EP3187799B1 - Kühl- und/oder gefriergerät - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a refrigerator and / or freezer with at least one body and with at least one cooled interior located in the body and with at least one refrigeration unit for generating the cooling power required for cooling the cooled interior.
- compressors with speed control are known from the prior art, by means of which the cooling capacity can be controlled or adjusted in a specific range.
- the minimum and maximum cooling capacity differ approximately by a factor of 4. For most cooling or freezers, an ideal design is not yet possible with such a compressor.
- the present invention is therefore based on the object of developing a refrigerator and / or freezer of the type mentioned at the outset in such a way that particularly efficient cold generation is possible in a wide power range.
- the cooling capacity is ideally adapted to the respective requirements in order to guarantee optimal location conditions.
- the design of the refrigeration unit according to the invention enables very efficient and also low-noise operation at times when the refrigeration circuit is under low load. If there is an increase in the load, for example when goods are stored, the refrigeration unit according to the invention provides the necessary, higher refrigeration capacity.
- the refrigeration units are a compressor and a Peltier element.
- the Peltier element serves to cover the base load of the device and the peak load is covered by the compressor and the Peltier element in cumulative operation.
- the cold generation by a Peltier element takes place in such a way that it runs continuously and, if necessary, a proportional power adjustment having.
- the control or regulation unit is thus designed in such a way that it operates the Peltier element in continuous operation.
- Control or regulating means can be provided which operate the refrigeration units as a function of the operating mode of the device, as disclosed in the dependent claim 2.
- a refrigeration unit can be provided to cover the base load per device, or a refrigeration unit can be provided in each case to cover the base load of each compartment of a refrigerator or freezer with a plurality of compartments.
- This refrigeration unit contains a compressor. Their design depends on the size of the device or the expected cooling load from stored goods.
- Such a refrigeration unit for rapid cooling can be provided per device or also per compartment of the device.
- the device has at least one temperature sensor for measuring the temperature
- a control or regulation unit which is designed that this at a Temperature above a switch-on value additionally activates a high-power cold generator and, at a temperature below a switch-off value, initiates a change to a cold-generating unit with lower power, as disclosed in independent claim 1.
- the device has at least one sensor for the direct or indirect detection of warm objects and / or for the direct or indirect detection of a heat input in the cooled interior.
- This sensor can be designed as a door sensor, for example. If the door is opened, the sensor reports this to a control or regulation unit and it is assumed that goods are inserted or that warm air enters the device. In this case, a switch is made to a high-performance cold generator or its operation is activated, as disclosed in claim 1.
- Direct detection of warm objects for example by means of an infrared sensor, is also conceivable.
- the refrigeration units are activated by a control or regulation unit.
- the device has display means which indicate to the user which refrigeration unit is in operation.
- the refrigerator or freezer has a thermal insulation of the body, which can be designed, for example, as full vacuum insulation.
- This consists of a core material that is arranged in a vacuum-tight film. There is a vacuum within the area enclosed by the film. Apart from this thermal insulation, there is preferably no further thermal insulation between the outside of the device and the cooled interior.
- the exemplary embodiment relates to a refrigerator or freezer which, as refrigeration units, has one or more Peltier elements on the one hand and one or more compressors on the other.
- the door and the body are thermally insulated using full vacuum insulation, i.e. insulation that consists only of a core material that is contained in a vacuum-tight film within which a vacuum prevails.
- the Peltier element continues to run, the additional cooling power is provided by the compressor, that is to say by the refrigerant circuit.
- the heat is extracted by means of an evaporator, which forms part of the refrigerant circuit.
- the temperature in the cooled interior is measured by means of a temperature sensor and that if the actual temperature is above a switch-on value, a switch is made to a high-power cold generator and, at a temperature below a switch-off value, this high-power cold generator is switched off and is changed to a cold generator with lower power, as disclosed in independent claim 1.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Korpus und mit wenigstens einem in dem Korpus befindlichen gekühlten Innenraum sowie mit wenigstens einem Kälteaggregat zur Erzeugung der Kälteleistung, die zur Kühlng des gekühlten Innenraums benötigt wird.
- Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Bereitstellung der erforderlichen Kälteleistung einen Kältemittelkreislauf mit einem Kompressor einzusetzen, der beispielsweise bei fester Drehzahl und in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur in dem gekühlten Innenraum betrieben wird. Je nachdem, ob der Temperatur Istwert in einem Sollwertbereich liegt, wird der Kompressor ein- oder ausgeschaltet. Um größere Lastbereiche abdecken zu können, ist der Kompressor für den Grundbetrieb überdimensioniert.
- Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren Kompressoren mit Drehzahlregelung bekannt, mittels derer die Kälteleistung in einem bestimmten Bereich geregelt bzw. eingestellt werden kann. Die minimale und die maximale Kälteleistung unterscheiden sich in etwa um den Faktor 4. Bei den meisten Kühl- bzw. Gefriergeräten ist mit einem solchen Kompressor noch keine ideale Auslegung möglich.
- Dokumente
GB2177188 GB2165079 WO2007/089789 ,JP2003130538 EP1677059 ,WO2009/003893 ,US2007/180839 ,US2015/308721 ,DE102010063384 offenbaren Kühl- und/oder Gefriergeräte mit wenigstens zwei Kälteerzeugungseinheiten mit unterschiedlichen Kälteleistungen. - Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine besonders effiziente Kälteerzeugung in einem weiten Leistungsbereich möglich ist.
- Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Die vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 offenbart, weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
- Auf diese Weise ist es möglich, eine effiziente Erzeugung von kleinen und von großen Kälteleistungen zu realisieren.
- Die Kälteleistung ist an die jeweiligen Erfordernisse ideal angepasst, um optimale Lagebedingungen zu gewährleisten.
- Aufgrund der immer besser werdenden Isolierung von Kühl- bzw. Gefriergeräten sinkt der Leistungsbedarf bei geschlossenem Verschlusselement, das heißt bei verschlossener Türe oder Klappe immer weiter. In diesem Fall ist somit eine vergleichsweise geringe Kälteleistung erforderlich. Bei der Einlagerung von Ware oder bei der Öffnung des Verschlusselementes ist jedoch immer ein großer Leistungsbedarf vorhanden, der durch das Kälteaggregat bereitgestellt werden muss.
- Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Kälteaggregats ist ein sehr effizienter und auch geräuscharmer Betrieb zu Zeiten mit geringer Belastung des Kältekreislaufes möglich. Kommt es zu einer Erhöhung der Last, beispielsweise wenn Ware eingelagert wird, stellt das erfindungsgemäße Kälteaggregat die notwendige, höhere Kälteleistung bereit.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kälteerzeugungseinheiten ein Kompressor und ein Peltierelement sind. So dient das Peltierelement zur Abdeckung der Grundlast des Gerätes und die Spitzenlast wird durch den Kompressor und das Peltierelement im kumulativen Betrieb abgedeckt.
- Die Kälteerzeugung durch ein Peltierelement erfolgt derart, dass dieses im Dauerbetrieb läuft und ggf. eine proportionale Leistungsanpassung aufweist. Die Steuerungs- oder Regelungseinheit ist somit derart ausgebildet, dass diese das Peltierelement im Dauerbetrieb betreibt.
- Eine Kombination mit einer weiteren Kälteerzeugungseinheit mit anderer Leistung ist von der Erfindung mit umfasst, wie das im unabhängigen Anspruch 1 offenbart ist.
- An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Begriff "ein" oder "eine" nicht dahingehend einschränkend auszulegen ist, dass genau eines der genannten Elemente vorhanden ist sondern auch mehrere Elemente mit umfasst.
- Es können Steuerungs- oder Regelungsmittel vorgesehen sein, die die Kälteerzeugungseinheiten in Abhängigkeit vom Betriebsmodus des Gerätes betreiben, wie das im abhängigen Anspruch 2 offenbart ist.
- So ist es vorgesehen, zur Abdeckung der Grundlast eine oder mehrere Kälteerzeugungseinheiten zu betreiben. Diese können beispielsweise auf eine Raumtemperatur von 25° C ausgelegt werden. Somit kann beispielsweise eine Kälteerzeugungseinheit zur Abdeckung der Grundlast pro Gerät vorgesehen sein oder auch jeweils eine Kälteerzeugungseinheit zur Abdeckung der Grundlast eines jeden Kompartimentes eines Kühl- bzw. Gefriergerätes mit mehreren Kompartimenten.
- Eine weitere Kälteerzeugungseinheit mit vergleichsweise großer Leistung ist zur schnelleren Abkühlung vorgesehen. Diese Kälteerzeugungseinheit beinhaltet einen Kompressor. Deren Auslegung richtet sich nach der Gerätegröße bzw. nach der zu erwartenden Kühllast durch eingelagerte Ware.
- Es kann eine solche Kälteerzeugungseinheit zur schnellen Abkühlung pro Gerät oder auch pro Kompartiment des Gerätes vorgesehen sein.
- Das Gerät weist wenigstens einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur
- in dem gekühlten Innenraum auf, wobei eine Steuerungs- oder Regelungseinheit vorgesehen ist, die ausgebildet ist, dass diese bei einer Temperatur oberhalb eines Einschaltwertes einen Kälteerzeuger mit hoher Leistung zusätzlich aktiviert und bei einer Temperatur unterhalb eines Ausschaltwertes einen Wechsel auf eine Kälteerzeugseinheit mit kleinerer Leistung in die Wege leitet, wie das im unabhängigen Anspruch 1 offenbart ist.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gerät wenigstens einen Sensor zur unmittelbaren oder mittelbaren Erkennung warmer Objekte und/oder zur unmittelbaren oder mittelbaren Erkennung eines Wärmeeintrages in dem gekühlten Innenraum auf.
- Dieser Sensor kann beispielsweise als Türsensor ausgeführt sein. Wird die Tür geöffnet, meldet der Sensor dies entsprechend an eine Steuerungs- oder Regelungseinheit und es wird davon ausgegangen, dass Ware eingelegt wird bzw. Warmluft in das Gerät eintritt. In diesem Fall wird auf einen Kälteerzeuger mit hoher Leistung umgeschaltet bzw. dessen Betrieb aktiviert, wie das im Anspruch 1 offenbart ist.
- Auch eine unmittelbare Erkennung warmer Objekte beispielsweise durch einen Infrarotsensor ist denkbar.
- Die Ansteuerung der Kälteerzeugungseinheiten erfolgt durch eine Steuer- oder Regelungseinheit.
- In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Gerät Anzeigemittel auf, die dem Nutzer anzeigen, welche Kälteerzeugungseinheit in Betrieb ist.
- Weiter kann vorgesehen sein, dass eine manuelle Aktivierung des Kompressors nutzerseitig möglich ist, wie das im abhängigen Anspruch 5 offenbart ist. Der Nutzer kann diese aktivieren, wenn er warme Ware in den gekühlten Innenraum einlegt.
- Dieser kann für eine freiwählbare Zeit in Betrieb sein, jedoch nur bis zum Erreichen eines Ausschaltwertes, wie es im unabhängigen Anspruch 1 offenbart ist.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühl- bzw. Gefriergerät eine Wärmeisolierung des Korpus auf, die beispielsweise als Vollvakuumdämmung ausgeführt sein kann. Diese besteht aus einem Kernmaterial, dass in einer vakuumdichten Folie angeordnet ist. Innerhalb des von der Folie umschlossenen Bereiches herrrscht Vakuum. Vorzugsweise ist außer dieser Wärmedämmung keine weitere Wärmedämmung zwischen der Außenseite des Gerätes und dem gekühlten Innenraum vorhanden.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Das Ausführungsbeispiel betrifft ein Kühl- bzw. Gefriergerät, das als Kälteerzeugungseinheiten einerseits ein oder mehrere Peltierelemente und andererseits einen oder mehrere Kompressoren aufweist.
- Die Wärmeisolation der Tür sowie des Korpus erfolgt durch eine Vollvakuumdämmung, das heißt durch eine Dämmung, die nur aus einem Kernmaterial besteht, das in einer vakuumdichten Folie aufgenommen ist, innerhalb derer Vakuum herrscht.
- Außer dieser Vakuumdämmung ist vorzugsweise keine weitere Dämmung vorgesehen. Aufgrund der guten Wärmedämmeigenschaften einer solchen Wärmeisolation genügt es, wenn im normalen Betrieb des Gerätes, das heißt wenn kein Wärmeeintrag durch eine geöffnete Tür oder Waren in das Gerät erfolgt, die Kälteleistung durch ein oder mehrere Peltierelemente bereitgestellt wird.
- Kommt es dazu, dass der Nutzer die Tür öffnet, beispielsweise um Ware zu entnehmen oder warme Ware einzulegen, wird dies durch einen Sensor des Gerätes erkannt und ein Kompressor zugeschaltet. In diesem Fall läuft das Peltierelement weiter, die zusätzliche Kälteleistung wird durch den Kompressor, das heißt durch den Kältemittelkreislauf bereitgestellt. Die Wärme wird mittels eines Verdampfers entzogen, der Bestandteil des Kältemittelkreislaufes bildet.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Temperatur in dem gekühlten Innenraum mittels eines Temperaturfühlers gemessen wird und dass bei einer Isttemperatur oberhalb eines Einschaltwertes auf einen Kälteerzeuger mit hoher Leistung gewechselt wird und bei einer Temperatur unterhalb eines Ausschaltwertes dieser Kälteerzeuger mit hoher Leistung abgeschaltet wird und auf einen Kälteerzeuger mit kleinerer Leistung gewechselt wird, wie das im unabhängigen Anspruch 1 offenbart ist.
Claims (6)
- Kühl- und/oder Gefriergerät mit
einem Korpus mit Vollvakuumdämmung und mit einer Tür mit Vollvakuumdämmung, einem in dem Korpus befindlichen gekühlten Innenraum, sowie
einem Kälteaggregat zur Erzeugung der Kälteleistung für den gekühlten Innenraum, wobei
das Kälteaggregat zwei Kälteerzeugungseinheiten aufweist, die in einem Betriebszustand eine unterschiedliche Kälteleistung bereitstellen, und einzeln oder kumulativ betreibbar sind,
die zwei Kälteerzeugungseinheiten ein Kompressor als Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes und ein Peltierelement sind, und
das Gerät einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur in dem gekühlten Innenraum aufweist,
wobei
das Peltierelement derart angesteuert ist, dass es im Dauerbetrieb läuft, und
eine Steuerungs- oder Regelungseinheit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- oder Regelungseinheit dazu ausgebildet ist, bei einer Temperatur oberhalb eines Einschaltwertes den Kompressor hinzuzuschalten und unterhalb eines Ausschaltwertes einen Wechsel nur auf den Betrieb mit dem im Dauerbetrieb laufenden Peltierelement vorzunehmen und den Kompressor abzuschalten. - Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungs- oder Regelungsmittel vorgesehen sind, die die Kälteerzeugungseinheiten in Abhängigkeit vom Betriebsmodus des Gerätes betreiben.
- Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zur Erkennung warmer Objekte oder zur Erkennung eines Wärmeeintrags in dem/den gekühlten Innenraum vorgesehen ist.
- Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigemittel vorgesehen sind, die dem Nutzer die jeweils aktive/n Kälteerzeugungseinheit/en anzeigen.
- Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel vorgesehen ist, durch das der Kompressor nutzerseitig aktivierbar ist.
- Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 3, wobei der Sensor ein Türsensor ist, der dazu ausgelegt ist, ein Öffnen einer Tür an eine Steuerungs- oder Regelungseinheit zu melden, um den Betrieb des Kompressors zu aktivieren.
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