EP2769156B1

EP2769156B1 - Kältegerät mit verdunstungsschale und heizeinrichtung zur verdunstungsförderung

Info

Publication number: EP2769156B1
Application number: EP12780140.5A
Authority: EP
Inventors: Roland Bender; Adolf Feinauer; Wolfgang FLICKINGER; Hans Ihle; Peter LIENHART; Achim Paulduro
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: WO2013057040A3; DE102011084717A1; CN103890509B; EP2769156A2; CN103890509A; WO2013057040A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät wie etwa einen Kühl- oder Gefrierschrank, mit einer Verdunstungsschale zum Verdunsten von aus einer Lagerkammer des Geräts abgeleitetem Tauwasser und einer Heizeinrichtung, die betreibbar ist, um bei Bedarf die Verdunstung des Tauwassers in der Verdunstungsschale zu fördern.
Das Tauwasser, das sich in der Lagerkammer niederschlägt, gelangt dort hin als Bestandteil des darin eingelagerten Kühlguts sowie in Form von Wasserdampf, der in der bei jedem Öffnen der Tür des Kältegeräts in die Lagerkammer eindringenden Umgebungsluft enthalten ist. Das Ausmaß des Wassereintrags in die Lagerkammer, und damit die Rate, in der es aus der Lagerkammer der Verdunstungsschale zufließt, ist schwierig abzuschätzen, da sie von zahlreichen Faktoren wie etwa Art des Kühlguts und seiner Verpackung, Temperatur und prozentuale Feuchte der Umgebungsluft sowie der Menge der bei einem Türöffnen zwischen Umgebung und Lagerkammer ausgetauschten Luft abhängt, und diverse dieser Größen kaum mit vertretbarem Aufwand messbar sind.
Durch die Konstruktion des Kältegerätes muss sichergestellt sein, dass das Tauwasser in der Verdunstungsschale schnell genug verdampft, um ein Überlaufen, das zu Schäden am Kältegerät und seiner Umgebung führen könnte, sicher zu vermeiden.
Herkömmlicherweise ist eine solche Verdunstungsschale meist auf einem Verdichter des Kältegerätes montiert, um mit dessen Abwärme das Tauwasser in der Verdunstungsschale zu beheizen und seine Verdunstung zu fördern. Verbesserungen der Isolation und der Kälteerzeugung führen bei modernen Kältegeräten jedoch dazu, dass das Verhältnis von anfallendem Tauwasser zur am Verdichter verfügbaren Abwärme immer ungünstiger wird. Um die Verdunstungsschale dennoch auf einer eine ausreichende Verdunstung gewährleistenden Temperatur zu halten, wurde vorgeschlagen, eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen der Tauwasserschale einzusetzen. Allerdings beeinträchtigt die Leistungsaufnahme einer solchen Heizeinrichtung massiv die Gesamtenergieeffizienz des Kältegeräts. Ihr Einsatz ist daher auf Zeiten zu begrenzen, in denen dies zum Verhindern des Überlaufens der Verdunstungsschale unabdingbar ist. Um die Heizeinrichtung geeignet steuern zu können, ist es daher erforderlich, den Wasserstand in der Verdunstungsschale zu überwachten.
Aus JP 2009-085473 A ist ein Kältegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden, bei dem ein an der Verdunstungsschale angeordneter Temperatursensor genutzt wird, um Aufschluss über den Wasserstand zu gewinnen. Wenn beim Abtauen dieses herkömmlichen Kältegeräts Tauwasser in großer Menge in die Verdunstungsschale gelangt, wird eine Heizeinrichtung in Gang gesetzt, um das anfallende Wasser zu verdunsten, und die resultierende Erwärmung wird überwacht. Je mehr Wasser sich in der Schale befindet, um so langsamer ist die Erwärmung.
Ein Nachteil dieses bekannten Kältegerätes ist, dass die Genauigkeit, mit der aus der Erwärmungsrate auf die Wassermenge in der Verdunstungsschale rückgeschlossen werden kann, um so schlechter ist, je voller diese ist. D.h. gerade dann, wenn die Notwendigkeit, den Wasserstand genau schätzen zu können, am größten ist, ist die Genauigkeit der Schätzung am schlechtesten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Kältegerät zu schaffen, dass eine zuverlässige Beurteilung des Restfassungsvermögens einer Verdunstungsanordnung auch bei hohem Wasserstand erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer Lagerkammer, einer Wärmequelle, einer Verdunstungsanordnung zum Verdunsten von aus der Lagerkammer abgeleitetem Tauwasser, einem an der Verdunstungsanordnung in thermischem Kontakt mit der Wärmequelle angeordneten Temperatursensor, einer mit dem Temperatursensor verbundenen Steuereinheit und einer Heizeinrichtung, die durch die Steuereinheit betreibbar ist, um die Verdunstungsrate der Verdunstungsanordnung zu erhöhen, und die eingerichtet ist, anhand einer Änderung der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur über Betrieb oder Nichtbetrieb der Heizeinrichtung zu entscheiden, die Verdunstungsanordnung eine Hauptzone und eine Überflutungszone umfasst, der Temperatursensor in der Überflutungszone angeordnet ist und die Überflutungszone nur dann Wasser in Kontakt mit dem Temperatursensor enthält, wenn der Wasserstand in der Hauptzone einen Überlaufpegel erreicht oder überschritten hat.
Solange der Überlaufpegel nicht erreicht ist, ist die Überlaufzone trocken, und die Erwärmung des Temperatursensors durch von der Wärmequelle abgegebene Wärme ist vom Wasserstand in der Hauptzone unabhängig. Erst wenn das Wasser in die Überflutungszone vordringt, ändert sich die Änderungsgeschwindigkeit der vom Temperatursensor erfassten Temperatur umgekehrt proportional zur Wassermenge in der Überflutungszone. Durch geeignete Festlegung des Überlaufpegels kann daher auch ein Wasserstand knapp unterhalb einer Oberkante der Verdunstungsanordnung sicher erfasst werden, unabhängig von der Menge des in der Hauptzone enthaltenen Wassers. Da die Wassermenge in der Überflutungszone nur ein kleiner Teil des Gesamtinhalts der Verdunstungsanordnung ist, genügt eine geringe Heizleistung der Wärmequelle und/oder eine kurze Messzeit, um eine Temperaturänderung zu erfassen, die einen zuverlassigen Rückschluss auf die Wassermenge erlaubt.
Als Wärmequelle kann dieselbe Heizeinrichtung dienen, die auch nach Abschätzung der Wassermenge genutzt wird, um das Wasser zu beheizen.
Es kommen aber auch andere Wärmequellen in Betracht, insbesondere kann die Abwärme eines Verdichters genutzt werden, um die daraus resultierende Temperaturänderung zu erfassen.
Einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge hat die Hauptzone eine Überlaufkante in Höhe des Überlaufpegels, über die Wasser, wenn den es Überlaufpegel erreicht, in die unterhalb der Hauptzone angeordnete Überflutungszone ablaufen kann. So können die Hauptzone und die Überflutungszone zwei getrennte Wasserkörper auf unterschiedlichen Niveaus bilden. Da die freien Wasseroberflächen von Haupt- und Überflutungszone einander in der Draufsicht überschneiden können, ist es auf diese Weise möglich, eine große freie Wasseroberfläche, an der Verdunstung stattfinden kann, auf kleinem Bauraum unterzubringen.
Wenn allerdings der Wasserkörper der Überflutungszone auf einen tieferen Niveau liegt als der der Haupfzone, dann kann Wasser aus der Überflutungszone nicht in die Hauptzone zurückfließen, falls dort durch Verdunstung der Wasserstand unter den Überlaufpegel abgesunken ist. Es kann daher nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden, dass die Überflutungszone noch Wasser in Kontakt mit dem Temperatursensor enthält, wenn der Wasserstand in der Hauptzone unter den Überlaufpegel abgefallen ist und daher ein Beheizen des Wassers möglicherweise gar nicht mehr erforderlich ist, um ein Überlaufen zu verhindern. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Hauptzone und die Überflutungszone einen zusammenhängenden Wasserspiegel aufweisen, wenn der Wasserstand über dem Überlaufpegel liegt.
Vorzugsweise liegt die Überflutungszone als Ganzes über dem Überlaufpegel, insbesondere sollte ein Boden der Überflutungszone eben oder zur Hauptzone hin abschüssig sein, um eine vollständige Entleerung der Überflutungszone zu ermöglichen, wenn der Wasserspiegel in der Hauptzone unter den Überlaufpegel sinkt.
Im letzteren Falle kann es zweckmäßig sein, dass die Hauptzone und die Überflutungszone durch eine Barriere getrennt sind, die den Wasseraustausch zwischen ihnen zwar nicht verhindert, aber behindert, um eine Verfälschung der Temperaturmessung durch Abfluss von warmem Wasser aus der Überflutungszone zu vermeiden.
Diese Maßnahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Heizeinrichtung ein in der Überlaufzone angeordnetes Heizelement umfasst. So kann die Barriere vom Heizelement erwärmtes Wasser darin hindern, in die Hauptzone abzufließen, sodass bei gegebener Leistung der Heizeinrichtung ein schneller Temperaturanstieg erreicht wird.
Ein in der Hauptzone angeordnetes zweites Heizelement kann, insbesondere bei der Ausgestaltung mit zwei getrennten Wasserkörpern auf unterschiedlichen Niveaus, dazu dienen, um im Bedarfsfall auch das Wasser der Hauptzone schnell zu erwärmen und so dessen Verdunstung zu fördern.
Das zweite Heizelement kann entfallen, wenn eine andere Wärmequelle wie etwa der Verdichter vorhanden ist, die genügend Wärme an die Hauptzone liefern kann.
Einer wegen ihrer Einfachheit bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist der Temperatursensor mit dem Heizelement identisch. Ein solcher Temperatursensor kann insbesondere auf der Auswertung des temperaturabhängigen ohmischen Widerstands des Heizelements basieren.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz öder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Schnitt in Breitenrichtung durch ein Haushaltskältegerät gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf die Verdunstungsanordnung des Haushaltskältegeräts der Fig. 1;
Fig. 3: ein Diagramm, in dem exemplarische Entwicklungen der vom Temperatursensor des Haushaltskältegeräts der Fig. 1 gemessenen Temperatur bei unterschiedlichen Wasserständen aufgetragen sind;
Fig. 4: ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur und Wasserstand bei der Ausgestaltung der Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 5: einen schematischen Querschnitt durch eine Verdunstungsanordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 6: einen schematischen Querschnitt durch eine Verdunstungsanordnung gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 7: ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur und Wasserstand bei der Ausgestaltung der Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 8: einen schematischen Querschnitt durch eine Verdunstungsanordnung gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 9: eine schematische Draufsicht auf die Verdunstungsanordnung gemäß der vierten Ausgestaltung;
Fig. 10: einen zu Fig. 2 analogen Querschnitt durch ein Kältegerät gemäß einer fünften Ausgestaltung der Erfindung; und
Fig. 11: einen Querschnitt durch eine Verdunstungsanordnung gemäß einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung.

Das in Fig. 1 gezeigte Haushaltskältegerät, hier ein Kühlschrank, hat in üblicher Weise ein wärmeisolierendes Gehäuse mit einem Korpus 1 und eine außerhalb der Schnittebene der Figur liegende Tür, die zusammen eine Lagerkammer 3 begrenzen. Die Lagerkammer 3 ist hier durch einen an ihrer Rückwand zwischen einem Innenbehälter des Korpus 1 und einer diesen umgebenden isolierenden Schaumstoffschicht angeordneten Coldwall-Verdampfer 4 gekühlt, doch dürfte für den Fachmann unmittelbar einsichtig sein, dass die im Folgenden erläuterten Besonderheiten der Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Typen von Verdampfer, insbesondere einem Nofrost-Verdampfer, anwendbar sind. Denkbar ist auch die Anwendung auf ein Nofrost-Gefriergerät, da dieses, zumindest in einer Abtauphase des Verdampfers, ebenfalls Tauwasser abgibt.
Bei dem hier betrachteten Coldwall-Kältegerät erstreckt sich am Fuße der durch den Verdampfer 4 gekühlten Rückwand der-Lagerkammer 3 eine Auffangrinne 7, die Kondenswasser, das sich an dem vom Verdampfer 4 gekühlten Bereich des Innenbehälters niederschlägt und daran abwärts fließt, auffängt. Eine Rohrleitung 8 führt vom tiefsten Punkt der Auffangrinne 7 durch die isolierende Schaumstoffschicht hindurch zu einer Verdunstungsanordnung 9, die in einem Maschinenraum 5 auf einem Gehäuse eines Verdichters 6 montiert ist, um durch Abwärme des Verdichters 6 beheizt zu werden. Bei einem Nofrost-Kältegerät könnte eine entsprechende Rohrleitung vom Boden einer den Verdampfer aufnehmenden Kammer ausgehen.
Die Verdunstungsanordnung 9, die in Fig. 2 zusätzlich in Draufsicht gezeigt ist, umfasst eine in unmittelbarem, engem Kontakt mit dem Gehäuse des Verdichters 6 angeordnete kreisrunde Schale 16, deren tiefste Stelle 17 ringförmig um das Gehäuse 5 des Verdichters 6 verläuft. Von einem oberen Seitenwandbereich der Schale 16 steht eine flache Schale 18 ab, deren hier im Wesentlichen horizontaler Boden 19 deutlich höher liegt als die tiefste Stelle 17 der Schale 16. Solange das Wasser nicht über den Boden 19 ansteigt, liegt die Schale 18 trocken. Die Schale 16 bildet daher eine Hauptzone der Verdunstungsanordnung 9, die fast ständig Wasser enthält, während die Schale 18 eine nur bei hohem Wasserstand gefüllte Überflutungszone bildet. Da der Boden 19 keine von der Schale 16 getrennte lokale tiefste Stelle hat, fließt das Wasser aus der Schale 18 vollständig in die tiefere Schale 16 ab, wenn der Wasserspiegel in der Verdunstungsanordnung unter das Niveau des Bodens 19 abfällt.
Ein elektrisch betriebenes Heizelement 10 der flachen Schale 18, z.B. eine auf deren Boden 19 aufgeklebte Folienheizung, fällt daher trocken, wenn der Wasserspiegel unter die Höhe des Bodens 19 absinkt. Das Heizelement 10 dient einerseits der Überwachung des Wasserstandes in der Verdunstungsanordnung 9 und andererseits, wenn erforderlich, zur Beschleunig der Verdunstung.
Das Heizelement 10 ist gesteuert durch eine elektronische Steuereinheit 13, die hier der Einfachheit halber in dem Maschinenraum 5 dargestellt ist, die aber in der Praxis weitgehend beliebig am Kältegerät und insbesondere benachbart zu einem - hier nicht dargestellten - Bedienfeld angeordnet sein kann. Die Steuereinheit 13 ist mit einem Temperatursensor 15 verbunden, der an der Schale 18 benachbart zum Heizelement 10 montiert ist und mit Tauwasser in der Schale 18, falls vorhanden, in thermischem Kontakt steht. In Fig. 1 sind das Heizelement 10 und der Temperatursensor 15 als voneinander getrennte Komponenten dargestellt; denkbar und zweckmäßig ist jedoch auch, ein Heizelement 10 mit temperaturabhängigem ohmschem Widerstand gleichzeitig auch als Temperatursensor 15 zu nutzen.
Solange der Wasserstand in der Verdunstungsanordnung 9 unterhalb des Bodens 19 liegt, kommt das Heizelement 10 mit dem Wasser nicht in Kontakt, und die Temperatur, die der Sensor 15 erfasst, wenn die Steuereinheit 13 das Heizelement 10 in Betrieb nimmt, steigt in kurzer Zeit extrem an, wie durch die Kurve A in Fig. 3 verdeutlicht. Solange nur die Schale 16 Wasser enthält, ist der Verlauf der Kurve A unabhängig vom tatsächlichen Wasserstand. Wenn hingegen der Wasserstand so hoch ist, dass das Wasser in die flache Schale 18 vordringt, dann wird das Heizelement 10 überspült, und der Temperaturanstieg ist umso langsamer, je höher das Wasser in der Schale 18 steht, z.B. wie durch Kurve C von Fig. 3 dargestellt. Es kann daher eine Grenz-Änderungsrate der Temperatur, z.B. entsprechend der Kurve B von Fig. 3, so festgelegt werden, dass, wenn die gemessene Änderungsrate der Temperatur über der Grenz-Änderungsrate liegt, die Steuereinheit 13 entscheidet, dass keine Überlaufgefahr besteht, und nach dem Messen der Anstiegsrate das Heizelement 10 wieder ausschaltet, wohingegen, wenn die Anstiegsrate unter dem Grenzwert liegt, eine Überlaufgefahr erkannt wird und das Heizelement 10 über längere Zeit hinweg bei hoher Leistung in Betrieb bleibt, um den Wasserstand in der Verdunstungsanordnung 9 merklich zu reduzieren.
Es ist leicht nachvollziehbar, dass bei gegebener Heizleistung des Heizelements 10 der Sensor 15 einen schnelleren Temperaturanstieg registriert, wenn gleichzeitig der Verdichter 6 in Betrieb ist. Damit dies nicht zu Fehlern bei der Beurteilung des Wasserstands führt, kann vorgesehen werden, dass die Steuereinheit 13 nur dann zum Messen der Anstiegsrate der Temperatur das Heizelement 10 betreibt, wenn nicht gleichzeitig nennenswert Wärme vom Verdichter 6 der Verdunstungsschale zufließt, d.h. während der Verdichter läuft und in einer vorgegebenen Zeitspanne danach findet keine Messung der Anstiegsrate statt.
Wenn das Kältegerät ein NoFrost-Gerät ist, gelangt Tauwasser bei jedem Abtauen des Verdampfers schwallweise in die Verdunstungsschale 9. Dadurch kann die Temperatur des Wassers in der Verdunstungsschale 9 deutlich unter die des umgebenden Maschinenraums 5 abfallen, und eine Erwärmung des Wassers findet ohne Zutun der Heizeinrichtung 10 durch Temperaturausgleich mit dem umgebenden Maschinenraum statt. Auch dieser Temperaturausgleich kann eine Messung des Wasserstandes verfälschen. Daher ist bei einem NoFrost-Kältegerät die Steuereinheit 13 eingerichtet, eine Wasserstandsmessung, die zu einer Zeit ansteht, an der wegen eines laufenden oder kurz zurückliegenden Abtauvorgangs Temperaturänderungen in der Verdunstungsschale 9 zu erwarten sind, auszusetzen, bis diese Temperaturänderungen wieder abgeklungen sind.
Da ein Stromausfall je nach seiner Dauer zum Abtauen des Verdampfers führen kann, aber nicht muss, besteht die Gefahr, dass der Wasserstand in der Verdunstungsschale 9 nach einem Stromausfall deutlich höher ist als davor. Um ggf. einem zu hohen Wasserstand rechtzeitig entgegenwirken zu können, verfügt einer anderen Weiterbildung zufolge die Steuereinheit 13 über Mittel zum Erkennen eines zurückliegenden Stromausfalls und ist eingerichtet, wenn ein Stromausfall erkannt worden ist, sofort eine Messung des Wasserstandes durchzuführen.
Fig. 4 zeigt exemplarisch einen typischen Zusammenhang zwischen der Anstiegsrate dT/dT der vom Sensor 15 erfassten Temperatur T und dem Wasserstand h. Solange der Wasserstand h unterhalb des Bodens 19 ist, verläuft die Kurve horizontal auf hohem Niveau, entsprechend dem Abschnitt a der Fig. Bei einem Wasserstand h oberhalb des Bodens 19 ist sie umgekehrt proportional zur Wassermenge in der flachen Schale 18, d.h. sie weist einen hyperbelförmigen Verlauf auf, wie im Abschnitt b dargestellt. Die Abhängigkeit der Änderungsrate vom Wasserstand h ist am größten, wenn die Wassermenge in der flachen Schale 18 gering aber nicht null ist. Heizelement 10 und Temperatursensor 15 sind daher zweckmäßigerweise dicht unter demjenigen Niveau montiert, dass der Wasserspiegel ohne Überlaufgefahr nicht überschreiten darf.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausgestaltung der Verdunstungsanordnung 9 im Querschnitt. Die Schalen 16, 18 haben die gleiche Gestalt wie in Falle der Fig. 1 und 2, und auch das in der flachen Schale 18 angeordnete Heizelement 10 ist dasselbe. Hinzugekommen ist in Fig. 5 ein zweites Heizelement 20 in der Schale 16. Während die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur am Sensor 15 gemessen wird, betreibt die Steuereinheit 13 nur das Heizelement 10, um Aufschluss über den Wasserstand bei möglichst geringem Energieeinsatz zu gewinnen. Wenn das Ergebnis der Messung ist, dass Überlaufgefahr besteht, dann werden anschließend eine Zeit lang beide Heizelemente 10, 20 betrieben, um in kurzer Zeit das gesamte in der Verdunstungsanordnung 9 enthaltene Wasser zu erwärmen und eine schnelle Verdunstung zu erreichen.
Fig. 6 zeigt in einem zu Fig. 5 analogen Schnitt eine Verdunstungsanordnung 9 gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung. Auch hier ist eine Schale 16 unmittelbar auf dem (nicht dargestellten) Verdichter 6 montiert. Zwischen ihr und einer benachbarten Schale 21 ist eine durchgehende Barriere 22 gebildet, deren Oberkante den Überlaufpegel definiert, bei dessen Überschreitung die Schale 21 geflutet wird. Das Heizelement 10 ist in der Schale 21 knapp oberhalb der Barriere 22 montiert. Wenn die Schale 16 überläuft, hat dies solange keinen Einfluss auf die Erwärmungsrate des Heizelements 20 bzw. des ihm zugeordneten Sensors 15, wie der Wasserspiegel nicht das Heizelement 10 erreicht. Sobald dies geschieht, verringert sich die Anstiegsrate der Temperatur. Da zu diesem Zeitpunkt der Wasserstand in der Schale 21 deutlich von Null verschieden ist, springt die Anstiegsrate abrupt, wie in Fig. 7 durch einen gestrichelten vertikalen Abschnitt c zwischen den Kurvenabschnitten a und b gezeigt. Indem der Grenzwert der Anstiegsrate in das Sprungintervall, z.B. auf den Wert T₁ der Fig. 7, gelegt wird, kann mit hoher Genauigkeit erfasst werden, ob das Heizelement 10 ins Wasser eintaucht oder nicht.
An sich ist es wünschenswert, anhand der Rate der Temperaturänderung nicht nur entscheiden zu können, ob der Wasserspiegel die Einbauhöhe des Heizelements 10 erreicht, sondern ob er sie um ein vorgegebenes, von Null verschiedenes Maß überschreitet oder nicht, da dann im Falle der Überschreitung das Heizelement 10 das Wasser solange effizient beheizen kann, wie es mit ihm in Kontakt ist, und somit den Wasserspiegel um eben dieses vorgegebene Maß verringern kann. Eine solche Entscheidung ist mit der Verdunstungsanordnung der Fig. 6 nicht mit der gleichen Genauigkeit möglich wie mit derjenigen der Fig. 1 und 2, da die Steigung der Kurve der Fig. 7 bei gleichem Wasserspiegel kleiner ist als die der Kurve der Fig. 4. Dennoch kann die Anordnung der Fig. 6 vorteilhaft sein, da die Schale 21 hier auch dann zur Verdunstung beitragen kann, wenn das Wasser in ihr das Heizelement 10 nicht erreicht. Die Fig. 8 und 9 zeigen jeweils im Schnitt entlang der Ebene VIII-VIII aus Fig. 9 bzw. in Draufsicht eine Verdunstungsanordnung 9 gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. Die Schalen 16, 18 sind wiederum im Wesentlichen genauso geformt wie in der ersten Ausgestaltung, allerdings ist zwischen ihnen eine Barriere 23 in Höhe der die Schalen 16, 18 umgebenden Wände gebildet, die im Betrieb nicht vom Wasser überspült werden darf. Lediglich über eine Lücke 24 der Barriere ist ein Austausch von Wasser zwischen den Schalen 16, 18 möglich. Indem die Schalen 16, 18 somit nicht auf ihrer gesamten Breite kommunizieren, ist der Abfluss von an dem Heizelement 10 erwärmtem Wasser in die Schale 16 eingeschränkt, sodass sich das Wasser in der Schale 18 schneller erwärmt als im Falle der ersten Ausgestaltung. Daher ist eine genaue Beurteilung des Wasserstands auch dann noch möglich, wenn der Wasserspiegel deutlich oberhalb des Heizelements 10 liegt.
Fig. 10 zeigt in einem zu Fig. 1 analogen Schnitt ein Kältegerät gemäß einer fünften Ausgestaltung der Erfindung. Die Verdunstungsanordnung 9 umfasst hier zwei Schalen 16, 25, die auf unterschiedlichen Niveaus angeordnet sind. Die auf dem Verdichter 6 montierte Schale 16 umfasst eine Überlaufkante 26, über die Wasser, wenn es über den Überlaufpegel ansteigt, in die darunterliegende Schale 25 abfließt. In dieser Schale 25 sind ein Heizelement 10 und ein Temperatursensor 15 angeordnet, die von der Steuereinheit 13 in gleicher Weise wie mit Bezug auf die erste Ausgestaltung beschrieben eingesetzt werden können, um den Wasserstand in der Schale 25 zu beurteilen und das Wasser in der Schale 25 zu verdunsten, falls der Wasserstand darin als gefährlich hoch beurteilt wird. Zwar fördert bei dieser Ausgestaltung die Erwärmung der Schale 25 nicht die Verdunstung in der Schale 16, da, anders als bei den zuvor betrachteten Ausgestaltungen, ein Rückfluss von am Heizelement 10 erwärmtem Wasser in die Schale 16 nicht möglich ist, doch kann dies ohne weiteres hingenommen werden, da die Möglichkeit, in einem begrenztem Volumen viel freie Wasseroberfläche unterzubringen, an der Verdunstung stattfinden kann, diesen Nachteil zumindest ausgleicht und die Schale 16 durch den Verdichter 6 beheizt wird, auf dem sie montiert ist.
Eine Verdunstungsanordnung 9 gemäß einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 11 gezeigt. Auf dem Gehäuse eines Verdichters 6 ist in an sich bekannter Weise eine Schale 16 montiert. Vom Boden der Schale 16 steht eine hohle Säule 27 ab. Rings um die Oberseite 28 der Säule ragt ein ringförmiger, von wenigstens einem Schlitz 29 durchbrochener Steg 30 auf. Die Oberseite 28 und der Steg begrenzen eine Überflutungszone 31. Ein Metallstift 32 erstreckt sich im Innern der Säule vom Verdichtergehäuse bis zur Oberseite 28 und führt Abwärme des Verdichters bevorzugt der Überflutungszone 31 zu, so dass, wenn der Verdichter 6 läuft, die Temperatur in der Überflutungszone 31 wesentlich schneller steigt als in der umgebenden Schale 16, und von einem dort angeordneten Temperatursensor 10 registriert wird. Wenn die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs unter einen Grenzwert abfällt, dann kann daraus gefolgert werden, dass sich Wasser in der Überflutungszone befindet. In diesem Fall wird eine in der Schale 16 angeordnete Heizeinrichtung, hier ein zu einem Ring gebogener Heizstab 32, eingeschaltet und eine vorgegebene Zeit lang betrieben, um den Wasserspiegel unter die Höhe der Oberseite 28 abzusenken.

Claims

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer Lagerkammer (3), einer Wärmequelle (6; 10), einer Verdunstungsanordnung (9) zum Verdunsten von aus der Lagerkammer (3) abgeleitetem Tauwasser, einem an der Verdunstungsanordnung (9) in thermischem Kontakt mit der Wärmequelle (6; 10) angeordneten Temperatursensor (15), einer mit dem Temperatursensor (15) verbundenen Steuereinheit (13) und einer Heizeinrichtung (10; 32), die durch die Steuereinheit (13) betreibbar ist, um die Verdunstungsrate der Verdunstungsanordnung (9) zu erhöhen, wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, anhand einer Änderung der von dem Temperatursensor (15) erfassten Temperaturen über Betrieb oder Nichtbetrieb der Heizeinrichtung (10; 32) zu entscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstungsanordnung (9) eine Hauptzone (16) und eine Überflutungszone (18; 21; 25; 31) umfasst, dass der Temperatursensor (15) in der Überflutungszone (18; 21; 25; 31) angeordnet ist und dass die Überflutungszone (18; 21; 25; 31) nur dann Wasser im Kontakt mit dem Temperatursensor (15) enthält, wenn der Wasserstand in der Hauptzone (18) einen Überlaufpegel erreicht oder überschritten hat.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle die Heizeinrichtung (10) ist.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle ein Verdichter (6) ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptzone (16) eine Überlaufkante in Höhe des Überlaufpegels aufweist und die Überflutungszone (25) unterhalb der Hauptzone (16) angeordnet ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptzone (16) und die Überflutungszone (18; 21; 31) einen zusammenhängenden Wasserspiegel aufweisen, wenn der Wasserstand über dem Überlaufpegel liegt.
Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überflutungszone (18; 31) oberhalb des Überlaufpegels angeordnet ist.
Kältegerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (19) der Überflutungszone (18) eben oder zur Hauptzone (16) hin abschüssig ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptzone (16) und die Überflutungszone (18; 31) durch eine Barriere (22; 23; 30) getrennt sind, die den Wasseraustausch zwischen ihnen behindert.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (10) wenigstens ein in der Überlaufzone (18; 21; 25) angeordnetes Heizelement (10) umfasst.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung ein in der Hauptzone (16) angeordnetes Heizelement (32) umfasst.
Kältegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptzone (16) kein Heizelement aufweist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Hauptzone (16) auf einem Verdichter (6) montiert ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor mit dem Heizelement identisch ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, eine Messbetriebsphase nicht bei laufendem Verdichter (6) durchzuführen.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, eine Messbetriebsphase nicht während eines Abtauvorgangs durchzuführen.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, eine Messbetriebsphase jeweils nach einem Stromausfall durchzuführen.