EP3599436B1 - Haushaltskältegerät mit einem drehzahlgeregelten lüfter und verfahren zum betreiben eines haushaltskältegerätes mit einem drehzahlgeregelten lüfter - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a household refrigeration appliance with a speed-controlled fan and a method for operating a household refrigeration appliance with a speed-controlled fan.
- Household refrigeration appliances include a heat-insulated body with an inner container, which delimits a coolable interior space provided for storing food, and a refrigerant circuit for cooling the coolable interior space. Domestic refrigeration appliances may also include a variable speed fan.
- the U.S. 2013/205 807 A1 describes a beverage cooler with respective fans for a condenser and for an evaporator of a cooling device of the beverage cooler. During a system check, an operating state of motors of the fans is determined, with a speed and current being checked.
- the object of the present invention is to specify a possibility so that an abnormal operating state of the speed-controlled fan can be detected by means of a speed-controlled fan.
- the object of the invention is achieved by a method for operating a household refrigeration appliance having the features of claim 1.
- the household refrigeration appliance includes an inverter with pulse width modulation that is provided for driving the fan.
- the inverter is operated with a predetermined duty cycle assigned to the checking mode.
- the domestic refrigeration appliance includes a controller provided for controlling the inverter and for operating the fan in a speed-controlled manner, which controller is controlled by the electronic control device.
- controller is controlled by the electronic control device.
- the electronic control device transmits information to the controller, for example, as to whether the fan is to be operated in speed-controlled operation or, for the checking mode, in uncontrolled operation.
- the speed control of the fan that can be carried out by the controller is deactivated by specifying the predetermined duty cycle assigned to the checking mode by the electronic control device to the regulator, so that the fan is activated unregulated by the inverter during the checking mode.
- the regulator which is embodied as a microcontroller, for example, is embodied in such a way that it deactivates the regulator for the predetermined duty cycle assigned to the checking mode, in order to operate the fan in an unregulated manner, i.e. without speed regulation.
- the object of the invention is also achieved by a household refrigeration appliance, having a heat-insulated body with an inner container, which delimits a coolable interior space provided for storing food, a refrigerant circuit for cooling the coolable interior space, and at least one fan, the household refrigeration appliance being set up carry out the method according to the invention.
- the household refrigeration appliance according to the invention is thus set up to operate the fan with speed control controlled by the electronic control device during its intended operation and to operate the fan uncontrolled during a checking mode, the actual speed of the fan eg using a tachometer or to determine its tachometer signal and to evaluate the actual speed by means of the electronic control device in order to detect an abnormal operating state of the fan.
- the household refrigeration appliance includes the heat-insulated body with the inner container, which delimits the coolable interior space provided for storing food, and the refrigerant circuit.
- the refrigerant circuit is designed in such a way that it cools the coolable interior at least approximately to a predetermined temperature.
- Refrigerant circuits as such are known in principle to those skilled in the art and include in particular an evaporator, which is provided to cool the air for the interior that can be cooled, a compressor and a condenser.
- the domestic refrigerator according to the invention can be a domestic refrigerator, for example.
- the coolable interior is cooled to temperatures above 0°C.
- the household refrigeration appliance according to the invention can also be a household freezer or a freezer-refrigerator combination.
- the household refrigeration appliance according to the invention can have exactly one interior space that can be cooled, but also several interior spaces that can be cooled.
- the domestic refrigeration appliance according to the invention can also be designed as a wine refrigerator which is intended to store bottles filled with drinkable liquid, in particular wine.
- the household refrigeration appliance can include a duct system which runs, for example, inside the heat-insulated body and is coupled in particular via an opening to the interior that can be cooled.
- the evaporator and the fan can be arranged in the duct system, so that the fan can convey air cooled by the evaporator into the interior that can be cooled.
- the fan includes an electric motor and a rotatably mounted fan wheel, which can be set in rotation by means of the motor.
- the fan is speed-controlled, ie the household refrigeration appliance includes a regulation (English: feedback control) for controlling the speed of the fan, so that the fan or whose fan wheel rotates at a specified speed during normal operation.
- a regulation English: feedback control
- the evaporator can ice up, in particular by ice forming on its surface.
- the abnormal operating state of the fan is icing of the evaporator arranged in the duct system.
- the household refrigeration appliance is set up, in the checking mode, to detect the abnormal operating state of the fan, in particular potential icing of the evaporator, by evaluating the actual speed of the fan.
- the fan includes, for example, a tachometer connected to the electronic control device.
- the abnormal working condition of the cooling fan can also be a failure of the cooling fan.
- the fan can be provided to convey air heated by the condenser into the surroundings of the household refrigeration appliance. Provision can then be made for the compressor, controlled by the electronic control device, to be operated in a gentler operating mode as a result of a detected failure of this fan.
- the compressor is e.g. a speed-controlled compressor.
- a gentler operating mode is, for example, operating the compressor at a lower speed.
- the condenser can become dirty during operation, for example.
- a dirty condenser can indicate an abnormal operating condition of the fan associated with the condenser.
- the condenser is designed as a roll or fin condenser, this can affect the operation of the condenser associated fan, which can be detected by evaluating the actual speed of the fan during the check mode. If contamination is detected At the condenser, it can then be provided, controlled by the electronic control device, to operate the compressor in a gentler operating mode. By evaluating the actual speed of the fan during the checking mode, it is also possible to identify the function of the fan.
- the fan can experience a change in its load due to external or internal influences, which can affect its speed in the uncontrolled state (test mode).
- a change in the detected speed for example, is used to detect a fault in the fan or, preferably, icing on the evaporator.
- the status of the fan itself can also be detected, e.g. in order to use this information to optimize the device behavior in terms of energy.
- a measurement of the speed of the fan can thus be used to determine its condition during the checking mode of the household refrigeration appliance.
- a change in the household refrigeration appliance can thus be detected, e.g. icing of the evaporator or damage to the fan.
- the fan can thus be viewed as a sensory unit, in particular parallel to its fan function.
- Icing of the evaporator causes in particular a change in the flow behavior of the duct system and thus a change in the load on the fan.
- the desired speed is set essentially independently of the load on the fan.
- the fan is therefore operated in an uncontrolled manner in the checking mode, i.e. the speed control of the fan is deactivated during the checking mode.
- the unregulated checking mode a change in the load on the fan caused, for example, by the icing of the evaporator affects its actual speed, which means that an evaluation of the actual speed during the checking mode allows a conclusion to be drawn, in particular, about the icing condition of the evaporator.
- a control required for the speed control is implemented with the electronic control device, which then controls the inverter directly.
- the fan In speed-controlled operation, the fan is operated at different speeds.
- the verification mode can, for example, take place for a predetermined period of time.
- the actual speed can be evaluated during the checking mode, for example, by comparing the actual speed with an expected speed of the fan for a normal operating state of the fan, in particular for an evaporator that is not iced up.
- de-icing of the evaporator can be initiated, for example by the electronic control device switching on a heating device for de-icing the evaporator after the current cooling phase.
- a frozen evaporator may reduce the load on the fan.
- the de-icing of the evaporator can then be initiated, for example, if the actual speed exceeds a predetermined threshold value during the checking mode.
- a load change for the fan can have different causes. Examples of this are air with a high moisture content or icing of the evaporator with a resulting change in the cross-section of the duct system.
- the household refrigeration appliance can, for example, be better controlled (e.g.: initiation of a defrosting phase or defrosting of the evaporator).
- the 1 shows a perspective view of a household refrigeration appliance 1, which includes a heat-insulated body 2 with an inner container 3, which delimits an interior space 4 that can be cooled.
- the coolable interior 4 is provided for storing food, not shown.
- the household refrigerating appliance 1 comprises a door leaf 10 which is mounted on the body 2 so that it can pivot in particular with respect to a vertical axis.
- the coolable interior space 4 is accessible and when the door leaf 10 is closed, the coolable interior space 4 is closed.
- a plurality of door compartments 6 for storing food are arranged on the side of the door leaf 10 directed in the direction of the coolable interior 4 .
- a plurality of shelves 7 for storing food are arranged in the coolable interior 4 and, in particular, a drawer 8 is arranged in the lower area of the coolable interior 4, in which food can also be stored.
- a drawer 8 is arranged in the lower area of the coolable interior 4, in which food can also be stored.
- Above the drawer 8 one of the shelves 7 is arranged, which covers the opening of the drawer 8 directed upwards.
- the household refrigeration appliance 1 comprises a refrigerant circuit 5, known in principle to those skilled in the art, for cooling the coolable interior 4.
- the refrigerant circuit 5 comprises, inter alia, a 2 shown evaporator 20.
- the household refrigeration appliance 1 comprises an electronic control device 9 which is set up to control the refrigerant circuit 5 in a manner which is generally known to those skilled in the art such that the coolable interior 4 has at least approximately a predetermined or specifiable setpoint temperature.
- the electronic control device 9 is set up in such a way that it regulates the temperature of the interior space 4 that can be cooled.
- the household refrigeration appliance 1 can have at least one temperature sensor (not shown in more detail) and connected to the electronic control device 9 .
- the household refrigeration appliance 1 comprises a duct system 21 which is arranged in particular within the heat-insulated body 2 and is coupled to the interior space 4 which can be cooled via an opening 11 .
- the evaporator 20 is arranged in the duct system 21 .
- the household refrigerating appliance 1 comprises a fan 22 which is arranged in the duct system 21 and which is provided, when it is switched on, to convey air cooled by the evaporator 20 via the duct system 21 and via the opening 11 into the interior space 4 which can be cooled.
- the fan 22 comprises an electric motor 23 and a fan wheel 24 that can be rotated by means of the motor 23.
- the household refrigeration appliance 1 is set up to operate the fan 22 with speed control during its intended operation in accordance with a target speed n target specified at least indirectly by the electronic control device 9 , and to operate the fan uncontrolled during a checking mode , the actual speed n actual of the fan 22 to determine and evaluate the actual speed by means of the electronic control device 9 in order to detect an abnormal operating condition of the fan 22, in particular an icing of the evaporator 20.
- the household refrigeration appliance 1 includes a tachometer 33 which measures the actual speed n act of the fan 22 or its fan wheel 24 .
- the output signal of the tachometer 33 which includes information about the actual speed, is supplied, among other things, to the electronic control device 9 for evaluation.
- the household refrigeration appliance 1 comprises an inverter 31 with pulse width modulation provided for driving the fan 22 .
- the inverter 31 is operated during the verification mode with a predetermined duty cycle associated with the verification mode.
- the household refrigerating appliance 1 comprises a controller 32 which is provided for controlling the inverter 31 and for operating the fan 22 in a speed-controlled manner and which is controlled by the electronic control device 9 .
- the electronic control device 9 transmits information to the controller 32, for example, as to whether the fan 22 is to be operated in speed-controlled operation or for the checking mode in uncontrolled operation, and information about the target speed n set of the fan 22.
- the actual speed n ist is evaluated during the checking mode by comparing the actual speed with an expected speed of the fan 22 for the evaporator 20 that is not iced up and/or for a non-defective fan 22, generally for a normal operating state of the fan 22. Due to the evaluated actual speed of the fan 22 during the In the checking mode, in particular, de-icing of the evaporator 20 is initiated, for example by the electronic control device 9 switching on a heating device (not shown in detail) for de-icing the evaporator 20 after the current cooling phase. The de-icing of the evaporator 20 can be initiated, for example, when the actual speed exceeds a predetermined threshold value during the checking mode.
- the speed control of the fan 22 that can be carried out by the controller 32 is deactivated by specifying the predetermined duty cycle TG assigned to the checking mode by the electronic control device 9 to the controller 32, so that the fan 22 is not controlled by the inverter during the checking mode 31 is controlled.
- the current duty cycle TG of the inverter 31 is then the predetermined duty cycle assigned to the checking mode.
- the electronic control device 9 transmits to the controller 32 a duty cycle that differs from the predetermined duty cycle assigned to the checking mode, which includes information about the setpoint speed of the fan 22 during speed-controlled operation.
- a supply voltage V for the inverter 31 is switched on at time t o .
- fan 22 is started up from a standstill during a run-up phase. During this start-up, the fan 22 can be operated with speed control or uncontrolled.
- the electronic control device 9 transfers to the controller 32 the predetermined duty cycle of, for example, 50% that is assigned to the checking mode.
- the controller 32 or the closed-loop function of the controller is then deactivated, so that the fan 22 is activated in an uncontrolled manner.
- the speed of the fan 22 is not controlled and can after a relatively short Settling time with the target speed associated with the non-iced evaporator 20 compared. If the analysis of the actual speed and thus of the fan 22 is completed at time t 3 , the electronic control device 9 transmits a duty cycle TG to the controller 32, which differs from the predetermined duty cycle assigned to the checking mode, whereby the fan 22 is speed-controlled with a dem speed assigned to the selected duty cycle.
- the duty cycle is set to 0% at time t 4 in order to brake the fan 22 to a standstill.
- the supply voltage V of the inverter is switched off.
- the fan 22 is operated directly after starting the fan 22 from standstill initially for a predetermined period of time T v in the test mode unregulated and after the end of the predetermined period of time T v speed-controlled.
- the checking mode can also be directly preceded by a run-up phase of the fan 22 from standstill, which is uncontrolled or speed-controlled.
- the supply voltage V for the inverter 31 is switched on at the point in time to.
- the start-up phase of fan 22 begins at time t 1 and lasts until time t 2 .
- the duration of the start-up phase can be fixed, for example, or it can end when the fan 22 reaches a predetermined actual speed.
- the start-up phase ends and the checking mode begins automatically for the predetermined period of time T v , which ends at time t 3 .
- the speed control is deactivated during the checking mode, so that the actual and target speed of the fan 22 are compared after a settling time.
- T V the analysis of the actual speed n act and thus of the fan 22 is completed and the speed control is activated again at time t 3 .
- the target speed is set to 0 at time t 4 in order to decelerate the fan 22, for example under speed control, until it comes to a standstill.
- the supply voltage V of the inverter is switched off.
- the refrigerant circuit of the household refrigeration appliance 1 includes one in the 6 shown compressor 60 and a condenser 62, which are arranged, for example, in a machine room 61 located behind the drawer 8.
- the abnormal operating condition of the fan 22 may also be a failure of the fan 22.
- the fan 22 can be provided, for example, to convey air heated by the condenser 62 into the surroundings of the household refrigeration appliance 1 . Provision can then be made for the compressor 60 to be operated in a gentler operating mode as a result of a detected failure of this fan 22 .
- the compressor 60 is, for example, a variable speed compressor.
- a gentler operating mode is, for example, operating the compressor 60 at a lower speed.
- the condenser which is designed in particular as a roller or lamellar condenser, can become dirty, for example, during operation. In the case of the present exemplary embodiment, this can be detected by evaluating the actual speed of the fan 22 during the checking mode. If contamination of the condenser is detected, provision can then be made, controlled by the electronic control device 9, to operate the compressor 60 in the gentler operating mode.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einem drehzahlgeregelten Lüfter und ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegerätes mit einem drehzahlgeregelten Lüfter.
- Haushaltskältegeräte umfassen einen wärmeisolierten Korpus mit einem Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, und einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen des kühlbaren Innenraums. Haushaltskältegeräte können auch einen drehzahlgeregelten Lüfter umfassen.
- Die
US 2013/205 807 A1 beschreibt einen Getränkekühler mit jeweiligen Lüftern für einen Kondensator und für einen Verdampfer einer Kühlvorrichtung des Getränkekühlers. Bei einer Systemprüfung wird ein Betriebszustand von Motoren der Lüfter ermittelt, wobei eine Überprüfung einer Drehzahl und des Stroms vorgenommen wird. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, sodass mittels eines drehzahlgeregelten Lüfters ein abnormaler Betriebszustand des drehzahlgeregelten Lüfters erkannt werden kann.
- Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegerätes mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Das Haushaltskältegerät umfasst einen zum Ansteuern des Lüfters vorgesehenen Wechselrichter mit Pulsweitenmodulation. Der Wechselrichter wird während des Überprüfungsmodus mit einem dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad (Englisch: duty cycle) betrieben.
- Das Haushaltskältegerät umfasst einen zum Ansteuern des Wechselrichters und zum drehzahlgeregelten Betreiben des Lüfters vorgesehenen Regler, der von der elektronischen Steuervorrichtung angesteuert wird. Somit ist es z.B. möglich, den Lüfter, den Wechselrichter und den Regler zu einer Baugruppe zusammenzufassen. Die elektronische Steuervorrichtung übergibt in diesem Fall z.B. dem Regler eine Information, ob der Lüfter im drehzahlgeregelten Betrieb oder für den Überprüfungsmodus im ungeregelten Betrieb betrieben werden soll.
- Es ist vorgesehen, dass durch Vorgeben des dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrads von der elektronischen Steuervorrichtung an den Regler die durch den Regler durchführbare Drehzahlregelung des Lüfters deaktiviert wird, damit der Lüfter während des Überprüfungsmodus ungeregelt durch den Wechselrichter angesteuert wird. Somit ist der Regler, der z.B. als ein Mikrocontroller ausgeführt ist, derart ausgeführt, dass er für den dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad den Regler deaktiviert, um den Lüfter ungeregelt, also ohne Drehzahlregelung, zu betreiben.
- Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Haushaltskältegerät, aufweisend einen wärmeisolierten Korpus mit einem Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen des kühlbaren Innenraums, und wenigstens einen Lüfter, wobei das Haushaltskältegerät eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät ist somit eingerichtet, während seines bestimmungsgemäßen Betriebs den Lüfter gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung drehzahlgeregelt zu betreiben und während eines Überprüfungsmodus den Lüfter ungeregelt zu betreiben, die Ist-Drehzahl des Lüfters z.B. mittels eines Tachos bzw. dessen Tachosignals zu ermitteln und mittels der elektronischen Steuervorrichtung die Ist-Drehzahl auszuwerten, um einen abnormalen Betriebszustand des Lüfters zu erkennen.
- Das Haushaltskältegerät umfasst den wärmeisolierten Korpus mit dem Innenbehälter, der den zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, sowie den Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf ist derart ausgeführt, dass er den kühlbaren Innenraum zumindest in etwa auf eine vorgegebene Temperatur kühlt. Kältemittelkreisläufe als solche sind dem Fachmann im Prinzip bekannt und umfassen insbesondere einen Verdampfer, der vorgesehen ist, die Luft für den kühlbaren Innenraum zu kühlen, einen Verdichter und einen Verflüssiger.
- Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät kann z.B. ein Haushaltskühlgerät sein. In diesem Fall wird der kühlbare Innenraum auf Temperaturen größer als 0°C gekühlt. Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät kann aber auch ein Haushaltsgefriergerät oder eine Gefrier-Kühlkombination sein. Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät kann genau einen kühlbaren Innenraum, aber auch mehrere kühlbare Innenräume aufweisen. Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät kann auch als ein Weinkühlschrank ausgebildet sein, der vorgesehen ist, mit trinkbarer Flüssigkeit, insbesondere Wein, gefüllte Flaschen zu lagern.
- Das Haushaltskältegerät kann ein Kanalsystem umfassen, welches z.B. innerhalb des wärmeisolierten Korpus verläuft und insbesondere über eine Öffnung mit dem kühlbaren Innenraum gekoppelt ist. Im Kanalsystem kann der Verdampfer und der Lüfter angeordnet sein, sodass der Lüfter von dem Verdampfer gekühlte Luft in den kühlbaren Innenraum zu fördern vermag.
- Der Lüfter umfasst insbesondere einen elektrischen Motor und ein drehbar gelagertes Lüfterrad, das mittels des Motors in Drehung versetzt werden kann.
- Der Lüfter ist drehzahlgeregelt, d.h. das Haushaltskältegerät umfasst eine Regelung (Englisch: feedback control) zur Drehzahlregelung des Lüfters, sodass sich der Lüfter bzw. dessen Lüfterrad während des bestimmungsgemäßen Betriebs mit einer vorgegebenen Drehzahl drehzahlgeregelt dreht.
- Während des bestimmungsgemäßen Betrieb des Haushaltskältegerätes kann der Verdampfer vereisen, indem sich insbesondere Eis auf dessen Oberfläche bildet. Um insbesondere das Eis zu entfernen, kann es vorgesehen sein, den Verdampfer insbesondere gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung zu enteisen, indem er z.B. mittels einer mit der elektronischen Steuervorrichtung steuerbaren Heizvorrichtung erwärmt wird. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Haushaltskältegerätes ist der abnormale Betriebszustand des Lüfters eine Vereisung des im Kanalsystem angeordneten Verdampfers.
- Das Haushaltskältegerät ist eingerichtet, im Überprüfungsmodus den abnormalen Betriebszustand des Lüfters, insbesondere eine potenzielle Vereisung des Verdampfers durch das Auswerten der Ist-Drehzahl des Lüfters zu erkennen. Für das Ermitteln der Ist-Drehzahl umfasst der Lüfter z.B. einen mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundenen Tacho.
- Der abnormale Betriebszustand des Lüfters kann auch ein Ausfall des Lüfter sein.
- Der Lüfter kann vorgesehen sein, von dem Verflüssiger erwärmte Luft in die Umgebung des Haushaltskältegerätes zu fördern. Dann kann es vorgesehen sein, dass aufgrund eines erkannten Ausfalls dieses Lüfters der Verdichter, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung, in einem schonenderen Betriebsmodus betrieben wird. Der Verdichter ist z.B. ein drehzahlgeregelter Verdichter. Ein schonenderer Betriebsmodus ist z.B. ein Betreiben des Verdichters mit einer geringeren Drehzahl.
- Der Verflüssiger kann z.B. während des Betriebs verschmutzen. Ein verschmutzter Verflüssiger kann einen abnormalen Betriebszustand des dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters sein. Insbesondere wenn der Verflüssiger als ein Roll- oder Lamellenverflüssiger ausgeführt ist, kann dies den Betrieb des dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters beeinträchtigen, was durch Auswerten der Ist-Drehzahl des Lüfters während des Überprüfungsmodus erkannt werden kann. Bei erkannter Verschmutzung des Verflüssigers kann es dann vorgesehen sein, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung, den Verdichter in einem schonenderen Betriebsmodus zu betreiben. Durch die Auswertung der Ist-Drehzahl des Lüfters während des Überprüfungsmodus kann auch eine Funktionserkennung des Lüfters erfolgen.
- Der Lüfter kann durch externe oder interne Einflüsse eine Veränderung seiner Belastung erfahren, was sich auf seine Drehzahl im ungeregelten Zustand (Überprüfungsmodus) auswirken kann. Beispielsweise durch eine Änderung der erkannten Drehzahl wird z.B. ein Fehlerfall am Lüfter oder vorzugsweise eine Vereisung des Verdampfers erkannt. Auch der Status des Lüfters selbst kann erkannt werden, um z.B. mit Hilfe dieser Informationen das Geräteverhalten energetisch zu optimieren. Über eine Drehzahlmessung des Lüfters kann somit auf dessen Zustand während des Überprüfungsmodus des Haushaltskältegerätes geschlossen werden. Eine Veränderung am Haushaltskältegerät kann somit erkannt werden, z.B. eine Vereisung des Verdampfers oder ein Schaden am Lüfter. Der Lüfter kann dadurch insbesondere parallel zu seiner Lüfterfunktion als sensorische Einheit betrachtet werden.
- Eine Vereisung des Verdampfers bewirkt insbesondere eine Änderung des Strömungsverhaltens des Kanalsystems und somit eine Änderung der Belastung des Lüfters. Wird der Lüfter drehzahlgeregt betrieben, dann stellt sich im Wesentlichen unabhängig von der Belastung des Lüfters die gewünschte Drehzahl ein. Erfindungsgemäß wird daher im Überprüfungsmodus der Lüfter ungeregelt betrieben, d.h. die Drehzahlregelung des Lüfters ist während des Überprüfungsmodus deaktiviert. Im ungeregelt betriebenen Überprüfungsmodus wirkt sich somit eine z.B. durch die Vereisung des Verdampfers bedingte Änderung der Belastung des Lüfters auf seine Ist-Drehzahl aus, wodurch eine Auswertung der Ist-Drehzahl während des Überprüfungsmodus einen Rückschluss insbesondere auf den Vereisungszustand des Verdampfers zulässt.
- Eine für die Drehzahlregelung benötigte Regelung wird mit der elektronischen Steuervorrichtung realisiert, welche dann den Wechselrichter direkt ansteuert.
- Im drehzahlgeregelten Betrieb wird vorgesehen, dass der Lüfter mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird. Der Überprüfungsmodus kann z.B. für eine vorgegebene Zeitdauer erfolgen.
- Es kann vorgesehen sein, dass vor und/oder nach dem Überprüfungsmodus der Lüfter drehzahlgeregelt betrieben wird.
- Es kann auch vorgesehen sein, dass direkt nach einem Starten des Lüfters aus dem Stillstand dieser zunächst für eine vorbestimmte Zeitdauer im Überprüfungsmodus ungeregelt betrieben wird, und nach dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer drehzahlgeregelt betrieben wird. Gegebenenfalls kann dem Überprüfungsmodus noch eine Hochlaufphase des Lüfters aus dem Stillstand direkt vorgelagert sein, welche ungeregelt oder drehzahlgeregelt erfolgt.
- Das Auswerten der Ist-Drehzahl während des Überprüfungsmodus kann z.B. durch ein Vergleichen der Ist-Drehzahl mit einer zu erwartenden Drehzahl des Lüfters für einen normalen Betriebszustand des Lüfters, insbesondere für einen nicht vereisten Verdampfer erfolgen.
- Aufgrund der ausgewerteten Ist-Drehzahl des Lüfters während des Überprüfungsmodus kann ein Initiieren einer Enteisung des Verdampfers erfolgen, indem z.B. die elektronische Steuervorrichtung nach der aktuellen Kühlphase eine Heizvorrichtung zum Enteisen des Verdampfers einschaltet.
- Aufgrund eines vereisten Verdampfers kann es sein, dass sich die Belastung des Lüfters verringert. Das Initiieren der Enteisung des Verdampfers kann dann z.B. erfolgen, wenn die Ist-Drehzahl während des Überprüfungsmodus einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
- Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Haushaltskältegerätes ist es möglich, die Funktion und den Zustand des Lüfters z.B. über ein Tachosignal trotz interner Drehzahlregelung des Lüfters zu erkennen.
- Dies wird insbesondere durch eine Deaktivierung der Drehzahlregelung (Closed Loop Funktion) z.B. bei einem bestimmten Tastgrad (Duty Cycle) oder für eine gewisse Zeit nach dem Start des Lüfters erreicht, wodurch die Belastung für einen Lüfter trotz der Möglichkeit einer Drehzahlregelung über das Tachosignal detektiert wird.
- Eine Belastungsänderung für den Lüfter kann unterschiedliche Ursachen haben. Beispiele dafür sind Luft mit hohem Feuchtigkeitsgehalt oder Vereisung des Verdampfers mit resultierender Querschnittsveränderung des Kanalsystems.
- Durch die Erkennung der Lüfterbelastung kann das Haushaltskältegerät z.B. besser kontrolliert werden (Bsp.: Einleitung einer Abtauphase bzw. eines Enteisens des Verdampfers).
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer perspektivischen Darstellung ein Haushaltskältegerät,
- Fig. 2
- ein Kanalsystem des Haushaltskältegerätes,
- Fig. 3
- einen drehzahlgeregelten Lüfter des Haushaltskältegerätes,
- Fig. 4
- ein den Betrieb des Lüfters veranschaulichendes Diagramm,
- Fig. 5
- ein den Betrieb des Lüfters veranschaulichendes weiteres Diagramm, und
- Fig. 6
- einen Verdichter eines Kältemittelkreislaufs des Haushaltskältegerätes.
- Die
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Haushaltskältegerät 1, das einen wärmeisolierten Korpus 2 mit einem Innenbehälter 3 umfasst, der einen kühlbaren Innenraum 4 begrenzt. Der kühlbare Innenraum 4 ist zum Lagern von nicht dargestellten Lebensmitteln vorgesehen. - Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Türblatt 10, welches insbesondere bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse schwenkbar am Korpus 2 gelagert ist. Bei geöffnetem Türblatt 10 ist der kühlbare Innenraum 4 zugänglich und bei geschlossenem Türblatt 10 ist der kühlbare Innenraum 4 verschlossen.
- An der in Richtung kühlbaren Innenraum 4 gerichteten Seite des Türblatts 10 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Türabsteller 6 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet. Im kühlbaren Innenraum 4 sind insbesondere mehrere Fachböden 7 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet und im unteren Bereich des kühlbaren Innenraums 4 ist insbesondere eine Schublade 8 angeordnet, in der ebenfalls Lebensmittel gelagert werden können. Oberhalb der Schublade 8 ist eine der Fachböden 7 angeordnet, welcher die nach oben gerichtete Öffnung der Schublade 8 abdeckt.
- Das Haushaltskältegerät 1 umfasst einen dem Fachmann im Prinzip bekannten Kältemittelkreislauf 5 zum Kühlen des kühlbaren Innenraums 4. Der Kältemittelkreislauf 5 umfasst u.a. einen in der
Fig. 2 gezeigten Verdampfer 20. - Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine elektronische Steuervorrichtung 9, welche eingerichtet ist, den Kältemittelkreislauf 5 in für den Fachmann in allgemein bekannter Weise derart anzusteuern, dass der kühlbare Innenraum 4 zumindest in etwa eine vorgegebene oder vorgebbare Soll-Temperatur aufweist. Die elektronische Steuervorrichtung 9 ist derart eingerichtet, dass sie die Temperatur des kühlbaren Innenraums 4 regelt. Um gegebenenfalls die Ist-Temperatur des kühlbaren Innenraums 4 zu erhalten, kann das Haushaltskältegerät 1 wenigstens einen nicht näher dargestellten und mit der elektronischen Steuervorrichtung 9 verbundenen Temperatursensor aufweisen.
- Das Haushaltskältegerät 1 umfasst ein Kanalsystem 21, das insbesondere innerhalb des wärmeisolierten Korpus 2 angeordnete ist und über eine Öffnung 11 mit dem kühlbaren Innenraum 4 gekoppelt ist. Der Verdampfer 20 ist im Kanalsystem 21 angeordnet.
- Das Haushaltskältegerät 1 umfasst einen im Kanalsystem 21 angeordneten Lüfter 22, welcher vorgesehen ist, im eingeschalteten Zustand von dem Verdampfer 20 gekühlte Luft über das Kanalsystem 21 und über die Öffnung 11 in den kühlbaren Innenraum 4 zu fördern.
- Der Lüfter 22 umfasst einen elektrischen Motor 23 und ein mittels des Motors 23 drehbares Lüfterrad 24.
- Das Haushaltskältegerät 1 ist eingerichtet, während seines bestimmungsgemäßen Betriebs den Lüfter 22 drehzahlgeregelt entsprechend einer zumindest indirekt von der elektronischen Steuervorrichtung 9 vorgegebenen Soll-Drehzahl nsoll zu betreiben, und während eines Überprüfungsmodus den Lüfter ungeregelt zu betreiben, die Ist-Drehzahl nist des Lüfters 22 zu ermitteln und die Ist-Drehzahl mittels der elektronischen Steuervorrichtung 9 auszuwerten, um einen abnormalen Betriebszustand des Lüfters 22, insbesondere eine Vereisung des Verdampfers 20 zu erkennen.
- Zum Ermitteln der Ist-Drehzahl nist des Lüfters 22 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Haushaltskältegerät 1 einen Tacho 33, welcher die Ist-Drehzahl nist des Lüfters 22 bzw. dessen Lüfterrades 24 misst. Das Ausganssignal des Tachos 33, welches eine Information über die Ist-Drehzahl umfasst, wird u.a. zur Auswertung der elektronischen Steuervorrichtung 9 zugeführt.
- Das Haushaltskältegerät 1 gemäß der Erfindung umfasst einen zum Ansteuern des Lüfters 22 vorgesehenen Wechselrichter 31 mit Pulsweitenmodulation. Der Wechselrichter 31 wird während des Überprüfungsmodus mit einem dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad betrieben.
- Das Haushaltskältegerät 1 gemäß der Erfindung umfasst einen zum Ansteuern des Wechselrichters 31 und zum drehzahlgeregelten Betreiben des Lüfters 22 vorgesehenen Regler 32, der von der elektronischen Steuervorrichtung 9 angesteuert wird. Die elektronische Steuervorrichtung 9 übergibt z.B. dem Regler 32 eine Information, ob der Lüfter 22 im drehzahlgeregelten Betrieb oder für den Überprüfungsmodus im ungeregelten Betrieb betrieben werden soll, und eine Information über die Soll-Drehzahl nsoll des Lüfters 22.
- Das Auswerten der Ist-Drehzahl nist während des Überprüfungsmodus erfolgt nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltskältegerätes durch ein Vergleichen der Ist-Drehzahl mit einer zu erwartenden Drehzahl des Lüfters 22 für den nicht vereisten Verdampfer 20 und/oder für einen nicht defekten Lüfter 22, allgemein für einen normalen Betriebszustand des Lüfters 22. Aufgrund der ausgewerteten Ist-Drehzahl des Lüfters 22 während des Überprüfungsmodus erfolgt insbesondere ein Initiieren einer Enteisung des Verdampfers 20, indem z.B. die elektronische Steuervorrichtung 9 nach der aktuellen Kühlphase eine nicht näher dargestellte Heizvorrichtung zum Enteisen des Verdampfers 20 einschaltet. Das Initiieren der Enteisung des Verdampfers 20 kann dann z.B. erfolgen, wenn die Ist-Drehzahl während des Überprüfungsmodus einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
- Gemäß einer in der
Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass durch Vorgeben des dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrads TG von der elektronischen Steuervorrichtung 9 an den Regler 32 die durch den Regler 32 durchführbare Drehzahlregelung des Lüfters 22 deaktiviert wird, damit der Lüfter 22 während des Überprüfungsmodus ungeregelt durch den Wechselrichter 31 angesteuert wird. Der aktuelle Tastgrad TG des Wechselrichters 31 ist dann der dem Überprüfungsmodus zugeordnete, vorbestimmte Tastgrad. Für den drehzahlgeregelten Betrieb des Lüfters 22 übergibt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die elektronische Steuervorrichtung 9 dem Regler 32 einen von dem dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad verschiedenen Tastgrad, welcher eine Information über die Soll-Drehzahl des Lüfters 22 während des drehzahlgeregelten Betrieb umfasst. - Zum Zeitpunkt to wird im Falle dieses Ausführungsbeispiels eine Versorgungsspannung V für den Wechselrichter 31 eingeschaltet.
- Zum Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 wird der Lüfter 22 aus dem Stillstand während einer Hochlaufphase angefahren. Während dieses Anfahrens kann der Lüfter 22 drehzahlgeregelt oder ungeregelt betrieben werden.
- Ab dem Zeitpunkt t2 übergibt die elektronische Steuervorrichtung 9 dem Regler 32 den dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad von z.B. 50%. Daraufhin wird der Regler 32 bzw. die Closed Loop Funktion der Regelung deaktiviert, sodass der Lüfter 22 ungeregelt angesteuert wird.
- Solange der dem Überprüfungsmodus zugeordnete, vorbestimmte Tastgrad am Regler 32 anliegt, wird die Drehzahl des Lüfters 22 nicht geregelt und kann nach einer relativ kurzen Einschwingzeit mit der Soll-Drehzahl, die dem nicht vereisten Verdampfer 20 zugeordnet ist, verglichen werden. Ist die Analyse der Ist-Drehzahl und somit des Lüfters 22 zum Zeitpunkt t3 abgeschlossen, übermittelt die elektronische Steuervorrichtung 9 dem Regler 32 einen Tastgrad TG, welcher sich von dem dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad unterscheidet, wodurch der Lüfter 22 drehzahlgeregelt mit einer dem gewählten Tastgrad zugeordneten Drehzahl betrieben wird.
- Zum Zeitpunkt t4 wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Tastgrad auf 0% gesetzt, um den Lüfter 22 bis zum Stillstand abzubremsen. Zum Zeitpunkt t5 wird die Versorgungsspannung V des Wechselrichters abgeschaltet.
- Gemäß einer in der
Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Lüfter 22 direkt nach einem Starten des Lüfters 22 aus dem Stillstand zunächst für eine vorbestimmte Zeitdauer Tv im Überprüfungsmodus ungeregelt und nach dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer Tv drehzahlgeregelt betrieben wird. Gegebenenfalls kann dem Überprüfungsmodus noch eine Hochlaufphase des Lüfters 22 aus dem Stillstand direkt vorgelagert sein, welche ungeregelt oder drehzahlgeregelt erfolgt. - Zum Zeitpunkt to wird im Falle dieses Ausführungsbeispiels die Versorgungsspannung V für den Wechselrichter 31 eingeschaltet.
- Zum Zeitpunkt t1 beginnt die Anlaufphase des Lüfters 22, die bis zum Zeitpunkt t2 dauert. Die Dauer der Anlaufphase kann z.B. fest vorgegeben sein oder beim Erreichen einer vorbestimmten Ist-Drehzahl des Lüfters 22 beendet sein.
- Zum Zeitpunkt t2 ist die Anlaufphase beendet und der Überprüfungsmodus beginnt automatisch für die vorbestimmte Zeitdauer Tv, die zum Zeitpunkt t3 endet. Während des Überprüfungsmodus ist die Drehzahlregelung deaktiviert, sodass nach einer Einschwingzeit ein Abgleich der Ist- und Soll-Drehzahl des Lüfters 22 durchgeführt wird. Nach der vorgegebenen Zeitdauer TV ist die Analyse der Ist-Drehzahl nist und somit des Lüfters 22 abgeschlossen und die Drehzahlregelung wird zum Zeitpunkt t3 wieder aktiviert.
- Zum Zeitpunkt t4 wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Soll-Drehzahl auf 0 gesetzt, um den Lüfter 22 z.B. drehzahlgeregelt bis zum Stillstand abzubremsen. Zum Zeitpunkt t5 wird die Versorgungsspannung V des Wechselrichters abgeschaltet.
- Der Kältemittelkreislauf des Haushaltskältegerätes 1 umfasst einen in der
Fig. 6 gezeigten Verdichter 60 und einen Verflüssiger 62, die z.B. in einem hinter der Schublade 8 befindlichen Maschinenraum 61 angeordnet sind. - Der abnormale Betriebszustand des Lüfters 22 kann auch ein Ausfall des Lüfters 22 sein.
- Der Lüfter 22 kann z.B. vorgesehen sein, von dem Verflüssiger 62 erwärmte Luft in die Umgebung des Haushaltskältegerätes 1 zu fördern. Dann kann es vorgesehen sein, dass aufgrund eines erkannten Ausfalls dieses Lüfters 22 der Verdichter 60 in einem schonenderen Betriebsmodus betrieben wird. Der Verdichter 60 ist z.B. ein drehzahlgeregelter Verdichter. Ein schonenderer Betriebsmodus ist z.B. ein Betreiben des Verdichters 60 mit einer geringeren Drehzahl.
- Der Verflüssiger, der insbesondere als ein Roll- oder Lamellenverflüssiger ausgeführt ist, kann z.B. während des Betriebs verschmutzen. Dies kann im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Auswerten der Ist-Drehzahl des Lüfters 22 während des Überprüfungsmodus erkannt werden kann. Bei erkannter Verschmutzung des Verflüssigers kann es dann vorgesehen sein, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 9, den Verdichter 60 im schonenderen Betriebsmodus zu betreiben.
-
- 1
- Haushaltskältegerät
- 2
- Korpus
- 3
- Innenbehälter
- 4
- kühlbarer Innenraum
- 5
- Kältemittelkreislauf
- 6
- Türabsteller
- 7
- Fachböden
- 8
- Schublade
- 9
- elektronische Steuervorrichtung
- 10
- Türblatt
- 11
- Öffnung
- 20
- Verdampfer
- 21
- Kanalsystem
- 22
- Lüfter
- 23
- Motor
- 24
- Lüfter
- 31
- Wechselrichter
- 32
- Regler
- 33
- Tacho
- 60
- Verdichter
- 61
- Maschinenraum
- 62
- Verflüssiger
- nist
- Ist-Drehzahl
- nsoll
- Soll-Drehzahl
- TG
- Tastgrad
- TV
- vorbestimmte Zeitdauer
- V
- Versorgungsspannung
- t1-t5
- Zeitpunkt
Claims (8)
- Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegerätes (1), das einen wärmeisolierten Korpus (2) mit einem Innenbehälter (3), der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (4) begrenzt, einen Kältemittelkreislauf (5) zum Kühlen des kühlbaren Innenraums (4), und wenigstens einen Lüfter (22) umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:- während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Haushaltskältegerätes (1), drehzahlgeregeltes Betreiben des Lüfters (22) entsprechend einer zumindest indirekt vorgegebenen Soll-Drehzahl des Lüfters (22), und- während eines Überprüfungsmodus, ungeregeltes Betreiben des Lüfters (22), Ermitteln der Ist-Drehzahl des Lüfters (22) und Auswerten der Ist-Drehzahl mittels einer elektronischen Steuervorrichtung (9) des Haushaltskältegerätes (1), um einen abnormalen Betriebszustand des Lüfters (22) zu erkennen,wobei das Haushaltskältegerät (1) einen zum Ansteuern des Lüfters (22) vorgesehenen Wechselrichter (31) mit Pulsweitenmodulation umfasst, der während des Überprüfungsmodus mit einem dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrad betrieben wird,wobei das Haushaltskältegerät (1) einen zum Ansteuern des Wechselrichters (31) und zum drehzahlgeregelten Betreiben des Lüfters (22) vorgesehenen Regler (32) umfasst, der von der elektronischen Steuervorrichtung (9) angesteuert wird,und wobei durch Vorgeben des dem Überprüfungsmodus zugeordneten, vorbestimmten Tastgrads von der elektronischen Steuervorrichtung (9) an den Regler (32) die durch den Regler (32) durchführbare Drehzahlregelung des Lüfters (22) deaktiviert wird, damit der Lüfter (22) während des Überprüfungsmodus ungeregelt durch den Wechselrichter (31) angesteuert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend Auswerten der Ist-Drehzahl (nist) durch Vergleichen der Ist-Drehzahl (nist) mit einer zu erwartenden Drehzahl des Lüfters (22) für einen normalen Betriebszustand des Lüfters (22).
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, aufweisend Betreiben des Lüfters (22) im Überprüfungsmodus für eine vorbestimmte Zeitdauer (Tv) direkt nach einem Starten des Lüfters (22) aus dem Stillstand, und drehzahlgeregeltes Betreiben des Lüfters (22) nach dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer (Tv).
- Verfahren nach Anspruch 3, aufweisend Hochfahren des Lüfters (22) aus dem Stillstand während einer dem Überprüfungsmodus direkt vorgelagerten Hochlaufphase des Lüfters (22) aus dem Stillstand des Lüfters (22).
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Haushaltskältegerät (1) ein Kanalsystem (21) umfasst, in dem ein Verdampfer (20) des Kältemittelkreislaufs (5) und der Lüfter (22) angeordnet sind und welches mit dem kühlbaren Innenraum (4) gekoppelt ist, wobei der im Kanalsystem (21) angeordnete Lüfter (22) eingerichtet ist, mittels des Verdampfers (20) gekühlte Luft in den kühlbaren Innenraum (4) zu fördern, und der abnormale Betriebszustand des Lüfters (22) eine Vereisung des Verdampfers (20) darstellt.
- Verfahren nach Anspruch 5, aufweisend Auswerten der Ist-Drehzahl (nist) durch Vergleichen der Ist-Drehzahl (nist) mit einer zu erwartenden Drehzahl des Lüfters (22) für einen nicht vereisten Verdampfer (20) und/oder Initiieren einer Enteisung des Verdampfers (20) aufgrund der ausgewerteten Ist-Drehzahl (nist) des Lüfters (22) während des Überprüfungsmodus insbesondere dann, wenn die Ist-Drehzahl (nist) während des Überprüfungsmodus einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Kältemittelkreislauf (5) einen Verdichter (60) und eine Verflüssiger (62) aufweist, und der Lüfter (22) vorgesehen ist, von dem Verflüssiger (62) erwärmte Luft in die Umgebung des Haushaltskältegerätes (1) zu fördern, und der abnormale Betriebszustand eine Verschmutzung des Verflüssigers (62) und/oder ein Ausfall des Lüfters (22) darstellt, aufweisend- Erkennen einer Verschmutzung des Verflüssigers (62) und/oder Erkennen eines Ausfalls des Lüfters (22) aufgrund des Auswertens der Ist-Drehzahl des Lüfters (22) während des Überprüfungsmodus, und- aufgrund der erkannten Verschmutzung des Verflüssigers (62) und/oder des Ausfalls des Lüfters (22), Betreiben des Verdichters (60) in einem schonenderen Betriebsmodus.
- Haushaltskältegerät, aufweisend einen wärmeisolierten Korpus (2) mit einem Innenbehälter (3), der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (4) begrenzt, einen Kältemittelkreislauf (5) zum Kühlen des kühlbaren Innenraums (4), und wenigstens einen Lüfter (22), dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltskältegerät (1) eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
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