-
Die
Erfindung betrifft die Steuerung eines Kühlschranks, der zwei Verdampfer
aufweist.
-
Unter
den neueren Kühlschränken gibt
es Kühlschränke, für die vorgeschlagen
wird, dass sie einen Kühlungsverdampfer
und einen Gefrierverdampfer besitzen, mit dem wirksam ein Kühlabteil und
ein Gefrierabteil gekühlt
wird.
-
Damit
man die beiden Verdampfer wirksam mit Kältemittel kühlen kann, das von einem Kompressor
zugeführt
wird, ist im Verlauf eines Kältemitteldurchgangs
ein Drei-Wege-Ventil
angeordnet. Durch Umschalten des Drei-Wege-Ventils kann man das Kältemittel
an den Kühlungsverdampfer
oder an den Gefrierverdampfer weiterleiten. Im Einzelnen werden mit
Hilfe des Drei-Wege-Ventils die folgenden Abläufe ausgeführt.
-
Durch
Umschalten des Drei-Wege-Ventils kann man einen Kühlmodus
ausführen,
bei dem das Kältemittel
sowohl zum Kühlungsverdampfer
als auch zum Gefrierverdampfer strömt, und einen Gefriermodus,
bei dem das Kältemittel
nur zum Gefrierverdampfer strömt.
Während
des Normalbetriebs erfolgt ein Kühlbetrieb,
in dem abwechselnd der Kühlmodus
und der Gefriermodus ausgeführt
werden.
-
In
einem derartigen Kühlschrank
erfolgt ein Abtauvorgang durch Betätigen der Abtau-Heizkörper, die
in der Nähe
der Verdampfer bereitgestellt sind, und zwar nach dem Absenken der
Abteiltemperatur durch fortlaufendes Kühlen des Gefrierabteils oder des
Kühlabteils
für eine
gewisse Zeitspanne (dieser Vorgang wird im Weiteren als Vorkühlvorgang
bezeichnet), nachdem eine aufsummierte Betriebszeit des Kompressors
eine voreingestellte Zeit erreicht hat.
-
Bei
dem beschriebenen Abtauvorgang sind jedoch die folgenden Schwierigkeiten
aufgetreten.
-
Erstens
wird das Kühlabteil überhaupt
nicht gekühlt,
und die Abteilinnentemperatur des Kühlabteils steigt, während das
Gefrierabteil durch den beschriebenen abwechselnden Kühlvorgang
fortlaufend gekühlt
wird, und während
der Abtauvorgang mit Hilfe des Heizkörpers ausgeführt wird.
-
Wird
der normale abwechselnde Kühlvorgang
nach dem Ende des Abtauvorgangs ausgeführt, so fließt zweitens
durch den Abtau-Heizkörper erwärmte Luft
in das Gefrierabteil oder das Kühlabteil und
trifft auf Nahrungsmittel im Abteil, wodurch die Temperatur der
Nahrungsmittel ansteigt.
-
Die
Erfindung zielt daher hinsichtlich der beschriebenen Schwierigkeiten
darauf ab, einen Kühlschrank
bereitzustellen, der den Temperaturanstieg im Abteil während des
Abtauvorgangs mit Hilfe des Abtau-Heizkörpers verhindern kann, und
der verhindert, dass die Temperatur der Nahrungsmittel nach dem
Ende des Abtauvorgangs ansteigt.
-
In
US-A-4,569,205 ist ein Kühlschrank
offenbart, der die Merkmale gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 aufweist.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kühlschrank bereitgestellt, der
die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist der im ersten Aspekt der Erfindung
beschriebene Kühlschrank
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
schrittweise jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten senkt.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung senkt der im ersten Aspekt beschriebene
Kühlschrank
die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur schrittweise
jeweils zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem der abwechselnde Kühlvorgang
einmal ausgeführt wird.
-
Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung ist der im ersten Aspekt beschriebene
Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung den Vorkühlvorgang
fortführt,
bis der Gefriermodus endet, falls der Gefriermodus vorherrscht,
wenn die Vorkühlzeit
erreicht ist.
-
Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung ist der im ersten Aspekt beschriebene Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung den Vorkühlvorgang
fortführt,
damit der Vorkühlvorgang
weitergeht, bis der Gefriermodus endet, nachdem der Kühlmodus
zu Ende gegangen ist, falls dieser vorherrscht, wenn die Vorkühlzeit erreicht
ist.
-
Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung ist der im ersten Aspekt beschriebene
Kühlschrank
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Kühlgebläse während des
Abtauvorgangs ansteuert, wenn nur ein Abtauvorgang des Gefrierverdampfers
auszuführen
ist.
-
Gemäß einem
siebten Aspekt der Erfindung ist der im ersten Aspekt beschriebene
Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung nach dem Ende des Abtauvorgangs
in den Kühlmodus
umschaltet und in den normalen abwechselnden Kühlvorgang zurückkehrt,
nachdem sie zumindest einen Abtau-Rückkehrvorgang ausgeführt hat,
bei dem das Gefriergebläse
rückwärts läuft.
-
Gemäß einem
achten Aspekt der Erfindung ist der im siebten Aspekt beschriebene
Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Gefriergebläse rückwärts laufen
lässt,
bis die von einem Gefrierverdampfer-Temperatursensor erfasste Temperatur
auf eine bestimmte Höhe
fällt.
-
Gemäß einem
neunten Aspekt der Erfindung ist der im siebten Aspekt beschriebene
Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Gefriergebläse mit der
geringstmöglichen
Drehzahl betreibt, die eingestellt werden kann.
-
Gemäß einem
zehnten Aspekt der Erfindung ist der im siebten Aspekt beschriebene
Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung nach dem Ausführen des
Abtau-Rückkehrvorgangs aus
dem Kühlmodus
mit einem normalen abwechselnden Kühlbetrieb beginnt.
-
Gemäß einem
elften Aspekt der Erfindung ist der im siebten Aspekt beschriebene
Kühlschrank
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung den Betrieb des
Kühlschranks
in den normalen abwechselnden Kühlbetrieb
zurückführt, wenn
nach dem Ausführen
des Abtau-Rückkehrvorgangs
gleichzeitig für
eine gewisse Zeitspanne ein verstärkter Kühlbetrieb durch Ansteuern des
Kühlgebläses und des
Gefriergebläses
erfolgt ist.
-
Gemäß einem
zwölften
Aspekt der Erfindung ist der im elften Aspekt beschriebene Kühlschrank dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Kühlgebläse und das Gefriergebläse mit der
geringsten Drehzahl betreibt, die eingestellt werden kann.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem ersten
Aspekt erklärt.
Die Steuervorrichtung führt
den abwechselnden Kühlvorgang
aus, bis der Vorkühlvorgang
abhängig
von der Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
endet, die um eine vorbestimmte Größe geringer ist als die normale
Gefriermodus-Endtemperatur, damit der Gefriermodus während des
Vorkühlvorgangs
endet.
-
Da
der Gefriermodus eingestellt werden muss, damit nur die Abteilinnentemperatur
des Gefrierabteils sinkt, wenn der Gefrierverdampfer abgetaut werden
soll, wird das Kühlabteil
nicht gekühlt, und
die Temperatur des Kühlabteils
steigt in diesem Fall an. Deswegen wird der beschriebene Steuervorgang
ausgeführt,
um zu verhindern, dass die Temperatur im Kühlabteil steigt. Dabei wird
die Temperatur des Gefrierabteils unter den normalen Zustand gesenkt,
und zwar durch Einstellen der Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur,
die diejenige Temperatur ist, bei der der Gefriermodus während des
Vorkühlvorgangs
endet, unter den Temperaturwert, bei dem der normale Gefriermodus
während
des Normalbetriebs bei der vorbestimmten Temperatur endet.
-
Es
wird der Kühlschrank
gemäß dem zweiten Aspekt
erklärt.
Wird die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
abrupt auf eine niedere Temperatur gesenkt, so nimmt die Drehzahl
des Kompressors und des Gefriergebläses oder des Kühlgebläses zu,
da die Kühlkapazität des Kühlschranks
plötzlich
erhöht werden
muss. Damit nehmen der Geräuschpegel und
der Energieverbrauch zu.
-
Daher
wird die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
allmählich
jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten gesenkt, bis der Vorkühlvorgang
endet. Somit ist es nicht erforderlich, die Kühlkapazität plötzlich anzuheben.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem dritten
Aspekt erklärt.
Die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
wird jedesmal dann schrittweise erniedrigt, wenn der abwechselnde
Kühlvorgang
zum Beenden des Vorkühlvorgangs
ausgeführt
wird, damit im Kühlschrank
gemäß dem dritten
Aspekt genauso wie im Kühlschrank
gemäß dem zweiten
Aspekt verhindert wird, dass die Kühlkapazität plötzlich ansteigt.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem vierten
Aspekt erklärt.
Auch nach dem Ablauf des Vorkühlvorgangs
besteht die Möglichkeit,
dass der Abtau-Heizkörper
betätigt wird,
obwohl die Innentemperatur des Gefrierabteils nicht vollständig abgesenkt ist,
und dass die Innentemperatur des Abteils in dem Augenblick ansteigt,
in dem der Modus in den Gefriermodus umgeschaltet wird. Daher wird
der Vorkühlvorgang
fortgesetzt, wenn der Gefriermodus der gültige Modus ist, bis der Gefriermodus
endet, und zwar auch nach dem Ablauf der Vorkühl-Betriebszeit. Dadurch wird
die Temperatur des Gefrierabteils vollständig abgesenkt.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem fünften Aspekt
erklärt.
Der Vorkühlvorgang
wird auch nach dem Ablauf der Vorkühl-Betriebszeit im Kühlschrank
gemäß dem fünften Aspekt
vergleichbar mit dem Kühlschrank
gemäß dem vierten
Aspekt fortgesetzt, solange der gültige Modus der Gefriermodus ist,
bis der Gefriermodus endet. Dabei wird der Abtauvorgang mit Hilfe
des Heizkörpers
in einem Status ausgeführt,
in dem das Kühlabteil
und das Gefrierabteil vollständig
gekühlt
sind.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem sechsten
Aspekt erklärt.
Führt der
Kühlschrank
gemäß dem sechsten
Aspekt den Abtauvorgang nur am Gefrierverdampfer aus, so taut er
auch den Kühlungsverdampfer
durch Antreiben des Kühlgebläses ab.
Obwohl der Kühlungsverdampfer
nicht durch den Heizkörper
abgetaut wird, erlaubt es der vom Kühlgebläse erzeugte Luftstrom, den
Kühlungsverdampfer abzutauen,
wodurch die Temperaturverteilung im Abteil verbessert und das Abteil
befeuchtet wird, so dass die Nahrungsmittel für lange Zeit frisch bleiben.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem siebten
Aspekt erklärt.
Die Lufttemperatur in der Umgebung des Verdampfers ist aufgrund
der Wärme, die
der Abtau-Heizkörper
nach dem Ende des Abtauvorgangs erzeugt, hoch. Wird nun das Gefriergebläse unmittelbar
nach Ende des Abtauvorgangs in Gang gesetzt, so trifft die warme
Luft direkt auf die Nahrungsmittel in den Abteilen, wodurch die
Temperatur der Nahrungsmittel steigt. Um dies zu verhindern, lässt man
das Gefriergebläse
nach dem Ende des Abtauvorgangs rückwärts laufen, damit die warme
Luft einmal vom Einlass der Ursprungsleitung in den Kühlschrank
zurückgeführt wird.
Anschließend wird
die Luft über
den gekühlten
Gefrierverdampfer ausgeblasen. Damit kann man verhindern, dass die Temperatur
der Nahrungsmittel steigt.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem achten
Aspekt erklärt.
Das Gefriergebläse
wird während
des Abtau-Rückkehrvorgangs
rückwärts angetrieben,
bis die mit dem Gefrierverdampfer-Temperatursensor erfasste Temperatur
auf eine gewisse Tem peratur fällt.
Dadurch kann man verhindern, dass die Temperatur der Nahrungsmittel
steigt, weil sie nach dem vollständigen
Abkühlen
des Gefrierverdampfers von kalter Luft getroffen werden.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem neunten
Aspekt erklärt.
Da die umgewälzte
Luftmenge nicht groß zu
sein braucht, während
das Gefriergebläse
rückwärts läuft, wird
es mit der geringstmöglichen
Drehzahl betrieben, die eingestellt werden kann, um den Geräuschpegel
und den Energieverbrauch zu senken.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem zehnten
Aspekt erklärt.
Das Kühlabteil
wird in der Zeitspanne vom Vorkühlvorgang
bis zum Abtauvorgang nicht gekühlt.
Dadurch steigt die Abteilinnentemperatur des Kühlabteils. Deswegen wird nach dem
Ausführen
des Abtau-Rückkehrvorgangs
mit dem abwechselnden Kühlvorgang
begonnen, damit das Kühlabteil
im Kühlmodus
gekühlt
wird.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem elften
Aspekt erklärt.
Da das Kühlabteil
und das Gefrierabteil während
des Abtau-Rückkehrvorgangs
für eine gewisse
Zeitspanne nicht gekühlt
werden, steigt die Temperatur in diesen Abteilen. Anschließend werden das
Gefriergebläse
und das Kühlgebläse gleichzeitig in
Gang gesetzt, damit vom Kühlungsverdampfer
und vom Gefrierverdampfer gekühlte
Luft in das Gefrierabteil und das Kühlabteil gelangt und beide
Abteile kühlt.
Dieser Vorgang wird als verstärkter
Kühlbetrieb bezeichnet.
-
Es
wird nun der Kühlschrank
gemäß dem zwölften Aspekt
erklärt.
Erfolgt der verstärkte
Kühlbetrieb
derart, dass das Gefriergebläse
und das Kühlgebläse gleichzeitig
betrieben werden, so wird die ausgetauschte Wärmemenge groß, und die
Verdampfungstemperatur der beiden Verdampfer nimmt einen hohen Wert
an, wenn die Drehzahlen der Gebläse
hoch sind. Daher hält
man die Drehzahlen der beiden Gebläse so klein wie möglich, damit
die Verdampfungstemperaturen nicht ansteigen, weil die Abteile erwärmt werden,
wenn das Gefriergebläse bei
einer hohen Verdampfungstemperatur betrieben wird.
-
Die
Erfindung wird nunmehr zur besseren Darstellung und um zu zeigen,
wie sie ausgeführt werden
kann, beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
Es
zeigt:
-
1 eine Skizze, die einen
Kühlschrank gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
-
2 eine Skizze, die einen
Kühlzyklus
erläutert;
-
3 ein Flussdiagramm für die Kühlung des
Kühlschranks;
und
-
4 eine zeitabhängige Darstellung
für den
Kühlvorgang
des Kühlschranks.
-
Im
Weiteren wird ein Kühlschrank 10 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
-
1 zeigt eine skizzierte
Längsschnittdarstellung
des Kühlschranks 10.
In dieser Skizze ist auch ein elektrisches System dargestellt. 2 zeigt eine Skizze, die
der Erklärung
eines Kühlzyklus
des Kühlschranks 10 dient.
-
Zunächst sei
der Kühlschrank 10 anhand
von 1 erklärt. In einem
Gehäuse 12 des
Kühlschranks 10 sind
ein Kühlabteil 14,
ein Gemüseabteil 18 und
ein Gefrierabteil 18 in dieser Reihenfolge von oben nach
unten bereitgestellt. Man beachte, dass im Gefrierabteil 18 eine
nicht dargestellte Eiserzeugungseinheit vorgesehen ist.
-
Hinten
unten am Gefrierabteil 18 befindet sich ein Maschinenraum 22,
in dem ein Kompressor 20 angeordnet ist. Hinter dem Gefrierabteil 18 ist
ein Gefrierabteilverdampfer 24 (im Weiteren als F-Verdampfer
bezeichnet) untergebracht. Über
dem F-Verdampfer 24 befindet sich ein Gefrierabteilgebläse 26 (im
Weiteren als F-Gebläse
bezeichnet), das vom F-Verdampfer 24 erzeugte Kaltluft
in das Gefrierabteil 18 bläst. Unter dem F-Verdampfer 24 ist
ein Abtau-Heizkörper 28 (im
Weiteren als F-Abtau-Heizkörper
bezeichnet) angeordnet, der dem Abtauen des F-Verdampfers 24 dient.
Ein F-Verdampfersensor 30, der die Temperatur des F-Verdampfers 24 erfasst,
ist in der Nähe
des F-Verdampfers 24 angebracht.
-
Im
Gefrierabteil 18 ist ein Gefrierabteil-Temperatursensor 32 (im
Weiteren als F-Sensor
bezeichnet) untergebracht, der die Temperatur in diesem Abteil erfasst.
-
An
der Rückseite
des Gemüseabteils 16 ist ein
Kühlabteilverdampfer 34 (im
Weiteren als R-Verdampfer bezeichnet) angeordnet. Über dem
R-Verdampfer 34 ist ein Kühlabteilgebläse 36 (im
Weiteren als R-Gebläse
bezeichnet) bereitgestellt. Nahe über dem R-Verdampfer 34 ist
ein R-Verdampfersensor 38 vorgesehen, der die Temperatur
des R-Verdampfers 34 ermittelt. Unter dem R-Verdampfer 34 ist
ein Abtau-Heizkörper 40 (im
Weiteren als R-Abtau-Heizkörper
bezeichnet) angebracht, der dem Abtauen des R-Verdampfers 34 dient.
-
Im
Kühlabteil 14 ist
ein Kühlabteil-Temperatursensor 42 (im
Weiteren als R-Sensor
bezeichnet) angeordnet, der die Temperatur in diesem Abteil misst.
-
Das
F-Gebläse 26,
der F-Abtau-Heizkörper 28,
der F-Verdampfersensor 30, der F-Sensor 32, das
R-Gebläse 36,
der R-Verdampfersensor 38, der R-Abtau-Heizkörper 40 und
der R-Sensor 42 sind mit einer Steuereinheit 44 verbunden,
die aus einem Mikrocomputer besteht. Der Controller 44 umfasst
ein Substrat und ist oben hinten am Gehäuse 12 bereitgestellt.
Ein Motor des Kompressors 20 ist ebenfalls an den Controller 44 angeschlossen.
-
Im
Folgenden wird die Strömung
der Kaltluft anhand von 1 erläutert.
-
Das
F-Gebläse 26 fördert die
im F-Verdampfer 24 gekühlte
Kaltluft, die innerhalb des Gefrierabteils 18 zirkuliert.
Das R-Gebläse 36 fördert die
im R-Verdampfer 34 gekühlte
Kaltluft, die innerhalb des Gemüseabteils 16 und
des Kühlabteils 14 kreist.
-
Nun
wird der Aufbau eines Kühlzyklus
anhand von 2 erklärt.
-
An
den Kompressor 20 ist ein Verflüssiger 46 angeschlossen;
mit diesem ist ein Drei-Wege-Ventil 68 verbunden. Einer
der Kältemitteldurchgänge, der vom
Drei-Wege-Ventil 68 abzweigt,
ist über
ein Kühlabteil-Kapillarrohr 50 (im
Weiteren als R-Kapillarrohr bezeichnet) an den R-Verdampfer 34 angeschlossen.
Der andere Kältemitteldurchgang,
der vom Drei-Wege-Ventil 68 abzweigt, ist an ein Gefrierabteil-Kapillarrohr 52 (im
Weiteren als F-Kapillarrohr bezeichnet) angeschlossen. Anschließend werden
die Kältemitteldurchgänge des
F-Kapillarrohrs 52 und des R-Verdampfers 34 zusammengeführt und
mit dem F-Verdampfer 24 und danach mit dem Kompressor 20 verbunden.
-
Im
Weiteren werden die oben beschriebenen Betriebszustände des
Kühlschranks 10 erklärt.
-
1. Abwechselnder Kühlvorgang
-
(1) Kühlmodus
-
Das
Drei-Wege-Ventil 68 wird so geschaltet, dass das Kältemittel
zum R-Verdampfer 34 und zum F-Verdampfer 24 fließt. Werden
nun das R-Gebläse 36 und
das F-Gebläse 26 in
Gang gesetzt, so strömt gekühlte Luft
in das Kühlabteil 14,
das Gemüseabteil 16 und
das Gefrierabteil 18, wodurch diese Abteile gekühlt werden.
Dieser Status wird im Folgenden als Kühlmodus bezeichnet.
-
(2) Gefriermodus
-
Das
Drei-Wege-Ventil 68 wird so geschaltet, dass das Kältemittel
nur zum F-Kapillarrohr 52 und zum F-Verdampfer 24 fließt. Es wird
nur das F-Gebläse 26 angetrieben.
In diesem Status wird die vom F-Verdampfer 24 gekühlte Kaltluft
vom F-Gebläse 26 nur
in das Gefrierabteil 18 geführt. Dadurch sinkt die Innentemperatur
dieses Abteils. In das Kühlabteil 14 strömt keine
Kaltluft. Dieser Status wird im Folgenden als Gefriermodus bezeichnet.
-
Man
beachte, dass nach dem Übergang
in den Gefriermodus das R-Gebläse 36 für eine bestimmte
Zeitspanne (fünf
Minuten) eingeschaltet wird, um den R-Verdampfer 34 abzutauen.
Dadurch befeuchtete Luft wird in das Kühlabteil 14 und das Gemüseabteil 16 geleitet,
damit diese Abteile nicht austrocknen. Es wird zudem verhindert,
dass die Innentemperatur der Abteile steigt.
-
(3) Abwechselnder Kühlvorgang
-
Der
Betrieb, bei dem abwechselnd der Gefriermodus und der Kühlmodus
ausgeführt
wird, heißt abwechselnder
Kühlvorgang.
Man beachte, dass in diesem Fall die Differenz zwischen dem Widerstand des
R-Kapillarrohrs 50 und des F-Kapillarrohrs 52, die
durch das Umschalten des Kältemitteldurchgangs
verursacht wird, ermöglicht,
dass die Verdampfungstemperatur des R-Verdampfers 34 (–18°C) höher liegt
als die Verdampfungstemperatur des F-Verdampfers 24 (–25°C), wodurch
man die Größe des R-Verdampfers 34 verringern
kann und der R-Verdampfer 34 kaum vereist und die Nahrungsmittel
nahezu nicht getrocknet werden, da die Temperatur der Luft, die
durch das Kühlabteil 14 und das
Gemüseabteil 16 strömt, hoch
ist.
-
2. Abtauvorgang
-
Man
kann aufgrund der Struktur des in 2 dargestellten
Kühlzyklus
daran denken, einen Abtauvorgang im Kühlschrank 10 durch
Abtauen des F-Verdampfers 24 und des R-Verdampfers 34 gleichzeitig
durch die Abtau-Heizkörper 28 und 40 auszuführen oder
nur den F-Verdampfer 24 durch den F-Abtau-Heizkörper 28 abzutauen.
Beim Kühlschrank 10 dieser
Ausführungsform
erfolgt der Abtauvorgang des F-Verdampfers 24, wenn die
aufsummierte Zeit des Gefriermodus eine gewisse Dauer erreicht,
z. B. 10 Stunden. Der Abtauvorgang des R-Verdampfers 34 erfolgt
einmal innerhalb von drei Abtauvorgängen des F-Verdampfers 24.
-
3. Vorkühlvorgang
-
Wird
einer der beiden Abtauvorgänge
abgearbeitet, so müssen
die Abteilinnentemperaturen des Kühlabteils 14 und des
Gemüseabteils 16 oder
des Gefrierabteils 18 unter die normale Temperatur gesenkt
werden, bevor der Abtauvorgang erfolgt. Senkt man die Temperatur
vorher nicht ab, so steigt die Abteilinnentemperatur während des
Abtauvorgangs, weil keine Kaltluft zuströmt. Daher ist ein Vorkühlvorgang
für die
verstärkte
Kühlung
eines jeden Abteils vor dem Ausführen
des Abtauvorgangs erforderlich.
-
4. Zustände der
Steuerung
-
Die
Zustände
der Steuerung im normalen abwechselnden Kühlbetrieb, beim Vorkühlvorgang
und beim Abtauvorgang gemäß der obigen
Beschreibung werden anhand eines Flussdiagramms in 3 und einer zeitabhängigen Darstellung in 4 beschrieben.
-
Das
Flussdiagramm in 3 erläutert den Fall,
dass der Abtauvorgang allein für
den F-Verdampfer 24 ausgeführt wird. Der gleiche Steuervorgang
erfolgt auch, wenn der F-Verdampfer 24 und der R-Verdampfer 34 gleichzeitig
abgetaut werden.
-
Vor
dem Erklären
des Flussdiagramms werden zunächst
zwei Zeitgeber A und B der Steuereinheit 44 erläutert.
-
Der
Zeitgeber A zählt
eine aufsummierte Zeitspanne des F-Modus ab dem Ende des vorhergehenden
Abtauvorgangs. Der Zeitgeber B zählt
die aufsummierte F-Modus-Zeitspanne
jeweils 30 Minuten ab dem Beginn des Vorkühlvorgangs.
-
Im
Folgenden wird nun anhand des Flussdiagramms in 3 der Steuervorgang erklärt.
-
Im
Schritt 1 wird der Zeitgeber A zurückgesetzt und beginnt mit dem
Zählen
der Zeit. Der Vorgang geht nun zum Schritt 2 über.
-
Im
Schritt 2 wird der beschriebene normale abwechselnde Kühlvorgang
ausgeführt.
In diesem Fall wird die Temperatur zum Beenden des Gefriermodus
abhängig
von der Temperatur bestimmt, die der F-Sensor 32 ermittelt,
z. B. –12°C. Im Folgenden wird
die Temperatur, bei der der normale Gefriermodus endet, als normale
Gefriermodus-Endtemperatur bezeichnet.
Anschließend
geht der Vorgang zum Schritt 3 über.
-
Hat
im Schritt 3 der Zeitgeber A eine vorbestimmte Zeitspanne
gezählt,
z. B. 8 Stunden und 30 Minuten, so geht der Vorgang zum Schritt 4 über. Andernfalls
wird der normale abwechselnde Kühlvorgang
fortgesetzt.
-
Im
Schritt 4 beginnt der Vorkühlvorgang. Der Zeitgeber B
wird zurückgesetzt
und beginnt mit dem Zählen
der Zeit. Ferner wird die Temperatur des F-Sensors 32 zum
Beenden des Gefriermodus auf eine Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
gesetzt, die um 1°C
geringer ist als die normale Gefriermodus-Endtemperatur. Anschließend geht
der Vorgang zum Schritt 5 über.
-
Im
Schritt 5 erfolgt der abwechselnde Kühlvorgang abhängig von
der Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur.
Daraufhin folgt in der Abarbeitung der Schritt 6.
-
Im
Schritt 6 schreitet der Vorgang mit dem Schritt 7 weiter,
falls der Zeitgeber B 30 Minuten gezählt hat. Andernfalls kehrt
der Ablauf zum Schritt 5 zurück.
-
Im
Schritt 7 wird zum Schritt 8 des Ablaufs gegangen,
falls der Zeitgeber A 10 Stunden gezählt hat. Trifft dies nicht
zu, so kehrt der Ablauf zum Schritt 4 zurück, und
der Vorkühlvorgang
geht weiter. Bei einer Rückkehr
zum Schritt 4 wird der Zeitgeber B erneut zurückgesetzt
und beginnt die Zeit zu zählen.
Die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
wird ebenfalls auf eine Temperatur verschoben, die nochmals um 1°C geringer
ist, und der abwechselnde Kühlvorgang
wird in gleicher Weise fortgesetzt. D. h. dass in den Verarbeitungsvorgängen der
Schritte 4 bis 7 die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
jedesmal dann um 1°C
gesenkt wird, wenn der Zeitgeber B 30 Minuten gezählt hat,
und der abwechselnde Kühlvorgang
wird ausgeführt.
Dadurch wird die Abteilinnentemperatur des Gefrierabteils 18 unter
die normale Temperatur des Gefrierabteils 18 gesenkt, und
man kann den gleichen Status mit dem Vorkühlvorgang erreichen.
-
Im
Schritt 8 wird der Abtau-Heizkörper 28 in Gang gesetzt,
damit der Abtauvorgang beginnt, da der Vorkühlvorgang beendet ist. Der
Abtauvorgang ist beendet, wenn die vom F-Verdampfersensor 30 erfasste
Temperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht. Da nur der Abtauvorgang
des F-Verdampfers 24 erfolgt, wird der R-Verdampfer 34 nicht
abgetaut. Daher wird das R-Gebläse 36 betätigt, damit
dadurch der R-Verdampfer 34 abgetaut wird. Anschließend fließt die Luft
vom R-Gebläse 36 über den R-Verdampfer 34 in
das Kühlabteil 14,
und zwar auch im F-Modus. Dadurch kann nicht nur der R-Verdampfer 34 abgetaut
werden, sondern es wird auch die Verteilung der Abteilinnentemperatur
verbessert, und das Innere des Abteils wird befeuchtet, damit die Nahrungsmittel
längere
Zeit frisch bleiben. Man beachte, dass dieser Steuervorgang nicht
erfolgt, wenn der R-Verdampfer 34 ebenfalls mit dem Heizkörper abgetaut
wird. Danach geht der Vorgang zum Schritt 9 über.
-
Im
Schritt 9 wird der Modus auf den Kühlmodus umgeschaltet, und der
Ablauf geht auf den Schritt 10 über.
-
Im
Schritt 10 wird die Drehrichtung des F-Gebläses 26 umgekehrt,
damit ein Abtau-Rückkehrvorgang
erfolgt, und zwar aus folgendem Grund, Die Temperatur der Luft in
der Umgebung des F-Verdampfers 24 ist unmittelbar nach
dem Abtauvorgang aufgrund der Wärme,
die der Abtauvorgang erzeugt, hoch. Wird daher das F-Gebläse 26 sofort
nach dem Ende des Abtauvorgangs normal gedreht, so trifft die warme
Luft direkt auf die Nahrungsmittel im Gefrierabteil 18,
wodurch die Temperatur der Nahrungsmittel steigt. Um dies zu verhindern
wird das F-Gebläse 26 einmal
angehalten (vier Minuten) und danach rückwärts laufen lassen (eine Minute),
damit die warme Luft einmal von einem Einlass 62 der Ursprungsleitung
in den Kühlschrank
zurückgeführt wird
und anschließend
Luft über
den kalten F-Verdampfer 24 in das Gefrierabteil 18 geblasen
wird. Damit kann man verhindern, dass die Temperatur der Nahrungsmittel
steigt. Die warme Luft verbleibt im oberen Teil des F-Verdampfers 24,
und die Nahrungsmittel werden beträchtlich von der Warmluft beeinflusst,
wenn diese so wie sie ist aus einem Austrittsloch 60 nahe an
den Nahrungsmitteln ausgeblasen wird. Dagegen ist das Einlassloch 62 weit
von den Nahrungsmitteln entfernt angeordnet, so dass diese weniger
von der Warmluft beeinflusst werden.
-
Ist
der F-Verdampfer 24 im Schritt 11 vollständig auf
d°C abgekühlt, z.
B. –20°C, so ist
der angesprochene Abtau-Rückkehrvorgang
beendet. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abtau-Rückkehrvorgang
beendet werden kann, wenn der F-Verdampfer 24 wie beschrieben
d°C erreicht,
oder dann, wenn das F-Gebläse 26 eine
vorbestimmte Zeitspanne rückwärts gelaufen
ist. Da die Luftmenge nicht groß zu
sein braucht, wenn das F-Gebläse 26 rückwärts läuft, lässt man
das F-Gebläse 26 mit
der geringsten Drehzahl innerhalb des einstellbaren Bereichs laufen,
damit der Geräuschpegel
und der Energieverbrauch sinken. Daraufhin geht der Vorgang zum
Schritt 12 über.
-
Die
Abteilinnentemperatur des Kühlabteils 14,
des Gemüseabteils 16 und
des Gefrierabteils 18 steigt auch dann an, wenn der Abtau-Rückkehrvorgang
bereits beendet ist, da sie für
eine gewisse Zeitspanne nicht gekühlt worden sind. Endet der
Abtau-Rückkehrvorgang,
wird im Schritt 12 die größtmögliche Drehzahl des Kompressors 20 eingestellt, und
das R-Gebläse 36 und
das F-Gebläse 26 laufen normal,
damit ein verstärkter
Kühlvorgang
erfolgt und diese Abteile gleichzeitig gekühlt werden. Dadurch sinkt die
Temperatur dieser Abteile. Man beachte, dass die ausgetauschte Wärmemenge
groß wird
und die Verdampfungstemperatur ansteigt, wenn das R-Gebläse 36 und
das F-Gebläse 26 mit
Hoher Drehzahl laufen. Da aber die Abteile aufgewärmt werden, wenn
das F-Gebläse 26 bei
hoher Verdampfungstemperatur läuft,
lässt man
das F-Gebläse 26 und das
R-Gebläse 36 mit
der geringstmöglichen
Drehzahl innerhalb des einstellbaren Bereichs laufen, damit die
Drehzahl so klein wie möglich
ist und die Verdampfungstemperatur nicht ansteigt. Daraufhin geht der
Ablauf zum Schritt 1 zurück. Es sei darauf hingewiesen,
dass während
des abwechselnden Kühlvorgangs,
der im Schritt 2 ausgeführt
wird, die Temperatur des Kühlabteils 14 und
des Gemüseabteils 16 hoch
ist, da sie nach dem Ende des Vorkühlvorgangs während des
Abtauvorgangs nicht gekühlt
werden. Daher wird der Kühlmodus
stets so eingestellt, dass das Kühlabteil 14 und
das Gemüseabteil 16 gekühlt werden,
wenn der abwechselnde Kühlvorgang
auszuführen
ist.
-
5. Modifizierte Beispiele
-
Es
werden nun Beispiele erläutert,
die gegenüber
dem beschriebenen Vorkühlvorgang
und Abtauvorgang abgewandelt sind.
-
(1) Erstes modifiziertes
Beispiel
-
Zählt der
Zeitgeber A im beschriebenen Schritt 7 10 Stunden, so wird
der Vorkühlvorgang stets
angehalten und es erfolgt der Abtauvorgang. Es kann jedoch der Fall
eintreten, dass bei einer Kühlung
nach dem Ablauf der Vorkühlvorgangszeit
wie beschrieben die Abteilinnentemperatur des Gefrierabteils 18 nicht
vollständig
kalt ist, falls der Abtauvorgang unmittelbar nach dem Ablauf erfolgt.
Gilt der Gefriermodus, so ist es auch nach dem Ende der Vorkühlvorgangszeit
möglich,
den Vorkühlvorgang
zu verlängern,
bis der Gefriermodus endet, und danach mit dem Abtauvorgang zu beginnen.
-
(2) Zweites modifiziertes
Beispiel
-
Man
kann in gleicher Weise auch mit dem Abtauvorgang beginnen, nachdem
der Kühlmodus zu
Ende ist und anschließend
der Gefriermodus, falls die Vorkühlvorgangszeit
während
des Kühlmodus endet.
-
(3) Drittes modifiziertes
Beispiel
-
Obwohl
in der beschriebenen Ausführungsform
die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur
jeweils zum vorbestimmten Zeitpunkt gesenkt wird, kann man die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur auch
jedesmal senken, wenn der abwechselnde Kühlvorgang einmal ausgeführt wird.
Wird die Temperatur wie beschrieben jedesmal zum vorbestimmten Zeitpunkt
gesenkt, so ändern
sich die Drehzahl des Kompressors 20 und des F-Gebläses 26,
und die Frequenz des Geräusches,
d. h. seine Beschaffenheit, ändert
sich. Das Geräusch
wirkt somit störend auf
das Gehör,
da die eingestellte Temperatur im Gefriermodus gesenkt wird. Daher
wird die Temperatur zum Zeitpunkt des Umschaltens des Kältemittelflusses
in jedem Zyklus geändert,
damit die Beschaffenheit des Geräusches
unverändert
bleibt.
-
Beim
Kühlschrank
der Erfindung wird wie beschrieben die Gefriermodus-Endtemperatur
während des
abwechselnden Kühlvorgangs
beim Vorkühlvorgang
gesenkt. Das Gefrierabteil wird nicht ausschließlich und verstärkt gekühlt, sondern
das Gefrierabteil und das Kühlabteil
werden abwechselnd gekühlt,
und die Temperatur im Kühlabteil
steigt nicht an. Zudem kann das Gefrierabteil durch den Vorkühlvorgang
genauso wie im normalen Fall auf eine Temperatur unter der normalen
Temperatur gekühlt
werden.
-
Für Fachleute
sind Abwandlungen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
innerhalb des Bereichs der erfinderischen Konzepte naheliegend,
die durch die folgenden Ansprüche
eingegrenzt sind.