WO2010106001A2 - Kältegerät und verfahren zum kühlen eines kältegerätes - Google Patents

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limit temperature
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Helmut Konopa
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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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 invention relates to a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance and a method for cooling a refrigeration appliance, in particular a household refrigeration appliance.
  • the temperatures of conventional household appliances can be controlled by means of relatively inexpensive electromechanical thermostats, but only allow a conditionally accurate regulation of the interior temperature of the household refrigerator.
  • the electromechanical thermostat can also ensure a regular defrosting of an evaporator of the refrigeration cycle of the household refrigerator.
  • Conventional household refrigerators may also have a more complex electronic temperature control / regulation, which makes it possible to set the target temperature of the household refrigeration device relatively precisely.
  • These household refrigerators usually have a temperature sensor in the interior.
  • the object of the invention is to provide a more energy-efficient method for cooling a household refrigerator.
  • the object of the invention is achieved by a method for cooling a cold room of a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance, comprising in particular by means of a control device of the refrigeration appliance, time-controlled alternately
  • Switching off and on of a compressor which has a cooling circuit provided for cooling the cold room, as long as the temperature of the cold room is within a temperature band which is associated with a desired temperature of the cold room and determined by an upper limit temperature and a lower limit temperature.
  • a refrigerator in particular a domestic refrigerator, comprising a housing, a heat-insulated inside the housing, a refrigeration circuit for cooling the refrigerating room with a compressor and a control device which is adapted to control the compressor, so that the temperature of the Cold room at least approximately corresponds to a desired temperature of the cold room, and the control device the compressor for cooling the cold room according to the inventive method on and off.
  • a refrigeration device that is used for household management, such as a refrigerator, a freezer, a freezer or achengefrierkombination.
  • the refrigeration cycle for cooling the refrigerating space to its desired temperature is not by means of a pure temperature control, the controlled variable is substantially the temperature of the refrigeration room, but by the timed alternate switching off and on of the refrigeration cycle, i. whose compressor is held.
  • the controlled variable is substantially the temperature of the refrigeration room, but by the timed alternate switching off and on of the refrigeration cycle, i. whose compressor is held.
  • the time-controlled alternating switching off and on of the compressor are assigned phases of the compressor in which the compressor is switched on, so-called switch-on phases, and / or in which the compressor is switched off, so-called switch-off phases.
  • These assigned switch-on and / or switch-off phases of the compressor can each be the same length. In particular, it may be provided that the switch-on phases are the same length as the switch-off phases. However, it is also possible that the switch-on phases take longer or shorter than the switch-off phases of the compressor. Furthermore, it is also possible to predetermine a time sequence of different long switch-on phases and / or of different long switch-off phases of the compressor. The time-controlled alternating switching off and on of the compressor then follows this predetermined time sequence.
  • the length of the switch-on phases and / or the switch-off phases or their chronological sequence is stored in the control device, in particular in a memory unit of the control device.
  • the setpoint temperature associated upper limit temperature and lower limit temperature in the control device in particular in a storage unit of the control device, deposited.
  • the time-controlled alternating switching off and on of the compressor begins when the temperature of the cold room falls below the upper limit temperature. If the temperature of the cold room is above the upper limit temperature, then the compressor can be switched on continuously until, according to this variant of the method according to the invention, the temperature of the cold room falls below the upper limit temperature. At this time, the timed starting and stopping of the compressor begins, which shortens the average compressor running time and the temperature of the cold room, at least for a certain time moves within the predetermined temperature band.
  • Limit temperature falls below.
  • This embodiment also makes it possible, if e.g. the temperature of the cold room is too high and the compressor is constantly switched on and thus constantly cools the cold room, the cooling capacity is reduced by the timed switching off and on, to prevent further cooling of the cold room.
  • the compressor does not remain off until the upper limit temperature is reached, but is alternately timed off and on.
  • the timed alternating switching off and on of the compressor starts with a switch-off phase.
  • the compressor is switched off during the time-controlled alternating switching off and on only then and thus remains switched on when the temperature of the cold room for Time of potential shutdown is less than the upper limit temperature.
  • the time-controlled alternating switching off and on of the compressor only starts again when the temperature of the cold room falls below the lower limit temperature.
  • the temperature of the cold room does not drop too much and that the temperature of the cold room moves substantially within the temperature band defined by the two limit temperatures.
  • the compressor is first turned off when the temperature of the cold room falls below the lower limit temperature and the timed alternating switching off and on of the compressor only starts again when the temperature of the cold room exceeds the upper limit temperature.
  • the time-controlled alternating switching off and on of the compressor can, according to a variant of the method, only start again when the temperature of the cold room exceeds the lower limit temperature.
  • the time-controlled alternating switching off and on of the compressor only starts again when the temperature of the cold room exceeds the upper limit temperature.
  • the defrosting phase can start, for example, as soon as the temperature of the evaporator falls below a predetermined limit temperature.
  • the method according to the invention or the refrigeration appliance according to the invention provides that the desired temperature in the cold room (nominal temperature) is maintained at relatively low temperature fluctuations and thus lower energy consumption.
  • the function can be ensured during operation of the refrigerating appliance according to the invention.
  • an electronic control / regulation which optionally realizes a free choice of the switching values (first and second limit temperatures), optionally an implementation of defrosting operations and optionally a degree-accurate adjustment of the cold room temperature.
  • a sensor mounted on the evaporator such as the probe capillary of a thermostat, communicates the temperatures at the evaporator, to ensure, if necessary, a complete defrost of the same.
  • the predetermined tolerance band which is limited by the corresponding switch-on and switch-off values, corresponding to the lower and upper limit temperatures, it can be ensured that the temperature of the cold room does not become too cold or too warm.
  • the chiller (refrigeration circuit or its compressor) runs continuously, as long as the temperature in the cold room is warmer than the upper limit temperature.
  • the running times of the chiller are fixed. Compliance with the set temperature (set temperature) is ensured by the idle times of the chiller. Should this not be sufficient to keep the temperature in the cold room within the tolerance band, due to e.g. relatively high ambient temperature, frequent operation of the refrigerator according to the invention or introducing warm goods, so the chiller can again as long put into operation until the desired temperature is reached again.
  • the electronics may from time to time initiate defrost phases that completely defrost the evaporator.
  • the method according to the invention can be implemented, which enables energy savings. The customer benefit is not affected.
  • Fig. 1 is a household refrigerator
  • Figures 2-8 are diagrams for illustrating method for cooling the household refrigerator.
  • the household refrigerator 1 shows a household refrigerator 1 with a housing 2 and a hinged to the housing 2, for example by means of hinges not shown door leaf 3, which closes a limited by the housing 2 cold room 4 in the closed state and makes accessible in the open state, so that the cold room. 4 loaded with refrigerated goods and thus can be removed from the refrigeration room 4 stored refrigerated goods.
  • the household refrigeration appliance 1 can not be shown in detail, however, to those skilled in the art well-known shelves and / or door racks for storage of the refrigerated goods.
  • the domestic refrigeration appliance 1 also has a refrigeration circuit 5, which is in principle familiar to the person skilled in the art and is adapted to cool the refrigeration space 4 in accordance with a predefinable setpoint temperature.
  • the refrigeration cycle 5 has u.A. a compressor 6 and an evaporator 7, as is well known.
  • the temperature T of the cold room 4 is controlled by means of an electronic control device 8, for example, has a microcontroller or a microprocessor and is connected in a manner not shown to the compressor 6 to this for a control or regulation of the temperature T. on and off. 2 illustrates the control / regulation of the temperature T of the refrigerating room 4.
  • the household refrigerating appliance 1 has a refrigerating room 4 arranged and connected in a manner not shown with the control device 8 temperature sensor 9.
  • the household refrigerating appliance 1 comprises a further temperature sensor 10 connected in a manner not shown to the control device 8, which detects the temperature of the evaporator 7 and transmits a corresponding signal to the control device 8.
  • control device 8 is set up to control or regulate the temperature T of the refrigerating chamber 4 by switching the compressor 6 on and off, wherein FIG. 2 shows an example of the course 1 1 of the switch-on phases ⁇ t ⁇ n and the switch-off phases ⁇ t from the compressor 6 and a curve 12 of the temperature T of the refrigerating room 4 shows.
  • the control of the temperature T of the refrigerating room 4 is carried out in the case of the present embodiment as follows:
  • the control electronics 8 turns on the compressor 6, whereby the refrigeration cycle 5, the cooling room 4 cools and the temperature T. the cold room 4 sinks.
  • the control device 8 switches off the compressor 6. Due to the relatively sluggish reaction of the temperature T, the cooling space 4 cools shortly after switching off the compressor 6 at the time ti for a short time and then increases until the temperature T of the cold room 4 reaches the upper limit temperature T 0 at time t 2 or exceeds. When reaching or exceeding the upper limit temperature T 0 at time t 2 , the control device 8 switches on the compressor 6 again. Due to the relatively sluggish reaction of the temperature T of the cold room 4, the cold room 4 is heated after switching on the compressor 6 for a short period of time until the temperature T of the cold room 4 drops again.
  • control device 8 switches on the compressor 6 alternately at the times t 3 , t 5 , t 7 , etc., and off again at the times t 4 , t 6 , etc.
  • control device 8 generates time-controlled, alternating switch-on phases ⁇ t ⁇ n and switch-off phases ⁇ t from the compressor 6.
  • the switch-on phases At em and switch-off phases ⁇ t from the compressor 6 are of equal length. This is not necessarily the case. It is also possible that the switch-on .DELTA.t ⁇ n take longer or shorter than the off phases .DELTA.t from the compressor 6. Furthermore, it is also possible, a time sequence of different long switch-on .DELTA.t ⁇ n and / or of different lengths of switch-off .DELTA.t from specify the compressor 6.
  • the switch-on and switch-off phases ⁇ t ⁇ n , ⁇ t from the compressor 6 are time-controlled and not temperature-controlled. So that the cold room 4 holds approximately its desired temperature, it is provided in the case of the present embodiment that when the temperature T of the cold room 4 or the temperature T of the temperature sensor 9 determined temperature T of the cold room 4 at a timed turn-off time t 3 , t 5 , t 7 , etc. is greater than the upper limit temperature T 0 , the control device 8 does not turn off the compressor 6, but leaves it on until the temperature T of the cold room 4 reaches or falls below the lower limit temperature Tu. After falling below the lower limit temperature Tu, the control device 8 switches off the compressor 6 again and starts the timed switching on and off of the compressor 6 as soon as the temperature T of the refrigerating chamber 4 reaches or exceeds the upper limit temperature T 0 .
  • the control device 4 switches off the running compressor 6 and starts the timed switching on and off of the compressor 6 as soon as the temperature T of the refrigerating chamber 4 reaches or exceeds the upper limit temperature T 0 again.
  • the control device 4 monitors the temperature of the evaporator 7 by means of the temperature sensor 10. If the determined temperature of the evaporator 7 reaches or falls below a predetermined temperature, the control device 8 switches the compressor 6, for example for a predetermined minimum time or until the temperature of the evaporator 7 reaches or exceeds a further predetermined temperature. Thereafter, the control device 8 switches on the compressor 6 again as soon as the temperature T of the cold room 4 reaches or falls below the lower limit temperature Tu and begins the timed switching on and off of the compressor 6 as soon as the temperature T of the cold room 4, the upper limit temperature T 0 again reached or exceeded.
  • FIGS. 3 to 5 illustrate an alternative method of cooling the refrigerating space 4, according to which the control device 8 alternately switches the compressor 6 off and on as soon as the temperature T of the refrigerating space 4 drops below the lower limit temperature Tu at the time ti.
  • the time-controlled alternating switching on and off of the compressor 6 starts out with an OFF-.DELTA.t, up to the time t from the time ti lasts. 2
  • the control device 8 switches on the compressor 6 and a switch-on phase ⁇ t ⁇ n begins, which lasts until time t 3 .
  • the control device 8 controls the compressor 6 in a time-controlled manner such that it is alternately turned on and off.
  • the control device 8 turns on the compressor 6 upon detection of exceeding the upper limit temperature T 0 during an OFF-.DELTA.t, whereby the temperature T is lowered in the cold room. 4
  • the compressor 6 remains turned on until the temperature T of the cold room 4, the lower
  • Embodiment at the time t 9 is the case. At the time t 9 the switches
  • Control device 8 the compressor 6 again and starts the time-controlled alternate switching off and on of the compressor 6, as long as the temperature T of the cooling chamber 4 is within the temperature range .DELTA.T.
  • the control device 8 switches in the case of the present exemplary embodiment compressor 6, even if it is still in an oN .DELTA.t ⁇ n and starts the switched-off .DELTA.t from the time-controlled alternating on and off already at the time t. 8
  • Figures 6 to 8 illustrate an alternative method for cooling the cold room 4, according to which the control device 8, the compressor 6 timed alternately off and on as soon as the temperature T of the cold room 4 at time ti falls below the upper limit temperature T 0 .
  • the time-controlled alternating switching on and off of the compressor 6 starts out with an OFF-.DELTA.t, up to the time t from the time ti lasts. 2
  • the control device 8 switches the
  • Compressor 6 on and a switch-on ⁇ t ⁇ n begins, which lasts until the time t 3 .
  • the compressor 6 timed to such that it is alternately turned on and off.
  • the control device 8 turns on the compressor 6 when detecting the exceeding of the upper limit temperature T 0 , whereby the temperature T in the cold room 4 decreases.
  • the compressor 6 remains switched on until the temperature T of the cold room 4 falls below the upper limit temperature T 0 , which is the case in the embodiment shown in FIG. 7 at the time t 7 .
  • the control device 8 switches off the compressor 6 again and starts the time-controlled alternating switching off and on of the compressor 6 as long as the temperature T of the refrigerating chamber 4 is within the temperature band ⁇ T.
  • the control device 8 switches in the case of the present exemplary embodiment Compressor 6 off, even if it is still in a switch-on .DELTA.t em .
  • the time-controlled alternating switching on and off of the compressor 6 does not start until the time t 8 at which the temperature T of the cold room 4 exceeds the upper limit temperature T 0 .
  • the time-controlled alternating switching on and off starts here with a switch-on phase ⁇ t ⁇ n .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät (1) und ein Verfahren zum Kühlen eines Kälteraums (4) eines Kältegerätes, insbesondere eines Haushaltskältegerätes (1), gemäss dem ein Verdichters (6), den ein zum Kühlen des Kälteraums (4) vorgesehener Kältekreislauf (5) aufweist, zeitgesteuert abwechselnd aus und ein geschaltet wird, solange die Temperatur (T) des Kälteraums (4) innerhalb eines Temperaturbandes (ΔT) liegt, das einer Soll-Temperatur des Kälteraums (4) zugeordnet ist und durch eine obere Grenztemperatur (TO) und eine untere Grenztemperatur (TU) gebildet wird.

Description

Kältegerät und Verfahren zum Kühlen eines Kältegerätes
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät und ein Verfahren zum Kühlen eines Kältegerätes, insbesondere eines Haushaltskältegerätes.
Die Temperaturen konventioneller Haushaltsgeräte können mittels relativ kostengünstiger elektromechanischer Thermostaten gesteuert werden, die jedoch nur eine bedingt gradgenaue Regelung der Innenraumtemperatur des Haushaltskältegerätes ermöglichen. Der elektromechanische Thermostat kann auch eine regelmäßige Abtauung eines Verdampfers des Kältekreislaufs des Haushaltskältegerätes sicherstellen.
Konventionelle Haushaltskältegeräte können auch eine aufwändigere elektronische Temperatur-Steuerung/Regelung aufweisen, die es ermöglicht, die Soll-Temperatur des Haushaltskältegerätes relativ gradgenau einzustellen. Diese Haushaltskältegeräte weisen in der Regel einen Temperaturfühler im Innenraum auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein energieeffizienteres Verfahren zum Kühlen eines Haushaltskältegerätes anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Kühlen eines Kälteraums eines Kältegerätes, insbesondere eines Haushaltskältegerätes, aufweisend insbesondere mittels einer Steuerungsvorrichtung des Kältegerätes, zeitgesteuertes abwechselndes
Aus- und Einschalten eines Verdichters, den ein zum Kühlen des Kälteraums vorgesehener Kältekreislauf aufweist, solange die Temperatur des Kälteraums innerhalb eines Temperaturbandes liegt, das einer Soll-Temperatur des Kälteraums zugeordnet und durch eine obere Grenztemperatur und eine untere Grenztemperatur bestimmt ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, aufweisend ein Gehäuse, ein innerhalb dem Gehäuse angeordneten wärmeisolierten Kälteraum, einen Kältekreislauf zum Kühlen des Kälteraums mit einem Verdichter und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, den Verdichter anzusteuern, damit die Temperatur des Kälteraums wenigstens in etwa einer Soll- Temperatur des Kälteraums entspricht, und die Steuerungsvorrichtung den Verdichter zum Kühlen des Kälteraums gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein- und ausschaltet.
Unter Haushaltskältegerät wird hier ein Kältegerät verstanden, das zur Haushaltsführung eingesetzt wird, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Gefriertruhe oder eine Kühlgefrierkombination.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Kältekreislauf zum Kühlen des Kälteraums auf dessen Soll-Temperatur nicht mittels einer reinen Temperaturregelung, dessen Regelgröße im Wesentlichen die Temperatur des Kälteraums ist, sondern durch das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Kältekreislaufs, d.h. dessen Verdichters gehalten. Dadurch ist es möglich, bewusst relativ kurze Verdichterlaufzeiten, d.h. relativ kurze Einschaltphasen des Verdichters zu realisieren. Bei Kältegeräten, insbesondere bei Haushaltskältegeräten, können relativ geringe Temperaturschwankungen zu einer relativ niedrigen Energieaufnahme führen. Eine nahe der Bestimmungstemperatur (Soll-Temperatur) ausgelegte Verdampfungstemperatur mit relativ geringen Temperaturschwankungen kann sich ebenfalls positiv auf eine anzustrebende niedrige Energieaufnahme auswirken. Durch bewusst kurze Laufzeiten ergibt sich eine relativ niedrige Energieaufnahme.
Dem zeitgesteuerten abwechselnden Aus- und Einschalten des Verdichters sind Phasen des Verdichters zugeordnet, in denen der Verdichter eingeschaltet ist, so genannte Einschaltphasen, und/oder in denen der Verdichter ausgeschaltet ist, so genannte Ausschaltphasen. Diese zugeordneten Einschaltphasen und/oder Ausschaltphasen des Verdichters können jeweils gleich lang sein. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Einschaltphasen gleich lang sind wie die Ausschaltphasen. Es ist aber auch möglich, dass die Einschaltphasen länger oder kürzer dauern als die Ausschaltphasen des Verdichters. Des weiteren ist es auch möglich, einen zeitlichen Ablauf von verschieden langen Einschaltphasen und/oder von verschieden langen Ausschaltphasen des Verdichters vorzugeben. Das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters folgt dann diesem vorgegebenen zeitlichen Ablauf. Die Länge der Einschaltphasen und/oder der Ausschaltphasen bzw. deren zeitliche Abfolge ist in der Steuerungsvorrichtung, insbesondere in einer Speichereinheit der Steuerungsvorrichtung, hinterlegt. Ebenso sind die der Soll-Temperatur zugeordnete obere Grenztemperatur und untere Grenztemperatur in der Steuerungsvorrichtung, insbesondere in einer Speichereinheit der Steuerungsvorrichtung, hinterlegt.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters, wenn die Temperatur des Kälteraums die obere Grenztemperatur unterschreitet. Liegt die Temperatur des Kälteraums oberhalb der oberen Grenztemperatur, dann kann der Verdichter ständig angeschaltet sein, bis gemäß dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Temperatur des Kälteraums die obere Grenztemperatur unterschreitet. Zu diesem Zeitpunkt beginnt das zeitgesteuerte Aus- und Einschalten des Verdichters, wodurch die durchschnittliche Verdichterlaufzeit verkürzt wird und die Temperatur des Kälteraums zumindest für eine bestimmte Zeit sich innerhalb des vorgegebene Temperaturbandes bewegt.
Es ist aber auch möglich, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters beginnt, wenn die Temperatur des Kälteraums die untere
Grenztemperatur unterschreitet. Auch diese Ausführungsform ermöglicht es, dass wenn z.B. die Temperatur des Kälteraums zu groß ist und der Verdichter ständig eingeschaltet ist und somit den Kälteraum ständig kühlt, die Kühlleistung durch das zeitgesteuerte Aus- und Einschalten verringert wird, um ein weiteres Abkühlen des Kälteraums zu verhindern. Im Gegensatz zu einer konventionellen Kühlung bleibt der Verdichter jedoch nicht ausgeschaltet, bis die obere Grenztemperatur erreicht wird, sondern wird zeitgesteuert abwechselnd aus und eingeschaltet.
Vorzugsweise beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters mit einer Ausschaltphase. Dies hat insbesondere mit der Variante, gemäß der das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten beim Unterschreiten der unteren Grenztemperatur beginnt, den Vorteil, dass beim Erreichen der unteren Grenztemperatur der Verdichter sofort ausgeschaltet wird und somit die Temperatur des Kälteraums nicht wesentlich weiter sinkt.
Nach einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des zeitgesteuerten abwechselnden Aus- und Einschaltens nur dann der Verdichter ausgeschaltet und bleibt somit eingeschaltet, wenn die Temperatur des Kälteraums zum Zeitpunkt des potenziellen Ausschaltens kleiner als die obere Grenztemperatur ist. Somit kann sichergestellt werden, dass die aktuelle Temperatur des Kälteraums nicht zu warm im Vergleich zur Soll-Temperatur wird.
Dann kann es vorgesehen sein, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur des Kälteraums die untere Grenztemperatur unterschreitet. Somit kann sichergestellt werden, dass die Temperatur des Kälteraums nicht zu sehr sinkt und dass sich die Temperatur des Kälteraums im Wesentlichen innerhalb des durch die beiden Grenztemperaturen festgelegten Temperaturbandes bewegt.
Es ist aber auch möglich, dass der Verdichter zunächst ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Kälteraums die untere Grenztemperatur unterschreitet und das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur des Kälteraums die obere Grenztemperatur überschreitet.
Um zu verhindern, dass die Temperatur des Kälteraums während des zeitgesteuerten Aus- und Einschaltens des Verdichters zu kalt wird, wird nach einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verdichter während des zeitgesteuerten Aus- und Einschaltens sofort ausgeschaltet, sobald die Temperatur des Kälteraums die untere Grenztemperatur unterschreitet. Das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters kann nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur des Kälteraums die untere Grenztemperatur überschreitet. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur des Kälteraums die obere Grenztemperatur überschreitet.
Um ein Vereisen eines Verdampfers des Kältekreislaufs zu verhindern, ist es gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, den Verdichter zu Beginn einer Abtauphase des Verdampfers auszuschalten.
Die Abtauphase kann beispielsweise beginnen, sobald die Temperatur des Verdampfers eine vorgegebene Grenztemperatur unterschreitet. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Kältegerät bietet je nach Ausführungsform, dass die gewünschte Temperatur im Kälteraum (Soll-Temperatur) bei relativ geringen Temperaturschwankungen und damit niedriger Energieaufnahme eingehalten wird. Darüber hinaus kann gegebenenfalls durch gesteuerte Abtauungen des Verdampfers die Funktion im Betrieb des erfindungsgemäßen Kältegerätes sichergestellt werden.
Je nach Ausführungsform wird gegebenenfalls eine elektronische Steuerung/Regelung verwendet, die gegebenenfalls eine freie Wahl der Schaltwerte (erste und zweite Grenztemperaturen), gegebenenfalls eine Implementierung von Abtauvorgängen sowie gegebenenfalls eine gradgenaue Einstellung der Kälteraumtemperatur realisiert. Gegebenenfalls ein wie die Fühlerkapillare eines Thermostaten auf dem Verdampfer angebrachter Fühler übermittelt die Temperaturen am Verdampfer, um gegebenenfalls eine vollständige Abtauung desselben zu gewährleisten. Je nach Ausführungsform kann durch die Einstellung des vorgegebenen Toleranzbandes, das durch die entsprechenden Ein- und Ausschaltwerte, entsprechend den unteren und oberen Grenztemperaturen, begrenzt wird, sicher gestellt werden, dass die Temperatur des Kälteraums nicht zu kalt oder zu warm wird. Nach einer Variante läuft die Kältemaschine (Kältekreislauf bzw. dessen Verdichter) ununterbrochen, solange die Temperatur im Kälteraum wärmer als die obere Grenztemperatur ist. Innerhalb des Toleranzbandes sind die Laufzeiten der Kältemaschine fest vorgegeben. Die Einhaltung der eingestellten Temperatur (Soll- Temperatur) wird über die Stehzeiten der Kältemaschine sichergestellt. Sollte dies nicht ausreichen, die Temperatur im Kälteraum innerhalb des Toleranzbandes zu halten, bedingt durch z.B. relativ hohe Umgebungstemperatur, häufige Bedienung des erfindungsgemäßen Kältegerätes oder Einbringen warmer Ware, so kann die Kältemaschine wieder solange in Betrieb genommen, bis die gewünschte Temperatur wieder erreicht ist.
Sollten diese Zyklen keine vollständige Abtauung des Verdampfers gewährleisten, dann kann die Elektronik (Steuerungsvorrichtung) von Zeit zu Zeit Abtauphasen einleiten, die den Verdampfer vollständig abtauen. Mit einem relativ geringen Programmieraufwand und im Wesentlichen keinem erhöhten Hardware-Aufwand kann das erfindungemäße Verfahren umgesetzt werden, das eine Energieeinsparung ermöglicht. Dabei ist der Kundennutzen nicht beeinträchtigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Haushaltskältegerät und
Figuren 2-8 Diagramme zur Veranschaulichung von Verfahrens zum Kühlen des Haushaltskältegerätes.
Die Fig. 1 zeigt ein Haushaltskältegerät 1 mit einem Gehäuse 2 und einem an dem Gehäuse 2 beispielsweise mittels nicht gezeigter Scharnieren angeschlagenes Türblatt 3, welches einen vom Gehäuse 2 begrenzten Kälteraum 4 im geschlossenen Zustand verschließt und im geöffneten Zustand zugänglich macht, damit der Kälteraum 4 mit Kältegut beladen bzw. damit aus dem Kälteraum 4 gelagertes Kältegut entnommen werden kann. Das Haushaltskältegerät 1 kann nicht näher dargestellte, dem Fachmann jedoch allgemein bekannte Fachböden und/oder Türabsteller zur Lagerung des Kälteguts aufweisen.
Das Haushaltskältegerät 1 weist ferner einen prinzipiell dem Fachmann geläufigen Kältekreislauf 5 auf, der eingerichtet ist, den Kälteraum 4 entsprechend einer vorgebbaren Soll-Temperatur zu kühlen. Der Kältekreislauf 5 weist u.A. einen Verdichter 6 und einen Verdampfer 7 auf, wie dies allgemein bekannt ist.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Temperatur T des Kälteraums 4 mittels einer elektronischen Steuerungsvorrichtung 8 geregelt, die beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor aufweist und in nicht dargestellter Weise mit dem Verdichter 6 verbunden ist, um diesen für eine Steuerung bzw. Regelung der Temperatur T ein und auszuschalten. Die Fig. 2 veranschaulicht die Steuerung/Regelung der Temperatur T des Kälteraums 4. Um die Ist-Temperatur (Temperatur T des Kälteraums 4) zu ermitteln, weist das Haushaltskältegerät 1 einen im Kälteraum 4 angeordneten und in nicht dargestellter Weise mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbundenen Temperaturfühler 9 auf.
Des Weiteren umfasst das Haushaltskältegerät 1 einen in nicht dargestellter Weise mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbundenen weiteren Temperaturfühler 10, der die Temperatur des Verdampfers 7 ermittelt und ein entsprechendes Signal an die Steuerungsvorrichtung 8 übermittelt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Steuerungsvorrichtung 8 eingerichtet, die Temperatur T des Kälteraums 4 durch Ein- und Ausschalten des Verdichters 6 zu steuern bzw. zu regeln, wobei die Fig. 2 ein Beispiel des Verlaufs 1 1 der Einschaltphasen ΔtΘιn und der Ausschaltphasen Δtaus des Verdichters 6 und einen Verlauf 12 der Temperatur T des Kälteraum 4 zeigt.
Die Regelung bzw. Steuerung der Temperatur T des Kälteraums 4 erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wie folgt:
Durch eine Einstellung der Soll-Temperatur des Kälteraums 4 ergibt sich ein vorgegebenes Temperatur-Toleranzband ΔT, das durch eine obere Grenztemperatur T0 und eine untere Grenztemperatur Tu begrenzt ist.
Wird das Haushaltskältegerät 1 z.B. zum Zeitpunkt t0 eingeschaltet und ist die Ist- Temperatur T des Kälteraums 4 größer als die obere Grenztemperatur T0, dann schaltet die Steuerungselektronik 8 den Verdichter 6 an, wodurch der Kältekreislauf 5 den Kälteraum 4 kühlt und die Temperatur T des Kälteraums 4 sinkt.
Erreicht die Temperatur T des Kälteraums 4 die untere Grenztemperatur Tu bzw. unterschreitet die Temperatur T des Kälteraums 4 die untere Grenztemperatur Tu zum Zeitpunkt t-i, dann schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 aus. Aufgrund der relativ trägen Reaktion der Temperatur T kühlt der Kälteraum 4 kurz nach dem Ausschalten des Verdichters 6 zum Zeitpunkt t-i für eine kurze Zeit weiter ab und steigt danach, bis die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 zum Zeitpunkt t2 erreicht bzw. überschreitet. Beim Erreichen bzw. Überschreiten der oberen Grenztemperatur T0 zum Zeitpunkt t2 schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 wieder an. Aufgrund der relativ trägen Reaktion der Temperatur T des Kälteraums 4 erwärmt sich der Kälteraum 4 nach dem Einschalten des Verdichters 6 für eine kurze Zeitdauer weiter, bis die Temperatur T des Kälteraums 4 wieder sinkt.
Im weiteren Verlauf schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 abwechselnd zu den Zeitpunkten t3, t5, t7, usw. aus und zu den Zeitpunkten t4, t6, usw. wieder ein. Somit entstehen von der Steuerungsvorrichtung 8 zeitgesteuerte, sich abwechselnde Einschaltphasen ΔtΘιn und Ausschaltphasen Δtaus des Verdichters 6.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Einschaltphasen Atem und Ausschaltphasen Δtaus des Verdichters 6 gleich lang. Dies ist nicht notwendiger Weise der Fall. Es ist auch möglich, dass die Einschaltphasen ΔtΘιn länger oder aber auch kürzer dauern als die Ausschaltphasen Δtaus des Verdichters 6. Des weiteren ist es auch möglich, einen zeitlichen Ablauf von verschieden langen Einschaltphasen ΔtΘιn und/oder von verschieden langen Ausschaltphasen Δtaus des Verdichters 6 vorzugeben.
Die Ein- und Ausschaltphasen ΔtΘιn, Δtaus des Verdichters 6 sind zeitgesteuert und nicht temperaturgeregelt. Damit der Kälteraum 4 in etwa seine Soll-Temperatur hält, ist es im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass wenn die Temperatur T des Kälteraums 4 bzw. die mittels des Temperaturfühlers 9 ermittelte Temperatur T des Kälteraums 4 zu einem zeitgesteuerten Ausschaltzeitpunkt t3, t5, t7, usw. größer als die obere Grenztemperatur T0 ist, die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 nicht ausschaltet, sondern so lange eingeschaltet lässt, bis die Temperatur T des Kälteraums 4 die untere Grenztemperatur Tu erreicht bzw. unterschreitet. Nach Unterschreiten der unteren Grenztemperatur Tu schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 wieder aus und beginnt das zeitgesteuerte Ein- und Ausschalten des Verdichters 6, sobald die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 wieder erreicht bzw. überschreitet.
Fällt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Temperatur T des Kälteraums 4 während des zeitgesteuerten Ein- und Ausschaltens des Verdichters 6 unter die untere Grenztemperatur Tu, so schaltet die Steuerungsvorrichtung 4 den laufenden Verdichter 6 aus und beginnt das zeitgesteuerte Ein- und Ausschalten des Verdichters 6, sobald die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 wieder erreicht bzw. überschreitet.
Um gegebenenfalls ein Abtauen des Verdampfers 7 sicherzustellen, überwacht im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Steuerungsvorrichtung 4 die Temperatur des Verdampfers 7 mittels des Temperaturfühlers 10. Erreicht oder unterschreitet die ermittelte Temperatur des Verdampfers 7 eine vorgegebene Temperatur, so schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 beispielsweise den Verdichter 6 für eine vorgegebene Mindestzeit oder bis die Temperatur des Verdampfers 7 eine weitere vorgegebene Temperatur erreicht oder überschreitet aus. Danach schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 wieder an, sobald die Temperatur T des Kälteraums 4 die untere Grenztemperatur Tu erreicht bzw. unterschreitet und beginnt das zeitgesteuerte Ein- und Ausschalten des Verdichters 6, sobald die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 wieder erreicht bzw. überschreitet.
Die Figuren 3 bis 5 veranschaulichen ein alternatives Verfahren zum Kühlen des Kälteraums 4, gemäß dem die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 zeitgesteuert abwechselnd aus und ein schaltet, sobald die Temperatur T des Kälteraums 4 zum Zeitpunkt ti die untere Grenztemperatur Tu unterschreitet.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters 6 mit einer Ausschaltphase Δtaus, die vom Zeitpunkt ti bis zum Zeitpunkt t2 dauert. Zum Zeitpunkt t2 schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 ein und eine Einschaltphase ΔtΘιn beginnt, die bis zum Zeitpunkt t3 dauert. Solange die Temperatur T des Kälteraums 4 innerhalb dem Temperaturband ΔT liegt, steuert die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 zeitgesteuert derart an, sodass dieser abwechselnd ein und ausgeschaltet wird.
Während des zeitgesteuerten abwechselnden Ein- und Ausschalten des Verdichters 6 kann es vorkommen, dass die mittlere Verdichterlaufzeit derart kurz ist, dass die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 überschreitet, wie dies in der Fig. 4 zum Zeitpunkt t8 der Fall ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es dann vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 beim Erkennen des Überschreitens der oberen Grenztemperatur T0 auch während einer Ausschaltphase Δtaus einschaltet, wodurch die Temperatur T im Kälteraum 4 sinkt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass der Verdichter 6 solange eingeschaltet bleibt, bis die Temperatur T des Kälteraums 4 die untere
Grenztemperatur Tu unterschreitet, was in dem in der Fig. 4 gezeigten
Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt t9 der Fall ist. Zum Zeitpunkt t9 schaltet die
Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 wieder aus und beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters 6, solange die Temperatur T des Kälteraums 4 sich innerhalb dem Temperaturband ΔT befindet.
Unterschreiten die Temperatur T des Kälteraums 4 die untere Grenztemperatur Tu während des zeitgesteuerten abwechselnden Ein- und Ausschalten des Verdichters 6, wie dies z.B. in der Fig. 5 zum Zeitpunkt t7 der Fall ist, dann schaltet im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 aus, auch wenn er sich noch in einer Einschaltphase ΔtΘιn befindet und beginnt die Ausschaltphase Δtaus des zeitgesteuerten abwechselnden Ein- und Ausschaltens bereits zum Zeitpunkt t8.
Die Figuren 6 bis 8 veranschaulichen ein alternatives Verfahren zum Kühlen des Kälteraums 4, gemäß dem die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 zeitgesteuert abwechselnd aus- und einschaltet, sobald die Temperatur T des Kälteraums 4 zum Zeitpunkt ti die obere Grenztemperatur T0 unterschreitet.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters 6 mit einer Ausschaltphase Δtaus, die vom Zeitpunkt t-i bis zum Zeitpunkt t2 dauert. Zum Zeitpunkt t2 schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den
Verdichter 6 ein und eine Einschaltphase ΔtΘιn beginnt, die bis zum Zeitpunkt t3 dauert.
Solange die Temperatur T des Kälteraums 4 innerhalb dem Temperaturband ΔT liegt, steuert die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 zeitgesteuert derart an, sodass dieser abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Während des zeitgesteuerten abwechselnden Ein- und Ausschalten des Verdichters 6 kann es vorkommen, dass die mittlere Verdichterlaufzeit derart kurz ist, dass die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 überschreitet, wie dies in der Fig. 7 zum Zeitpunkt t6 der Fall ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es dann vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 beim Erkennen des Überschreitens der oberen Grenztemperatur T0 einschaltet, wodurch die Temperatur T im Kälteraum 4 sinkt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass der Verdichter 6 solange eingeschaltet bleibt, bis die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 unterschreitet, was in dem in der Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt t7 der Fall ist. Zum Zeitpunkt t7 schaltet die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 wieder aus und beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters 6, solange die Temperatur T des Kälteraums 4 sich innerhalb dem Temperaturband ΔT befindet.
Unterschreiten die Temperatur T des Kälteraums 4 während des zeitgesteuerten abwechselnden Ein- und Ausschalten des Verdichters 6 die untere Grenztemperatur Tu, wie dies z.B. in der Fig. 8 zum Zeitpunkt t7 der Fall ist, dann schaltet im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Steuerungsvorrichtung 8 den Verdichter 6 aus, auch wenn er sich noch in einer Einschaltphase Δtem befindet. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels beginnt das zeitgesteuerte abwechselnde Ein- und Ausschalten des Verdichters 6 erst zum Zeitpunkt t8, bei dem die Temperatur T des Kälteraums 4 die obere Grenztemperatur T0 überschreitet. Zum Zeitpunkt t8 beginnt hier jedoch das zeitgesteuerte abwechselnde Ein- und Ausschalten mit einer Einschaltphase ΔtΘιn.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Kühlen eines Kälteraums (4) eines Kältegerätes, insbesondere eines Haushaltskältegerätes (1 ), gekennzeichnet durch insbesondere mittels einer Steuerungsvorrichtung (8) des Kältegerätes (1 ), zeitgesteuertes abwechselndes Aus- und Einschalten eines Verdichters (6), den ein zum Kühlen des Kälteraums (4) vorgesehener Kältekreislauf (5) aufweist, solange die Temperatur (T) des Kälteraums (4) innerhalb eines Temperaturbandes (ΔT) liegt, das einer Soll-Temperatur des Kälteraums (4) zugeordnet und durch eine obere Grenztemperatur (T0) und eine untere Grenztemperatur (Tu) bestimmt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) zugeordnete Einschaltphasen (ΔtΘιn) und/oder Ausschaltphasen (Δtaus) des Verdichters (6) gleich lang sind, und/oder die Einschaltphasen (ΔtΘm) genauso lang dauern wie die Ausschaltphasen (Δtaus) des Verdichters (6), und/oder die Einschaltphasen (ΔtΘιn) länger oder kürzer dauern als die Ausschaltphasen (Δtaus) des Verdichters (6).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Ablauf von verschieden langen Einschaltphasen (ΔtΘιn) und/oder von verschieden langen Ausschaltphasen (Δtaus) des Verdichters (6) vorgegeben ist, und dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) diesem vorgegebenen zeitlichen Ablauf folgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) beginnt, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die obere Grenztemperatur (T0) unterschreitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) beginnt, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die untere Grenztemperatur (Tu) unterschreitet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) mit einer Ausschaltphase (Δtaus) beginnt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (6) während des zeitgesteuerten abwechselnden Aus- und Einschaltens nur dann ausgeschaltet wird und somit ausgeschaltet bleibt, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) zum Zeitpunkt des potenziellen Ausschaltens kleiner als die obere Grenztemperatur (T0) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die untere Grenztemperatur (Tu) unterschreitet.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (6) ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die untere Grenztemperatur (Tu) unterschreitet und das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die obere Grenztemperatur (Tu) überschreitet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (6) während des zeitgesteuerten abwechselnden Aus- und Einschaltens den Verdichter (6) sofort ausschaltet, sobald die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die untere Grenztemperatur (Tu) unterschreitet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur (T) des Kälteraums (4) die untere Grenztemperatur (Tu) überschreitet.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitgesteuerte abwechselnde Aus- und Einschalten des Verdichters (6) erst dann wieder beginnt, wenn die Temperatur des Kälteraums (4) die obere Grenztemperatur (T0) überschreitet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch Ausschalten des Verdichters (8) zu Beginn einer Abtauphase eines Verdampfers (7).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtauphase beginnt, sobald die Temperatur des Verdampfers (7) eine vorgegebene Grenztemperatur unterschreitet.
15. Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, aufweisend ein Gehäuse (2), ein innerhalb dem Gehäuse (2) angeordneten wärmeisolierten Kälteraum (4), einen Kältekreislauf (5) zum Kühlen des Kälteraums (4) mit einem Verdichter (6) und eine Steuerungsvorrichtung (8), die eingerichtet ist, den Verdichter (6) anzusteuern, damit die Temperatur (T) des Kälteraums (4) wenigstens in etwa einer Soll-Temperatur des Kälteraums (4) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuerungsvorrichtung (8) den Verdichter (8) zum Kühlen des Kälteraums (4) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aus- und einschaltet.
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