweise für den Fall, daß für eine erhöhte Ausgabe von kohlensaurem Wasser vorgesorgt werden soll, so ist dieser Kältebedarf gegenüber der Kühlung des Getränkekonzentrats nachrangig zu befriedigen, d. h. erste dann, wenn der Kältebedarf für das Getränkekonzentrat be­ friedigt ist, ist eine weitergehende Kühlung des Wasservorrats durchführbar.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die den ersten Kühlbereich zugeordneten Temperatur­ sensoren im Bereich des sich um den ersten Verdampfer ausbildenden Eispanzers lie­ gen, der erste Temperatursensor aber näher an diesem Verdampfer angebracht ist als der zusätzliche Temperatursensor.

Zum Erfassen des Kältebedarfs im Vorratsraum für die Getränkekonzentrate ist zweckmäßigerweise ein elektronisch auswertbarer Temperatursensoren, z. B. ein NTC- Widerstand einsetzbar. Eine nach den erfindungsgemäßen Merkmalen aufgebaute lo­ gische Schaltungsanordnung wird zweckmäßigerweise derart auszugestalten sein, daß sämtliche Temperatursensoren zusammen eine ODER-Schaltung ansteuern, welche zur Einschaltung des Kältemittelverdichters dient. Durch eine UND-Schaltung, welcher die Signale der Temperatursensoren des ersten sowie des zweiten Kühlbereiches zugeführt werden, ist diesen Temperatursensoren eine Rangstufung zuge­ ordnet, wobei das Ausgangssignal dieser UND-Schaltung das Umschaltventil für den Kühlkreislauf ansteuert. Wird das Umschaltventil dahingehend ausgelegt, daß es eine bevorzugte Schaltstellung einnimmt, so kann der Aufwand für die logische Schal­ tungsanordnung vereinfacht ausgestaltet werden. Ist diese bevorzugte Grundstellung beispielsweise dem ersten Kühlbereich zugeordnet, so reicht es aus, daß das Signal des Temperatursensors mit der geringsten Priorität im ersten Kühlbereich ausschließlich zur Inbetriebnahme des Kältemittelverdichters dient.

Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt schematisiert einen logischen Schaltungsaufbau für den Einsatz in einem Getränkeautomaten mit Kühlung einerseits des kohlensauren Wassers und andererseits des Vorratsraums für die Getränkekonzentrate.

Der Kühlkreislauf für den Getränkeautomaten besteht im wesentlichen aus einem durch einen Motor M angetriebenen Verdichter VD, einer Verflüssigerstrecke VS, einem durch einen Umschaltmagneten USM ansteuerbaren Umschaltventil USV so­ wie aus zwei Verdampferstrecken VDS 1 und VDS 2 mit zugeordneten Drosselventilen DrV 1 und DrV 2 für den Vorratstank VT (für den CO₂-Wasser-Vorrat) bzw. für den Vorratsraum VR (für die Getränkekonzentrate). Temperatursensoren ES 1 und ES 2 zur Überwachung der Eispanzerbildung im CO₂-Wasservorrat sind im Vorratstank VT angeordnet. Mittels dieser Temperatursensoren ES 1 und ES 2 wird der unterschiedli­ che Widerstandswert des Flüssigkeitszustandes bzw. des Eiszustandes zwischen dem jeweiligen Temperatursensor und der Gehäusewandung des Vorratstank VT ausge­ wertet und den Differenzverstärkern DV 1 und DV 3 als Steuerkriterium zugeführt. Für die Registrierung des Kältebedarfs im Vorratsraum VR für die Getränkekonzen­ trate ist ein temperaturabhänig veränderlicher Widerstand TR eingesetzt, welcher dem Differenzverstärker DV 2 zugeordnet ist.

Über einen Schalter ZS ist der Temperatursensor ES 2 lediglich bedarfsweise zu­ schaltbar. Im Normalbereich für den Getränkeautomaten liefern lediglich der Tem­ peratursensor ES 1 und der Temperatursensor TR Kältebedarfskriterien an die Aus­ werteschaltung. Soll aber eine verstärkte Eispanzerbildung im Vorratstank VT für das kohlensaure Wasser gebildet werden, so ist auch über den Schalter ZS der Tem­ peratursensor ES 2 an die Auswerteschaltung angeschlossen.

Die Ausgänge sämtlicher Differenzverstärker DV 1, DV 2, DV 3 sind über eine ODER-Schaltung OG verknüpft und steuern über einen Leistungsverstärker V 2 den Motor M für den Kältemittel-Verdichter VD an. Dies führt dazu, daß unabhängig davon, welcher der Temperatursensoren einen Kältebedarf signalisiert, das Kühlsy­ stem in Funktion tritt.

Daneben sind die Ausgänge der Differenzverstärker DV 1 und DV 2 einer UND-Schal­ tung UG zugeführt, deren Ausgang über einen Leistungsverstärker V 1 den Umschalt­ magneten USM für das Kältemittel-Umschaltventil USV ansteuert. Das Ausgangs­ signal des Differenzverstärkers DV 1 wird dem Eingang der UND-Schaltung UG inver­ tiert zugeführt. Das Kältemittel-Umschaltventil USV nimmt bevorzugt die Ausgangs­ stellung ein, bei welcher der Kältekreislauf über die Verdampferstrecke VDS 1 des Vorratstanks VT für das kohlensaure Wasser geführt ist.

Wird vom Temperatursensor ES 1 ein Kältebedarf signalisiert, so wird über das inver­ tierte Signal an der UND-Schaltung UG diese gesperrt, so daß unabhängig davon ob vom Temperatursensor TR des Vorratsraums VR für die Getränkekonzentrate ein Kältebedarf gemeldet wird, der Kältemittelkreislauf über die Verdampferstrecke VDS 1 geführt wird. Liegt seitens des Temperatursensors ES 1 kein Kältebedarf vor, so wird durch das invertierte Signal die UND-Schaltung UG durchgesteuert. Ein nunmehr vorliegender Kältebedarf vom Temperatursensor TR für den Getränkekonzen­ trats-Vorratsraum VR wird weitergeleitet und über den Leistungsverstärker V 1 wird der Umschaltmagnet USM erregt und damit das Kältemittel-Umschaltventil USV umgeschaltet. Damit wird die Verdampferstrecke VDS 2 aktiviert und der Vor­ ratsraum VR für die Getränkekonzentrate gekühlt. Liegt jedoch seitens des Tempera­ tursensors TR kein Kältebedarf vor, so nimmt das Kältemittel-Umschaltventil USV wieder seine Ausgangslage ein. Ein Kältebedarf vom Temperatursensor ES 2 wird le­ diglich zur Ansteuerung des Kältemittel-Verdichters VD über dessen Motor M aus­ gewertet.

Die als Ausführungsbeispiel angegebene logische Schaltungsanordnung wird in der praktischen Anwendung Teil einer Gesamtschaltung zum Betrieb eines Getränkeauto­ matens sein. Zur Durchführung der Steuerlogik ist es dann denkbar und zweckmä­ ßig, anstelle diskreter Schaltelemente eine Mikroprozessorschaltung zu verwenden.

Claims (6)

1. Logische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kühlgerätes, welches einen ersten und einen zweiten Kühlbereich mit je einem Verdampfer und je einem Temperatursensor zur Erfassung des Kältebedarfs in dem jeweiligen Kühlbereich aufweist, wobei die logische Schal­ tungsanordnung ein den ersten und den zweiten Verdampfer wechselseitig mit Kältemittel vorsorgendes Um­ schaltventil derart steuert, daß durch diese Steuerung dem ersten Tem­ peratursensor im ersten Kühlbereich gegenüber dem zweiten Tem­ peratursensor im zweiten Kühlbereich dahingehend Priorität zuge­ ordnet wird, daß bei gleichzeitigem Kältebedarf beider Kühlbereiche nur der Verdampfer des ersten Kühlbereiches mit Kältemittel versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kühlbereich (VT) einen zusätzlichen Temperatursensor (ES 2) zur Erfassung eines zusätzlichen Kältebedarfs aufweist und die logische Schaltungsanordnung (DV 1, DV 2, DV 3, UG, OG) diesem zusätzlichen Temperatursensor (ES 2) eine gegenüber dem er­ sten (ES 1) und dem zweiten Temperatursensor (TR) nachgeordnete Priorität zuordnet.

2. Logische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Kühlbereich (VT) zugeordneten Temperatursensoren (ES 1, ES 2) im Bereich des sich um den ersten Verdampfer (VDS 1) ausbildenden Eispanzers liegen, der erste Temperatursensor (ES 1) aber näher an diesem Verdampfer (VDS 1) angebracht ist als der zusätzliche Temperatursensor (ES 2).

3. Logische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der dem zweiten Kühlbereich (VR) zugeordnete Temperatur­ sensor (TR) als NTC-Widerstand ausgeführt ist.

4. Logische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Einschaltung des Kältemittelverdichters (VD) eine ODER-Schaltung (OG) vorgesehen ist, welche von einem jeden der drei Tem­ peratursensoren (ES 1, ES 2, TR) angesteuert wird.

5. Logische Schaltungsanordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine UND-Schaltung (UG) vorgesehen ist, welcher die Signa­ le des ersten Temperatursensors (ES 1) im ersten Kühlbereich (VT) und des Temperatursensors (TR) im zweiten Kühlbereich (VR) zugeführt werden und welche das die beiden Verdampfer (VDS 1, VDS 2) wechselseitig mit Kältemit­ tel versorgende Umschaltventil (USV) ansteuert, wobei dieses Umschaltventil (USV) im Grundzustand ausschließlich den ersten Kühlbereich (VT) und im Ar­ beitszustand ausschließlich den zweiten Kühlbereich (VR) mit Kältemittel ver­ sorgt.

6. Logische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die UND-Schaltung (UG) und die ODER-Schaltung (OG) in­ nerhalb einer Mikroprozessor-Schaltung realisiert sind.