EP1111319A2 - Refrigeration device - Google Patents
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- EP1111319A2 EP1111319A2 EP00127673A EP00127673A EP1111319A2 EP 1111319 A2 EP1111319 A2 EP 1111319A2 EP 00127673 A EP00127673 A EP 00127673A EP 00127673 A EP00127673 A EP 00127673A EP 1111319 A2 EP1111319 A2 EP 1111319A2
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- structural unit
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- wall
- compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
- F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature
Definitions
- the invention relates to a cooling device in the form of a cabinet or Chest according to the features specified in the preamble of claim 1.
- Such cooling devices are, for example, refrigerators, freezers, Fridge-freezer combinations, freezers and the like. It is about in this case about devices manufactured in large series, in which due to the Mass production even slight simplifications in manufacturing and assembly can lead to high cost savings. While such devices to date work almost exclusively under thermostat control, d. H. depending on the cold room temperature be switched on or off, there are already considerations, the compressor driving motor with an electronic speed controller and regulate. Such speed controllers, for example frequency converters, can are now miniaturized and manufactured at acceptable costs.
- a Such a cooling device is known for example from PCT / DK96 / 00300. There the compressor is designed as a substantially closed pot, the Frequency converter inside a box attached to the side of this pot sits.
- the object of the invention is a generic one Cooling device in which the drive motor of the compressor by a electronic speed controller is controlled so that the aforementioned Disadvantages are largely avoided.
- a device be created, which is inexpensive to manufacture, reliable works and is also easy to repair.
- the basic idea of the present invention is to put together the speed controller to be combined with the temperature or speed control to form a structural unit, in order to replace the compressor separately Create unit that can be replaced quickly and easily even in the event of repairs can be.
- This at least from temperature control and speed controller The unit formed forms the central connection component of the cooling or Freezer, since the mains supply connects to this central unit.
- the output of the speed controller is via a connecting cable to the compressor connected. Other cable connections are depending on the arrangement and The scope of the unit may be required.
- the structural unit can also be arranged on the compressor, then expediently vibration-damped on the compressor housing is attached.
- the speed controller and at least is preferred the electronic control comprising a structural unit spatially separated from the compressor be arranged separately.
- the sensitive electronics are arranged there as a unit can be where it is in terms of vibration exposure and heat dissipation is cheap.
- all of the electronics are preferably structural Unit summarized.
- the speed controller and temperature control can therefore possibly further electrical or electronic components in this structural unit can be arranged.
- the electronics from the compressor spatially separated or at least vibration isolated and / or is arranged thermally insulated there is a much more favorable long-term behavior, d. H.
- compressor and electronics can be separated in the event of a repair be replaced. This is particularly important because when exchanging the compressor the coolant circuit is always open, which with mechanical Interventions in the system are connected, which are expensive. When exchanging Electronics, on the other hand, only requires the loosening of screw or snap connections as well as electrical contacts, which is also due to little trained Service technician can be done.
- the Unit the number of components to be assembled can be further reduced if namely, what is appropriate, as many other components as possible, such as Lighting, temperature display, operating status display, temperature sensor and if necessary, further components can be integrated into this structural unit.
- a sensor is also used in this structural unit Acquisition of a reference variable for cold room temperature control, namely for the Scheme is provided.
- a sensor can be a temperature sensor his.
- the sensor can be arranged within the device within the structural unit such that he protrudes through a recess in the wall in the refrigerator, while the remaining part of the structural unit is arranged outside.
- the sensor is arranged on the outside of the wall and thermally conductive this be connected, so that an opening through the cold room wall is unnecessary is. This in turn has advantages with regard to the thermal insulation of the Cold room and the tightness requirements of the structural unit.
- the structural unit sit inside the refrigerator or outside. If she sits outside, can they rest on the wall delimiting the cooling space or at a distance be arranged for this. The latter will be particularly favorable if the Heat loss of the power electronics, which is arranged within the structural unit is completely to the ambient air and not directly or indirectly should be dissipated via the cooling medium.
- the unit can preferably in the air-side convection flow of the condenser, preferably be located below this, as the air is coldest there.
- a dissipation of the heat loss via the cooling medium is provided it expedient to either the structural unit within the cold room or directly adjacent to the wall and or at least thermally connected to arrange with this. Constructions and are particularly advantageous Arrangements in which the control parts are part of the structural unit, the structural unit is arranged so that the controls for the consumer are accessible.
- An electronic frequency converter is preferably used as the speed controller. In a simpler form, however, this can also be done by a phase control or even be formed by a pulse cascade circuit. With the latter the electronics essentially consist of the switch and the control, which controls the switch.
- the door or cover switch contact for the cold room lighting in this structural unit and possibly also integrated the lighting itself.
- it can in particular useful when arranging the structural unit within the cold room be a blower for circulating the air in the cold room into the to integrate the structural unit. With such air circulation, both Heat dissipation improves as well as a largely uniform temperature distribution be produced within the entire cold room.
- a transmitting and / or receiving device for wireless data transmission the device is to be provided, it is expediently in the structural unit integrated.
- the entire electronics of the Device summarized in the structural unit which is not just manufacturing Brings advantages.
- Such wireless data transmission can for example for setting the cold room temperature from the outside or for integration serve the device in a computer controlled system.
- the provision A remote control is particularly advantageous if the arrangement of the structural unit is such that direct access for setting purposes is not or only is possible with difficulty.
- a defrost from time to time at least the evaporator is required is required.
- the defrost control is then also integrated in the structural unit.
- the cooling of the power electronics by the cooling medium itself or via the Air in the refrigerator is very effective and enables a high level Degree of miniaturization of power electronics, but on the other hand has the disadvantage that it degrades the overall efficiency of the device.
- the invention therefore alternatively provides for the structural unit to be close to or on the outside to arrange the device and the heat loss of the power electronics remove the ambient air. Depending on the spatial conditions, it can also be useful, both convection cooling to the outside and cooling to be provided via the cooling medium or the cooling compartment.
- the refrigerator shown in FIG. 1 has a cooling space 1 delimiting it Wall 2 on.
- the front of the refrigerator 1 is through a door 3 completed.
- the wall 2 is on the outside as in such devices Usually provided with insulation 4, which is shown in Fig. 1 only on the top is.
- insulation 4 which is shown in Fig. 1 only on the top is.
- the wall 2 springs back in steps at the front, to the outside underneath a space for one usually arranged there To create compressor 5.
- the compressor 5 can either as closed compressor pot or be designed as an open system. He is via a line, not shown, with a rear inside the refrigerator 1 provided evaporator 6 connected. the one with an expansion device Connected with one on the back of the outside of the Wall 2 spaced capacitor 7 is connected, the Input in turn is connected to the compressor output.
- the compressor 5 which is not described in detail here, has an electric motor on by means of an electronic speed controller in the form of a frequency converter is controlled.
- the frequency converter in turn is replaced by a Temperature control controlled by a temperature sensor the cold room temperature supervised.
- the electronics of the frequency converter and the control electronics are combined in a structural unit 8 and together with the remaining electronics of the device arranged in a common housing.
- FIG. 1 Units 8a to 8i vary in detail depending on whether, for example, the Temperature sensor, the fan, the lamp, the switch, a display or others Have components or not.
- each structural unit 8 is the Frequency converter and the control electronics assigned. However, it can also further electronics, for example for regulating the expansion device, the is usually provided on the compressor side, also in this structural unit 8 be integrated.
- All arrangements of the structural unit 8 have in common that they are spatial separate from the compressor 5, so this is vibration isolated and are arranged thermally separated.
- the structural unit 8a is in the area between wall 2 and the outside of the not shown in this area Insulation.
- the variance of the arrangement with regard to the distance to the wall 2 can be as it is further below based on the arrangements 8d, 8e and 8f are explained.
- the arrangement 8a above the compressor 5 or 8b or 8c near the rear wall has the advantage of short cable runs.
- the structural unit 8d is arranged so that it is inside the insulation 4 on the Wall 2, namely at the top of the cooling chamber 1 wall part is present. Such an arrangement is particularly advantageous if the structural unit is only cooled via the cold room should. On the other hand, cooling via the cold room should not be possible take place, the arrangement of the structural unit 8e is preferred, which on the Insulation 4 is arranged.
- the cooling space 1 lies through the insulation 4 protected under the structural unit 8e, the heat generated there rises and is dissipated there by suitable heat sinks.
- the structural unit 8g is typically one from the front into the insulation 4 used. which also the refrigerator compartment lighting, the corresponding door contact switch as well as a temperature display visible from the front as well as has further indicator lights and switches.
- the structural unit 8h is arranged and includes within the cold room 1 In addition to the lamp and door contact switch, the temperature adjuster for selecting the Cold room temperature.
- the structural unit 8i arranged in the bottom of the refrigerator is arranged such that it is thermally connected to the sheet metal chassis. About the sheet metal embossed base plate, all heat is dissipated.
- the structural unit 8f can be at a distance from the Wall 2 can be arranged and still be cooled via the cold room.
- the structural unit 8f has a heat conduction device near its underside 9 (heat spreader), which rests on the wall 2 and is thermally conductive connected to it.
- the resulting within the structural unit 8f Heat is therefore at least partially on the heat conduction device 9 Wall 2 and thus transferred to the air in the refrigerator 1, which is cooled by the evaporator 6.
- a cone-like formation 10 which is close the lower end carries a temperature sensor, which is also thermally conductive the wall 2 is connected.
- This temperature sensor is used to record the Cold room temperature and is the control located in the structural unit 8f assigned.
- the distance between the pin-like formation 10 and the Heat-conducting device 9 is selected so that the influence due to the the heat conduction device 9 to the wall 2 and thus the one in the cooling space 1 the heat emitted is as low as possible.
- the structural unit 8f can optionally be additionally cooled by convection on its upper side.
- Such Arrangement has the advantage that it is due to the insulation to the wall 2 is largely protected against condensation and that the wall 2 in this area can remain closed, so that no further cold bridges to the cold room 1 and leaks of the cold room 1 arise.
- FIG. 3 shows an embodiment variant of the structural unit 8f, which is marked with 8f '.
- the arrangement essentially corresponds the above, d. H. at a distance from the wall 2 by insulation 4 separated.
- the heat is not in the cold room, but only in the ambient air dissipated.
- this heat sink 11 also or additionally Can include sides of the structural unit.
- To guarantee Kömien is a cone-like training in the structural unit 8f ' 10 'is provided, which passes through the insulation 4 and the wall 2.
- the structural unit 8 can also be arranged directly against the wall 2 be when there is almost exclusively heat dissipation via the refrigerator 1 is desired.
- the structural unit designated 8h in FIG. 1 lies within the cooling space 1.
- the construction of such a structural unit 8h is exemplified with reference to FIG. 4 shown.
- the structural unit 8h has a switch contact on its front side 12, which is controlled by the door 3 and for switching the Cold room lighting is used. This lighting is in the form of a lamp 13 in the structural unit 8h integrated.
- An air duct 14 is around the lamp 13 formed, in which a fan 15 sits, both also part of the structural unit 8h.
- the power electronics are targeted by means of the fan 15 and the air duct 14 chilled. In addition, an intensive air circulation in the Cold room guaranteed.
- a setting wheel 18 is accessible from the outside and serves to preselect the cold room temperature.
- a temperature sensor 19 is within the air duct 14 near the one end arranged so that even when the fan is not operating a proportionate accurate temperature detection of the cold room 1 is possible.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung in Form eines Schranks oder einer
Truhe gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a cooling device in the form of a cabinet or
Chest according to the features specified in the preamble of
Derartige Kühlvorrichtung sind beispielsweise Kühlschränke, Gefrierschränke, Kühlgefrierschrankkombinationen, Gefriertruhen und dergleichen. Es handelt sich hierbei um in Großserienfertigung hergestellte Geräte, bei denen aufgrund der Massenfertigung schon geringe Vereinfachungen bei der Fertigung und Montage zu hohen Kosteneinsparungen führen können. Während bis heute derartige Geräte nahezu ausschließlich thermostatgesteuert arbeiten, d. h. je nach Kühlraumtemperatur ein- bzw. ausgeschaltet werden, gibt es bereits Überlegungen, den den Kompressor antreibenden Motor mit einem elektronischen Drehzahlsteller zu versehen und zu regeln. Derartige Drehzahlsteller, beispielsweise Frequenzumrichter können inzwischen miniaturisiert und zu akzeptablen Kosten gefertigt werden. Eine derartige Kühlvorrichtung ist beispielsweise aus PCT/DK96/00300 bekannt. Dort ist der Kompressor als im Wesentlichen geschlossener Topf ausgebildet, wobei der Frequenzumrichter innerhalb eines seitlich an diesem Topf angebrachten Kasten sitzt.Such cooling devices are, for example, refrigerators, freezers, Fridge-freezer combinations, freezers and the like. It is about in this case about devices manufactured in large series, in which due to the Mass production even slight simplifications in manufacturing and assembly can lead to high cost savings. While such devices to date work almost exclusively under thermostat control, d. H. depending on the cold room temperature be switched on or off, there are already considerations, the compressor driving motor with an electronic speed controller and regulate. Such speed controllers, for example frequency converters, can are now miniaturized and manufactured at acceptable costs. A Such a cooling device is known for example from PCT / DK96 / 00300. There the compressor is designed as a substantially closed pot, the Frequency converter inside a box attached to the side of this pot sits.
Eine solche Anordnung ist aus mehreren Gründen nicht erstrebenswert. Zum einen sind eine Vielzahl von Einzelbausteinen zu verkabeln, was aufwendig und somit teuer sowie störanfällig ist. Der Kompressortopf, der aufgrund der Drehung des Motors und der Oszillation des Kolbens ein komplexes mechanisches Schwingungsgebilde darstellt, ist erheblichen mechanischen Schwingungen ausgesetzt, weshalb er üblicherweise weich aufgehängt wird. Die dadurch auf die empfindliche Frequenzumrichterelektronik ausgeübten Schwingungen können zu Platinenrissen, Kontaktschwächen oder anderen, durch mechanische Schwingungen hervorgerufenen Störungen führen. Im Falle einer Reparatur müssen stets Kompressortopf und Frequenzumrichter ausgetauscht werden, da diese als Einheit ausgebildet sind. Da diese Bauteile einen Großteil des Gesamtpreises der Vorrichtung ausmachen, wäre es erstrebenswert, diese einzeln austauschen zu können. Darüber hinaus kann die Anordnung des Frequenzumrichters am Kompressortopf thermische Probleme, insbesondere frequenzumrichterseitig mit sich bringen.Such an arrangement is not desirable for several reasons. On the one hand are a variety of individual components to wire, which is complex and therefore is expensive and prone to failure. The compressor pot, which due to the rotation of the Motors and the oscillation of the piston a complex mechanical vibratory structure is exposed to considerable mechanical vibrations, which is why it is usually hung gently. The thereby on the sensitive Frequency converter electronics vibrations can lead to circuit board cracks, Weak contact or other, caused by mechanical vibrations Cause interference. In the event of a repair, the compressor pot must always be used and frequency inverters can be replaced as they are designed as a unit are. Since these components make up a large part of the total price of the device, it would be desirable to be able to exchange them individually. About that In addition, the arrangement of the frequency converter on the compressor pot can be thermal Problems, especially with the frequency converter.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung, bei der der Antriebsmotor des Kompressors durch einen elektronischen Drehzahlsteller angesteuert ist, so auszubilden, dass die vorgenannten Nachteile weitgehend vermieden werden. Insbesondere soll eine Vorrichtung geschaffen werden, welche kostengünstig in der Herstellung ist, zuverlässig arbeitet und auch reparaturfreundlich ist.Proceeding from this, the object of the invention is a generic one Cooling device in which the drive motor of the compressor by a electronic speed controller is controlled so that the aforementioned Disadvantages are largely avoided. In particular, a device be created, which is inexpensive to manufacture, reliable works and is also easy to repair.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved according to the invention by those specified in
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, den Drehzahlsteller zusammen mit der Temperatur bzw. Drehzahlregelung zu einer baulichen Einheit zusammenzufassen, um auf diese Weise eine vom Kompressor gesondert austauschbare Einheit zu schaffen, die auch im Reparaturfalle schnell und einfach ausgewechselt werden kann. Diese mindestens aus Temperaturregelung und Drehzahlsteller gebildete Baueinheit bildet den zentralen Anschlussbaustein des Kühl- bzw. Gefrierschrankes, da an diese zentrale Baueinheit die Netzversorgung anschließt. Der Ausgang des Drehzahlstellers ist über ein Verbindungskabel mit dem Kompressor verbunden. Weitere Kabelverbindungen sind je nach Anordnung und Umfang der Baueinheit ggf. erforderlich.The basic idea of the present invention is to put together the speed controller to be combined with the temperature or speed control to form a structural unit, in order to replace the compressor separately Create unit that can be replaced quickly and easily even in the event of repairs can be. This at least from temperature control and speed controller The unit formed forms the central connection component of the cooling or Freezer, since the mains supply connects to this central unit. The output of the speed controller is via a connecting cable to the compressor connected. Other cable connections are depending on the arrangement and The scope of the unit may be required.
Grundsätzlich kann die bauliche Einheit auch am Kompressor angeordnet werden, wobei sie dann zweckmäßigerweise schwingungsgedämpft am Kompressorgehäuse angebracht wird. Bevorzugt wird jedoch die den Drehzahlsteller und mindestens die elektronische Regelung umfassende bauliche Einheit räumlich vom Kompressor getrennt angeordnet werden. Eine solche Anordnung hat den wesentlichen Vorteil, dass die empfindliche Elektronik als eine Baueinheit dort angeordnet werden kann, wo es hinsichtlich der Schwingungsbelastung und Wärmeabfuhr günstig ist. Des Weiteren wird bevorzugt die gesamte Elektronik zu einer baulichen Einheit zusammengefasst. Neben dem Drehzahlsteller und der Temperaturregelung können also ggf. weitere elektrische oder elektronische Bauteile in dieser baulichen Einheit angeordnet werden. Insbesondere dann. wenn die Elektronik von dem Kompressor räumlich getrennt oder zumindest schwingungsisoliert und/oder thermisch isoliert angeordnet ist, ergibt sich ein wesentlich günstigeres Langzeitverhalten, d. h. eine bessere Betriebssicherheit der gesamten Vorrichtung. Darüber hinaus können im Falle einer Reparatur Kompressor und Elektronik getrennt ausgetauscht werden. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da beim Austausch des Kompressors stets der Kühlmittelkreislauf zu öffnen ist, was mit mechanischen Eingriffen im System verbunden ist, die aufwendig sind. Beim Austausch von Elektronik hingegen bedarf es lediglich dem Lösen von Schraub- oder Schnappverbindungen sowie elektrischer Kontakte, was auch durch wenig geschulte Servicetechniker erfolgen kann. Schließlich kann bei geeigneter Anordnung der Baueinheit die Anzahl der zu montierenden Bauteile weiter gesenkt werden, wenn nämlich, was zweckmäßig ist, möglichst viele weitere Bauteile, wie beispielsweise Beleuchtung, Temperaturanzeige, Betriebszustandsanzeige, Temperatursensor und ggf. weitere Bauteile in diese bauliche Einheit integriert werden.In principle, the structural unit can also be arranged on the compressor, then expediently vibration-damped on the compressor housing is attached. However, the speed controller and at least is preferred the electronic control comprising a structural unit spatially separated from the compressor be arranged separately. Such an arrangement has the essential Advantage that the sensitive electronics are arranged there as a unit can be where it is in terms of vibration exposure and heat dissipation is cheap. Furthermore, all of the electronics are preferably structural Unit summarized. In addition to the speed controller and temperature control can therefore possibly further electrical or electronic components in this structural unit can be arranged. Especially then. if the electronics from the compressor spatially separated or at least vibration isolated and / or is arranged thermally insulated, there is a much more favorable long-term behavior, d. H. better operational safety of the entire device. About that In addition, compressor and electronics can be separated in the event of a repair be replaced. This is particularly important because when exchanging the compressor the coolant circuit is always open, which with mechanical Interventions in the system are connected, which are expensive. When exchanging Electronics, on the other hand, only requires the loosening of screw or snap connections as well as electrical contacts, which is also due to little trained Service technician can be done. Finally, with a suitable arrangement, the Unit the number of components to be assembled can be further reduced if namely, what is appropriate, as many other components as possible, such as Lighting, temperature display, operating status display, temperature sensor and if necessary, further components can be integrated into this structural unit.
Vorteilhaft ist es also, wenn in diese bauliche Einheit zugleich auch ein Sensor zur Erfassung einer Führungsgröße zur Kühlraumtemperatursteuerung, nämlich für die Regelung vorgesehen ist. Ein solcher Sensor kann in einfachster Form ein Temperatursensor sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Temperatur über Feuchte- oder andere geeignete Sensoren indirekt zu erfassen. Wenn ein solcher Temperatursensor in der baulichen Einheit vorgesehen ist, ergeben sich kurze Leitungswege zur Regelelektronik. Dabei kann der Sensor je nach Anordnung der baulichen Einheit innerhalb der Vorrichtung so innerhalb der baulichen Einheit angeordnet sein, dass er durch eine Ausnehmung in der Wandung in den Kühlraum ragt, während der übrige Teil der baulichen Einheit außerhalb angeordnet ist. Es kann jedoch auch der Sensor an der Außenseite der Wandung angeordnet und wärmeleitend mit dieser verbunden sein, so dass eine Durchbrechung der Kühlraumwandung entbehrlich ist. Dies bringt wiederum Vorteile hinsichtlich der Wärmeisolation des Kühlraums sowie der Anforderungen an die Dichtheit der baulichen Einheit.It is therefore advantageous if a sensor is also used in this structural unit Acquisition of a reference variable for cold room temperature control, namely for the Scheme is provided. In the simplest form, such a sensor can be a temperature sensor his. However, it is also conceivable to set the temperature above humidity or to indirectly detect other suitable sensors. If such a temperature sensor is provided in the structural unit, there are short cable routes to Control electronics. Depending on the arrangement of the structural unit, the sensor can be arranged within the device within the structural unit such that he protrudes through a recess in the wall in the refrigerator, while the remaining part of the structural unit is arranged outside. However, it can also the sensor is arranged on the outside of the wall and thermally conductive this be connected, so that an opening through the cold room wall is unnecessary is. This in turn has advantages with regard to the thermal insulation of the Cold room and the tightness requirements of the structural unit.
Für die Anordnung der baulichen Einheit innerhalb der Vorrichtung ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten, die in Abhängigkeit der Baugröße des Kühlschranks, der in der Leistungselektronik abzuführenden Verlustwärme und sonstigen Konstruktionsanforderungen auszuwählen sind. Dabei kann die bauliche Einheit innerhalb des Kühlraumes sitzen oder außerhalb. Wenn sie außerhalb sitzt, kann sie an der den Kühlraum begrenzenden Wandung anliegen oder aber mit Abstand hierzu angeordnet sein. Letzteres wird insbesondere dann günstig sein, wenn die Verlustwärme der Leistungselektronik, die innerhalb der baulichen Einheit angeordnet ist, vollständig an die Umgebungsluft und nicht unmittelbar oder mittelbar über das Kühlmedium abgeführt werden soll. Dabei kann die Baueinheit bevorzugt in der luftseitigen Konvektionsströmung des Kondensators, vorzugsweise unterhalb von diesem angeordnet sein, da die Luft dort am kältesten ist. Ist hingegen eine Abfuhr der Verlustwärme über das Kühlmedium vorgesehen, so ist es zweckmäßig, die bauliche Einheit entweder innerhalb des Kühlraums oder unmittelbar an die Wandung angrenzend und oder zumindest wärmeleitend verbunden mit dieser anzuordnen. Besonders vorteilhaft sind Konstruktionen und Anordnungen, bei denen die Bedienteile Teil der baulichen Einheit sind, wobei die bauliche Einheit so angeordnet ist, dass die Bedienteile für den Verbraucher zugänglich sind.This results in the arrangement of the structural unit within the device numerous possibilities, depending on the size of the refrigerator, the heat loss to be dissipated in power electronics and other design requirements are to be selected. The structural unit sit inside the refrigerator or outside. If she sits outside, can they rest on the wall delimiting the cooling space or at a distance be arranged for this. The latter will be particularly favorable if the Heat loss of the power electronics, which is arranged within the structural unit is completely to the ambient air and not directly or indirectly should be dissipated via the cooling medium. The unit can preferably in the air-side convection flow of the condenser, preferably be located below this, as the air is coldest there. Is on the other hand, a dissipation of the heat loss via the cooling medium is provided it expedient to either the structural unit within the cold room or directly adjacent to the wall and or at least thermally connected to arrange with this. Constructions and are particularly advantageous Arrangements in which the control parts are part of the structural unit, the structural unit is arranged so that the controls for the consumer are accessible.
Als Drehzahlsteller dient dabei vorzugsweise ein elektronischer Frequenzumrichter. In einfacherer Form kann dieser jedoch auch durch eine Phasenanschnittssteuerung oder sogar durch eine Pulskaskadenschaltung gebildet sein. Bei letzterer besteht die Elektronik im Wesentlichen aus dem Schalter und der Regelung, welche den Schalter steuert.An electronic frequency converter is preferably used as the speed controller. In a simpler form, however, this can also be done by a phase control or even be formed by a pulse cascade circuit. With the latter the electronics essentially consist of the switch and the control, which controls the switch.
Wenn die bauliche Einheit innerhalb des Kühlraums oder unmittelbar angrenzend an die Tür bzw. den Deckel angeordnet ist, dann wird zweckmäßigerweise der Tür- bzw. Deckelschaltkontakt für die Kühlraumbeleuchtung in dieser baulichen Einheit und ggf. auch die Beleuchtung selbst integriert. Darüber hinaus kann es insbesondere bei Anordnung der baulichen Einheit innerhalb des Kühlraums zweckmäßig sein, ein Gebläse zur Umwälzung der im Kühlraum befindlichen Luft mit in die bauliche Einheit zu integrieren. Mit einer solchen Luftumwälzung kann sowohl die Verlustwärmeabfuhr verbessert als auch eine weitgehend gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des gesamten Kühlraums hergestellt werden.If the structural unit is inside the cold room or immediately adjacent is arranged on the door or the cover, then the door or cover switch contact for the cold room lighting in this structural unit and possibly also integrated the lighting itself. In addition, it can in particular useful when arranging the structural unit within the cold room be a blower for circulating the air in the cold room into the to integrate the structural unit. With such air circulation, both Heat dissipation improves as well as a largely uniform temperature distribution be produced within the entire cold room.
Wenn eine Sende- und/oder Empfangsvorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung der Vorrichtung vorgesehen sein soll, so wird diese zweckmäßigerweise in die bauliche Einheit integriert. Auf diese Weise wird die gesamte Elektronik der Vorrichtung in der baulichen Einheit zusammengefasst, was nicht nur fertigungstechnische Vorteile mit sich bringt. Eine solche drahtlose Datenübertragung kann beispielsweise zur Einstellung der Kühlraumtemperatur von außen oder zur Einbindung der Vorrichtung in ein computergesteuertes System dienen. Das Vorsehen einer Fernbedienung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Anordnung der baulichen Einheit so ist, dass ein direkter Zugriff für Einstellzwecke nicht oder nur mit Schwierigkeiten möglich ist. If a transmitting and / or receiving device for wireless data transmission the device is to be provided, it is expediently in the structural unit integrated. In this way, the entire electronics of the Device summarized in the structural unit, which is not just manufacturing Brings advantages. Such wireless data transmission can for example for setting the cold room temperature from the outside or for integration serve the device in a computer controlled system. The provision A remote control is particularly advantageous if the arrangement of the structural unit is such that direct access for setting purposes is not or only is possible with difficulty.
Insbesondere bei Vorrichtungen, die für eine Kühlraumtemperatur deutlich unter 0° C konzipiert sind, z. B. bei Gefriergeräten, ist von Zeit zu Zeit ein Abtauen mindestens des Verdampfers erforderlich. Dies kann durch eine entsprechende Abtausteuerung weitgehend oder völlig selbsttätig erfolgen. Zweckmäßigerweise ist dann die Abtausteuerung ebenfalls in der baulichen Einheit integriert. Insbesondere bei Vorrichtungen, die zum nahezu vollständigen Einbau vorgesehen sind, kann es zweckmäßig sein, die bauliche Einheit in die Tür oder Klappe der Vorrichtung zu integrieren, da sie dann gut zugänglich ist und auch weitere Schalter, Anzeigen und dergleichen mit integriert werden können.Especially for devices that are well below a cold room temperature 0 ° C are designed, e.g. B. in freezers, is a defrost from time to time at least the evaporator is required. This can be done by an appropriate Defrost control largely or completely automatically. Conveniently the defrost control is then also integrated in the structural unit. In particular for devices intended for almost complete installation are, it may be appropriate to the structural unit in the door or flap of the Integrate the device because it is then easily accessible and also other switches, Ads and the like can be integrated.
Die Kühlung der Leistungselektronik durch das Kühlmedium selbst bzw. über die im Kühlraum befindliche Luft ist zwar sehr effektiv und ermöglicht einen hohen Miniaturisierungsgrad der Leistungselektronik, hat aber andererseits den Nachteil, dass sie den Gesamtwirkungsgrad der Vorrichtung verschlechtert. Die Erfindung sieht deshalb alternativ hierzu vor, die bauliche Einheit nahe oder an der Außenseite der Vorrichtung anzuordnen und die Verlustwärme der Leistungselektronik über die Umgebungsluft abzuführen. Je nach räumlichen Gegebenheiten kann es auch sinnvoll sein, sowohl eine Konvektionskühlung nach außen als auch eine Kühlung über das Kühlmedium bzw. den Kühlraum vorzusehen.The cooling of the power electronics by the cooling medium itself or via the Air in the refrigerator is very effective and enables a high level Degree of miniaturization of power electronics, but on the other hand has the disadvantage that it degrades the overall efficiency of the device. The invention therefore alternatively provides for the structural unit to be close to or on the outside to arrange the device and the heat loss of the power electronics remove the ambient air. Depending on the spatial conditions, it can also be useful, both convection cooling to the outside and cooling to be provided via the cooling medium or the cooling compartment.
Insbesondere bei hochwertigen Kühlgefrierkombinationen, bei denen zwei Kompressoren vorgesehen sind, werden auch zwei elektronische Drehzahlsteller und entsprechende Regelungen vorgesehen. Dann werden zweckmäßigerweise diese Drehzahlsteller und Regelungen in einer gemeinsamen baulichen Einheit vereint.Especially with high-quality fridge-freezer combinations where two compressors two electronic speed controllers and appropriate regulations provided. Then these will be useful Speed controller and controls combined in a common structural unit.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in schematischer Schnittdarstellung den Aufbau eines Kühlschranks mit einer Vielzahl von Varianten zur Anordnung der baulichen Einheit gemäß der Erfindung,
- Fig. 2
- in vergrößerter, schematischer Darstellung die Anordnung einer baulichen Einheit mit Abstand zur Kühlraumwandung und Kühlung über den Kühlraum,
- Fig. 3
- eine ähnliche Anordnung in Darstellung nach Fig. 2 zur Konvektionskühlung von außen und
- Fig. 4
- in schematischer Darstellung den Aufbau einer solchen baulichen Einheit.
- Fig. 1
- a schematic sectional view of the construction of a refrigerator with a variety of variants for arranging the structural unit according to the invention,
- Fig. 2
- an enlarged, schematic representation of the arrangement of a structural unit at a distance from the cold room wall and cooling via the cold room,
- Fig. 3
- a similar arrangement in the illustration of FIG. 2 for convection cooling from the outside and
- Fig. 4
- the structure of such a structural unit in a schematic representation.
Der in Fig. 1 dargestellte Kühlschrank weist eine einen Kühlraum 1 begrenzende
Wandung 2 auf. Der Kühlraum 1 wird an seiner Vorderseite durch eine Tür 3
abgeschlossen. Die Wandung 2 ist an ihrer Außenseite wie bei derartigen Geräten
üblich mit einer Isolierung 4 versehen, die in Fig. 1 nur an der Oberseite dargestellt
ist. Im unteren rückseitigen Bereich springt die Wandung 2 stufenförmig nach
vorne, um außenseitig darunter einen Freiraum für einen dort üblicherweise angeordneten
Kompressor 5 zu schaffen. Der Kompressor 5 kann entweder als
geschlossener Kompressortopf oder auch als offenes System ausgebildet sein. Er
ist über eine nicht dargestellte Leitung mit einem rückseitig innerhalb des Kühlraums
1 vorgesehenen Verdampfer 6 verbunden. der mit einer Expansionseinrichtung
in Verbindung steht, die mit einem rückseitig an der Außenseite der
Wandung 2 mit Abstand angeordneten Kondensator 7 in Verbindung steht, dessen
Eingang wiederum dem Kompressorausgang verbunden ist.The refrigerator shown in FIG. 1 has a
Der hier nicht im Einzelnen beschriebene Kompressor 5 weist einen Elektromotor
auf, der mittels eines elektronischen Drehzahlstellers in Form eines Frequenzumrichters
angesteuert wird. Der Frequenzumrichter wiederum wird durch eine
Temperaturregelung gesteuert, die über einen Temperatursensor die Kühlraumtemperatur
überwacht. Die Elektronik des Frequenzumrichters sowie die Regelelektronik
sind in einer baulichen Einheit 8 zusammengefasst und zusammen mit
der übrigen Elektronik des Gerätes in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. The
In Fig. 1 sind insgesamt acht solcher baulichen Einheiten 8a bis 8i dargestellt, um zu verdeutlichen, wo eine solche bauliche Einheit 8 zweckmäßigerweise angeordnet werden kann. Es versteht sich, dass die in der Fig. 1 dargestellten baulichen Einheiten 8a bis 8i im Detail variieren, je nach dem, ob sie beispielsweise den Temperatursensor, den Lüfter, die Lampe, den Schalter, eine Anzeige oder weitere Bauteile aufweisen oder nicht. Mindestens ist jedoch jeder baulichen Einheit 8 der Frequenzumrichter und die Regelelektronik zugeordnet. Es kann jedoch auch weitere Elektronik, beispielsweise zur Regelung der Expansionseinrichtung, die üblicherweise kompressorseitig vorgesehen ist, auch mit in diese bauliche Einheit 8 integriert sein.A total of eight such structural units 8a to 8i are shown in FIG to clarify where such a structural unit 8 is suitably arranged can be. It is understood that the structural shown in Fig. 1 Units 8a to 8i vary in detail depending on whether, for example, the Temperature sensor, the fan, the lamp, the switch, a display or others Have components or not. At least, however, each structural unit 8 is the Frequency converter and the control electronics assigned. However, it can also further electronics, for example for regulating the expansion device, the is usually provided on the compressor side, also in this structural unit 8 be integrated.
Allen Anordnungen der baulichen Einheit 8 gemeinsam ist, dass sie räumlich
getrennt vom Kompressor 5, also diesem gegenüber schwingungsisoliert und
thermisch getrennt angeordnet sind. Die bauliche Einheit 8a liegt im Bereich
zwischen Wandung 2 und der Außenseite der in diesem Bereich nicht dargestellten
Isolierung. Die Varianz der Anordnung hinsichtlich des Abstandes zur Wandung
2 kann so sein, wie sie weiter untern noch anhand der Anordnungen 8d, 8e und 8f
erläutert werden. Entsprechendes gilt für die senkrecht über bzw. unter dem
Kondensator angeordneten baulichen Einheiten 8b und 8c. Bei diesen Anordnungen
bietet es sich an, zur Kühlung der in der baulichen Einheit 8 befindlichen
Leistungselektronik, beispielsweise des Wechselrichters des Frequenzumrichters,
den sich im Bereich des Kondensators 7 ausbildenden Luftstrom auszunutzen, der
durch Konvektion erzeugt ist. Die Anordnung 8a über dem Kompressor 5 bzw. 8b
oder 8c nahe der Rückwand hat den Vorteil kurzer Kabelwege.All arrangements of the structural unit 8 have in common that they are spatial
separate from the
Die bauliche Einheit 8d ist so angeordnet, dass sie innerhalb der Isolierung 4 an der
Wandung 2, und zwar an dem Kühlraum 1 nach oben hin begrenzenden Wandungsteil
anliegt. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn
eine Kühlung der baulichen Einheit ausschließlich über den Kühlraum erfolgen
soll. Soll hingegen eine Kühlung über den Kühlraum nach Möglichkeit gar nicht
erfolgen, so ist die Anordnung der baulichen Einheit 8e zu bevorzugen, die auf der
Isolierung 4 angeordnet ist. Dabei liegt der Kühlraum 1 durch die Isolierung 4
geschützt unter der baulichen Einheit 8e, die dort erzeugte Wärme steigt nach oben
und wird dort durch geeignete Kühlkörper abgeführt.The structural unit 8d is arranged so that it is inside the
Bei der baulichen Einheit 8f ist eine kombinierte Kühlung möglich, hier liegt die
bauliche Einheit 8f mit Abstand zur Wandung 2, jedoch innerhalb der Isolierung
4. Die bauliche Einheit 8f ist also gegenüber der Wandung 2 auch wärmeisoliert,
was den Vorteil hat, dass Kondenswasserprobleme weitgehend vermieden werden
können.Combined cooling is possible in the
Die bauliche Einheit 8g ist typischerweise eine von vorne in die Isolierung 4
eingesetzte. welche auch die Kühlraumbeleuchtung, den entsprechenden Türkontaktschalter
sowie ggf. eine frontseitig sichtbare Temperaturanzeige sowie
weitere Kontrollleuchten und Schalter aufweist.The structural unit 8g is typically one from the front into the
Die bauliche Einheit 8h ist innerhalb des Kühlraums 1 angeordnet und umfasst
neben Lampe und Türkontaktschalter auch den Temperatureinsteller zur Wahl der
Kühlraumtemperatur.The
Die im Boden des Kühlschrankes angeordnete bauliche Einheit 8i ist so angeordnet, dass sie wärmeleitend mit dem Blechchassis verbunden ist. Über die aus Blech geprägte Bodenplatte wird die gesamte Wärme abgeführt.The structural unit 8i arranged in the bottom of the refrigerator is arranged such that it is thermally connected to the sheet metal chassis. About the sheet metal embossed base plate, all heat is dissipated.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann die bauliche Einheit 8f durchaus mit Abstand zur
Wandung 2 angeordnet sein und dennoch über den Kühlraum gekühlt werden.
Hierzu weist die bauliche Einheit 8f nahe ihrer Unterseite eine Wärmeleitvorrichtung
9 (heat spreader) auf, die auf der Wandung 2 aufliegt und wärmeleitend
mit dieser verbunden ist. Die innerhalb der baulichen Einheit 8f entstehende
Wärme wird also zumindest teilweise über die Wärmeleitvorrichtung 9 auf die
Wandung 2 und damit auf die im Kühlraum 1 befindliche Luft übertragen, welche
durch den Verdampfer 6 gekühlt wird. As shown in Fig. 2, the
Mit deutlichem Abstand zur Wärmeleitvorrichtung 9 ist ebenfalls an der Unterseite
der baulichen Einheit 8f eine zapfenartige Ausbildung 10 vorgesehen, welche nahe
dem unteren Ende einen Temperatursensor trägt, der ebenfalls wärmeleitend mit
der Wandung 2 verbunden ist. Dieser Temperatursensor dient zur Erfassung der
Kühlraumtemperatur und ist der in der baulichen Einheit 8f befindlichen Regelung
zugeordnet. Der Abstand zwischen der zapfenartigen Ausbildung 10 und der
Wärmeleitvorrichtung 9 ist so gewählt, dass die Beeinflussung aufgrund der von
der Wärmeleitvorrichtung 9 an die Wandung 2 und somit die im Kühlraum 1
befindliche Luft abgegebene Wärme möglichst gering ist. Die bauliche Einheit 8f
kann ggf. zusätzlich an ihrer Oberseite durch Konvektion gekühlt sein. Eine solche
Anordnung hat den Vorteil, dass sie aufgrund der Isolierung zur Wandung 2
weitgehend kondenswassergeschützt ist und dass die Wandung 2 in diesem Bereich
geschlossen bleiben kann, so dass keine weiteren Kältebrücken zum Kühlraum 1
und Undichtigkeiten des Kühlraums 1 entstehen.At a clear distance from the heat conducting device 9 is also on the underside
the
Anhand von Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante der baulichen Einheit 8f dargestellt,
welche mit 8f' gekennzeichnet ist. Die Anordnung entspricht im Wesentlichen
der vorbeschriebenen, d. h. mit Abstand zur Wandung 2 durch eine Isolierung
4 getrennt. Im Unterschied zu der vorbeschriebenen Ausführung wird jedoch hier
die Wärme nicht über den Kühlraum, sondern ausschließlich an die Umgebungsluft
abgeführt. Hierzu ist an der Oberseite der baulichen Einheit 8f' ein Kühlkörper 11
angeordnet. Es versteht sich, dass dieser Kühlkörper 11 auch oder zusätzlich die
Seiten der baulichen Einheit umfassen kann. Um die Temperatur innerhalb des
Kühlraums 1 möglichst exakt zu erfassen und damit eine feinfühlige Regelung
gewährleisten zu kömien, ist bei der baulichen Einheit 8f' eine zapfenartige Ausbildung
10' vorgesehen, welche die Isolierung 4 und der Wandung 2 durchsetzt.
Die zapfenartige Ausbildung 10' ist durch eine entsprechende Ausnehmung in der
Wandung 2 bis in den Kühlraum 1 geführt, so dass der am unteren Ende dieser
zapfenartigen Ausbildung 10' angeordnete Temperatursensor innerhalb des Kühlraums
1 liegt. 3 shows an embodiment variant of the
Die bauliche Einheit 8 kann auch unmittelbar an der Wandung 2 anliegend angeordnet
sein, wenn eine nahezu ausschließlich Wärmeabfuhr über den Kühlraum
1 gewünscht wird.The structural unit 8 can also be arranged directly against the
Die in Fig. 1 mit 8h bezeichnete bauliche Einheit liegt innerhalb des Kühlraums 1.
Der Aufbau einer solchen baulichen Einheit 8h ist beispielhaft anhand von Fig. 4
dargestellt. Die bauliche Einheit 8h weist an ihrer Vorderseite einen Schaltkontakt
12 auf, der von der Tür 3 gesteuert ist und zur Ein- bzw. Ausschaltung der
Kühlraumbeleuchtung dient. Diese Beleuchtung ist in Form einer Lampe 13 in der
baulichen Einheit 8h integriert. Um die Lampe 13 herum ist ein Luftkanal 14
gebildet, in dem ein Lüfter 15 sitzt, beides ebenfalls Teil der baulichen Einheit 8h.
Mittels des Lüfters 15 und des Luftkanals 14 wird die Leistungselektronik gezielt
gekühlt. Darüber hinaus wird hiermit auch eine intensive Luftumwälzung im
Kühlraum gewährleistet.The structural unit designated 8h in FIG. 1 lies within the
Im vorderen Teil der baulichen Einheit 8h ist die Leistungselektronik 16 des
Frequenzumrichters sowie die Regelungselektronik 17 angeordnet. Weitere, in der
Fig. nicht dargestellte Elektronik ist innerhalb der baulichen Einheit 8h integriert.
Ein Einstellrad 18 ist von außen zugänglich und dient zur Vorwahl der Kühlraumtemperatur.
Ein Temperatursensor 19 ist innerhalb des Luftkanals 14 nahe dem
einen Ende angeordnet, so dass auch bei Nichtbetrieb des Lüfters eine verhältnismäßig
genaue Temperaturerfassung des Kühlraums 1 möglich ist. In the front part of the
- 1 -1 -
- KühlraumCold room
- 2 -2 -
- WandungWall
- 3 -3 -
- Türdoor
- 4 -4 -
- Isolierunginsulation
- 5 -5 -
- Kompressorcompressor
- 6 -6 -
- VerdampferEvaporator
- 7 -7 -
- Kondensatorcapacitor
- 8 -8th -
- bauliche Einheit 8a bis 8i sowie 8f' Fig. 3structural unit 8a to 8i and 8f 'Fig. 3rd
- 9 -9 -
- WärmeleitvorrichtungThermal conduction device
- 10 -10 -
- zapfenartige Ausbildungcone-like training
- 10' -10 '-
- zapfenartige Ausbildung in Fig. 3cone-like formation in FIG. 3
- 11 -11 -
- KühlkörperHeatsink
- 12 -12 -
- Schalterswitch
- 13 -13 -
- Lampelamp
- 14 -14 -
- LuftkanalAir duct
- 15 -15 -
- LüfterFan
- 16 -16 -
- LeistungselektronikPower electronics
- 17 -17 -
- RegelelektronikControl electronics
- 18 -18 -
- EinstellradDial
- 19 -19 -
- Sensorsensor
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