EP2694897B1 - Ein kältegerät und ein verfahren zur regelung des kältegeräts - Google Patents

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EP2694897B1
EP2694897B1 EP12714999.5A EP12714999A EP2694897B1 EP 2694897 B1 EP2694897 B1 EP 2694897B1 EP 12714999 A EP12714999 A EP 12714999A EP 2694897 B1 EP2694897 B1 EP 2694897B1
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EP
European Patent Office
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temperature
switch
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minutes
compressor
Prior art date
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Stefan Holzer
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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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
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0251—Compressor control by controlling speed with on-off operation
    • 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
    • F25D2700/02—Sensors detecting door opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature
    • 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
    • F25D2700/14—Sensors measuring the temperature outside the refrigerator or freezer

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration device and a method for controlling the refrigeration device.
  • the refrigeration device comprises at least one cold room, which can be closed by at least one door.
  • the refrigeration device comprises a refrigeration cycle which has a compressor and a control device which is suitable for switching on or off the compressor.
  • a method according to the preamble of claim 1 for controlling a refrigeration device is off DE 10 2009 001 678 A1 known.
  • the temperature prevailing in the cold room is first determined and compared in each case with a maximum temperature and a minimum temperature.
  • the compressor is switched on when the temperature exceeds the maximum temperature and switched off when the temperature falls below the minimum temperature. If the temperature is below the maximum temperature and above the minimum temperature, ie between maximum temperature and minimum temperature, then the compressor is switched on alternately during a switch-on period and switched off during a switch-off period.
  • the duty cycle and the switch-off are predetermined, that is, the switching on of the compressor and the switching off of the compressor is time-controlled.
  • This refinement has the disadvantage that the switch-on duration and the switch-off duration for a refrigeration device must be predetermined. This can lead, in particular, when the prevailing conditions deviate greatly from the conditions that are foreseen for the refrigeration appliance, that uneven cooling cycles arise. This has the consequence that the temperature in the cold room often exceeds the maximum temperature or falls below the minimum temperature, whereby the efficiency of the refrigerator decreases.
  • the prediction of the switch-on duration and the switch-off duration has the disadvantage that the switch-on duration and the switch-off duration are to be determined in advance by lengthy test series.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the known from the prior art method, and thus to improve the known method for controlling a refrigeration device.
  • the inventive method for controlling a refrigeration device is characterized in particular by the fact that the control of the refrigeration device is dynamically adjusted by the temperature-dependent control of the switch-off. This means that longer test series for setting the control behavior can be dispensed with.
  • the inventive method further has the advantage that the control behavior is optimized in particular for different ambient and compartment temperatures. Furthermore, the method according to the invention achieves an efficiency optimization of the operated device.
  • the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is between 0.1 ° and 10 °, preferably between 0.2 ° and 2 °, more preferably between 0.5 ° and 1 °.
  • the temperature-dependent control of the switch-off only takes place in the presence of constant conditions.
  • This embodiment has the advantage that the control behavior of the refrigeration device is not adapted to short-term changing conditions, whereby the control behavior is optimized in the presence of these constant conditions.
  • the method according to the invention is characterized in that the presence of constant conditions comprises that, over a time interval, the door remains closed and / or an ambient temperature remains approximately constant and / or no defrosting phase occurs.
  • This embodiment has the advantage that disturbing external influences are not included in the adaptation of the control of the refrigeration device, whereby the control behavior for long-term conditions is improved.
  • Such external influences may be, for example, a strongly changing ambient temperature or an internal temperature which, in the cooling compartment, adjusts itself briefly to the outside temperature by opening the door.
  • a defrosting phase can also influence the temperatures in the interior of the refrigeration device in such a way that a sensible temperature-dependent adaptation of the control can not take place. For this reason, it is advantageous to make no temperature control during a defrosting phase.
  • the presence of constant conditions can be determined from the control behavior of the control device.
  • a cyclical recurrence of the control behavior over time indicates the presence of more constant conditions. It does not matter whether the control behavior is optimized with regard to the existing environmental conditions or not. If the control behavior over the time interval is constant and / or cyclically recurrent, conclusions about the existence of constant conditions can be drawn.
  • the method according to the invention is further characterized in that the time interval is between 10 minutes and 12 hours, preferably between 30 minutes and 6 hours, more preferably between 1 hour and 5 hours.
  • This embodiment has the advantage that it is excluded that short-term changes in temperature are used as a basis for adapting the control of the refrigeration device.
  • the temperature within the refrigerator increases for a certain period of time. If the control behavior of the refrigeration device would now adapt to these conditions, the efficiency of the refrigeration device would also be less adapted in the case of constant conditions. Accordingly, the adjustment of the control of the refrigeration device is performed only at present constant conditions.
  • the regulation of the switch-off duration takes place in that the switch-off duration is reduced when the maximum temperature is exceeded. Furthermore, the method is preferably characterized in that the regulation of the switch-off duration takes place in that the switch-off duration is increased when the minimum temperature is undershot.
  • This embodiment has the advantage that the temperature in the interior of the refrigeration device as possible within the temperature interval, which is limited by the minimum temperature and the maximum temperature remains. This increases the energy efficiency.
  • the embodiment further offers the advantage that the switch-off duration is automatically selected so that the temperature inside the refrigeration device remains as long as possible within the temperature interval at constantly constant conditions. In addition, it is thus possible to dispense with the time-consuming predetermination of the switch-off duration for the given refrigeration appliance.
  • this embodiment has the disadvantage that the optimal duty cycle, or running time, of the compressor, which can be determined in advance for a given refrigeration cycle, is left. In this respect, to optimize the control of the refrigeration appliance, the change of the switch-off duration with respect to the change in the switch-on duration is to be preferred.
  • the method according to the invention is characterized in that, after reducing and / or increasing the switch-off duration, a flag is set in order to prevent the switch-off duration from being reduced and / or increased once again and that the flag after expiration a blocking period is cleared to allow the off period is reduced again and / or increased.
  • the lockout time may be determined by a number of compressor run times. A compressor running time results from the sum of the switch-off duration and the switch-on duration.
  • This embodiment has the advantage that the control is better adapted to long-term changes in the environment.
  • the blocking time is preferably at least two transit times. Further preferably, the blocking time is between two and twenty terms. Further preferably, the blocking time is between two and ten terms.
  • the method is characterized in that the duty cycle is between 30 seconds and 30 minutes, preferably between 1 minute and 10 minutes, more preferably about 4 minutes. Furthermore, the switch-off duration is preferably between 1 minute and 60 minutes, preferably between 2 minutes and 20 minutes, more preferably about 8 minutes.
  • the switch-off duration is reduced by a constant amount, and increased by the constant amount when the minimum temperature is undershot.
  • the constant amount is between 5 seconds and 5 minutes, preferably between 10 seconds and 2 minutes, more preferably about 0.5 minutes.
  • the refrigeration device according to the invention for carrying out the method according to one of claims 1 to 9 comprises at least one cold room, which is closed by at least one door, a refrigeration cycle having a compressor, a control device which performs the control according to one of the claims 1 to 9 , and a temperature sensor which is suitable for determining the temperature prevailing in the cold room.
  • the refrigerator according to the invention makes use of the advantages of the method according to the invention.
  • the refrigeration device according to the invention comprises a device which is suitable for determining whether constant conditions prevail.
  • the device comprises an outside temperature sensor which is suitable for measuring an ambient temperature.
  • the device comprises a door sensor adapted to determine if the door is open. Further preferably, the device is adapted to determine whether a defrost phase occurs.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a refrigeration device 10.
  • the refrigeration device 10 includes a cold room 14, which is closed by a door 12, a refrigeration circuit 20 and a control device 30.
  • the refrigeration cycle 20 includes in particular a compressor 22.
  • a temperature sensor 32 of the control device 30 is inside arranged the cold room 14 and measures the temperature T of the air in the cold room 14.
  • the control device 30 of the refrigeration device 10 has a door sensor 34, which determines whether the door 12 of the refrigeration device 10 is open or closed. Accordingly, the door sensor 34 can determine whether the air in the cold room 14 is prevented from mixing with the air outside the refrigerator 10. A closed door 12 thus contributes to constant temperatures in the interior of the cold room 14.
  • the control device 30 of the refrigeration device 10 may have an outside temperature sensor 36.
  • the outside temperature sensor 36 is arranged on the outside of the refrigeration device 10.
  • the outside temperature sensor 36 of the control device 30 is arranged such that a possible heat release of an evaporator of the refrigeration cycle 20 does not affect the measurement of the outside temperature.
  • FIG. 2 shows a diagram representing the temperature profile and the performance of a compressor 22 of a refrigeration device 10, wherein the control behavior is not yet optimally adapted to the prevailing environmental conditions.
  • the course of the temperature T within the cooling space 14 of the refrigeration device 10 is reproduced in the lower area of the diagram.
  • the temperature T has strong fluctuations due to the irregular control behavior.
  • the temperature T is within the interval T min to T max, the compressor 22 of the refrigerating device 10 of the invention is an on and off time t off during an out alternately t during a duty cycle.
  • the temperature T exceeds the temperature T max , then, if no flag is set yet, the flag is set and the switch-off duration t off is reduced for future cycles. If a flag has already been set, the switch-off duration t off is retained. Markers are cleared after a predefined number of cycles.
  • the compressor 22 is switched on and the switch-off duration t out is increased by the same constant value if no flag is set, and such a flag is then set.
  • the flag is cleared after a run of a predetermined number of cycles.
  • the compressor 22 is initially the duration t of an off-off. If the temperature T rises from a temperature below the minimum temperature T min to a temperature which is within the minimum temperature T min and the Maximum temperature T max is defined interval, it is switched off for the duration of the switch-off t from the compressor 22.
  • the existing constant conditions for the exemplary embodiment are expressed by a regular and recurring control behavior (3 short peaks followed by a long peak power).
  • FIG. 3 indicates an optimized control behavior of a refrigeration device 10 according to the invention.
  • the duty to remain a t and the off time t from the passage of time equal in length.
  • the temperature T remains relatively constant, and moves within the interval between the minimum temperature T min and the maximum temperature T max .
  • the compressor 22 is three times in succession for a duration t a is turned on and a switched-off from t off. Following this, a longer activation of the compressor 22, which t a duty follows a beyond. This is due to the fact that the temperature T has increased beyond the maximum temperature T max . As the FIG. 2 can be seen further, the control pattern described follows again after a prolonged switch-off. This regular and recurring control behavior thus indicates the existence of constant conditions. Also in FIG. 3 The diagram reproduced shows a repetitive control behavior of the control device 30 FIG. 3 also deduce that constant conditions prevail. A regulation of the switch-off duration t off can accordingly take place to improve the control behavior of the controller 30
  • the method according to the invention for a refrigeration device enables the efficiency of the refrigeration device to be optimized. Furthermore, the inventive method is optimal Regulator settings available, regardless of the existing ambient and compartment temperatures. In addition, the trial and development effort is reduced by the inventive method. The method according to the invention can also be implemented cost-effectively, on a software basis.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät und ein Verfahren zur Regelung des Kältegeräts. Das Kältegerät umfasst wenigstens einen Kälteraum, der von wenigstens einer Tür verschließbar ist. Weiterhin umfasst das Kältegerät einen Kältekreislauf, der einen Verdichter aufweist und eine Steuerungsvorrichtung, die geeignet ist, den Verdichter einzuschalten oder auszuschalten.
  • Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Regelung eines Kältegeräts ist aus DE 10 2009 001 678 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird zunächst die in dem Kälteraum herrschende Temperatur bestimmt und jeweils mit einer Maximaltemperatur und einer Minimaltemperatur verglichen. Der Verdichter wird eingeschaltet, wenn die Temperatur die Maximaltemperatur überschreitet und ausgeschaltet, wenn die Temperatur die Minimaltemperatur unterschreitet. Befindet sich die Temperatur unter der Maximaltemperatur und über der Minimaltemperatur, also zwischen Maximaltemperatur und Minimaltemperatur, dann wird der Verdichter abwechselnd während einer Einschaltdauer eingeschaltet und während einer Ausschaltdauer ausgeschaltet. Bei dem bekannten Verfahren sind die Einschaltdauer und die Ausschaltdauer vorherbestimmt, das heißt das Einschalten des Verdichters und das Ausschalten des Verdichters erfolgt zeitgesteuert. Diese Ausgestaltung bietet den Nachteil, dass die Einschaltdauer und die Ausschaltdauer für ein Kältegerät vorherbestimmt werden müssen. Dies kann dazu führen, insbesondere dann, wenn die vorherrschenden Bedingungen stark von den Bedingungen abweichen, die für das Kältegerät vorhergesehen sind, dass ungleichmäßige Kühlzyklen entstehen. Dies hat zur Folge, dass die Temperatur im Kälteraum häufig die Maximaltemperatur überschreitet beziehungsweise die Minimaltemperatur unterschreitet, wodurch der Wirkungsgrad des Kältegeräts abnimmt. Zudem entsteht durch das Vorherbestimmen der Einschaltdauer und der Ausschaltdauer der Nachteil, dass die Einschaltdauer und die Ausschaltdauer im Vorhinein durch langwierige Testreihen zu ermitteln ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zu überwinden, und so das bekannte Verfahren zur Regelung eines Kältegeräts zu verbessern.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1, sowie ein Kältegerät gemäß Anspruch 10 vorgeschlagen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den Ansprüchen 2 bis 9 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kältegerätes werden in den Ansprüchen 11 und 12 beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines Kältegeräts zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch die temperaturabhängige Regelung der Ausschaltdauer die Regelung des Kältegeräts dynamisch angepasst wird. Dies bedeutet, dass auf längere Testreihen zur Einstellung des Regelverhaltens verzichtet werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet weiterhin den Vorteil, dass das Regelverhalten insbesondere für unterschiedliche Umgebungs- und Fachtemperaturen optimiert wird. Weiterhin wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Effizientoptimierung des betriebenen Geräts erzielt.
  • Vorzugsweise beträgt die Differenz zwischen der Maximaltemperatur und der Minimaltemperatur zwischen 0,1° und 10°, vorzugsweise zwischen 0,2° und 2°, weiterhin vorzugsweise zwischen 0,5° und 1°.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die temperaturabhängige Regelung der Ausschaltdauer nur bei Vorliegen konstanter Bedingungen. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das Regelverhalten des Kältegeräts nicht an kurzfristig verändernde Bedingungen angepasst wird, wodurch das Regelverhalten beim Vorliegen dieser konstanten Bedingungen optimiert ist.
  • Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen konstanter Bedingungen umfasst, dass, über ein Zeitintervall die Tür geschlossen bleibt und/oder eine Umgebungstemperatur annähernd konstant bleibt und/oder keine Abtauphase eintritt. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass störende Außeneinflüsse nicht in die Anpassung der Regelung des Kältegeräts mit einfließen, wodurch das Regelverhalten für langfristig gleichbleibende Bedingungen verbessert wird. Solche Außeneinflüsse können beispielsweise eine sich stark verändernde Umgebungstemperatur oder eine sich kurzfristig, durch Öffnen der Tür, sich an die Außentemperatur angleichende in dem Kühlfach herrschende Innentemperatur sein. Auch eine Abtauphase kann die Temperaturen im Inneren des Kältegeräts derart beeinflussen, dass eine sinnvolle temperaturabhängige Anpassung der Regelung nicht erfolgen kann. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, keine Temperaturregelung während einer Abtauphase vorzunehmen.
  • Alternativ kann das Vorliegen konstanter Bedingungen aus dem Regelverhalten der Steuerungsvorrichtung bestimmt werden. So deutet insbesondere ein zyklisches Wiederkehren des Regelungsverhaltens über die Zeit auf das Vorliegen konstanterer Bedingungen hin. Dabei spielt es keine Rolle, ob das Regelungsverhalten im Hinblick auf die vorhandenen Umgebungsbedingungen optimiert ist oder nicht. Ist also das Regelverhalten über dem Zeitintervall konstant und/oder zyklisch wiederkehrend, können Rückschlüsse über das Vorliegen konstanter Bedingungen gezogen werden.
  • Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen 10 Minuten und 12 Stunden, vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 6 Stunden, weiterhin vorzugsweise zwischen 1 Stunde und 5 Stunden, beträgt. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass ausgeschlossen wird, dass kurzfristig bedingte Änderungen der Temperatur als Grundlage zur Anpassung der Regelung des Kältegeräts herangezogen werden. So wird beispielsweise beim Befüllen des Kältegeräts mit einer verhältnismäßig großen Menge an vergleichsweise warmer Flüssigkeit, wie beispielsweise ungekühlten Getränken, die Temperatur innerhalb des Kältegeräts für einen gewissen Zeitraum erhöht. Würde sich nun das Regelverhalten des Kältegeräts an diese Bedingungen anpassen, so wäre auch die Effizienz des Kältegeräts für den Fall konstanter vorliegender Bedingungen weniger angepasst. Demgemäß wird die Anpassung der Regelung des Kältegeräts erst bei vorliegenden konstanten Bedingungen durchgeführt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Regelung der Ausschaltdauer dadurch, dass die Ausschaltdauer verringert wird, wenn die Maximaltemperatur überschritten wird. Weiterhin vorzugsweise ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Ausschaltdauer dadurch erfolgt, dass die Ausschaltdauer erhöht wird, wenn die Minimaltemperatur unterschritten wird.
  • Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Temperatur im Inneren des Kältegeräts möglichst innerhalb des Temperaturintervalls, welches durch die Minimaltemperatur und die Maximaltemperatur beschränkt ist, bleibt. Dadurch wird die Engergieeffizienz gesteigert. Die Ausgestaltung bietet weiterhin den Vorteil, dass die Ausschaltdauer automatisch so ausgewählt wird, dass die Temperatur im Inneren des Kältegeräts bei konstant gleichbleibenden Bedingungen längstmöglich innerhalb des Temperaturintervalls bleibt. Zudem kann somit auf das zeitintensive Vorherbestimmen der Ausschaltdauer für das gegebene Kältegerät verzichtet werden.
  • Alternativ zu der voranstehend beschriebener Ausgestaltung, wäre auch die Erhöhung der Einschaltdauer statt der Verringerung der Ausschaltdauer möglich. Dies würde auch zu einem verbesserten Regelverhalten des Kältegeräts führen. Diese Ausgestaltung bietet jedoch den Nachteil, dass die optimale Einschaltdauer, beziehungsweise Laufzeit, des Verdichters, welche für einen vorgegebenen Kältekreislauf im Voraus bestimmbar ist, verlassen wird. Insofern ist zur Optimierung der Regelung des Kältegeräts die Veränderung der Ausschaltdauer gegenüber der Veränderung der Einschaltdauer zu bevorzugen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verringern und/oder Erhöhen der Ausschaltdauer ein Merker gesetzt wird, um zu verhindern, dass die Ausschaltdauer ein weiteres Mal verringert und/oder erhöht wird und, dass der Merker nach dem Ablauf einer Sperrzeit gelöscht wird, um zu erlauben, dass die Ausschaltdauer ein weiteres Mal verringert und/oder erhöht wird. Vorzugsweise kann die Sperrzeit durch eine Anzahl an Kompressorlaufzeiten bestimmt sein. Eine Kompressorlaufzeit ergibt sich aus der Summe der Ausschaltdauer und der Einschaltdauer.
  • Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Regelung besser auf langfristig auftretende Veränderungen der Umgebung angepasst wird.
  • Vorzugsweise beträgt die Sperrzeit wenigstens zwei Laufzeiten. Weiterhin vorzugsweise beträgt die Sperrzeit zwischen zwei und zwanzig Laufzeiten. Weiterhin vorzugsweise beträgt die Sperrzeit zwischen zwei und zehn Laufzeiten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer zwischen 30 Sekunden und 30 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Minute und 10 Minuten, weiterhin vorzugsweise ca. 4 Minuten, beträgt. Vorzugsweise beträgt ferner die Ausschaltdauer zwischen 1 Minute und 60 Minuten, vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 20 Minuten, weiterhin vorzugsweise ca. 8 Minuten.
  • Vorteilhaft wird, bei Überschreitung der Maximaltemperatur, die Ausschaltdauer um einen konstanten Betrag verringert, und bei Unterschreiten der Minimaltemperatur um den konstanten Betrag erhöht. Der konstante Betrag liegt zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten, vorzugsweise zwischen 10 Sekunden und 2 Minuten, weiterhin vorzugsweise bei ca. 0,5 Minuten.
  • Das erfindungsgemäße Kältegerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst wenigstens einen Kälteraum, der von wenigstens einer Tür verschließbar ist, einen Kältekreislauf, der einen Verdichter aufweist, eine Steuerungsvorrichtung, die die Regelung nach einem der Verfahren ansprüche 1 bis 9 ausführt, und einen Temperaturfühler, der geeignet ist, die im Kälteraum herrschende Temperatur zu bestimmen.
  • Das erfindungsgemäße Kältegerät macht sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zunutze. Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Kältegerät eine Einrichtung, die dafür geeignet ist, zu bestimmen, ob konstante Bedingungen vorherrschen.
  • Weiterhin vorzugsweise umfasst die Einrichtung einen Außentemperaturfühler, der dafür geeignet ist, eine Umgebungstemperatur zu messen. Bevorzugterweise umfasst die Einrichtung einen Türsensor, der dafür geeignet ist, zu bestimmen, ob die Tür geöffnet ist. Weiterhin vorzugsweise ist die Einrichtung dafür geeignet, zu bestimmen, ob eine Abtauphase eintritt.
  • Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kältegerätes ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel. In den das Ausführungsbeispiel lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen im Einzelnen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;
    Fig. 2:
    ein Diagramm, das den Verlauf der in dem Kälteraum des Kältegeräts gemessenen Temperatur und den Verlauf der durch den Verdichter erbrachten Leistung, im Laufe der Zeit für ein herkömmliches Kältegerät wiedergibt;
    Fig. 3
    ein Diagramm, das den Verlauf der in dem Kälteraum des Kältegeräts gemessenen Temperatur und den Verlauf der durch den Verdichter erbrachten Leistung, im Laufe der Zeit für ein erfindungsgemäßes Kältegerät wiedergibt.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kältegeräts 10. Das Kältegerät 10 umfasst einen Kälteraum 14, der von einer Tür 12 verschließbar ist, einen Kältekreislauf 20 und eine Steuerungsvorrichtung 30. Der Kältekreislauf 20 umfasst insbesondere einen Verdichter 22. Ein Temperaturfühler 32 der Steuervorrichtung 30 ist im Inneren des Kälteraums 14 angeordnet und misst die Temperatur T der sich im Kälteraum 14 befindenden Luft.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Steuerungsvorrichtung 30 des Kältegeräts 10 einen Türsensor 34 auf, der feststellt, ob die Tür 12 des Kältegeräts 10 geöffnet oder geschlossen ist. Demgemäß kann der Türsensor 34 feststellen, ob die sich im Kälteraum 14 befindende Luft daran gehindert wird, sich mit der außerhalb des Kältegeräts 10 befindenden Luft zu vermischen. Eine geschlossene Tür 12 trägt so zu konstanten Temperaturen im Inneren des Kälteraums 14 bei.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 des Kältegeräts 10 kann einen Außentemperaturfühler 36 aufweisen. Zweckgemäß ist der Außentemperaturfühler 36 an der Außenseite des Kältegeräts 10 angeordnet. Vorzugsweise ist der Außentemperaturfühler 36 der Steuerungsvorrichtung 30 derart angeordnet, dass eine eventuelle Wärmeabgabe eines Verdampfers des Kältekreislaufs 20 die Messung der Außentemperatur nicht beeinflusst.
  • Figur 2 zeigt ein Diagramm, welches den Temperaturverlauf und die Leistung eines Verdichters 22 eines Kältegeräts 10 wiedergibt, wobei das Regelverhalten noch nicht optimal an die vorherrschenden Umgebungsbedingungen angepasst ist. In dem unteren Bereich des Diagramms ist der Verlauf der Temperatur T innerhalb des Kühlraums 14 des Kältegeräts 10 wiedergegeben. Die Temperatur T weist infolge des unregelmäßigen Regelverhaltens starke Schwankungen auf.
  • Befindet sich die Temperatur T innerhalb des Intervalls Tmin bis Tmax, so wird der der Verdichter 22 des erfindungsgemäßen Kältegeräts 10 abwechselnd während einer Einschaltdauer tein eingeschaltet und während einer Ausschaltdauer taus ausgeschaltet.
  • Überschreitet die Temperatur T die Temperatur Tmax, so wird, falls noch kein Merker gesetzt ist, der Merker gesetzt, und die Ausschaltdauer taus wird für zukünftige Zyklen verringert. Ist ein Merker bereits gesetzt, wird die Ausschaltdauer taus beibehalten. Merker werden nach einer vorher definierten Anzahl von Zyklen wieder gelöscht.
  • Fällt die Temperatur T unterhalb der Minimaltemperatur Tmin, so wird der Verdichter 22 eingeschaltet und die Ausschaltdauer taus wird um denselben konstanten Wert erhöht, falls kein Merker gesetzt ist, und ein solcher Merker wird anschließend gesetzt. Der Merker wird nach einem Durchlauf von einer vorherbestimmten Anzahl an Zyklen wieder gelöscht.
  • Sinkt die Temperatur T von einer Temperatur oberhalb der Maximaltemperatur Tmax ab, so dass die Temperatur T wieder in dem Intervall zwischen Tmin und Tmax liegt, so wird zunächst der Verdichter 22 die Dauer einer Ausschaltdauer taus ausgeschaltet. Steigt die Temperatur T von einer Temperatur unterhalb der Minimaltemperatur Tmin auf eine Temperatur an, die sich innerhalb des durch die Minimaltemperatur Tmin und der Maximaltemperatur Tmax definierten Intervalls befindet, so wird für die Dauer der Ausschaltdauer taus der Verdichter 22 ausgeschaltet.
  • Wie insbesondere die aus der die Verdichterleistung wiedergebenden Kurve ersichtlich ist, drücken sich für das Ausführungsbeispiel die vorhandenen konstanten Bedingungen durch ein regelmäßiges und wiederkehrenden Regelverhalten aus (3 kurze gefolgt von einer langen Leistungsspitze).
  • Figur 3 gibt ein optimiertes Regelverhalten eines erfindungsgemäßen Kältegeräts 10 wieder. Bei dem optimierten Regelverhalten bleiben die Einschaltdauer tein und die Ausschaltdauer taus im Laufe der Zeit gleich lang. Auch die Temperatur T bleibt verhältnismäßig konstant, und bewegt sich innerhalb des Intervalls zwischen der Minimaltemperatur Tmin und der Maximaltemperatur Tmax.
  • Das in Figur 3 wiedergegebene Regelverhalten hat sich erfindungsgemäß selbst eingestellt, so dass das vorgegebene Temperaturintervall nicht verlassen wird und die Ausschaltphasen taus sowie die Einschaltphasen tein für längere Zeit konstant bleiben.
  • Wie das in Figur 2 wiedergegebene Diagramm verdeutlicht, wird der Verdichter 22 dreimal hintereinander für eine Einschaltdauer tein eingeschaltet und für eine Ausschaltdauer taus ausgeschaltet. Im Anschluss daran folgt ein längeres Einschalten des Verdichters 22, was über eine Einschaltdauer tein hinausgeht. Dies ist dadurch bedingt, dass die Temperatur T über die Maximaltemperatur Tmax hinaus angestiegen ist. Wie die Figur 2 weiter zu erkennen gibt, folgt nach einer länger anhaltenden Ausschaltphase das beschriebene Regelungsmuster erneut. Dieses regelmäßige und wiederkehrende Regelungsverhalten deutet demnach auf das Vorhandensein konstanter Bedingungen hin. Auch das in Figur 3 wiedergegebene Diagramm zeigt ein sich wiederholendes Regelungsverhalten der Steuerungsvorrichtung 30. Demnach lässt sich aus dem in Figur 3 wiedergegebenen Diagramm ebenfalls ableiten, dass konstante Bedingungen vorherrschen. Eine Regelung der Ausschaltdauer taus kann demnach zur Verbesserung des Regelverhaltens der Steuerung 30 erfolgen
  • Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Kältegerät ermöglicht die Effizienzoptimierung des Kältegeräts. Weiterhin stellt das erfindungsgemäße Verfahren optimale Reglereinstellungen zur Verfügung, und zwar unabhängig von den vorhandenen Umgebungs- und Fachtemperaturen. Zudem wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Erprobungs- beziehungsweise Entwicklungsaufwand verringert. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich außerdem kostengünstig, auf Softwarebasis, realisieren.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kältegerät
    12
    Tür
    14
    Kälteraum
    20
    Kältekreislauf
    22
    Verdichter
    30
    Steuerungsvorrichtung
    32
    Temperaturfühler
    34
    Türsensor
    36
    Außentemperaturfühler
    T
    Temperatur
    Tmax
    Maximaltemperatur
    Tmin
    Minimaltemperatur
    tein
    Einschaltdauer
    taus
    Ausschaltdauer

Claims (12)

  1. Verfahren zur Regelung eines Kältegeräts (10) umfassend wenigstens einen Kälteraum (14), der von wenigstens einer Tür (12) verschließbar ist, einen Kältekreislauf (20), der einen Verdichter (22) aufweist und eine Steuerungsvorrichtung (30), die geeignet ist, den Verdichter (22) einzuschalten oder auszuschalten, mit folgenden Verfahrensschritten:
    a. Bestimmung der in dem Kälteraum (14) herrschenden Temperatur (T);
    b. Vergleichen der Temperatur (T) mit einer Maximaltemperatur (Tmax);
    c. Vergleichen der Temperatur (T) mit einer Minimaltemperatur (Tmin);
    d. Einschalten des Verdichters (22), wenn die Temperatur (T) die Maximaltemperatur (Tmax) überschreitet;
    e. Ausschalten des Verdichters (22), wenn die Temperatur (T) die Minimaltemperatur (Tmin) unterschreitet;
    f. abwechselndes Einschalten des Verdichters (22) während einer Einschaltdauer (tein) und Ausschalten des Verdichters (22) während einer Ausschaltdauer (taus), wenn die Temperatur (T) unter der Maximaltemperatur (Tmax) und über der Minimaltemperatur (Tmin) liegt; gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:
    g. Veränderung der Ausschaltdauer (taus) abhängig von der Temperatur (T).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängige Veränderung der Ausschaltdauer (taus) nur bei Vorliegen konstanter Bedingungen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen konstanter Bedingungen umfasst, dass, über ein Zeitintervall, die Tür (12) geschlossen bleibt und/oder eine Umgebungstemperatur annähernd konstant bleibt und/oder keine Abtauphase eintritt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen 10 Minuten und 12 Stunden, vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 6 Stunden, weiterhin vorzugsweise zwischen 1 Stunde und 3 Stunden, beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Ausschaltdauer (taus) dadurch erfolgt, dass die Ausschaltdauer (taus) verringert wird, wenn die Maximaltemperatur (Tmax) überschritten wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Ausschaltdauer (taus) dadurch erfolgt, dass die Ausschaltdauer (taus) erhöht wird, wenn die Minimaltemperatur (Tmin) unterschritten wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verringern und/oder Erhöhen der Ausschaltdauer (taus) ein Merker gesetzt wird, um zu unterbinden, dass die Ausschaltdauer (taus) ein weiteres Mal verringert und/oder erhöht wird und dass der Merker nach dem Ablauf einer Sperrzeit gelöscht wird, um zu erlauben, dass die Ausschaltdauer (taus) ein weiteres Mal verringert und/oder erhöht wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer (tein) zwischen 30 Sekunden und 30 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Minute und 10 Minuten, weiterhin vorzugsweise ca. 4 Minuten, beträgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltdauer (taus) zwischen 1 Minute und 60 Minuten, vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 20 Minuten, weiterhin vorzugsweise ca. 8 Minuten, beträgt.
  10. Kältegerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend:
    wenigstens einen Kälteraum (14), der von wenigstens einer Tür (12) verschließbar ist;
    einen Kältekreislauf (20), der einen Verdichter (22) aufweist;
    eine Steuerungsvorrichtung (30), die die Regelung nach einem der Verfahrensansprüche 1 bis 9 ausführt, und
    einen Temperaturfühler (32), der geeignet ist, die im Kälteraum (14) herrschende Temperatur (T) zu bestimmen.
  11. Kältegerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die dafür geeignet ist, zu bestimmen, ob konstante Bedingungen vorherrschen.
  12. Kältegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Außentemperaturfühler (36), der dafür geeignet ist, eine Umgebungstemperatur zu messen und/oder einen Türsensor (34), der dafür geeignet ist, zu Bestimmen ob die Tür (12) geöffnet ist, umfasst und/oder dass die Einrichtung dafür geeignet ist, zu bestimmen ob eine Abtauphase eintritt.
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