EP3071900A1 - Einkreis-kältegerät - Google Patents

Einkreis-kältegerät

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EP3071900A1
EP3071900A1 EP14796048.8A EP14796048A EP3071900A1 EP 3071900 A1 EP3071900 A1 EP 3071900A1 EP 14796048 A EP14796048 A EP 14796048A EP 3071900 A1 EP3071900 A1 EP 3071900A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
storage chamber
circuit
throttle point
evaporator
refrigerating appliance
Prior art date
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Ceased
Application number
EP14796048.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Niels Liengaard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3071900A1 publication Critical patent/EP3071900A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
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    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the present invention relates to a single-circuit refrigeration device with two independently temperature-controlled storage chambers.
  • a compressor, a condenser and the evaporator of typically two storage chambers in a refrigerant circuit are connected in series, so that the entire flow of the refrigerant circulated by the compressor successively flows through both evaporators.
  • the distribution of the available cooling capacity to the evaporator of the storage chambers is fixed in such a single-circuit refrigeration unit conventionally fixed by the geometry and arrangement of the evaporator.
  • the proportion of each storage chamber in the total refrigeration demand of the device varies depending on the ambient temperature.
  • the refrigeration demand of the warmer storage chamber decreases more than that of the colder storage compartment, so that when the operation of the compressor is controlled by the refrigeration demand of the warmer storage compartment is, the colder storage chamber is no longer sufficiently cooled. If, on the other hand, the compressor operation were controlled on the basis of the refrigeration requirement of the colder storage chamber, overcooling of the warmer storage chamber would result.
  • a known solution to this problem is to provide the warmer storage chamber a heater that can be switched on when operating in a cold environment to artificially increase the cooling requirements of the warmer storage chamber and so ensure a compressor running time sufficient to the colder storage chamber on a To maintain target temperature. It is obvious that such a heater severely affects the energy efficiency of the refrigerator.
  • Two-circuit refrigerators allow temperature control of two storage chambers of a refrigeration device independently.
  • the refrigerant line comprises two branches, with one of these branches, only one of the two evaporators can be acted upon with refrigerant and the other branch either the other or both evaporators are supplied in series with refrigerant.
  • the necessary branching makes the refrigerant circuit much more complicated and leads to higher manufacturing costs than a single-circuit refrigeration unit.
  • the object of the invention is therefore to provide a single-circuit refrigeration device that allows temperature control of two storage chambers independently, without having to heat one of the storage chambers.
  • the object is achieved by providing a condenser, a first throttle point, a first evaporator for cooling a first storage chamber formed in the housing in a single-circuit refrigeration device with a heat-insulating housing and a refrigerant circuit, between a pressure port and a suction port of a compressor, a second throttle point and a second storage chamber in the second housing cooling second evaporator are connected in series, the second throttle point has an adjustable Strömungsleitwert.
  • the adjustability of the Strömungsleitwerts makes it possible during the operation of the compressor different pressures in the two evaporators and thus different evaporation temperatures of the refrigerant in the two evaporators, depending on the desired temperature in the respective storage chamber set.
  • This solution is particularly applicable to Coldwall devices and therefore allows the production of highly energy-efficient, yet inexpensive refrigerators.
  • a control circuit may be connected and arranged with a first temperature sensor arranged on the first bearing chamber and with the second throttle point, the flow conductance of the second throttle point in the case of cooling demand in the first bearing chamber Up enforce.
  • control circuit can be connected to a arranged on the second bearing chamber second temperature sensor and be adapted to reduce the Strömungsleitwert the second throttle point at refrigeration demand in the second storage chamber. This results in a pressure and thus a temperature increase at the first evaporator, so that it receives less heat from the first storage chamber and a larger proportion of the available cooling capacity for cooling the second storage chamber is available.
  • control circuit When refrigeration demand occurs in both storage chambers, the control circuit should be able to provide more cooling capacity by increasing the speed of the variable speed compressor.
  • the Strömungsleitwert the second throttle body may be large in a state of maximum opening compared to the Strömungsleitwert the first throttle point.
  • the pressure built up by the compressor substantially completely drops at the first orifice, and the pressure difference between the two evaporators is small, so that substantially equal temperatures can be obtained in both of the storage chambers ,
  • the second storage chamber is expediently designed for a lower operating temperature than the first storage chamber.
  • at least the second storage chamber should be operable as a freezer. Whether the first storage chamber can also be used as a freezer compartment or at a higher temperature can be determined by setting the second throttle point.
  • at least the first storage chamber should be operable as a normal refrigeration compartment, which does not exclude the use at lower temperatures, with appropriate setting of the second throttle point.
  • the second orifice should include a continuous valve. Since different passage cross sections can be set constant on such a valve, pressure fluctuations of the refrigerant during compressor operation are minimized, which makes it possible to keep the noise emission of the refrigeration device as a whole low.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the refrigerant circuit of a refrigeration device according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic section through the housing of the refrigerator.
  • the refrigerant circuit shown in Fig. 1 comprises a speed-controlled compressor 1 with a pressure port 2 and a suction port 3.
  • a starting from the pressure port 2 refrigerant pipe 4 extends in the direction of circulation of the refrigerant first via a condenser 5 and a first throttle point 6, here in the usual way
  • a second, adjustable throttling point 8 is located between an outlet port of the evaporator 7 and an inlet port of a second evaporator 9.
  • An outlet port of the evaporator 9 is connected to the suction port 3 of the compressor 1.
  • Two temperature sensors 10, 11 are arranged in storage chambers 12, 13 cooled by the evaporators 7 and 9, respectively, and connected to a control unit 14 which uses the temperatures detected by the temperature sensors 10, 11 to determine the speed of the compressor 1 and the flow rate of the throttle point 8 controls.
  • the control unit 14 continuously compares the temperatures detected by the temperature sensors 10, 11 with conventionally user settable setpoint temperatures for the storage chambers 12, 13.
  • the control unit determines 14 refrigeration demand of the respective storage chamber; This determination remains until the temperature measured in the chamber in question has fallen by more than ⁇ below the setpoint temperature of the relevant compartment.
  • the increment may be fixed or determined by the control unit 14 in proportion to the deviation of the measured temperature from the desired temperature of the respective storage chamber. If a few minutes after the adjustment of the throttle point 8 a temperature decrease is detected, the adjustment of the throttle point 8 is obviously sufficient; If no temperature decrease is detected, then the Strömungsleitwert is again incremented.
  • control unit 14 determines refrigeration demand in the storage chamber 13. This finding also remains until the temperature in the storage chamber 13 drops by at least ⁇ below the setpoint.
  • the control unit 14 reacts by reducing the flow conductance of the throttle point 8. As a result, the pressure in the evaporator 7 increases, and the pressure in the evaporator 9 drops. As a result, the evaporation temperature in the evaporator 7 increases, and less heat is taken up from the storage chamber 12, so that a larger proportion of the refrigerant in the liquid state reaches the evaporator 9. Thus, at the expense of Cooling of the storage chamber 12, more cooling capacity for cooling the storage chamber 13 available.
  • the speed of the compressor 1 as a whole is sufficient to keep both chambers 12, 13 at their desired temperatures, phases of enhanced cooling of the chamber 12 and phases of enhanced cooling of the chamber 13 thus alternate. If longer periods exist in which neither the chamber 12 nor the chamber 13 has refrigeration demand, the power of the compressor 1 is higher than for cooling the chambers 12, 13 required; In this case, the speed of the compressor 1 is slowly and in small increments decremented to find a set value at which the performance of the compressor 1 corresponds to the refrigeration demand of the chambers 12, 13 as closely as possible.
  • Simultaneous refrigeration demand in both chambers 12, 13 is an indication that the performance of the compressor 1 is not sufficient to keep the chambers 12, 13 at the set temperature; therefore, in such a case, the control unit 14 slowly and stepwise increments the speed of the compressor 1 until there is no refrigeration demand in one of the storage chambers 12, 13.
  • the above-described hysteresis in determining the existence or non-existence of refrigeration demand causes the storage chambers 12, 13 tend to have each out of phase refrigeration demand.
  • the compressor 1 can therefore very evenly, rarely and only by a few steps changed speed work; Due to the continuous operation, the temperatures of both evaporators 7, 9 can be kept close to the target temperature of the respective storage chamber 12 and 13, respectively, which results in a distribution of the cooling capacity to the storage chambers 12, 13 very energy efficient operation allowed.
  • the throttle point 8 is formed by a continuous valve, the passage cross-section can take many of the respective to be realized Strömungsleit staple corresponding positions stationary, pressure fluctuations in the refrigerant circuit are avoided, which could lead to the emission of operating noise.
  • FIG. 2 shows a schematic section through a refrigeration device with the refrigerant circuit shown in FIG. 1.
  • His case 15 includes in a usual way a heat-insulating body 16, in which the two bearing chambers 12, 13, each closed by a door 17, are formed.
  • the evaporators 7, 10 are each arranged between an inner container 20 of the bearing chambers 12, 13 and an insulating material layer 18 surrounding them. They may, in the case of the storage chamber 12, be arranged only on a rear wall 19 or, as in the case of the storage chamber 13, extend to other walls of the inner container 20.
  • the compressor 1 and, in the case considered here, the condenser 5 and the second throttle point 8 are housed in a machine room 21 at the back of the body 15.
  • the evaporator 7 located upstream in the refrigerant circuit is here also the evaporator of the upper storage chamber 12, so that the direction of circulation of the liquid refrigerant through the evaporators 7, 9 is substantially from top to bottom. Since the pressure in the upstream evaporator 7 can never be lower than in the downstream evaporator 9, the storage chamber 12 can be used as a normal refrigerating compartment and the storage chamber 13 as a freezer, but not vice versa.
  • a second operating mode can be set on the control unit 14, in which the throttle point 8 is always held in a state of maximum passage cross section, so that the pressure difference between the two evaporators 7, 9 is negligible compared to that at the throttle point 6.
  • this operating state depending on the setting of the power of the compressor 1, both storage chambers 12, 13 with the same desired temperature, in particular as a normal refrigeration compartment or as a freezer, operable.

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Abstract

Ein Einkreis-Kältegerät umfasst ein wärmeisolierendes Gehäuse und einen Kältemittelkreislauf, an dem zwischen einem Druckanschluss (2) und einem Sauganschluss (3) eines Verdichters (1), der Reihe nach hintereinandergeschaltet sind: ein Verflüssiger (5), eine erste Drosselstelle (6), ein eine erste in dem Gehäuse gebildete Lagerkammer (12) kühlender erster Verdampfer (7), eine zweite Drosselstelle (8), ein eine zweite in dem Gehäuse gebildete Lagerkammer (13) kühlender zweiter Verdampfer (9), wobei die zweite Drosselstelle (8) einen verstellbaren Strömungsleitwert aufweist.

Description

Einkreis-Kältegerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einkreis-Kältegerät mit zwei unabhängig voneinander temperierbaren Lagerkammern.
In einem Einkreis-Kältegerät sind ein Verdichter, ein Verflüssiger und die Verdampfer von typischerweise zwei Lagerkammern in einem Kältemittelkreislauf in Reihe verbunden, so dass der gesamte Strom des vom Verdichter umgewälzten Kältemittels nacheinander beide Verdampfer durchfließt.
Die Verteilung der verfügbaren Kühlleistung auf die Verdampfer der Lagerkammern ist bei einem solchen Einkreis-Kältegerät herkömmlicherweise durch die Geometrie und Anordnung der Verdampfer fest vorgegeben. Der Anteil der einzelnen Lagerkammern am Gesamtkältebedarf des Geräts variiert jedoch je nach Umgebungstemperatur. Wenn ein solches Kältegerät bei einer niedrigeren Umgebungstemperatur betrieben wird als derjenigen, für die es optimiert ist, nimmt der Kältebedarf der wärmeren Lagerkammer im Verhältnis stärker ab als der der kälteren Lagerkammer, so dass, wenn der Betrieb des Verdichters anhand des Kältebedarfs der wärmeren Lagerkammer gesteuert wird, die kältere Lagerkammer nicht mehr ausreichend gekühlt wird. Würde hingegen der Verdichterbetrieb anhand des Kältebedarfs der kälteren Lagerkammer gesteuert, wäre eine Unterkühlung der wärmeren Lagerkammer die Folge. Eine bekannte Lösung dieses Problems ist, an der wärmeren Lagerkammer eine Heizung vorzusehen, die beim Betrieb in kalter Umgebung zugeschaltet werden kann, um den Kältebedarf der wärmeren Lagerkammer künstlich zu erhöhen und so eine Verdichterlaufzeit sicherzustellen, die ausreicht, um auch die kältere Lagerkammer auf einer Solltemperatur zu halten. Es liegt auf der Hand, dass eine solche Heizung die Energieeffizienz des Kältegeräts empfindlich beeinträchtigt.
Zweikreis-Kältegeräte erlauben eine Temperaturregelung von zwei Lagerkammern eines Kältegeräts unabhängig voneinander. Bei diesen Geräten umfasst die Kältemittelleitung zwei Zweige, wobei über einen dieser Zweige nur einer der beiden Verdampfer mit Kältemittel beaufschlagbar ist und über den anderen Zweig entweder der andere oder beide Verdampfer in Reihe mit Kältemittel versorgt werden. Die notwendige Verzweigung macht den Kältemittelkreis deutlich komplizierter und führt zu höheren Fertigungskosten als bei einem Einkreis-Kältegerät.
Bei NoFrost-Kältegeräten besteht die Möglichkeit, die Aufteilung der Kühlleistung auf die Lagerkammern zu steuern, indem mit Hilfe eines Ventilators der Wärmeaustausch zwischen Verdampfer und Lagerkammer moduliert wird. Auch der Einsatz von Ventilatoren steigert Komplexität und Fertigungskosten des Geräts; außerdem erreicht ein Verdampfer, wenn der Wärmeaustausch zwischen ihm und einer zugeordneten Lagerkammer durch Ausschalten des Ventilators blockiert ist, sehr niedrige Temperaturen, die ebenfalls die Energieeffizienz des Geräts in Mitleidenschaft ziehen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Einkreis-Kältegerät zu schaffen, das eine Temperaturregelung von zwei Lagerkammern unabhängig voneinander ermöglicht, ohne dafür eine der Lagerkammern beheizen zu müssen.
Die Aufgabe wird gelöst, in dem bei einem Einkreis-Kältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse und einem Kältemittelkreislauf, an dem zwischen einem Druckanschluss und einem Sauganschluss eines Verdichters ein Verflüssiger, eine erste Drosselstelle, ein erster Verdampfer zum Kühlen einer ersten in dem Gehäuse gebildeten Lagerkammer, eine zweite Drosselstelle und ein eine zweite in dem Gehäuse gebildete Lagerkammer kühlender zweiter Verdampfer hintereinander geschaltet sind, die zweite Drosselstelle einen verstellbaren Strömungsleitwert aufweist. Die Verstellbarkeit des Strömungsleitwerts ermöglicht es, während des Betriebs des Verdichters unterschiedliche Drücke in den beiden Verdampfern und damit auch unterschiedliche Verdampfungstemperaturen des Kältemittels in den beiden Verdampfern, je nach gewünschter Temperatur in der betreffenden Lagerkammer, einzustellen.
Diese Lösung ist insbesondere auch bei Coldwall-Geräten anwendbar und erlaubt daher die Fertigung von hoch energieeffizienten und dennoch preiswerten Kältegeräten.
Eine Steuerschaltung kann mit einem an der ersten Lagerkammer angeordneten ersten Temperatursensor und mit der zweiten Drosselstelle verbunden und eingerichtet sein, den Strömungsleitwert der zweiten Drosselstelle bei Kältebedarf in der ersten Lagerkammer heraufzusetzen. Durch die Heraufsetzung des Strömungsleitwerts wird der Druck des Kältemittels in dem ersten Verdampfer heruntergesetzt, und durch die resultierende niedrigere Verdampfertemperatur wird die erste Lagerkammer verstärkt gekühlt.
Umgekehrt kann die Steuerschaltung mit einem an der zweiten Lagerkammer angeordneten zweiten Temperatursensor verbunden und eingerichtet sein, den Strömungsleitwert der zweiten Drosselstelle bei Kältebedarf in der zweiten Lagerkammer herabzusetzen. Dies führt zu einem Druck- und folglich auch einem Temperaturanstieg an dem ersten Verdampfer, so dass dieser weniger Wärme aus der ersten Lagerkammer aufnimmt und ein größerer Anteil der verfügbaren Kühlleistung zum Kühlen der zweiten Lagerkammer zur Verfügung steht.
Wenn Kältebedarf in beiden Lagerkammern auftritt, sollte die Steuerschaltung in der Lage sein, mehr Kühlleistung bereitzustellen, indem sie die Drehzahl des drehzahlgeregelten Verdichters heraufsetzt.
Der Strömungsleitwert der zweiten Drosselstelle kann in einem Zustand maximaler Öffnung groß im Vergleich zum Strömungsleitwert der ersten Drosselstelle sein. So fällt, wenn sich die zweite Drosselstelle im Zustand maximaler Öffnung befindet, der vom Verdichter aufgebaute Druck im Wesentlichen vollständig an der ersten Drosselstelle ab, und die Druckdifferenz zwischen den beiden Verdampfern ist gering, so dass in beiden Lagerkammern im Wesentlichen gleiche Temperaturen erhalten werden können.
Da der Druck im stromabwärtigen Verdampfer nicht höher sein kann als im stromaufwärtigen Ersten, ist die zweite Lagerkammer zweckmäßigerweise für eine tiefere Betriebstemperatur ausgelegt als die erste Lagerkammer. Insbesondere sollte wenigstens die zweite Lagerkammer als Gefrierfach betreibbar sein. Ob die erste Lagerkammer ebenfalls als Gefrierfach oder bei einer höheren Temperatur nutzbar ist, ist über die Einstellung der zweiten Drosselstelle festlegbar. Umgekehrt sollte wenigstens die erste Lagerkammer als Normalkühlfach betreibbar sein, was den Einsatz bei tieferen Temperaturen, bei entsprechender Einstellung der zweiten Drosselstelle, nicht ausschließt. Um die Betriebsgeräuschemission durch das Kältegerät zu minimieren, sollte die zweite Drosselstelle ein Stetigventil umfassen. Da an einem solchen Ventil unterschiedliche Durchgangsquerschnitte konstant eingestellt werden können, werden Druckschwankungen des Kältemittels während des Verdichterbetriebs minimiert, was es erlaubt, die Geräuschemission des Kältegeräts insgesamt gering zu halten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kältemittelkreislaufs eines erfindungsgemäßen Kältegeräts; und
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch das Gehäuse des Kältegeräts. Der in Fig. 1 gezeigte Kältemittelkreislauf umfasst einen drehzahlgeregelten Verdichter 1 mit einem Druckanschluss 2 und einem Sauganschluss 3. Eine von dem Druckanschluss 2 ausgehende Kältemittelleitung 4 verläuft in Zirkulationsrichtung des Kältemittels zunächst über einen Verflüssiger 5 und eine erste Drosselstelle 6, hier in fachüblicher Weise als Kapillarleitung realisiert, zu einem ersten Verdampfer 7. Eine zweite, verstellbare Drosselstelle 8 befindet sich zwischen einem Auslassanschluss des Verdampfers 7 und einem Einlassanschluss eines zweiten Verdampfers 9. Ein Auslassanschluss des Verdampfers 9 ist mit dem Sauganschluss 3 des Verdichters 1 verbunden. Zwei Temperaturfühler 10, 1 1 sind in von den Verdampfern 7 bzw. 9 gekühlten Lagerkammern 12, 13 angeordnet und mit einer Steuereinheit 14 verbunden, die anhand der von den Temperaturfühlern 10, 1 1 erfassten Temperaturen die Drehzahl des Verdichters 1 und den Strömungsleitwert der Drosselstelle 8 steuert. In einem ersten Betriebsmodus vergleicht die Steuereinheit 14 fortlaufend die von den Temperaturfühlern 10, 1 1 erfassten Temperaturen mit in herkömmlicher Weise durch einen Benutzer einstellbaren Solltemperaturen für die Lagerkammern 12, 13. Wenn die in einer der Lagerkammern 12, 13 erfasste Temperatur die eingestellte Solltemperatur signifikant, um mehr als einen vorgegebenen Wert ε, überschreitet, stellt die Steuereinheit 14 Kältebedarf der betreffenden Lagerkammer fest; Diese Feststellung bleibt so lange bestehen, bis die in der betreffenden Kammer gemessene Temperatur um mehr als ε unter die Solltemperatur des betreffenden Fachs abgefallen ist. Wenn zum Beispiel Kältebedarf in der Lagerkammer 12 festgestellt wird, nicht aber in der Lagerkammer 13, dann setzt die Steuereinheit 14 den Strömungsleitwert der Drosselstelle 8 um ein vorgegebenes Inkrement herauf, mit der Folge, dass der Druckabfall an der Drosselstelle 8 ab- und an der Drosselstelle 6 zunimmt. Der Druck im Verdampfer 7 nimmt ab, folglich sinkt auch die Siedetemperatur des Kältemittels im Verdampfer 7, und die Lagerkammer 12 wird verstärkt gekühlt. Da die Leistung des Verdichters 1 nicht verändert wird, nimmt im Gegenzug die am Verdampfer 9 verfügbare Kühlleistung ab.
Das Inkrement kann fest vorgegeben sein oder von der Steuereinheit 14 proportional zur Abweichung der gemessenen Temperatur von der Solltemperatur der betreffenden Lagerkammer festgelegt werden. Wenn einige Minuten nach dem Verstellen der Drosselstelle 8 eine Temperaturabnahme festgestellt wird, ist die Verstellung der Drosselstelle 8 offensichtlich ausreichend; wird keine Temperaturabnahme festgestellt, dann wird der Strömungsleitwert erneut inkrementiert.
Wenn es dadurch zu einer Erwärmung der Lagerkammer 13 kommt, und deren Temperatur den Sollwert für dieses Fach um mehr als ε überschreitet, stellt die Steuereinheit 14 Kältebedarf in der Lagerkammer 13 fest. Auch diese Feststellung bleibt so lange bestehen, bis die Temperatur in der Lagerkammer 13 fällt um wenigstens ε unter den Sollwert abgefallen ist.
Wenn in der Lagerkammer 13 Kältebedarf besteht, in der Lagerkammer 12 aber nicht, reagiert die Steuereinheit 14 durch ein Herabsetzen des Strömungsleitwerts der Drosselstelle 8. Dadurch steigt der Druck im Verdampfer 7, und der im Verdampfer 9 fällt. Infolgedessen steigt die Verdampfungstemperatur im Verdampfer 7 an, und es wird weniger Wärme aus der Lagerkammer 12 aufgenommen, so dass ein größerer Anteil des Kältemittels in flüssigem Zustand den Verdampfer 9 erreicht. Somit steht, zu Lasten der Kühlung der Lagerkammer 12, mehr Kühlleistung zum Kühlen der Lagerkammer 13 zur Verfügung.
Wenn die Drehzahl des Verdichters 1 insgesamt ausreichend ist, um beide Kammern 12, 13 auf ihren Solltemperaturen zu halten, wechseln sich somit Phasen verstärkter Kühlung der Kammer 12 und Phasen verstärkter Kühlung der Kammer 13 ab. Wenn längere Zeitspannen existieren, in denen weder die Kammer 12 noch die Kammer 13 Kältebedarf hat, ist die Leistung des Verdichters 1 höher als zum Kühlen der Kammern 12, 13 erforderlich; in diesem Fall wird die Drehzahl des Verdichters 1 langsam und in kleinen Schritten dekrementiert , um einen Einstellwert zu finden, bei dem die Leistung des Verdichters 1 dem Kältebedarf der Kammern 12, 13 möglichst exakt entspricht.
Gleichzeitiger Kältebedarf in beiden Kammern 12, 13 ist ein Indiz dafür, dass die Leistung des Verdichters 1 nicht ausreicht, um die Kammern 12, 13 auf Solltemperatur zu halten; daher inkrementiert in einem solchen Fall die Steuereinheit 14 langsam und schrittweise die Drehzahl des Verdichters 1 , bis in einer der Lagerkammern 12, 13 kein Kältebedarf mehr besteht.
Unter stationären Bedingungen führt die oben beschriebene Hysterese bei der Feststellung des Bestehens bzw. Nichtmehrbestehens von Kältebedarf dazu, dass die Lagerkammern 12, 13 dazu neigen, jeweils phasenversetzt Kältebedarf aufzuweisen. Der Verdichter 1 kann daher sehr gleichmäßig, mit selten und nur um einen über wenige Schritte veränderter Drehzahl, arbeiten; für die Aufteilung der Kühlleistung auf die Lagerkammern 12, 13 genügen geringfügige Änderungen des Strömungsleitwerts an der Drosselstelle 8. Aufgrund des kontinuierlichen Betriebs können die Temperaturen beider Verdampfer 7, 9 nahe an der Solltemperatur der jeweils entsprechenden Lagerkammer 12 bzw. 13 gehalten werden, was einen sehr energieeffizienten Betrieb erlaubt. Indem die Drosselstelle 8 durch ein Stetigventil gebildet ist, dessen Durchgangsquerschnitt zahlreiche den jeweils zu realisierenden Strömungsleitwerten entsprechende Stellungen stationär einnehmen kann, werden Druckschwankungen im Kältemittelkreislauf vermieden, die zur Emission von Betriebsgeräuschen führen könnten.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Kältegerät mit dem in Fig. 1 gezeigten Kältemittelkreislauf. Sein Gehäuse 15 umfasst in fachüblicher Weise einen wärmeisolierenden Korpus 16, in welchem die zwei Lagerkammern 12, 13, jeweils von einer Tür 17 verschlossen, gebildet sind. Die Verdampfer 7, 10 sind jeweils zwischen einem Innenbehälter 20 der Lagerkammern 12, 13 und einer diesen umgebenden Isolationsmaterialschicht 18 angeordnet. Sie können, im Falle der Lagerkammer 12, nur an einer Rückwand 19 angeordnet sein oder, wie im Falle der Lagerkammer 13, sich auch auf andere Wände des Innenbehälters 20 erstrecken. Der Verdichter 1 und, im hier betrachteten Fall, auch der Verflüssiger 5 und die zweite Drosselstelle 8 sind in einem Maschinenraum 21 an der Rückseite des Korpus 15 untergebracht.
Der im Kältemittelkreislauf stromaufwärts gelegene Verdampfer 7 ist hier auch der Verdampfer der oberen Lagerkammer 12, so dass die Zirkulationsrichtung des flüssigen Kältemittels durch die Verdampfer 7, 9 im Wesentlichen von oben nach unten verläuft. Da der Druck im stromaufwärtigen Verdampfer 7 niemals niedriger sein kann als im stromabwärtigen Verdampfer 9, kann die Lagerkammer 12 als Normalkühlfach und die Lagerkammer 13 als Gefrierfach benutzt werden, nicht aber umgekehrt.
Es kann ein zweiter Betriebsmodus an der Steuereinheit 14 einstellbar sein, in welchem die Drosselstelle 8 stets in einem Zustand maximalen Durchgangsquerschnitts gehalten ist, so dass die Druckdifferenz zwischen den beiden Verdampfern 7, 9 vernachlässigbar ist gegenüber derjenigen an der Drosselstelle 6. In diesem Betriebszustand sind, je nach Einstellung der Leistung des Verdichters 1 , beide Lagerkammern 12, 13 mit gleicher Solltemperatur, insbesondere als Normalkühlfach oder als Gefrierfach, betreibbar.
BEZUGSZEICHEN
1 Verdichter
2 Druckanschluss
3 Sauganschluss
4 Kältemittelleitung
5 Verflüssiger
6 erste Drosselstelle
7 erster Verdampfer
8 zweite Drosselstelle
9 zweiter Verdampfer
10 Temperaturfühler
1 1 Temperaturfühler
12 Lagerkammer
13 Lagerkammer
14 Steuereinheit
15 Korpus
16 Tür
17 Tür
18 Isolationsmaterialschicht
19 Rückwand
20 Innenbehälter
21 Maschinenraum

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Einkreis-Kältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse (15) und einem Kältemittelkreislauf, an dem zwischen einem Druckanschluss (2) und einem Sauganschluss (3) eines Verdichters (1 ), der Reihe nach hintereinandergeschaltet sind:
ein Verflüssiger (5),
eine erste Drosselstelle (6),
ein eine erste in dem Gehäuse (15) gebildete Lagerkammer (12) kühlender erster
Verdampfer (7),
eine zweite Drosselstelle (8),
ein eine zweite in dem Gehäuse (15) gebildete Lagerkammer (13) kühlender zweiter Verdampfer (9),
wobei die zweite Drosselstelle (8) einen verstellbaren Strömungsleitwert aufweist.
Einkreis-Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfer (7, 9) Coldwall-Verdampfer sind.
Einkreis-Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (14), die mit einem an der ersten Lagerkammer (12) angeordneten ersten Temperatursensor (10) verbunden ist und eingerichtet ist, den Strömungsleitwert der zweiten Drosselstelle (8) bei Kältebedarf in der ersten Lagerkammer (12) heraufzusetzen.
Einkreis-Kältegerät nach Anspruch 1 , 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (14), die mit einem an der zweiten Lagerkammer (13) angeordneten zweiten Temperatursensor (1 1 ) verbunden ist und eingerichtet ist, den Strömungsleitwert der zweiten Drosselstelle (8) bei Kältebedarf in der zweiten Lagerkammer (13) herabzusetzen.
Einkreis-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (14), die eingerichtet ist, die Drehzahl des drehzahlgeregelten Verdichters (1 ) bei Kältebedarf in der ersten und der zweiten Lagerkammer heraufzusetzen.
Einkreis-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsleitwert der zweiten Drosselstelle (8) in einem Zustand maximaler Öffnung groß ist im Vergleich zum Strömungsleitwert der ersten Drosselstelle (6).
Einkreis-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drosselstelle (8) ein Stetigventil umfasst.
Einkreis-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zweite Lagerkammer (13) als Gefrierfach betreibbar ist.
Einkreis-Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Lagerkammer (12) als Normalkühlfach betreibbar ist.
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