DE69921262T2

DE69921262T2 - Kühlschrankregler

Info

Publication number: DE69921262T2
Application number: DE69921262T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kusunoki; Takuya Kishimoto; Shigeru Niki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000088440A; KR20000022622A; KR100341234B1; CN1247968A; EG22628A; TW455670B; EP0987507A3; CN1156664C; EP0987507A2; JP3636602B2; US6058723A; DE69921262D1; EP0987507B1; MY118521A

Description

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.

Claims

Kühlschrank (10), umfassend einen Kältemitteldurchgang, der die Verbindung zu einem Kompressor (20) herstellt, einen Verflüssiger (46), ein Kühlungs-Reduzierglied, einen Kühlungsverdampfer (34), der zu einem Kühlabteil (14) gehört, ein Gefrier-Reduzierglied und einen Gefrierverdampfer (24), der zu einem Gefrierabteil (18) gehört, wobei der Kühlschrank (10) in der Lage ist, einen abwechselnden Kühlbetrieb auszuführen, bei dem abwechselnd ein Kühlungsmodus ausgeführt wird, in dem ein Kältemittel zum Kühlungsverdampfer (34) und zum Gefrierverdampfer (24) strömt, und zwar über das Kühlungs-Reduzierglied, und einen Gefriermodus, bei dem das Kältemittel nur zum Gefrierverdampfer (24) strömt, und zwar über das Gefrier-Reduzierglied, indem der Kältemitteldurchgang durch ein Ventilglied (68) umgeschaltet wird, und Abtau-Heizkörper (28, 40) für den Gefrierverdampfer (24) bzw. den Kühlungsverdampfer (34) bereitgestellt sind, damit ein Abtauvorgang ausgeführt werden kann; und der Kühlschrank (10) zudem umfasst: ein Kühlgebläse (36), das die vom Kühlungsverdampfer (34) gekühlte Luft in das Kühlabteil (14) bläst; ein Gefriergebläse (26), das die vom Gefrierverdampfer (24) gekühlte Luft in das Gefrierabteil (18) bläst; einen Gefrierabteilsensor (32), der die Temperatur im Gefrierabteil (18) erfasst; und eine Steuervorrichtung (44), die einen Vorkühlvorgang innerhalb einer vorbestimmten Vorkühlzeit ausführt, und die anschließend den Abtauvorgang ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass: die Steuervorrichtung den abwechselnden Kühlbetrieb so steuert, dass der Gefriermodus während des Normalbetriebs, der nicht der Vorkühlvorgang ist, mit einer normalen Gefriermodus-Endtemperatur endet, und dass die Temperatur zum Beenden des Gefriermodus während des Vorkühlvorgangs auf eine Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur gesetzt wird, die um eine vorbestimmte Größe niederer ist als die normale Gefriermodus-Endtemperatur, und dass ein abwechselnder Kühlbetrieb ausgeführt wird, bis der Vorkühlvorgang abhängig von einer vorbestimmten Vorkühl-Betriebszeit endet.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 1, worin die Steuervorrichtung (44) die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten schrittweise senkt.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 1, worin die Steuervorrichtung (44) die Vorkühl-Gefriermodus-Endtemperatur jeweils schrittweise senkt, wenn der abwechselnde Kühlbetrieb einmal ausgeführt wird.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 1, worin die Steuervorrichtung (44) mit dem Vorkühlvorgang fortfährt, bis der Gefriermodus endet, falls der Gefriermodus vorherrscht, wenn die voreingestellte Vorkühlzeit erreicht ist.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 1, worin die Steuervorrichtung (44) mit dem Gefriermodus fortfährt, damit der Vorkühlvorgang weitergeht, bis der Gefriermodus endet, nachdem der Kühlmodus zu Ende gegangen ist, falls dieser vorherrscht, wenn die voreingestellte Vorkühlzeit erreicht ist.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 1, worin die Steuervorrichtung (44) das Kühlgebläse (36) während des Abtauvorgangs ansteuert, falls nur der Abtauvorgang des Gefrierverdampfers (24) erfolgen soll.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 1, worin die Steuervorrichtung (44) den Betrieb nach dem Ende des Abtauvorgangs auf den Kühlmodus umschaltet und den normalen abwechselnden Kühlbetrieb wieder herstellt, nachdem sie mindestens einen Abtau-Rückkehrvorgang ausgeführt hat, bei dem das Gefriergebläse (26) rückwärts läuft.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 7, worin die Steuervorrichtung (44) das Gefriergebläse (26) rückwärts laufen lässt, bis die von einem Gefrierverdampfer-Temperatursensor (30) erfasste Temperatur auf eine bestimmte Höhe fällt.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 7, worin die Steuervorrichtung (44) das Gefriergebläse (26) mit der geringstmöglichen Drehzahl betreibt, die eingestellt werden kann.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 7, worin die Steuervorrichtung (44) nach dem Ausführen des Abtau-Rückkehrvorgangs aus dem Kühlmodus mit einem normalen abwechselnden Kühlbetrieb beginnt.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 7, worin die Steuervorrichtung (44) 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 (36) und des Gefriergebläses (26) erfolgt ist.
Kühlschrank (10) nach Anspruch 11, worin die Steuervorrichtung (44) das Kühlgebläse (36) und das Gefriergebläse (26) mit der geringsten Drehzahl betreibt, die eingestellt werden kann.