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Diese
Erfindung bezieht sich auf einen Kühlapparat mit einem Kältespeicherverdampfer
zum Kühlen
eines Kühlfachs
bzw. Kältespeicherfachs
und einem Gefrierverdampfer zum Kühlen eines Gefrierfachs und
Ausführen
eines Kühlspeicherkühlmoduses,
in dem das Kühlfach
durch den Kältespeicherverdampfer
bzw. Kühlverdampfer
gekühlt
wird und einen Gefrierkühlmodus,
in dem das Gefrierfach durch den Gefrierverdampfer alternierend
gekühlt
wird.
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In
herkömmlichen
Haushaltskühlapparaten wird
von einem Kompressor abgelassenes Kühlmittel veranlasst durch einen
Kondensator bzw. Verflüssiger,
eine Stekllklappe (Kapillarröhre)
einen Verdampfer und den Kompressor zu fließen, wobei ein Kühlzyklus
gebildet wird. Ein einzelner Verdampfer wird verwendet zum Kühlen sowohl
eines Kühlfachs
als auch eines Gefrierfachs, wobei beide verschiedene Temperaturbereiche
aufweisen. Ein Temperatursensor wird zum Erfassen einer Temperatur
in dem Gefrierfach bereitgestellt, und dabei wird ein Temperatursignal
erzeugt. Der Kompressor und ein Umlüfter werden so gesteuert, dass
sie basierend auf dem Temperatursignal angeschaltet und abgeschaltet
werden, so dass die Temperatur in dem Gefrierfach gesteuert wird.
Ferner wird ein Dämpfer
geöffnet
und geschlossenen, so dass eine Temperatur in dem Kühlfach gesteuert
wird. In dem zuvor beschriebenen Aufbau ist es jedoch schwierig,
die Temperaturen in dem Kühl- bzw.
Gefrierfach akkurat zu steuern und eine Kühleffizienz ist gering.
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Hinsichtlich
der zuvor genannten Probleme wurde kürzlich im Stand der Technik
ein Kühlapparat mit
einem Kältespeicherverdampfer
zum Kühlen
eines Kühlfachs,
ein Gefrierverdampfer zum Kühlen
eines Gefrierfachs und ein Durchflusswegschaltventil zum Schalten
von Kühlmitteln
von dem Kompressor zwischen einem Zustand vorgeschlagen, in dem das Kühlmittel
zum Fließen
durch den Kältespeicherverdampfer
veranlasst wird und einem Zustand, in dem das Kühlmittel alternativ zum Fließen durch
den Gefrierverdampfer veranlasst wird, so dass die Kühl- und
Gefrierfächer
alternativ bzw. abwechselnd gekühlt
werden. Solch ein Kühlapparat
ist in US-A-5 465
591 dargestellt.
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Ferner
wird in dem vorgeschlagenen Kühlapparat
eine Betriebsfrequenz des Kompressors so variiert, dass die Temperaturen
in den Fächern
passend für
die entsprechenden Fächer
sind. Die japanischen Patentanmeldungen JP 9-340377 und 10-192028
offenbaren Kühlapparate,
die entsprechend wie oben beschrieben konstruiert sind.
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In
dem vorgeschlagenen Kühlapparat
ist die Kühlleistungsfähigkeit
gemäß einer
Last in dem Kühlapparat
variabel. Ein wiederholtes an und aus des Kompressors resultiert
in einem Umlaufverlust. Dem gemäß wird der
Kompressor kontinuierlich betrieben und wird nicht bei einer normalen
Zimmertemperatur angehalten zwecks eines Verringerns des Umlaufverlustes
und eines Begrenzens der Erhöhungen
in Eingangsleistung und Rauschen zum Zeitpunkt eines Startens des
Kompressors. Jedoch werden die Fächer übermäßig sogar
in dem Fall gekühlt,
bei dem der Kompressor bei seiner niederen Grenzbetriebsfrequenz
betrieben wird, wenn die Zimmertemperatur beispielsweise bei oder
unter 10°C
ist. Als Ergebnis kann der Kompressor manchmal nicht kontinuierlich betrieben
werden. In diesem Fall wird der Kompressor angehalten. Zu dieser
Zeit fließt,
wenn der Kompressor in dem Gefrierkühlmodus angehalten wird, indem
das Durchflusswegschaltventil den Kompressor zum Kommunizieren mit
dem Gefrierfachverdampfer veranlasst, ein Hochtemperaturkühlmittel auf
der Hochdruckseite in den Gefrierfachverdampfer. Dadurch wird die
Temperatur des Gefrierfachverdampfers höher als die der Fächer. Dies
reduziert die Kühleffizienz
des Kompressors, wenn er wieder gestartet wird. Solch ein Kühlapparat
wird in US-A-2 462 240 beschrieben.
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Deshalb
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kühlapparat
mit einem ersten oder Kältespeicher-Verdampfer
zum Kühlen
eines ersten oder Kühl-Fachs
und eines zweiten oder Gefrier-Verdampfers zum Kühlen eines zweiten oder Gefrier-Fachs
bereitzustellen und einen ersten bzw. Kältespeicher-Kühlmodus
auszuführen,
in dem das Kühlfach
durch den Kältespeicherverdampfer
gekühlt wird
sowie einen ersten bzw. Gefrier-Mühlmodus auszuführen, in
dem das Gefrierfach durch den Gefrierverdampfer alternativ gekühlt wird,
wobei das Hochtemperaturkühlmittel
am Eintreten in den Gefrierfachverdampfer gehindert werden kann,
wenn der Kompressor angehalten wird, so dass eine Erhöhung der
Temperatur des Gefrierfachverdampfers begrenzt wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Kühlapparat bereit, umfassend
ein erstes Fach, ein zweites Fach, einen ein Kühlmittel verdichtenden und
ablassenden Kompressor, einen ersten Verdampfer, der mit dem Kompressor
verbunden ist zum Kühlen des
ersten Fachs, wobei der erste Verdampfer einen Auslass aufweist,
einen zweiten Verdampfer, der mit dem Kompressor parallel mit dem
ersten Verdampfer verbunden ist zum Kühlen des zweiten Fachs, wobei der
zweite Verdampfer einen Auslass aufweist, ein Absperrventil, dass
zwischen den Auslässen
des ersten und zweiten Verdampfers verbunden ist zum Vermeiden,
dass das Kühlmittel
aus dem ersten Verdampfer in den zweiten Verdampfer eintritt, ein Durchflusswegschalteelement
zum Umschalten eines Kühlmodus
zwischen einem ersten Kühlmodus, in
dem das von dem Kompressor abgelassene Kühlmittel veranlasst wird, durch
den ersten Verdampfer zu fließen,
um dabei das erste Fach zu kühlen,
und einen zweiten Kühlmodus,
in dem das von dem Kompressor abgelassene Kühlmittel veranlasst wird, durch
den zweiten Verdampfer zu fließen,
um dabei das zweite Fach zu kühlen,
und ein Steuergerät,
bereitgestellt zum Steuern des Kompressors und des Schaltelements,
so dass der erste und zweite Kühlmodus
alternierend umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das
Steuergerät
weiterhin betreibbar ist zum Steuern des Kompressors und des Schaltelements,
so dass der Kompressor gestoppt wird, wenn die Temperaturen in sowohl
dem ersten als auch zweiten Fach verringert werden, auf oder unter
entsprechende vorbestimmte Temperaturen, nur in dem ersten Kühlmodus.
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In
dem ersten Kühlmodus
kommuniziert der Kompressor mit dem ersten bzw. Kältespeicher-Verdampfer
durch Abschalten von dem zweiten bzw. Gefrier-Verdampfer. Wenn der
Kompressor in diesem Zustand angehalten wird, tritt kein Hochtemperaturkühlmittel
in den zweiten Verdampfer von der Hochdruckseite ein. Über dies
hinaus fließt,
da das Absperrventil an der Auslassseite des zweiten Verdampfers
betätigt
wird, kein Kühlmittel
zurück
von dem ersten Verdampfer zu dem zweiten Verdampfer. Daher kann
ein Hochtemperaturkühlmittel
vom Eintreten in den zweiten Verdampfer beim Anhalten des Kompressors
gehindert werden, worauf hin eine Erhöhung in der Temperatur des
zweiten Verdampfers begrenzt werden kann.
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In
einer ersten bevorzugten Form umfasst der Kühlapparat ferner einen Auftauerhitzer
zum Erhitzen des zweiten Verdampfers, und das Steuergerät steuert
den Kompressor, so dass der Betrieb des Kompressors in dem zweiten
Kühlmodus
angehalten wird, wenn der zweite Verdampfer durch den Auftauerhitzer
aufgetaut wird bzw. entfrostet wird. In dem zweiten Kühlmodus
kommuniziert der Kompressor mit dem zweiten Verdampfer. Wenn der
Kompressor in diesem Zustand angehalten wird, fließt ein Hochtemperaturkühlmittel
in den zweiten Verdampfer von der Hochdruckseite. Daher verstärkt ein
positiver Zufluss des Hochtemperaturkühlmittels eine Erhöhung in
der Temperatur des zweiten Verdampfers, und dabei wird eine Abtau-
bzw. Auftauzeit des zweiten Verdampfers reduziert.
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In
einer zweiten bevorzugten Form steuert das Steuergerät den Kompressor,
so dass der Kompressor in dem zweiten Kühlmodus wiedergestartet wird,
nachdem der zweite Verdampfer aufgetaut wurde. Ein Niedertemperaturkühlmittel
kann in dem zweiten Verdampfer in dem zweiten Kühlmodus zurückbehalten werden. Da ein Kühlen mit
einer passenden Menge an Kühlmittel
in einem nachfolgenden ersten Kühlmodus
ausgeführt
wird, kann ein Zurückfließen von Überschusskühlmittel
verhindert werden, und ein effizientes Kühlen kann durch eine passende Menge
an Kühlmittel
in jedem Kühlmodus
ausgeführt werden.
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In
einer dritten bevorzugten Form umfasst der Kühlapparat ferner zwei Auftauheizer
zum Auftauen des ersten bzw. zweiten Verdampfers, und das Steuergerät steuert
die Auftauheizer, so dass jeweils der nicht in Betrieb befindliche
Verdampfer durch den entsprechenden Auftauheizer, während eines
Ausführens
eines der Kühlmodi
aufgetaut wird. Da jeder Verdampfer, wenn nötig, aufgetaut wird und der
Kompressor nicht angehalten zu werden braucht, kann eine nutzlose
Temperaturerhöhung
mit dem Anhalten des Kompressors an der Seite des Verdampfers verhindert
werden, der nicht aufgetaut werden muss.
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In
einer vierten bevorzugten Form steuert das Steuergerät den Kompressor
und das Durchflusswegschalteelement, so dass der zweite Kühlmodus
zuerst ausgeführt
wird, wenn der Kühlapparat
mit einem Netzteil bzw. Leistungsversorgung verbunden wird. In der
vierten bevorzugten Form kann ein Niedertemperaturkühlmittel
auch in dem zweiten Verdampfer in dem zweiten Kühlmodus zurückbehalten werden. Da das Kühlen mit
einer passenden Menge an Kühlmittel
in einem nachfolgenden ersten Kühlmodus
ausgeführt
wird, kann ein Überschuss
an Kühlmittel
am Zurückfließen gehindert
werden, und ein effizientes Kühlen
kann durch eine passende Menge an Kühlmittel in jedem Kühlmodus
ausgeführt
werden.
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Die
Erfindung wird lediglich mittels Beispielen mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 einen
Kühlumlauf
bzw. Kühlzyklus darstellt,
der in dem Kühlapparat
einer ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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2 einen
longitudinalen Seitenabschnitt des Kühlapparates zeigt;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm zeigt, das eine elektrische Anordnung
des Kühlapparats
zeigt;
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4A bis 4D den
Zustand eines Schaltventils, eine Betriebsfrequenz eines Kompressors
und Druckänderungen
der Verdampfer in einem Kühlfachkühlungsmodus
und einem Gefrierfachkühlungsmodus
zeigen;
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5A bis 5E den
Zustand des Schaltventils zeigen, sowie die Betriebsfrequenz des
Kompressors und Temperaturänderungen
der entsprechenden Verdampfer in jedem Kühlmodus; und
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6 eine
zur 1 ähnliche
Ansicht zeigt, die den Kühlapparat
einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung
zeigt.
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Eine
erste Ausführungsform
der Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 5E beschrieben.
Zuerst wird auf 2 Bezug genommen, hier wird
der Gesamtaufbau des Kühlapparats
der ersten Ausführungsform
gezeigt. Der Kühlapparat
umfasst einen Kühlkörper 1 bzw.
ein gut bekanntes hitzeisolierendes Gehäuse, das gebildet wird durch
Zusammensetzen einer äußeren Hülle aus
Stahlblech und einer inneren Hülle 3 aus
einem synthetischen Kunstharz und Auffüllen eines Zwischenraums zwischen den
Gehäusen 2 und 3 mit
einem Hitze isolierenden Schaumstoff 4. Der Körper weist
ein Inneres auf, das durch eine Hitze isolierende Abtrennwand 5 in
einen oberen Kühlraum 6 und
einen unteren Gefrierraum 7 aufgeteilt ist. Der Körper 1 ist
so konstruiert, dass kalte Luft in den Kühlraum 6 unabhängig von
und nicht mit kalter Luft in dem Gefrierraum 7 gemischt
wird.
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Der
Kühlraum 6 ist
aufgeteilt durch eine Teilungsplatte 8 in ein Kühlfach 9 und
ein Gemüsefach 10.
Der Gefrierraum 7 ist durch eine Aufteilungswand 11 in
ein erstes und zweites Gefrierfach 12 und 13 aufgeteilt.
Eine Tür 9a ist
aufklappbar an der Vorderseite des Kühlfachs 9 angebracht.
Drei Speichercontainer (nicht gezeigt) sind in dem Gemüsefach 10 und den
Gefrierfächern 12 und 13 entsprechend
untergebracht. Drei ausziehbare Türen 10a, 12a und 13a sind
mit den Speichercontainern verbunden und an den Vorderseiten der
Gemüse-
und Gefrierfächer 10, 12 bzw. 13 angeordnet.
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Ein
Kältespeicherkühlfach 14 ist
in dem hinteren Teil des Gemüsefachs 10 definiert.
Das Kältefach 14 umfasst
einen ersten bzw. Kältespeicher-Verdampfer 15,
einen Kühlfachumlüfter 16 und
darin einen ersten Auftauheizer 17. Kalte Luft, die durch
den ersten Verdampfer 15 produziert wird, wird durch die Blastätigkeit
des Umlüfters 16 durch
einen Kaltluftkanal 18 dem Kühlfach 9 und dem Gemüsefach 10 zugeführt. Danach
wird die den Fächern 9 und 10 gelieferte
kalte Luft zurück
in das Kühlfach 14 gebracht. Die
kalte Luft wird daher umgewälzt
bzw. zirkuliert wobei das Kühlfach 9 und
das Gemüsefach 10 gekühlt werden.
Ferner ist ein Gefrierkühlfach 19 in
dem Hinterteil des Raums 7 definiert. Das Kühlfach 19 umfasst
einen zweiten bzw. Gefrier-Verdampfer 20, einen Umlüfter 21 und
einen zweiten Auftauheizer 22. Kalte Luft, die durch den
zweiten Verdampfer 20 produziert wird, wird durch die Blastätigkeit
des Umflüfters 21 dem
ersten und zweiten Gefrierfach 12 und 13 geliefert,
und danach zurück
in das Kühlfach 19 gebracht.
Die kalte Luft wird daher zirkuliert, wobei das erste und zweite
Kühlfach 12 und 13 gekühlt werden.
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Ein
Maschinenfach 23 ist in dem unteren hinteren Teil des Körpers 1 definiert.
Ein Kompressor 24, ein Kondensor 25, etc. die
den Kühlkreislauf
wie in 1 gezeigt darstellen, werden in dem Maschinenfach 23 bereitgestellt.
Der Kondensor 25 ist nicht in 2 gezeigt.
Der Kompressor 24 weist einen Ablassauslass 24a verbunden über den
Kondensor 25 mit einem Einlass eines Dreiweg-artigen Schalteventils 26 auf,
das als ein Durchflussschalteelement in der Erfindung dient. Das
Schalteventil 26 weist einen der zwei Auslässe verbunden über eine
Gefrierkapillarröhre 27 mit
einem Einlass eines zweiten Verdampfers 20 auf. Der zweite
Verdampfer 20 weist einen Auslass verbunden über einen
Akkumulator 28 bzw. Sammler mit einem Auslass eines Sperrventils 29 auf.
Das Absperrventil 29 weist einen Auslass verbunden mit
einem Kühleingang 24b des
Kompressors 24 auf. Ferner weist das Schalteventil 26 den anderen
Auslass verbunden über
eine Kältespeicherkapillarröhre 30 mit
einem Einlass des ersten Verdampfers 15 auf. Der erste
Verdampfer 15 weist einen Auslass verbunden mit einem Auslass
des Absperrventils 29 auf. Dem gemäß sind der erste und zweite
Verdampfer 15 und 20 mit dem Kompressor 24 parallel
miteinander verbunden. Der zweite Verdampfer 20 weist einen
Auslass verbunden über
das Absperrventil 29 mit dem Auslass des ersten Verdampfers 15 auf.
Das Absperrventil 29 erlaubt dem Gefriermittel, das von
der Auslassseite des zweiten Verdampfers 20 abgelassen
wird, in Richtung der Eingangsseite 24b des Kompressors 24 zu
fließen, aber
hindert das aus dem ersten Verdampfer 15 abgelassene Kühlmittel
daran in Richtung der Seite des zweiten Verdampfers 20 zu
fließen.
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Es
sei nun ein Fall betrachtet, in dem das Schalteventil 25 den
Kühlmittelpfad
umschaltet, wobei der Kompressor 24 angetrieben wird, so
dass das von dem Kompressor abgelassene Kühlmittel in Richtung der Seite
des ersten Verdampfers 15 fließt. Dieser Zustand ist durch
den Strichlinienpfeil A in 1 gezeigt.
In diesem Zustand wird das durch den Kompressor 24 verdichtete
Kühlmittel
als Hochtemperatur-Hochdruck-Gas
in den Kondensor 25 geführt.
Das Gas strahlt Hitze in den Kondensor 25 ab, um dabei
verflüssigt
zu werden. Das verflüssigte Kühlmittel
fließt
durch das Schalteventil 26 in die Richtung des Pfeils A,
und fließt
ferner durch die Kältespeicherkapillarröhre 30 in
den ersten Verdampfer 15. Das Kühlmittel verdampft in dem ersten
Verdampfer 15, um Umgebungshitze zu absorbieren, dabei
wird die Umgebungsluft abgekühlt.
Das vergaste Kühlmittel
wird wieder durch den Kompressor 24 verdichtet. Zu diesem
Zeitpunkt wird die durch den ersten Verdampfer 15 produzierte
kalte Luft durch die Blastätigkeit
des Umlüfters 16 in
das Kühlfach 9 und das
Gemüsefach 10 geliefert,
wobei diese Fächer
gekühlt
werden. In diesem Fall wird, da das Kühlfach 9 auf eine
Kühltemperatur
von +2°C
beispielsweise gesetzt wird, eine Betriebsfrequenz des Kompressors 24 so
gesetzt, dass eine Kühltemperatur
durch den ersten Verdampfer 15 ungefähr –5°C ist. Ferner weist der erste
Verdampfer 15 beispielsweise einen Druck von ungefähr 0,24
MPa auf. Daher schaltet das Schalteventil 26 den Durchflussweg
so um, dass das von dem Kompressor 24 abgelassene Kühlmittel
in Richtung der Seite des Verdampfers 15 fließt, wobei das
Kältefach 9 und
das Gemüsefach 10 gekühlt werden.
Diese Kühlart
wird als "erste
bzw. Kältespeicher-Kühlmodus" bezeichnet.
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Ferner
betrachten wir den Fall, in dem das Schalteventil 26 den
Kühlmittelpfad
umschaltet, wobei der Kompressor 24 angetrieben wird, so
dass das von dem Kompressor abgelassene Kühlmittel in Richtung der Seite
des zweiten Verdampfers 20 fließt. Dieser Zustand ist durch
den Pfeil mit durchgezogener Linie B in 1 gezeigt.
In diesem Zustand fließt
das durch den Kondensor 25 verflüssigte Kühlmittel durch das Schalteventil 26 in
Richtung des Pfeils B, und ferner fließt es durch die Gefrierkapillarröhre 27 in
den zweiten Verdampfer 20. Das Kühlmittel verdampft in dem zweiten Verdampfer 20,
um Umgebungshitze bzw. Wärme
zu absorbieren und dabei Umgebungsluft abzukühlen. Das vergaste Kühlmittel fließt durch
den Sammler 28 und das Absperrventil 29, wobei
es durch den Kompressor 24 wieder verdichtet wird. Zu diesem
Zeitpunkt wird die durch den zweiten Verdampfer 20 produzierte
Kaltluft durch die Blastätigkeit
des Umlüfters 21 in
das erste und zweite Gefrierfach 12 und 13 geliefert,
wobei diese Fächer gekühlt werden.
In diesem Fall wird, da jedes der Gefrierfächer 12 und 13 auf
eine Kühltemperatur
von beispielsweise –18°C gesetzt
werden, eine Betriebsfrequenz des Kompressors 24 so eingestellt,
dass eine Kühltemperatur
durch den zweiten Verdampfer 20 ungefähr –28°C ist. Ferner weist der zweite
Verdampfer 20 einen Druck von beispielsweise ungefähr 0,09
MPa auf. Daher schaltet das Schalteventil 26 den Durchflussweg
so um, dass das von dem Kompressor 24 abgelassene Kühlmittel
in Richtung der Seite des zweiten Verdampfers 20 fließt, wobei
die Gefrierfächer 12 und 13 gekühlt werden.
Diese Kühlart
wird als "zweiter
oder Gefrier-Kühlmodus" bezeichnet.
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Die 3 stellt
schematisch eine elektrische Anordnung des Kühlapparats dar. Ein erster
oder Kühlfach-Temperatursensor 31 wird
zum Detektieren einer Temperatur in dem Kühlfach 9 bereitgestellt, und
dabei wird ein Temperatursignal geliefert. Ein zweiter oder Gefrierfach-Temperatursensor 32 wird zum
Detektieren beispielsweise einer Temperatur in dem zweiten Gefrierfach 13 bereitgestellt,
und dabei wird ein Temperatursignal geliefert. Der erste und zweite
Temperatursensor 31 und 32 werden mit Eingangsanschlüssen (nicht
gezeigt) eines Steuergeräts 33 entsprechend
verbunden. Das Steuergerät 33 umfasst
hauptsächlich
einen Mikrocomputer (nicht gezeigt) und weist einen einer Vielzahl
von Ausgangsanschlüssen
(nicht gezeigt) auf, verbunden über
eine Inverterschaltung 34 mit dem Kompressor 24.
Andere Ausgangsanschlüsse
des Steuergeräts 33 sind über eine
Antriebsschaltung 35 mit dem Schalteventil 26 verbunden,
sowie mit einem Umlüfter 16,
Auftauheizer 17, Umlüfter 21, Auftauheizer 22 und
einem Lüfter
(nicht gezeigt) zum entsprechenden Kühlen des Maschinenfachs. Basierend
auf den Temperatursignalen von den Temperatursensoren 31 und 32 und
einem vorher gespeicherten Steuerprogramm, steuert das Steuergerät 33 den
Kompressor 24, Schalteventil 26, Umlüfter 16 und 21,
Auftauheizer 17 und 22, Lüfter, etc.
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Die
Druckänderungen
in dem ersten und zweiten Verdampfer 15 und 20 in
dem ersten und zweiten Kühlmodus
werden mit Bezug auf die 4A bis 4D beschrieben.
In dem zweiten Kühlmodus
wird der zweite Verdampfer 20 so gekühlt, dass die Kühltemperatur
von ungefähr –28°C erreicht
wird, wie es oben beschrieben wurde. Ferner weist der zweite Verdampfer 20 den
Druck von ungefähr
0,09 MPa wie oben beschrieben auf. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck
des ersten Verdampfers 15 mit dem Auslass verbunden mit
der Auslassseite des zweiten Verdampfers 20 gleich zu dem
(ungefähr 0,09
MPa) des zweiten Verdampfers. In diesem Zustand wird, wenn der Kühlmodus
von dem zweiten Kühlmodus
zu dem ersten Kühlmodus
umgeschaltet wird, die Betriebsfrequenz des Kompressors 24 so variiert,
dass die Temperatur des ersten Verdampfers 15 ungefähr –5°C wird. Die
Betriebsfrequenz wird von 50 Hz auf 30 Hz in diesem Fall variiert.
Durch dies wird der Druck des ersten Verdampfers 15 auf ungefähr 0,24
MPa erhöht.
Als Ergebnis entsteht eine Druckdifferenz von ungefähr 0,15
MPa zwischen dem ersten und zweiten Verdampfer 15 und 20,
worauf das Absperrventil 29 verbunden mit dem Auslass des
zweiten Verdampfers 20 betätigt wird. Genauer gesagt,
wird das Kühlmittel,
dessen Temperatur ungefähr –28°C ist, zurückbehalten
und ein Saturierungsdruck wird in dem zweiten Verdampfer 20 so
erreicht, dass der zweite Verdampfer 20 auf dem Niedertemperaturzustand
beibehalten wird.
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Der
Betrieb des Kühlapparats
wird nun beschrieben. Die 5A bis 5E zeigen
den Zustand des Schalteventils 26, der Betriebsfrequenz des
Kompressors 24 und Temperaturänderungen der entsprechenden
Verdampfer 15 und 20 in jedem Kühlmodus.
Der Betrieb des Kompressors 24 wird angehalten, wenn die
Fächer 9, 10, 12 und 13 gekühlt werden,
so dass entsprechend gesetzte Temperaturen erreicht werden. Dies
wird in dem ersten Kühlmodus
ausgeführt.
Daher wird der Kompressor 24 in dem ersten Kühlmodus
angehalten, wenn die gesetzten Temperaturen in den entsprechenden
Fächern 9, 10, 12 und 13 erreicht
werden. Siehe "STOP" nach "ERSTER MODUS 2" in den 5A bis 5E.
In dem ersten Kühlmodus
kommuniziert der Ablassauslass 24a des Kompressors 24 über das Schalteventil 26 mit
dem Einlass des ersten Verdampfers 15. Siehe Pfeil A in 1.
Jedoch wird der Ablassauslass 24a von dem Einlass des zweiten
Verdampfers 20 abgeschaltet. Wenn der Betrieb des Kompressors 24 bei
diesen Bedingungen angehalten wird, wird das Hochtemperaturkühlmittel
von der Hochdruckseite vom Eintreten in den zweiten Verdampfer 20 gehindert. Über dies
hinaus wird, da die zuvor genannte Druckdifferenz, wie in 4D gezeigt,
das Absperrventil 29 betätigt, das Kühlmittel vom Zurückfließen von
dem ersten Verdampfer 15 zu dem zweiten Verdampfer 20 gehindert.
Das Niedertemperaturkühlmittel
wird in dem zweiten Verdampfer 20 so zurückbehalten,
dass eine Erhöhung
in der Temperatur in dem zweiten Verdampfer 20 begrenzt wird.
Ferner wird der zweite Kühlmodus
zuerst ausgeführt,
wenn der Kompressor 24 wieder gestartet wird. Siehe "ZWEITER MODUS 3" in 5A – 5E.
Zu diesem Zeitpunkt kann, da das Niedertemperaturkühlmittel,
das in dem zweiten Verdampfer 20 zurückbehalten wird, wieder umgewälzt wird, die
Kühleffizienz
verbessert werden.
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Das
Folgende stellt einen Nachteil in einem Fall dar, in dem der Betrieb
des Kompressors 24 in dem zweiten Kühlmodus angehalten wird (siehe "STOP" nach "ZWEITER MODUS 1" in 5A – 5E),
wenn die gesetzten Temperaturen in den entsprechenden Fächern 9, 10, 12 und 13 erreicht werden.
In dem zweiten Kühlmodus
kommuniziert der Ablassauslass 24a des Kompressors 24 über das Schalteventil 26 mit
dem Einlass des zweiten Verdampfers 20, wie durch den Pfeil
B in 1 gezeigt. Wenn der Kompressor 24 in
diesem Zustand angehalten wird, tritt das Hochtemperaturkühlmittel
von der Hochdruckseite in den zweiten Verdampfer 20 ein,
wobei die Temperatur dieses Verdampfers erhöht wird. In diesem Fall wird
die Kühleffizienz
beim Wiederstarten des Kompressors 24 reduziert. Andererseits
wird der Betrieb des Kompressors 24 in dem zweiten Kühlmodus
gestoppt, wenn der zweite Verdampfer 20 durch den Auftauheizer 22 aufgetaut wird.
Siehe "STOP" nach "ZWEITER MODUS 1" in den 5A – 5E.
Da der Kompressor 24 mit dem zweiten Verdampfer 20 in
dem zweiten Kühlmodus
kommuniziert, tritt das Hochtemperaturkühlmittel von der Hochdruckseite
in den zweiten Verdampfer ein. Daher wird das Hochtemperaturkühlmittel
veranlasst in den zweiten Verdampfer 20 zu fließen, so dass
eine Erhöhung
der Temperatur in dem zweiten Verdampfer 20 verstärkt wird,
wobei eine Auftauzeit in Hinblick auf den zweiten Verdampfer verkürzt werden
kann.
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Ferner
wird der Kompressor 24 in dem zweiten Kühlmodus wiedergestartet, nachdem
der zweite Verdampfer 20 aufgetaut wurde. Siehe "ZWEITER MODUS 2" in den 5a – 5E.
In dem zweiten Kühlmodus
kann das Niedertemperaturkühlmittel
in dem zweiten Verdampfer 20 zurückbehalten werden, und die
Kühlung
kann durch eine passende Menge von Kühlmittel in dem nachfolgenden
ersten Kühlmodus
ausgeführt
werden. Deshalb kann, da ein Rückfluss
von Überschusskühlmittel
verhindert wird, ein effizientes Kühlen mit einer passenden Menge
an Kühlmittel
in jedem Kühlmodus
ausgeführt
werden. Andererseits wird, wenn der Kompressor 24 in dem zweiten
Kühlmodus
wiedergestartet wird, nachdem der zweite Verdampfer 20 aufgetaut
wurde, kein Überschusskühlmittel
in dem zweiten Verdampfer zurückgehalten,
so dass der Kühlbetrieb
bei einem überladenen
Zustand des Kühlmittels
ausgeführt wird.
In anderen Worten gesagt, tritt ein Rückfluss von Überschusskühlmittel
auf, so dass ein ineffizienter Kühlbetrieb
ausgeführt
wird.
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Der
zweiter Verdampfer 20, der nicht in Betrieb ist, wird durch
den Auftauheizer 22 beispielsweise während eines Ausführens des
ersten Kühlmodus aufgetaut.
Ferner wird der erste Verdampfer 15, der nicht in Betrieb
ist, durch den Auftauheizer 17 aufgetaut, während eines
Ausführens
des zweiten Kühlmodus.
Jeder Verdampfer wird daher unabhängig aufgetaut, und der Kompressor 24 braucht
nicht während
eines Auftauens abgeschaltet zu werden. Deshalb kann eine unnötige Temperaturerhöhung durch Anhalten
des Kompressors an der Seite des Verdampfers, der nicht aufgetaut
werden muss, verhindert werden.
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Der
zweite Kühlmodus
wird zuerst ausgeführt,
wenn der Kühlapparat
mit einer Leistungsversorgung verbunden ist. In diesem Fall kann
auch ein Rückfluss
von Überschusskühlmittel
verhindert werden, und ein effizientes Kühlen kann mit einer passenden
Menge von Kühlmittel
in dem zweiten und nachfolgenden ersten Kühlmodus ausgeführt werden.
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Die 6 stellt
eine zweite Ausführungsform der
Erfindung dar. In der zweiten Ausführungsform werden Zweiweg-artige
Ventile 41 und 42 anstatt des Dreiweg-artigen
Schalteventils 26 bereitgestellt. Die Ventile 41 und 42 stellen
die Durchflusswegschalteelemente in der Erfindung dar. Genauer gesagt,
wird das Ventil 41 zwischen einem Verzweigungspunkt 43 und
der Gefrierkapillarröhre 27 bereitgestellt,
wobei ein Empfangstank 44 und das Ventil 42 zwischen dem
Verzweigungspunkt 43 und der Kältespeicherkapillarröhre 30 bereitgestellt
werden. Die Ventile 41 und 42 werden so gesteuert,
dass eines der Ventile geschlossen ist, wenn das andere offen ist,
und so dass ein Ventil offen ist, wenn das andere geschlossen ist.
Der Empfangstank 44 wird zum Speichern von Überschusskühlmittel
bereitgestellt.
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Überschusskühlmittel
wird in dem Empfangstank 44 während eines Ausführens des
zweiten Kühlmodus
so gespeichert, dass der zweite Verdampfer 20 mit einer
passenden Menge an Kühlmittel gekühlt wird.
Wenn der Kühlmodus
nachfolgend auf den ersten Kühlmodus
umgeschaltet wird, wird das Niedertemperaturkühlmittel in dem zweiten Verdampfer 20 auf
die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben zurückbehalten,
und das in dem Empfangstank 44 gespeicherte Kühlmittel
wird durch den ersten Verdampfer 15 umgewälzt. Sowohl
der erste als auch der zweite Kühlmodus
kann mit einer passenden Menge an Kühlmittel ausgeführt werden.