DE69926107T2 - Kühl-/Tiefkühlgerät mit zwei Verdampfern für jeweils Kühl- und Gefrierraum - Google Patents

Kühl-/Tiefkühlgerät mit zwei Verdampfern für jeweils Kühl- und Gefrierraum Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Kühl-/Gefrierschrank, der mit zwei Verdampfern versehen ist, d.h. einem ersten Verdampfer zum Kühlen einer Atmosphäre in einem Gefrierfach und einem zweiten Verdampfer zum Kühlen einer Atmosphäre in einem Gefrierfach.
  • Herkömmlicherweise sind Kühl-/Gefrierschränke bereitgestellt worden, bei denen ein flüssiges Kältemittel, das einen Kompressor und einen Kondensator durchströmt hatte, weiter einem Verdampfer zugeführt wird, um verdampft zu werden, so dass der Verdampfer gekühlt wird. Eine durch den Verdampfer erzeugte kalte Luft wird einem Gefrierfach durch ein Gebläse so zugeführt, dass eine Atmosphäre in dem Gefrierfach gekühlt wird und so dass die kalte Luft auch einem Kühlfach über einen Dämpfer zugeführt wird, so dass eine Atmosphäre in dem Kühlfach gekühlt wird. Wenn eine Temperatur in dem Kühlfach auf eine untere Grenzwerttemperatur (beispielsweise 1°C) fällt, wird der Dämpfer geschlossen, so dass die Zufuhr von Kaltluft zu dem Kühlfach unterbrochen wird. Wenn die Temperatur im Kühlfach auf eine obere Grenzwerttemperatur (beispielsweise 5°C) steigt, wird der Dämpfer geöffnet, so dass die Zufuhr von Kaltluft zu dem Kühlfach wieder gestartet wird. Infolgedessen wird die Temperatur in dem Kühlfach so gesteuert, dass sie auf einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise 3°C) gehalten wird. Ferner wird der Betrieb des Kompressors gestoppt, wenn eine Temperatur in dem Gefrierfach auf eine untere Grenzwerttemperatur (beispielsweise –22°C) fällt. Der Betrieb des Kompressors wird wieder gestartet, wenn die Temperatur in dem Gefrierfach auf eine obere Grenzwerttemperatur (beispielsweise –18°C) ansteigt. Infolgedessen wird die Temperatur im Gefrierfach so gesteuert, dass sie auf einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise –20°C) gehalten wird.
  • Bei dem oben beschriebenen Kühl-/Gefrierschrank jedoch wird der Betrieb des Kompressors automatisch angehalten, wenn die Temperatur im Gefrierfach auf die untere Grenzwerttemperatur fällt, wie oben beschrieben wurde. Dementsprechend kann der Betrieb des Kompressors angehalten werden, auch wenn die Temperatur in dem Kühlfach relativ hoch ist. In einem solchen Fall, wenn die Temperatur im Gefrierfach danach bis zur oberen Grenzwerttemperatur ansteigt, so dass der Betrieb des Kompressors wieder gestartet wird, überschreitet die Temperatur im Kühlfach die obere Grenzwerttemperatur. Dementsprechend braucht es danach eine Menge Zeit, damit jede der Temperaturen in den jeweiligen Kühl- und Gefrierfächern auf die entsprechende voreingestellte Temperatur fällt. Dies ergibt eine Reduktion der Arbeitsleistung des Kompressors, bei der Nahrungsmittel nicht wirksam gekühlt werden können.
  • Die EP-A-0 246 465 offenbart einen Kühl-/Gefrierschrank mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Der Controller dieser Vorrichtung schaltet alternierend zwischen ersten und zweiten Betriebsmodi, basierend auf einem einfachen Vergleich zwischen der jeweiligen aktuellen Temperatur und einem einzelnen bzw. einzigen eingestellten Schwellentemperaturwert in jedem Fach.
  • US-A-5 715 693 offenbart einen Kühlschrank mit zwei Fächern, der einen Verdampfer in jedem Fach sowie den Kältemittelstrom zwischen ihnen schaltende Ventile aufweist. Die Strömungsrate des Kompressors wird in Reaktion auf eine abgetastete aktuelle Temperatur der zu kühlenden Massen moduliert.
  • US-A-4 439 998 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Lufttemperatur eines Kühlsystems mit zwei Verdampfern, mit einem einzigen Kondensator und einem einzigen Kompressor. Der Controller steuert das System so, dass das Kältemittel dem einen Verdampfer bevorzugt vor dem anderen geliefert wird, das Ventilsystem aber veranlasst wird, das Kältemittel dem anderen Verdampfer nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne zu liefern. Um festzulegen, welches der beiden Fächer eine bevorzugte Kühlung erfordert, bezieht sich die Steuerung auf einen Vergleich zwischen der aktuellen Temperatur in jedem Fach und einem einzigen bzw. einzelnen Schwellenwert, der für jedes Fach eingestellt ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kühl-/Gefrierschrank bereitzustellen, der einen ersten Verdampfer zum Kühlen der Atmosphäre in dem Kühlfach und den zweiten Verdampfer zum Kühlen der Atmosphäre in dem Gefrierfach aufweist, und der hinsichtlich des Wirkungsgrads des Betriebs des Kompressors verbessert ist.
  • Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung einen Kühl-/Gefrierschrank bereit, wie er in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Kühl-/Gefrierschrank hält der Controller den Betrieb des Kompressors an, wenn eine Temperatur entweder im Kühlfach oder dem Gefrierfach, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, sich unter einer vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur in einem Fall befindet, bei dem eine Temperatur im anderen Fach, für das der Kühlvorgang anhält, auf eine vorbestimmte untere Grenzwerttemperatur fällt. Die Temperatur im Kühl- oder Gefrierfach, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, ist genügend niedrig, wenn der Kompressor angehalten ist bzw. wird. Dementsprechend kann ein übermäßiges Ansteigen der Temperatur im Kühl- oder Gefrierfach, bei dem der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, verhindert werden, bis der Betrieb des Kompressors wieder gestartet wird. Infolgedessen kann der Wirkungsgrad des Kompressors verbessert werden.
  • In einer bevorzugten Form steuert der Controller den Kompressor so, dass eine Leistung des Kompressors variiert wird, und der Controller hält den Betrieb des Kompressors an, wenn sich der Kompressor auf einer niedrigsten Leistung befindet und die Temperatur in dem Fach, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, unter der vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur in einem Fall liegt, bei dem die Temperatur in dem Fach, für das der Kühlvorgang anhält, auf die untere Grenzwerttemperatur fällt.
  • In einer weiteren bevorzugten Form schaltet der Controller den Kühlvorgang auf den zweiten Betriebsmodus, wenn eine Temperatur im Kühlfach auf eine vorbestimmte untere Grenzwerttemperatur fällt, während der Kühlvorgang im ersten Betriebsmodus stattfindet, und danach hält der Controller den Kompressor an, wenn eine Temperatur in dem Gefrierfach auf eine vorbestimmte untere Grenzwerttemperatur fällt, und die Temperatur in dem Kühlfach sich unter einer vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur befindet, während der Kühlvorgang im zweiten Betriebsmodus anhält.
  • Die Erfindung wird im folgenden lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Körpers und eines Kühlzyklus des Kühl-/Gefrierschranks einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer elektrischen Anordnung des Kühl-/Gefrierschranks und
  • 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Steuerweise eines Controllers.
  • Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 ist ein Körper 1 des Kühl-/Gefrierschranks gemäß der Erfindung und ein Kühlzyklus 2 dargestellt. Der Körper 1 des Kühl-/Gefrierschranks umfasst einen wärmeisolierenden Kasten. Ein Inneres des Körpers 1 ist durch eine wärmeisolierende Trennwand 3 in ein oberes Kühlfach 4 und ein unteres Gefrierfach 5 unterteilt. Eine Trenn- bzw. Unterteilungsplatte 6 ist hinten im Innern des Kühlfachs 4 vorgesehen, um einen Kanal 7 festzulegen. Eine weitere Unterteilungsplatte 8 ist auch unten im Innern des Kühlfachs 4 vorgesehen, um ein Gemüsefach 9 festzulegen. Ein erster Verdampfer 10, der den Kühlzyklus 2 bildet, ist im unteren Innenraum (einem Verdampferfach) des Kanals 7 zum Kühlen einer Atmosphäre in dem Kühlfach 4 vorgesehen. Die Unterteilungsplatte 6 hat einen Luftauslass 6a, der durch einen oberen Abschnitt derselben ausgebildet ist. Ein erstes Gebläse 11 ist in dem Luftauslass 6a im Kanal 7 zum Zuführen von Kaltluft in das Kühlfach 4 vorgesehen. Die Trenn- bzw. Unterteilungsplatte hat einen Lufteinlass 6b, der durch einen unteren Abschnitt derselben ausgebildet ist, so dass das Gemüsefach 9 mit dem Kanal 7 durch diesen kommuniziert. Die Unterteilungsplatte 8 hat ein Verbindungsloch 8a, durch das das Kühlfach 4 mit dem Gemüsefach 9 in Verbindung steht.
  • Eine Unterteilungsplatte 12 ist in dem hinteren Innenraum des Gefrierfachs 5 vorgesehen, um einen Kanal 13 festzulegen. Ein zweiter Verdampfer 14, der den Kühlzyklus 2 bildet, ist im unteren Innenraum (einem Verdampferfach) des Kanals 13 zum Kühlen einer Atmosphäre im Gefrierfach 5 vorgesehen. Die Trenn- bzw. Unterteilungsplatte 12 hat einen Luftauslass 12a, der durch einen oberen Abschnitt derselben ausgebildet ist. Ein zweites Gebläse 15 ist in dem Luftauslass 12a im Kanal 13 zum Zuführen von Kaltluft zu dem Gefrierfach 5 vorgesehen. Die Unterteilungsplatte 12 hat einen Lufteinlass 12b, der durch einen unteren Abschnitt derselben ausgebildet ist, so dass das Gefrierfach 5 mit dem Kanal 13 durch diesen in Verbindung steht. Ein Maschinenfach 16 ist in einem unteren Innenraum des Körpers 1 festgelegt. Ein den Kühlzyklus 2 bildender Kompressor 17 ist im hinteren Innenraum des Maschinenfachs 16 vorgesehen. Ein Gebläse (nicht dargestellt) ist in dem Maschinenfach 16 zum Kühlen des Kompressors 17 etc. vorgesehen.
  • Der Kühlzyklus 2 umfasst ferner einen Kondensator 18, ein Dreiwege-Schaltventil 19, das als Ventil dient, und zwei Kapillarröhren 20 und 21 sowie die ersten und zweiten Verdampfer 10 und 14 und den Kompressor 17. Der Kompressor 17 hat einen Auslass, der über den Kondensator 18 mit einem Einlass des Schaltventils 19 in Verbindung steht. Das Schaltventil 19 steht über einen von zwei Auslässen in Verbindung mit einem Einlass des Kompressors 17 über die Kapillarröhre 20, den ersten Verdampfer 10, ein Verbindungsrohr 22 und den zweiten Verdampfer 14. Das Schaltventil 19 steht über den anderen Auslass in Verbindung über die Kapillarröhre 21 mit einem Mittelabschnitt des Verbindungsrohrs 22. Der Kondensator 18 und das Schaltventil 19, die beide in 1 gezeigt sind, sind im Maschinenfach 16 angeordnet. Die Kapillarröhre 20 für den ersten Verdampfer 10 ist in Urethanschaum eingebettet, der das Innere des mit dem ersten Verdampfer zu verbindenden wärmeisolierenden Kastens des Körpers 1 füllt. Die Kapillarröhre 21 für den zweiten Verdampfer 14 ist ebenfalls in dem Urethanschaum eingebettetund ist mit dem zweiten Verdampfer verbunden.
  • Nun wird bezugnehmend auf 2 eine elektrische Anordnung des Kühl-/Gefrierschranks schematisch dargestellt. Ein erster Temperatursensor 23 fühlt eine Temperatur im Kühlfach 4 ab und umfasst einen Thermistor. Ein zweiter Temperaturfühler 24 fühlt eine Temperatur im Gefrierfach 5 ab und umfasst ebenfalls einen Thermistor. Diese Temperatursensoren 23 und 24 sind mit Eingangsanschlüssen einer Steuervorrichtung 25 verbunden, die jeweils als Controller dient. Die Steuervorrichtung 25 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer und hat einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss, die beide mit Ausgangs- bzw. Eingangsanschlüssen eines Timers 26 verbunden sind. Die Steuervorrichtung 25 hat ferner einen weiteren Ausgangsanschluss, der über eine Inverterschaltung 27 mit einem Antriebsmotor 17M verbunden ist. Die Steuervorrichtung 25 hat außerdem mehrere Ausgangsanschlüsse, die über eine Antriebsschaltung 28 jeweils mit dem Schaltventil 19, dem ersten Gebläse 11, dem zweiten Gebläse 15 und dem (nicht dargestellten) Gebläse zur Kühlung des Innenraums des Maschinenfachs 16 verbunden sind.
  • Die Steuervorrichtung 25 gibt Signale von den ersten und zweiten Temperaturfühlern 23 und 24 ein, um dadurch die Temperaturen TR und TF in den Kühl- bzw. Gefrierfächern 4 und 5 zu erfassen. Die Steuervorrichtung 25 steuert über die Inverterschaltung 27 eine Drehgeschwindigkeit N des Antriebsmotors 17M, so dass die Geschwindigkeit N variiert wird (variable Geschwindigkeitssteuerung), woraufhin die Steuervorrichtung 25 den Kompressor 17 so steuert, dass eine Leistung des Kompressors variiert wird. Ferner steuert die Steuervorrichtung 25 das Schaltventil 19. In diesem Fall wird Kältemittel dem ersten Verdampfer 4 und über das Verbindungsrohr 22 auch dem zweiten Verdampfer 14 zugeführt, wenn das Schaltventil 19 so geschaltet ist bzw. wird, dass von dem Kondensator 18 zugeführtes Kältemittel weiter nur der Kapillarröhrenseite zugeführt wird, d.h. so, dass die Atmosphäre im Kühlfach 4 gekühlt wird. Infolgedessen wird der Kühlvorgang auf einen ersten Betriebsmodus geschaltet, bei dem die Atmosphäre im Kühlfach 4 gekühlt wird. Andererseits wird das Kältemittel dem zweiten Verdampfer 14 zugeführt, wenn das Schaltventil 19 so geschaltet ist bzw. wird, dass das von dem Kondensator 18 zugeführte Kältemittel außerdem nur der Kapillarröhrenseite 21 zugeführt wird, d.h. so, dass die Atmosphäre im Gefrierfach 5 gekühlt wird. Infolgedessen wird der Kühlvorgang auf einen zweiten Betriebsmodus geschaltet, bei dem die Atmosphäre im Kühlfach 5 gekühlt wird.
  • Die Steuervorrichtung 25 steuert ferner Gebläsemotoren (nicht dargestellt) der ersten und zweiten Gebläse 11 und 15 sowie des Gebläses zum individuellen Kühlen des Innenraums des Maschinenfachs. In diesem Fall wird bevorzugt, dass Drehgeschwindigkeiten der Gebläsemotoren oder die Blaskapazität jedes Gebläses variabel gesteuert wird (variable Geschwindigkeitssteuerung).
  • Im folgenden wird der Betrieb des Kühl-/Gefrierschranks unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Steuervorrichtung 25 startet, wenn ihr elektrische Energie geliefert wird. Zunächst führt die Steuervorrichtung 25 einen Initialisierungsprozess bei Schritt S1 aus. Die Steuervorrichtung 25 führt die folgenden Prozessschritte zusätzlich zu einem vorbestimmten Initialisierungsprozess durch. Das heißt, die Steuervorrichtung 25 erhält die Differenz ΔF (= TF – TFu) zwischen der aktuellen Temperatur TF im Gefrierfach 5 und einem vorbestimmten oberen Temperaturgrenzwert TFu (beispielsweise –18°C) für das Gefrierfach 5. Die Steuervorrichtung 25 erhält auch die Differenz ΔR zwichen der aktuellen Temperatur TR im Gefrierfach 4 und einer vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur TRu (beispielsweise 5°C) für das Kühlfach 4. Die Steuervorrichtung 25 vergleicht dann die erhaltenen Differenzen ΔF und ΔR. Wenn die Differenz ΔF gleich oder größer ist als die Differenz ΔR (ΔF ≥ ΔR), wird das Schaltventil 19 so geschaltet, dass der Kühlvorgang auf den zweiten Betriebsmodus geschaltet wird, bei dem die Atmosphäre im Gefrierfach 5 gekühlt wird. Ferner wird ein Flag F auf "0" zurückgestellt. Andernfalls schaltet die Steuervorrichtung 25 das Schaltventil 19 so, dass der Kühlvorgang auf den ersten Betriebsmodus geschaltet wird, bei dem die Atmosphäre im Kühlfach 4 gekühlt wird, wobei das Flag F auf "1" gesetzt wird.
  • Beim Vergleich der Differenzen ΔF und ΔR, wenn beide Differenzen jeweils positive Werte annehmen, ist die einen größeren Wert annehmende Differenz größer als die einen kleineren Wert annehmende Differenz. Wenn eine Differenz einen positiven Wert annimmt und die andere einen negativen Wert annimmt, ist die den positiven Wert annehmende Differenz größer als die den negativen Wert annehmende Differenz. Wenn beide Differenzen jeweils negative Werte annehmen, ist die einen kleineren Absolutwert annehmende Differenz größer als die einen größeren Absolutwert annehmende Differenz. Der Einfachheit der Beschreibung halber wird nun angenommen, dass die Differenz ΔF größer ist und das Schaltventil 19 auf den zweiten Betriebsmodus geschaltet wird, so dass die Atmosphäre im Gefrierfach 5 gekühlt wird. Ferner wird angenommen, dass das Flag F auf "0" zurückgestellt wird.
  • Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S2 über, um zu ermiteln bzw. bestimmen, ob die Temperatur im Kühlfach 4 gleich oder größer ist als die obere Grenzwerttemperatur, oder ob die Temperatur im Gefrierfach 5 gleich oder größer ist als die obere Grenzwerttemperatur (TR ≥ TRu oder TF ≥ TFu?). Die Bestimmung bei Schritt S2 wird wiederholt, wenn die Steuervorrichtung 25 negativ bestimmt. Wenn die Bestimmung bei Schritt S2 positiv ausfällt, geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S3 über, um über die Inverterschaltung 27 den Antriebsmotor 17M einzuschalten, so dass der Kompressor 17 angetrieben wird.
  • Bei Antrieb des Kompressors 17 wird das von dem Kompressor komprimierte Kältemittel durch den Kondensator 18 kondensiert, um dem Schaltventil 19 zugeführt zu werden. Da das Schaltventil 19 auf den zweiten Betriebsmodus geschaltet ist, wird das Kältemittel vom Schaltventil 19 über die Kapillarröhre 21 nur dem zweiten Verdampfer 14 geliefert. Das Kältemittel wird durch den zweiten Verdampfer 14 verdampft und wird danach zum Kompressor 17 zurückgeführt. Die Steuervorrichtung 25 startet das zweite Gebläse 15, wenn das Schaltventil 19 auf den zweiten Betriebsmodus geschaltet ist bzw. wird. Der Gebläsebetrieb des zweiten Gebläses 15 bewirkt, dass die von dem zweiten Verdampfer 14 erzeugte kalte Luft durch den Luftauslass 12a des Kanals 13 in das Gefrierfach 5 strömt, wie durch einen Pfeil A in 1 gezeigt ist. Die kalte Luft strömt dann nach unten in das Gefrierfach 5, um in den Einlass 12b eingesaugt zu werden, so dass die Atmosphäre im Gefrierfach 5 gekühlt wird.
  • Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S4 über, um zu bestimmen, ob das Flag F auf "0" gesetzt ist, oder ob das Schaltventil 19 sich im zweiten Betriebsmodus befindet. Die Steuervorrichtung 25 bestimmt bei Schritt S4 positiv und geht zu Schritt S5 über. Bei Schritt S5 startet die Steuervorrichtung 25 einen Timer 26, so dass eine eingestellte Zeit T1 (beispielsweise 15 Minuten) für die Kühlung der Atmosphäre im Gefrierfach 5 zeitgesteuert wird. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S6 über, um zu bestimmen, ob die Temperatur im Gefrierfach 5 auf oder unter eine vorbestimmte untere Grenzwerttemperatur TFd (beispielsweise –22°C) für das Gefrierfach 5 gefallen ist. In der Ausführungsform bestimmt die Steuervorrichtung 25 bei Schritt S6 negativ und geht zu Schritt S7 über. Die Steuervorrichtung 25 bestimmt bei Schritt S7, ob der Timer 26 die Timingfunktion beendet hat. Wenn bei schritt S7 negativ bestimmt wird, kehrt die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S6 zurück und wiederholt alternierend die Schritte S6 und S7.
  • Danach bestimmt die Steuervorrichtung 25 bei Schritt S7 positiv, wenn der Timer 26 die Timingfunktion in bezug auf die eingestellte zeit T1, während der die Steuervorrichtung die Schritte S6 und S7 wiederholt, beendet. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S8 über, um zu bestimmen, ob die Temperatur in dem Kühlfach 4, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, gleich oder größer ist als die obere Grenzwerttemperatur (TR ≥ TRu?). Wenn bei Schritt S8 negativ bestimmt wird, kehrt die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S6 zurück und wiederholt der Reihe nach die Schritte S6, S7 und 58. Wenn bei Schritt S8 eine positive Bestimmung erfolgt, geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S9 über, um das Schaltventil 19 zu schalten. Die Steuervorrichtung 25 macht bei Schritt S6 eine positive Bestimmung; wenn die Temperatur TF im Gefrierfach 5 auf oder unter die untere Grenzwerttemperatur TFd fällt, während die Schritte S6 und S7 alternierend wiederholt werden oder während die Schritte S6, S7 und S8 sequentiell wiederholt werden. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S10 über.
  • Die Steuervorrichtung 25 berechnet und überwacht sequentiell eine Änderungsrate der fallenden Temperatur TF in dem Gefrierfach 5 während des Kühlvorgangs für das Gefrierfach. Die Steuervorrichtung 25 steuert die Inverterschaltung 27 so, dass die Geschwindigkeit N des Antriebsmotors 17M des Kompressors 17 mit einer Zunahme in der berechneten Änderungsrate reduziert wird. Wenn die Änderungsrate der sinkenden Temperatur TF groß ist, ist die Kühlleistung des Kompressor 17 hoch, d.h. die Last des Gefrierfachs 5 ist klein. Dementsprechend wird die Leistung des Kompressors 17 zur Energieeinsparung in einem solchen Fall reduziert.
  • Die Steuervorrichtung 25 bestimmt dann bei Schritt S10, ob die Geschwindigkeit N des Antriebsmotors 17M minimal ist, d.h. ob die Leistung des Kompressors 17 am geringsten ist.
  • Wenn die Bestimmung bei Schritt S10 negativ ausfällt, geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S9 über. Bei Schritt S9 schaltet die Steuervorrichtung 25 das Schaltventil 19 so, dass der Kühlvorgang für das Kühlfach 4 durchgeführt wird. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S11 über und setzt das Flag F auf "1". Wenn das Schaltventil 19 so geschaltet wird, dass der Kühlvorgang für das Kühlfach 4 durchgeführt wird, hält die Steuervorrichtung 25 die Betätigung des zweiten Gebläses 15 an und startet die Betätigung des ersten Gebläses 11. Wenn das Schaltventil 19 so geschaltet worden ist, dass der Kühlvorgang für das Kühlfach 5 durchgeführt wird, wird das dem Schaltventil 19 zugeführte Kältemittel ferner über die Kapillarröhre 20 dem ersten Verdampfer 10 zugeführt, so dass der Großteil des Kältemittels durch den ersten Verdampfer verdampft wird. Das restliche Kältemittel wird über das Verbindungsrohr 22 dem zweiten Verdampfer 14 zugeführt, um durch diesen verdampft zu werden. Durch die Gebläsefunktion des ersten Gebläses 11 wird die kalte Luft vom ersten Verdampfer 10 über den Luftauslass 6a in das Gefrierfach 4 eingeleitet. Die dem Gefrierfach 4 zugeführte kalte Luft wird darin nach unten zirkulieren gelassen, wie durch einen Pfeil B in 1 dargestellt ist, und danach über das Verbindungsloch 8a dem Gemüsefach 9 zugeführt. Die kalte Luft wird durch den Lufteinlass 6b in den Kanal 7 eingesaugt.
  • Nach Ausführung des Schritts S11 geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S4 über, bei dem die Steuervorrichtung negativ bestimmt und zu Schritt S12 übergeht. Bei Schritt S12 startet die Steuervorrichtung 25 den Timer 26, so dass eine eingestellte Zeit T2 (beispielsweise 10 min) für die Kühlung der Atmosphäre im Kühlfach 4 zeitgesteuert wird. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S13 über, um zu bestimmen, ob die Temperatur TR im Kühlfach 4, für das der Kühlvorgang abläuft, auf die untere Grenzwerttemperatur TRd (beispielsweise 1°C) für das Kühlfach 4 gefallen ist. In der Ausführungsform bestimmt die Steuervorrichtung 25 bei Schritt S13 negativ, und geht zu Schritt S14 über. Die Steuervorrichtung 25 bestimmt bei Schritt S14, ob der Timer 26 die Zeitsteuerfunktion beendet hat. Wenn bei Schritt S14 negativ bestimmt wird, kehrt die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S13 zurück und wiederholt abwechselnd die Schritte S13 und S14.
  • Die Steuervorrichtung 25 fällt bei Schritt S14 eine positive Bestimmung, wenn der Timer 26 die Zeitsteuerfunktion hinsichtlich der eingestellten Zeit T2 beendet hat, während die Steuervorrichtung die Schritte S13 und S14 wiederholt. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S15 über, um zu bestimmen, ob die Temperatur TF im Gefrierfach 5, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, gleich oder größer als die obere Grenzwerttemperatur TFu ist (TF ≥ TFu?). Wenn bei Schritt S15 negativ bestimmt wird, kehrt die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S13 zurück und wiederholt die Schritte S13, S14 und S15 der Reihe nach. Wenn bei Schritt S15 positiv bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S16 über, um das Schaltventil 19 zu schalten. Ferner bestimmt die Steuervorrichtung 25 bei Schritt S13 positiv, wenn die Temperatur TR im Kühlfach 4 auf oder unter die untere Grenzwerttemperatur TRd fällt, während die Schritte S13 und S14 abwechselnd wiederholt werden oder während die Schritte S13, S14 und S15 sequentiell wiederholt werden. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S17 über.
  • Die Steuervorrichtung 25 berechnet und überwacht der Reihe nach eine Änderungsrate der abfallenden Temperatur TR in dem Kühlfach 4 während des Kühlvorgangs für das Kühlfach. Die Steuervorrichtung 25 steuert die Inverterschaltung 27 so, dass die Geschwindigkeit N des Antriebsmotors 17M des Kompressors 17 mit einer Zunahme der berechneten Änderungsrate reduziert wird. Wenn die Änderungsrate der fallenden Temperatur TR groß ist, ist die Kühlleistung des Kompressors 17 hoch, d.h. die Last des Kühlfachs 4 ist gering. Dementsprechend wird die Leistung des Kompressors 17 zur Energieeinsparung in einem solchen Fall reduziert.
  • Die Steuervorrichtung 25 bestimmt dann bei Schritt S17, ob die Geschwindigkeit N des Antriebsmotors 17M minimal ist, d.h. ob die Leistung des Kompressors 17 am geringsten ist. Wenn bei Schritt S17 negativ bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S16 über. Bei Schritt S16 schaltet die Steuervorrichtung 25 das Schaltventil 19 so, dass die Kühlfunktion für das Gefrierfach 5 durchgeführt wird. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S18 über, um das Flag F auf "0" zurückzustellen. Wenn das Schaltventil 19 so geschaltet ist bzw. wird, dass der Kühlvorgang für das Gefrierfach 5 durchgeführt wird, startet die Steuervorrichtung 25 den Betrieb des zweiten Gebläses 15 und führt den Betrieb des ersten Gebläses 11 für eine vorbestimmte Zeit fort, wonach der Betrieb des ersten Gebläses eingestellt wird. Nach Ausführung des Schritts S18 geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S4 über. Wenn bei Schritt S4 positiv bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S5 über und wiederholt anschließend die oben beschriebene Steuerart. Infolgedessen wird die Atmosphäre im Gefrierfach 5 so gekühlt, dass die Temperatur darin auf einer eingestellten Temperatur (beispielsweise 3°C durchschnittlich) für das Kühlfach 4 gehalten wird, und die Atmosphäre im Gefrierfach 5 wird so gekühlt, dass die Temperatur darin auf einer eingestellten Temperatur (beispielsweise –20°C durchschnittlich) für das Gefrierfach 5 gehalten wird.
  • Das erste Gebläse 11 wird kontinuierlich für die vorbestimmte Zeit angetrieben, auch wenn das Schaltventil so geschaltet worden ist, dass der Kühlvorgang für das Gefrierfach 5 durchgeführt wird, wie oben beschrieben wurde. Der Grund für diese Steuerart ist folgender. Am ersten Verdampfer 10 kommt es zu einer Taukondensation infolge von in dem im Kühlfach 4 untergebrachten Nahrungsmitteln und in dem im Gemüsefach 9 untergebrachtem Gemüse enthaltener Feuchtigkeit. Wenn das erste Gebläse 11 kontinuierlich angetrieben wird, auch nachdem das Schaltventil 19 geschaltet worden ist, wird der Tau auf dem ersten Verdampfer 10 durch den Blasvorgang des ersten Gebläses 11 verdampft, so dass die Feuchtigkeit zu den Kühl- und Gemüsefächern 4 und 9 zurückgeführt wird. Da die Feuchtigkeit in jedem der Kühl- und Gemüsefächer 4 und 9 zunimmt, kann ein Austrocknen der Nahrungsmittel und insbesondere des Gemüses verhindert werden. Der Kühlvorgang wird für das Gefrierfach 5 durchgeführt, wenn das Schaltventil 19 so geschaltet worden ist, wie oben beschrieben wurde. Die Steuervorrichtung 25 geht zum Schritt S19 über, wenn bei Schritt S6 und auch bei Schritt S10 während dieses Kühlvorgangs für das Gefrierfach 5 positiv bestimmt wird. Bei Schritt S19 bestimmt die Steuervorrichtung 25, ob die Temperatur TR im Kühlfach 4, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, unter der oberen Grenzwerttemperatur TRu liegt. Die Steuervorrichtung 25 geht zum Schritt S9 über, wenn bei Schritt S19 negativ bestimmt wird. Andererseits geht die Steuervorrichtung 25 zum Schritt S20 über, wenn bei Schritt S19 positiv bestimmt wird.
  • Bei Schritt S20 hält die Steuervorrichtung 25 den Antriebsmotor 17M an, um dadurch den Betrieb des Kompressors 17 anzuhalten, und hält ferner den Betrieb des zweiten Gebläses 15 an. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S21 über, um das Flag F auf "1" zu stellen, und kehrt zu Schritt S2 zurück. Dementsprechend bleibt der Kompressor 17 angehalten, bis die Temperatur TR im Gefrierfach 4 auf oder über die obere Grenzwerttemperatur TRu ansteigt, oder die Temperatur TF im Gefrierfach 5 auf oder über die obere Grenzwerttemperatur TFu ansteigt, so dass die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S3 übergeht.
  • Ferner wird der Kühlvorgang für das Kühlfach 4 durchgeführt, wenn das Schaltventil 19 nach obiger Beschreibung geschaltet worden ist. Die Steuervorrichtung 25 geht zu Schritt S22 über, wenn bei Schritt S13 positiv bestimmt wird und ferner bei Schritt S17 während dieses Kühlvorgangs für das Kühlfach 4 positiv bestimmt wird. Bei Schritt S22 bestimmt die Steuervorrichtung, ob die Temperatur TF im Gefrierfach 4, für die der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, unter der unteren Grenzwerttemperatur TFu liegt. Die Steuervorrichtung 25 geht zu Schritt S16 über, wenn bei Schritt S22 negativ bestimmt wird. Andererseits geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S23 über, wenn bei Schritt S22 positiv bestimmt wird.
  • Bei Schritt S23 hält die Steuervorrichtung 25 den Antriebsmotor 17M an, um dadurch den Betrieb des Kompressors 17 anzuhalten, und hält ferner den Betrieb des ersten Gebläses 11 nach der vorbestimmten Zeit des Schaltens des Schaltventils 19 an. Die Steuervorrichtung 25 geht dann zu Schritt S24 über, um das Flag F auf "0" zu stellen, und kehrt zu Schritt S2 zurück.
  • Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der Kühlvorgang für das Gefrierfach 5 und der Kühlvorgang für das Kühlfach 4 für die jeweils eingestellten Zeiten T1 und T2 alternierend durchgeführt. Wenn die Temperatur TF im Gefrierfach 5 auf oder unter die untere Grenzwerttemperatur TFd während des Kühlvorgangs für das Gefrierfach fällt, wird der Kühlbetrieb auf denjenigen für das Kühlfach 4 umgeschaltet, auch bevor die eingestellte Zeit T1 verstrichen ist. Ferner wird auch nach Verstreichen der eingestellten Zeit T1 der Kühlvorgang für das Gefrierfach 5 fortgesetzt, wenn die Temperatur TR im Kühlfach 4, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, unter der oberen Grenzwerttemperatur TRu liegt und die Temperatur TF im Gefrierfach 5 höher ist als die untere Grenzwerttemperatur TFd. Außerdem wird, wenn die Temperatur TR im Kühlfach 4 auf oder unter die untere Grenzwerttemperatur TRd während des Kühlvorgangs für das Kühlfach fällt, der Kühlvorgang auf denjenigen für das Gefrierfach 5 umgeschaltet, auch bevor die eingestellte Zeit T2 abläuft. Ferner wird auch nach Ablauf der eingestellten Zeit T2 der Kühlvorgang für das Kühlfach 4 fortgesetzt, wenn die Temperatur TF im Gefrierfach 5, für das der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, unter der oberen Grenzwerttemperatur TFu liegt und die Temperatur TR im Kühlfach 4 höher ist als die untere Grenzwerttemperatur TRd. Dementsprechend muss der Kompressor 17 eine solche Kühlleistung aufweisen, dass nur die Atmosphäre im Gefrierfach 5 bei dem Kühlvorgang für das Gefrierfach gekühlt wird, und dass die Atmosphäre im Kühlfach 4 hauptsächlich beim Kühlvorgang für das Kühlfach gekühlt wird. Andererseits muss nach dem Stand der Technik der Kompressor eine solche Kühlleistung aufweisen, dass er gleichzeitig sowohl das Kühlfach als auch das Gefrierfach kühlt. Die Größe des Kompressors 17 kann im Vergleich zu dem bei dem herkömmlichen Kühl-/Gefrierschrank verwendeten Kompressor reduziert sein. Infolgedessen können die Herstellungskosten des Kühl-/Gefrierschranks reduziert werden und es kann ein hohes Niveau an Energieeinsparung erzielt werden.
  • Die Steuervorrichtung 25 berechnet sequentiell die Änderungsraten der fallenden Temperaturen TF und TR in den Gefrier- bzw. Kühlfächern 5 bzw. 4 während des Kühlvorgangs für die Gefrier- bzw. Kühlfächer. Die Steuervorrichtung 25 steuert die Inverterschaltung 27 so, dass die Geschwindigkeit N des Antriebsmotors 17M des Kompressors 17 bei einer Zunahme jeder berechneten Änderungsrate reduziert wird. Wenn die Last des Gefrier- oder Kühlfachs 5 oder 4 gering ist, kann dementsprechend die Kühlleistung des Kompressors 17 gesenkt werden, womit eine Energieeinsparung erzielt werden kann.
  • Die Steuervorrichtung 25 hält den Betrieb des Kompressors 17 an, wenn die Temperatur TR oder TF im Kühl- oder Gefrierfach 4 oder 5, für die der Kühlvorgang nicht durchgeführt wird, unter der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur TRu oder TFu in einem Fall liegt, bei dem die Temperatur TF oder TR im Gefrier- oder Kühlfach 5 oder 4, für die der Kühlvorgang abläuft, unter die jeweilige untere Grenzwerttemperatur TFd oder TRd fällt, und die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 17M des Kompressors 17 ist minimal während des Kühlvorgangs für das Gefrier- oder Kühlfach. Wenn der Betrieb des Kompressors 17 angehalten ist, sind somit beide Temperaturen TF und TR in den jeweiligen Gefrier- bzw. Kühlfächern 5 bzw. 4 niedrig und die Kühlleistung des Kompressors 17 ist minimal. Dementsprechend kann eine übermäßige Zunahme der Temperatur TF oder TR in den jeweiligen Gefrier- oder Kühlfächern 5 oder 4 zuverlässig verhindert werden, wenn der Betrieb des Kompressors 17 angehalten wird. Infolgedessen kann die Betriebsleistung des Kompressors 17 so verbessert werden, dass die Nahrungsmittel wirksam gekühlt werden können.
  • Eine modifizierte Form der vorangehenden Ausführungsform wird nun beschrieben. Die Schritte S17, S22, S23 und S24 im Ablaufdiagramm der 3 werden bei der modifizierten Form eliminiert. Ferner geht die Steuervorrichtung 25 zu Schritt S16 über, wenn bei Schritt S13 positiv bestimmt wird. Dementsprechend wird der Betrieb des Kompressors 17 nur dann angehalten, wenn die Steuervorrichtung 25 in jedem der Schritte S6, S10 und S19 während des Kühlvorgangs für das Gefrierfach 5 positiv bestimmt. Somit wird der Betrieb des Kompressors 17 nicht angehalten, wenn die Temperatur TF im Gefrierfach 5 nicht an oder unter der unteren Grenzwerttemperatur TFd liegt. Infolgedessen kann die Atmosphäre im Gefrierfach 5 für gewöhnlich auf einer niedrigen Temperatur gehalten werden.
  • In der vorangehenden Ausführungsform können entweder einer oder beide der Schritte S10 und S17 eliminiert werden, d.h. die Bestimmung, ob die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 17M des Kompressors 17 minimal ist, kann eliminiert werden. Ferner wird die Leistung des Kompressors 17 so gesteuert, dass sie bei der vorangehenden Ausführungsform variiert wird. Der Kompressor kann aber stattdessen auch mit einer vorbestimmten konstanten Leistung betrieben werden. In diesem Fall kann eine Betriebsleistung des Kompressors niedriger sein als die des herkömmlichen Kompressors. Außerdem kann der Schritt S10 im Ablaufdiagramm der 3 in der oben beschriebenen modifizierten Form eliminiert werden.
  • In der vorangehenden Ausführungsform und deren modifizierter Form wird das Kältemittel vom Schaltventil 19 über die Kapillarröhre 20 während des Kühlvorgangs für das Kühlfach 4 einem Reihendurchgang der ersten und zweiten Verdampfer 10 und 14 zugeführt, wie in 1 gezeigt ist. Das Kältemittel kann aber auch während des Kühlvorgangs für das Kühlfach 4 über die Kapillarröhre 20 nur dem ersten Verdampfer 10 zugeführt werden. Ferner wird jedes der ersten und zweiten Gebläse 11 und 15 sowie das Maschinenfachgebläse mit einer vorbestimmten Blaskapazität angetrieben. Die Blaskapazität jedes Gebläses kann aber auch so gesteuert werden, dass sie stattdessen variiert. Außerdem ist, wie 1 zeigt, das Gemüsefach 19 vorgesehen, es kann aber auch nicht vorgesehen sein.
  • Die vorangehende Beschreibung und die Zeichnungen veranschaulichen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung und sind nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen. Verschiedene Änderungen und Modifikationen sind Fachleuten ersichtlich. Alle diese Änderungen und Modifikationen sollen in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (6)

  1. Kühl-/Gefrierschrank, der umfasst: ein Kühlfach (4), ein Gefrierfach (5), einen Kühlkreis (2) mit einem Kompressor (17) zum Komprimieren eines Kältemittels, einen Kondensator (18) zum Kondensieren des von dem Kompressor (17) zugeführten Kältemittels, einen ersten Verdampfer (10) zum Kühlen einer Atmosphäre in dem Kühlfach (4), einen zweiten Verdampfer (14) zum Kühlen einer Atmosphäre in dem Gefrierfach (5), ein Ventil (19) zum Schalten eines Kühlbetriebs zwischen einem ersten Betriebsmodus, bei dem das von dem Kompressor (17) komprimierte Kältemittel mindestens dem ersten Verdampfer (10) zugeführt wird, und einem zweiten Betriebsmodus, bei dem das von dem Kompressor (17) komprimierte Kältemittel mindestens dem zweiten Verdampfer (14) zugeführt wird, und einen Controller (25) zum Steuern des Kompressors (17) und zum Steuern des Ventils (19) derart, dass die ersten und zweiten Betriebsmodi alternierend durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (25) für das Kühlfach (4) mit einer vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur (TRu) und mit einer vorbestimmten unteren Grenzwerttemperatur (TRd), die niedriger ist als die obere Grenzwerttemperatur (TRu), und für das Gefrierfach (5) mit einer vorbestimmten oberen Grenzwerttemperatur (TFu) und mit einer vorbestimmten unteren Grenzwerttemperatur (TFd), die niedriger ist als die obere Grenzwerttemperatur (TFu) eingestellt ist, der Controller (25) das Ventil (19) so steuert, dass der Kühlbetrieb in den ersten oder zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit davon geschaltet wird, in welchem, dem Kühlfach (4) oder dem Gefrierfach (5), ein Unterschied (ΔF,ΔR) zwischen einer jeweiligen aktuellen Temperatur (TR,TF) und der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur (TFu,TRu) größer ist, und der Controller (25) den Betrieb des Kompressors (17) stoppt, wenn die aktuelle Temperatur (TR,TF) in einem der Kühl- bzw. Gefrierfächer (4,5), für das der Kühlbetrieb nicht durchgeführt wird, unter der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur (TRu,TFu) liegt, falls eine aktuelle Temperatur (TR,TF) in dem anderen Fach (5,4), für das der Kühlbetrieb läuft, auf die jeweilige untere Grenzwerttemperatur (TRd,TFd) gesunken ist.
  2. Kühl-/Gefrierschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (25) den Kompressor (17) so steuert, dass eine Leistung des Kompressors (17) variiert, und der Controller (25) den Betrieb des Kompressors (17) stoppt, wenn der Kompressor (17) sich auf niedrigster Leistung befindet und die aktuelle Temperatur (TR,TF) in dem Fach (4,5), für welches der Kühlbetrieb nicht durchgeführt wird, unter der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur (TRu,TFu) liegt, falls die aktuelle Temperatur (TR,TF) in dem Fach (5,4), für das der Kühlbetrieb läuft, unter die jeweilige untere Grenzwerttemperatur (TRd,TFd) gesunken ist.
  3. Kühl-/Gefrierschrank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (25) den Kompressor (17) so steuert, dass die Leistung des Kompressors (17) bei einer Zunahme einer Änderungsrate der sinkenden Temperatur in dem Fach (5,4), für das der Kühlbetrieb gerade läuft, reduziert wird.
  4. Kühl-/Gefrierschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (25) den Kühlbetrieb in den zweiten Betriebsmodus schaltet, wenn die aktuelle Temperatur (TR) in dem Kühlfach (4) unter die jeweilige untere Grenzwerttemperatur (TRu) sinkt, während der Kühlbetrieb im ersten Betriebsmodus gerade läuft, und danach der Controller (25) den Betrieb des Kompressors (17) stoppt, wenn die aktuelle Temperatur in dem Gefrierfach (5) auf die jeweilige untere Grenzwerttemperatur (TFd) gesunken ist und die Temperatur in dem Kühlfach (4) unter der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur (TRu) liegt, während der Kühlbetrieb im zweiten Betriebsmodus abläuft.
  5. Kühl-/Gefrierschrank nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass, falls die aktuelle Temperatur (TR,TF) in einem der Kühl- bzw. Gefrierfächer (4,5), für das der Kühlbetrieb gerade läuft, über der jeweiligen unteren Grenzwerttemperatur (TRu,TFu) liegt, der Controller (25) den Kühlbetrieb schaltet, wenn eine vorbestimmte Zeit von Beginn des Kühlbetriebs verstrichen ist und die aktuelle Temperatur (TR,TF) in dem anderen Fach (5,4), für das der Kühlbetrieb nicht durchgeführt wird, über der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur (TRu,TFu) liegt.
  6. Kühl-/Gefrierschrank nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (25) den Kühlbetrieb schaltet, falls die aktuelle Temperatur (TR,TF) in einem der Kühl- bzw. Gefrierfächer (4,5), für das der Kühlbetrieb nicht durchgeführt wird, über der jeweiligen oberen Grenzwerttemperatur (TRu,TFu) liegt, wenn die aktuelle Temperatur in dem anderen Fach (5,4), für das der Kühlbetrieb gerade läuft, unter die jeweilige untere Grenzwerttemperatur (TRd, TFd) gesunken ist.
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