WO2012059334A2 - Kältegerät - Google Patents

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WO2012059334A2
WO2012059334A2 PCT/EP2011/068398 EP2011068398W WO2012059334A2 WO 2012059334 A2 WO2012059334 A2 WO 2012059334A2 EP 2011068398 W EP2011068398 W EP 2011068398W WO 2012059334 A2 WO2012059334 A2 WO 2012059334A2
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temperature
compressor
speed
control unit
actual temperature
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WO2012059334A3 (de
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Thomas Bischofberger
Hans Ihle
Harald Joksch
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Publication date
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a domestic refrigeration appliance, with a storage chamber, a compressor driven refrigerant circuit for cooling the storage chamber and a control unit for controlling the operation of the compressor based on a measured in the storage chamber actual temperature and a set on the control unit target -Temperature.
  • control unit controls the compressor by switching on and off, i. the compressor is switched off when the actual temperature is lower than the setpoint temperature by more than a predetermined difference, and it is switched on again when the actual temperature is more than a predetermined one
  • the speed of the compressor must be set in such a refrigerator so as to ensure adequate cooling of the storage chamber under all reasonably possible operating conditions, i. it must be large enough to be able to achieve a set, low target temperature even at high ambient temperature and correspondingly high heat inflow to the heating chamber.
  • the cooling capacity that releases the refrigerant circuit during operation of the compressor therefore, is in most cases considerably higher than to keep the constant
  • Temperature of the storage chamber is required. This rapid cooling causes parts of the storage chamber and in particular the evaporator are cooled to a much lower temperature than the target temperature, before a temperature sensor registers the undershooting of the target temperature and the control unit switches off the compressor again.
  • Object of the present invention is to provide a refrigeration device that is able to keep the storage chamber at the target temperature with extremely low energy consumption.
  • the object is achieved by providing a refrigeration device with a storage chamber, a compressor driven refrigerant circuit for cooling the storage chamber and a control unit for controlling the operation of the compressor based on an actual temperature measured in the storage chamber and a target temperature set on the control unit the control unit is adapted to vary the speed of the compressor as a function of the desired temperature between a plurality of non-vanishing values.
  • the variability of the speed makes it possible to adapt the refrigerant flow rate and thus the available cooling capacity exactly to the needs of the refrigeration device. In this way, a largely stationary temperature distribution can be obtained in the refrigerator, which is free of strongly supercooled and therefore only with high
  • control unit is expediently arranged to increase the speed of the compressor when the actual temperature exceeds the setpoint temperature by more than a predetermined first differential amount. For example, the fact that an increased ambient temperature results in increased heat input into the storage chamber exceeding the current refrigeration capacity of the refrigerant circuit can be accommodated by increasing refrigeration capacity.
  • Control unit increases the speed in successive increments until the actual temperature does not exceed the target temperature by more than said first difference amount. We prefer the speed of the compressor after reaching the setpoint temperature in
  • Cooling compartment controlled by a setpoint to keep the setpoint temperature within preset temperature limits.
  • the increments are fixed and equal to one another.
  • the target temperature In order to avoid strong fluctuations of the actual temperature, in particular strong or long-lasting exceeding of the target temperature, which may possibly impair the shelf life of food in the storage chamber, the
  • Control unit be suitably set up to estimate the rate of increase of the actual temperature and set the size of an increment by which the speed is increased, based on the slew rate.
  • Such an incrementation of the speed is also advantageous if the actual temperature is not caused by an increased heat flow from the outside through the housing of the refrigerator due to increased ambient temperature, but for example by storage of a large amount ofmégut refrigerated goods in the storage chamber.
  • a quick-cooling function conventionally activated only by user input can be fully automatically implemented.
  • Another simple way is simply to set the speed to a maximum value when the actual temperature is more than one setpoint temperature
  • control unit should also one
  • Reduced heat input can automatically take into account.
  • it is preferably configured to lower the speed of the compressor when the actual temperature falls below the setpoint temperature by more than a predetermined allowable third difference amount.
  • the reduction of the speed can also take place in the form of successive decrements.
  • the decrements may be equal to each other and / or to the ones mentioned above
  • Such a reduction in the compressor speed can be done with the compressor running.
  • the reduction of the rotational speed takes place in that the control unit, when the actual temperature falls below the target temperature by more than the third differential amount, first switches the compressor off and on
  • FIG. 1 is a block diagram of a refrigeration device embodying the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of one of a control unit of the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flow chart of a second embodiment of the method of operation
  • FIG. 5 is a flowchart of a fourth embodiment
  • FIG. 6 is a flowchart of a fifth embodiment of the working method.
  • a refrigerant circuit comprises a compressor 1, a Condenser 2, which is flowed through by compressed by the compressor 1 refrigerant and gives off its heat to the environment, a capillary 3 and an evaporator 4 in which the relaxed when passing through the capillary 3 refrigerant evaporates again and in close thermal contact with a thermally insulated Bearing chamber 5 of the refrigerator is.
  • An electronic control unit 6 controls the operation of the compressor 1 on the basis of a user-set target temperature Ts and an actual temperature T measured by a temperature sensor 7 in the storage chamber 5.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a first embodiment of a working method executed by the control unit 6 ,
  • control unit 6 When switching on the refrigerator, the control unit 6 initializes in step S1
  • Compressor 1 with a predetermined depending on the set by a user to the control unit 6 target temperature Ts speed n (T).
  • the actual temperature T is measured in step S2 and compared in step S3 with a first limit temperature which is higher than Ts by a positive value ⁇ 1. If this first limit temperature Ts + ⁇ is exceeded, it is checked in step S4 whether an internal timer of the control unit 6 is active or not. This is not the case at the start of the refrigerator and the process goes to step S5, where the speed of the compressor 1 is incremented by a fixed amount. Subsequently, the above-mentioned timer is started in step S6, and the process returns to step S2. Subsequently, the steps S2 to S4 are run through in an endless loop until either the timer has expired or the actual temperature T has fallen below the first threshold Ts + ⁇ .
  • step S5 the speed is increased again by the increment in step S5, and the timer is restarted in step S6, to ensure that the next incrementation of the speed can optionally take place only after the time delay specified by the timer.
  • the cooling capacity of the refrigerant circuit is increased step by step until it is finally sufficient to keep the temperature T of the storage chamber below the first limit temperature Ts + ⁇ . If this limit temperature Ts + ⁇ is exceeded, the method proceeds from step S3 to step S7, where a comparison takes place with a second limit temperature which is lower than the setpoint temperature Ts by a positive value ⁇ 2. If the actual temperature T is above this second limit temperature Ts-s2, there is no
  • step S8 Need to adjust the cooling performance, and the process returns to step S2. Otherwise, it is again checked whether the timer is turned on (S8). If the second limit temperature Ts-s2 has fallen below for the first time since the device was switched on, this is not the case, and the method branches to S9, where the rotational speed n is reduced by a predetermined decrement, and to step S10, in which Timer is started. From there, the method returns to step S2, and an endless loop of steps S2, S3, S7, S8 follows. These can be interrupted either after expiration of the timer for a further decrement of the speed, if the cooling capacity is still strong enough to the
  • the increment or decrement is a small fraction of the speed n, so that the speed change on the
  • Temperature distribution in the refrigerator does not affect significantly. There are therefore no areas in the refrigerator, which are temporarily cooled more than is necessary to the
  • step S12 the actual temperature T of the storage chamber is measured and compared in step S13 with the target temperature Ts.
  • the compressor 1 is turned on at the predetermined rotational speed n in step S14.
  • step S15 it is checked in step S15 whether the actual temperature T is greater than a predetermined positive value ⁇ 1 over Ts. If so, especially if this happens in the current operation of the refrigerator, this is an indication of insufficient performance of the compressor 1.
  • steps S4 to S6 first checked, whether a timer is on or not. Only if it is not turned on, the rotational speed is incremented in step S5 and then the timer is started in step S6.
  • step S15 If, on the other hand, it has been determined in S15 that the temperature T is below Ts + ⁇ , it is compared with Ts-e2 in step S16, where as above ⁇ 2 is also a predetermined positive value. If T is above this threshold temperature, the process returns to step S12. Otherwise, it is checked (S17) whether the timer is turned on. If so, the process also returns to step S12. If not, the compressor is turned off (S18), the target speed n of the compressor 1 is decremented (S19), and the timer is started (S20).
  • the speed of the compressor 1 oscillates continuously in the stationary regime by the value at which the refrigerant circuit exactly compensates for the heat flow to the bearing chamber 5.
  • Compressor speed n are adapted to the actual required value, but the greater the number of incremental or decrement steps required for it, so that the lapse of time to reach a stationary regime can be long. If the temperature of the environment in which the refrigeration device is installed fluctuates during the day, a too long adaptation time may mean that the stationary regime is never reached.
  • the working method described with reference to FIG. 4 provides a remedy. Steps S1 1 to S20 of this method are the same as with reference to Fig. 3 and need not be explained again.
  • step S13 If it is determined in step S13 that the actual temperature T of the storage chamber 5 is above the setpoint temperature Ts by more than ⁇ 1, then according to this method, the measured temperature values obtained and stored from the earlier iterations of the method are first determined in step S21 T and the measured at the last execution of step S12 temperature T a rate of change dT / dt the actual temperature T calculated. A rapid increase in the actual temperature T indicates that a large increase in the compressor speed n is required. Accordingly, in step S22, a speed increment ⁇ is set based on a predetermined monotonically increasing function of dT / dt, and in step S23, the speed n is increased by the increment ⁇ n thus determined. Again, by checking and
  • step S24 is inserted, in which it is checked whether the actual temperature is greater than a value ⁇ 3, which is greater than ⁇ 1, above the target temperature Ts. If this is the case, then in step S26 the speed n is immediately increased to the highest value nmax, for which the compressor 1 is specified, and the compressor 1 runs at this speed nmax until, in S16, the undershooting of Ts s2 is detected.
  • Speed n is inserted, and if step S16 is detected below Ts-s2, a check (S27) is made to see if the current speed is nmax. If not, the process goes directly to S17, if so, then in step S28, the speed n is previously set to the value stored in S25.

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Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, umfasst eine Lagerkammer (5), einen von einem Verdichter (1) angetriebenen Kältemittelkreislauf (1-4) zum Kühlen der Lagerkammer (5). Eine Steuereinheit (6) zum Steuern des Betriebs des Verdichters (1) anhand einer in der Lagerkammer (5) gemessenen Ist-Temperatur (T) und einer an der Steuereinheit (6) eingestellten Soll-Temperatur (Ts) ist eingerichtet, die Drehzahl (n) des Verdichters (1) in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur (Ts) zwischen mehreren nichtverschwindenden Werten zu variieren (S5, S9, S19).

Description

Kältegerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer Lagerkammer, einem von einem Verdichter angetriebenen Kältemittelkreislauf zum Kühlen der Lagerkammer und einer Steuereinheit zum Steuern des Betriebs des Verdichters anhand einer in der Lagerkammer gemessenen Ist-Temperatur und einer an der Steuereinheit eingestellten Soll-Temperatur.
Bei herkömmlichen Kältegeräten dieser Art steuert die Steuereinheit den Verdichter durch Ein- und Ausschalten, d.h. der Verdichter wird ausgeschaltet, wenn die Ist-Temperatur um mehr als einen vorgegebenen Differenzbetrag unter der Soll-Temperatur liegt, und er wird wieder eingeschaltet, wenn die Ist-Temperatur um mehr als einen vorgegebenen
Differenzbetrag über die Soll-Temperatur hinaus angestiegen ist.
Die Drehzahl des Verdichters muss in einem solchen Kältegerät so festgelegt sein, dass eine ausreichende Kühlung der Lagerkammer unter allen realistischerweise möglichen Betriebsbedingungen gewährleistet ist, d.h. sie muss groß genug sein, um eine eingestellte, niedrige Soll-Temperatur auch bei hoher Umgebungstemperatur und dementsprechend starkem Wärmezufluss zur Wärmekammer erreichen zu können. Die Kühlleistung, die der Kältemittelkreislauf während des Betriebs des Verdichters freisetzt, ist daher in den allermeisten Fällen erheblich höher, als zum Konstanthalten der
Temperatur der Lagerkammer erforderlich ist. Diese schnelle Kühlung führt dazu, dass Teile der Lagerkammer und insbesondere der Verdampfer auf eine deutlich niedrigere Temperatur als die Soll-Temperatur abgekühlt werden, bevor ein Temperaturfühler die Unterschreitung der Soll-Temperatur registriert und die Steuereinheit den Verdichter wieder abschaltet. Je kälter aber ein Verdampfer und dessen unmittelbare Umgebung in der Lagerkammer während des Betriebs des Verdichters werden, umso geringer wird der Wirkungsgrad des Kältemittelkreislaufs, und umso stärker ist der Zustrom von
Umgebungswärme zu diesen extrem kalten Bereichen des Kältegeräts. Ein
energieeffizientes Kühlen ist es daher nur möglich, wenn keine extrem kalten Bereiche vorhanden sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät bereit zu stellen, das mit extrem niedrigem Energieaufwand in der Lage ist, die Lagerkammer auf der Soll-Temperatur zu halten.
Die Aufgabe wird erreicht, indem bei einem Kältegerät mit einer Lagerkammer, einem von einem Verdichter angetriebenen Kältemittelkreislauf zum Kühlen der Lagerkammer und einer Steuereinheit zum Steuern des Betriebs des Verdichters anhand einer in der Lagerkammer gemessenen Ist-Temperatur und einer an der Steuereinheit eingestellten Soll-Temperatur die Steuereinheit eingerichtet ist, die Drehzahl des Verdichters in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur zwischen mehreren nicht verschwindenden Werten zu variieren. Die Variabilität der Drehzahl erlaubt es, den Kältemitteldurchsatz und damit die verfügbare Kühlleistung exakt an den Bedarf des Kältegeräts anzupassen. Auf diese Weise kann eine weitgehend stationäre Temperaturverteilung im Kältegerät erhalten werden, die frei ist von stark unterkühlten und dementsprechend nur mit hohem
Energieaufwand kalt zu haltenden Bereichen.
Um die Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs an veränderliche Umgebungstemperaturen anzupassen, ist die Steuereinheit zweckmäßigerweise eingerichtet, die Drehzahl des Verdichters zu erhöhen, wenn die Ist-Temperatur die Soll-Temperatur um mehr als einen vorgegebenen ersten Differenzbetrag überschreitet. So kann zum Beispiel der Tatsache, dass eine erhöhte Umgebungstemperatur zu einem verstärkten Wärmezustrom in die Lagerkammer führt, der die gegenwärtige Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs übersteigt, durch eine Erhöhung der Kühlleistung Rechnung getragen werden.
Um die stationäre Temperaturverteilung in dem Kältegerät möglichst wenig zu
beeinträchtigen, sollte die Drehzahlerhöhung an sich so gering wie möglich sein.
Andererseits muss sichergestellt sein, dass ein verstärkter Wärmezustrom tatsächlich durch eine ausreichende Kühlleistung kompensiert werden kann. Um beide
Anforderungen miteinander zu vereinbaren, kann vorgesehen werden, dass die
Steuereinheit die Drehzahl in sukzessiven Inkrementen so lange erhöht, bis die Ist- Temperatur die Soll-Temperatur nicht mehr um mehr als besagten ersten Differenzbetrag überschreitet. Bevorzugt wir die Drehzahl des Verdichters nach Erreichen der Solltemperatur im
Kühlfach um einen Sollwert geregelt, um die Solltemperatur innerhalb vorgegebener Temperaturgrenzen zu halten.
Im einfachsten Fall sind die Inkremente fest vorgegeben und untereinander gleich.
Um starke Schwankungen der Ist- Temperatur, insbesondere starke oder lang anhaltende Überschreitungen der Soll-Temperatur, die die Haltbarkeit von Lebensmitteln in der Lagerkammer möglicherweise beeinträchtigen können, zu vermeiden, kann die
Steuereinheit zweckmäßigerweise eingerichtet sein, die Anstiegsgeschwindigkeit der Ist- Temperatur abzuschätzen und die Größe eines Inkrements, um das die Drehzahl erhöht wird, anhand der Anstiegsgeschwindigkeit festzulegen. Indem folglich bei einem schnellen Temperaturanstieg ein stärkeres Inkrement gewählt wird als bei einem langsamen Temperaturanstieg, kann die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass ein einziges Drehzahlinkrement ausreicht, um den Anstieg der Ist-Temperatur zu beenden.
Ein solche Inkrementierung der Drehzahl ist auch dann vorteilhaft, wenn die Ist- Temperatur nicht durch einen erhöhten Wärmezufluss von außen durch das Gehäuse des Kältegeräts aufgrund erhöhter Umgebungstemperatur verursacht ist, sondern zum Beispiel durch Einlagerung einer großen Menge von abzukühlendem Kühlgut in der Lagerkammer. Indem auch in einem solchen Fall die Drehzahl heraufgesetzt wird, kann eine herkömmlicherweise nur durch Benutzereingabe aktivierte Schnellkühlfunktion vollautomatisch implementiert werden.
Eine andere einfache Möglichkeit ist, die Drehzahl einfach auf einen Maximalwert einzustellen, wenn die Ist-Temperatur die Soll-Temperatur um mehr als einen
vorgegebenen zweiten Differenzbetrag überschreitet, der größer als der erste
Differenzbetrag ist.
Genauso wie einer erhöhten Wärmezufuhr sollte die Steuereinheit auch einer
verminderten Wärmezufuhr automatisch Rechnung tragen können. Zu diesem Zweck ist sie vorzugsweise eingerichtet, die Drehzahl des Verdichters zu senken, wenn die Ist- Temperatur die Soll-Temperatur um mehr als einen vorgegebenen zulässigen dritten Differenzbetrag unterschreitet. Auch die Senkung der Drehzahl kann in Form von sukzessiven Dekrementen stattfinden.
Die Dekremente können untereinander gleich und/oder zu den oben erwähnten
Inkrementen entgegengesetzt gleich sein.
Eine solche Verringerung der Verdichterdrehzahl kann bei laufendem Verdichter erfolgen.
Einer alternativen Ausgestaltung zufolge erfolgt die Verringerung der Drehzahl, indem die Steuereinheit, wenn die Ist-Temperatur die Soll-Temperatur um mehr als den dritten Differenzbetrag unterschreitet, den Verdichter zunächst ausschaltet und ihn nach
Wiederanstieg der Temperatur mit einer niedrigeren Drehzahl als vor dem Ausschalten betreibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Kältegeräts, an dem die vorliegende Erfindung
anwendbar ist;
Fig. 2 ein Flussdiagramm eines von einer Steuereinheit des Kältegeräts der Fig. 1
ausgeführten Arbeitsverfahrens;
Fig. 3 ein Flussdiagramm einer zweiten Ausgestaltung des Arbeitsverfahrens;
Fig. 4 ein Flussdiagramm einer dritten Ausgestaltung;
Fig. 5 ein Flussdiagramm einer vierten Ausgestaltung; und Fig. 6 ein Flussdiagramm einer fünften Ausgestaltung des Arbeitsverfahrens.
Die Struktur des in Fig. 1 gezeigten Haushaltskältegeräts ist an sich bekannt und kann knapp erläutert werden. Ein Kältemittelkreislauf umfasst einen Verdichter 1 , einen Verflüssiger 2, der von durch den Verdichter 1 verdichtetem Kältemittel durchflössen wird und dessen Wärme an die Umgebung abgibt, eine Kapillare 3 und einen Verdampfer 4 in welchem das beim Durchgang durch die Kapillare 3 entspannte Kältemittel wieder verdampft und der in engem thermischen Kontakt mit einer wärmeisolierten Lagerkammer 5 des Kältegeräts steht.
Eine elektronische Steuereinheit 6 steuert den Betrieb des Verdichters 1 anhand einer vom Benutzer eingestellten Soll-Temperatur Ts und einer von einem Temperaturfühler 7 in der Lagerkammer 5 gemessenen Ist-Temperatur T. Fig. 2 zeigt Flussdiagramm einer ersten Ausgestaltung eines von der Steuereinheit 6 ausgeführten Arbeitsverfahrens.
Beim Einschalten des Kältegeräts initialisiert in Schritt S1 die Steuereinheit 6 den
Verdichter 1 mit einer in Abhängigkeit von der von einem Benutzer an der Steuereinheit 6 eingestellten Soll-Temperatur Ts vorgegebenen Drehzahl n(T).
Die Ist-Temperatur T wird in Schritt S2 gemessen und in Schritt S3 mit einer ersten Grenztemperatur verglichen, die um einen positiven Wert ε1 höher als Ts ist. Falls diese erste Grenztemperatur Ts+εΐ überschritten ist, wird in Schritt S4 geprüft, ob ein interner Zeitgeber der Steuereinheit 6 aktiv ist oder nicht. Beim Start des Kältegeräts ist dies nicht der Fall, und das Verfahren geht über zu Schritt S5, wo die Drehzahl des Verdichters 1 um einen festen Wert inkrementiert wird. Anschließend wird in Schritt S6 der oben erwähnte Zeitgeber in Gang gesetzt, und das Verfahren kehrt zu Schritt S2 zurück. Anschließend werden die Schritte S2 bis S4 so lange in einer Endlosschleife durchlaufen, bis entweder der Zeitgeber abgelaufen ist oder die Ist-Temperatur T unter den ersten Grenzwert Ts+εΐ gefallen ist. In ersterem Falle wird die Drehzahl noch einmal in Schritt S5 um das Inkrement erhöht, und der Zeitgeber wird in Schritt S6 erneut gestartet, um zu gewährleisten, dass die nächste Inkrementierung der Drehzahl gegebenenfalls erst nach der vom Zeitgeber vorgegebenen Verzögerungszeit erfolgen kann. Auf diese Weise wird die Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs Schritt für Schritt gesteigert, bis sie schließlich ausreicht, um die Temperatur T der Lagerkammer unter der ersten Grenztemperatur Ts+εΐ zu halten. Wenn diese Grenztemperatur Ts+εΐ unterschritten ist, geht das Verfahren von Schritt S3 über nach Schritt S7, wo ein Vergleich mit einer zweiten Grenztemperatur stattfindet, die um einen positiven Wert ε2 niedriger als die Soll-Temperatur Ts ist. Wenn die Ist- Temperatur T über dieser zweiten Grenztemperatur Ts-s2 liegt, besteht keine
Notwendigkeit, die Kühlleistung anzupassen, und das Verfahren kehrt zu Schritt S2 zurück. Anderenfalls wird wiederum geprüft, ob der Zeitgeber eingeschaltet ist (S8). Wenn die zweite Grenztemperatur Ts-s2 seit dem Einschalten des Geräts zum ersten Mal unterschritten ist, ist dies nicht der Fall, und das Verfahren verzweigt zu S9, wo die Drehzahl n um ein vorgegebenes Dekrement verringert wird, und zu Schritt S10, in welchem der Zeitgeber gestartet wird. Von dort kehrt das Verfahren wiederum zu Schritt S2 zurück, und es folgt eine Endlosschleife der Schritte S2, S3, S7, S8. Diese können entweder nach Ablauf des Zeitgebers für eine neuerliche Dekrementierung der Drehzahl unterbrochen werden, falls die Kühlleistung immer noch stark genug ist, um die
Temperatur T der Lagerkammer unterhalb Ts-e2 zu halten. Sobald Ts-e2 wieder überschritten ist, wird die Drehzahl nicht mehr dekrementiert. Es ist nun ein
pseudostationärer Zustand erreicht, in dem der Verdichter 1 ohne Unterbrechung arbeitet, die Temperatur T zwischen Ts+εΐ und Ts-e2 oszilliert und die Drehzahl n des Verdichters 1 jeweils bei Erreichen einer dieser beiden Grenztemperaturen inkrementiert
beziehungsweise dekrementiert wird. Das Inkrement bzw. Dekrement ist ein kleiner Bruchteil der Drehzahl n, so dass die Drehzahländerung sich auf die
Temperaturverteilung im Kältegerät nicht merklich auswirkt. Es gibt daher keine Bereiche im Kältegerät, die zeitweilig stärker abgekühlt werden, als notwendig ist, um die
Temperatur T dauerhaft im Sollbereich zwischen Ts-e2 und Ts+εΐ zu halten. Das Verfahren gemäß der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausgestaltung beginnt bei
Einschalten des Gerätes in Schritt S11 mit der Festlegung der Verdichterdrehzahl n in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur Ts, allerdings wird der Verdichter 1 noch nicht notwendigerweise mit dieser Drehzahl in Gang gesetzt. Im Schritt S12 wird die Ist- Temperatur T der Lagerkammer gemessen und in Schritt S13 mit der Soll-Temperatur Ts verglichen. Bei Überschreitung der Soll-Temperatur Ts wird der Verdichter 1 mit der zuvor festgelegten Drehzahl n im Schritt S14 eingeschaltet. Anschließend wird in Schritt S15 geprüft, ob die Ist-Temperatur T um mehr als einen vorgegebenen positiven Wert ε1 über Ts liegt. Wenn ja, vor allem, wenn dies im laufenden Betrieb des Kältegeräts geschieht, ist dies ein Indiz für eine unzureichende Leistung des Verdichters 1. In diesem Fall wird, wie mit Bezug auf Fig. 2 für die Schritte S4 bis S6 beschrieben, zunächst geprüft, ob ein Zeitgeber eingeschaltet ist oder nicht. Nur wenn er nicht eingeschaltet ist, wird die Drehzahl in Schritt S5 inkrementiert und anschließend in Schritt S6 der Zeitgeber gestartet.
Wenn hingegen in S15 festgestellt wurde, dass die Temperatur T unter Ts+εΐ liegt, wird sie in Schritt S16 mit Ts-e2 verglichen, wobei wie oben ε2 ebenfalls ein vorgegebener positiver Wert ist. Wenn T über dieser Grenztemperatur liegt, kehrt das Verfahren zu Schritt S12 zurück. Anderenfalls wird geprüft (S17), ob der Zeitgeber eingeschaltet ist. Wenn ja, kehrt das Verfahren ebenfalls zu Schritt S12 zurück. Wenn nein, wird der Verdichter ausgeschaltet (S18), die Soll-Drehzahl n des Verdichters 1 wird dekrementiert (S19), und der Zeitgeber wird gestartet (S20).
Bei ausgeschaltetem Verdichter 1 erwärmt sich die Lagerkammer 5 wieder, so dass nach einigen Wederholungen des Verfahrens in Schritt S13 eine Überschreitung der Soll- Temperatur Ts festgestellt und in Schritt S14 der Verdichter wieder eingeschaltet wird, diesmal mit der zuvor in S19 dekrementierten Soll-Drehzahl n.
Auch bei diesem Verfahren oszilliert im stationären Regime die Drehzahl des Verdichters 1 fortwährend um den Wert, bei dem der Kältemittelkreislauf den Wärmezufluss zur Lagerkammer 5 exakt ausgleicht. Je kleiner die Schrittweite ist, um die die Drehzahl n in den Schritten S5, S9 bzw. S19 inkrementiert beziehungsweise dekrementiert wird ist, um so genauer kann die
Verdichterdrehzahl n an den tatsächlich benötigten Wert angepasst werden, um so größer ist jedoch auch die Zahl der dafür erforderlichen Inkrement- oder Dekrementschritte, so dass die bis zum Erreichen eines stationären Regimes verstreichende Zeit lang werden kann. Wenn die Temperatur der Umgebung, in der das Kältegerät aufgestellt ist, tageszeitlich schwankt, kann eine zu lange Anpassungszeit dazu führen, dass das stationäre Regime nie erreicht wird. Hier schafft das mit Bezug auf Fig. 4 beschriebene Arbeitsverfahren Abhilfe. Die Schritte S1 1 bis S20 dieses Verfahrens sind die gleichen wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben und brauchen nicht erneut erläutert zu werden. Wenn in Schritt S13 festgestellt wird, dass die Ist-Temperatur T der Lagerkammer 5 um mehr als ε1 über der Soll-Temperatur Ts liegt, dann wird diesem Verfahren zufolge zunächst in Schritt S21 anhand von den früheren Iterationen des Verfahrens gewonnener und gespeicherter Messwerte der Temperatur T und des bei der letzten Ausführung des Schritts S12 gemessenen Temperatur T eine Änderungsgeschwindigkeit dT/dt der Ist- Temperatur T berechnet. Ein schneller Anstieg der Ist-Temperatur T weist darauf hin, dass eine starke Erhöhung der Verdichterdrehzahl n erforderlich ist. Dementsprechend wird in Schritt S22 ein Drehzahlinkrement Δη anhand einer vorgegebenen, monoton steigenden Funktion von dT/dt festgelegt, und in Schritt S23 wird die Drehzahl n um das so ermittelte Inkrement Än heraufgesetzt. Auch hier kann durch Überprüfen und
Ingangsetzen eines Zeitgebers (S4, S6) verhindert werden, dass eine neuerliche
Drehzahlheraufsetzung vorgenommen wird, bevor die vorhergehende Zeit gehabt hat, sich auf die Temperatur T auszuwirken. Um eine bedarfsgerechte schnelle Abkühlung der Lagerkammer 5 nach dem Einschalten des Kältegeräts oder nach dem Einlagern einer großen Menge warmen Kühlguts in die Lagerkammer zu erreichen, kann zwischen die Schritte S3 und S4 oder S15 und S4, wie beispielhaft in Fig. 5 anhand einer Weiterbildung des Verfahrens von Fig. 3 gezeigt, ein Schritt S24 eingeschoben werden, in welchem geprüft wird, ob die Ist-Temperatur um mehr als einen Wert ε3, der größer als ε1 ist, über der Soll-Temperatur Ts liegt. Wenn dies der Fall ist, dann wird in Schritt S26 die Drehzahl n sofort auf den höchsten Wert nmax heraufgesetzt, für den der Verdichter 1 spezifiziert ist, und der Verdichter 1 läuft mit dieser Drehzahl nmax so lange, bis in S16 die Unterschreitung von Ts-s2 festgestellt wird. Eine solche starke Heraufsetzung der Drehzahl macht bei den oben beschriebenen Verfahren eine lange Nachregelzeit erforderlich, bis die Drehzahl n wieder einen im Wesentlichen stationären Wert erreicht. Abhilfe schafft das Verfahren nach Fig. 6, das wiederum eine Weiterbildung des Verfahrens nach Fig. 5 darstellt. Hier ist zwischen die Schritte S24 und S26 ein Schritt S25 des Abspeicherns des bisherigen Werts der
Drehzahl n eingeschoben, und falls Schritt S16 eine Unterschreitung von Ts-s2 festgestellt wird, folgt eine Überprüfung (S27), ob die aktuelle Drehzahl nmax ist. Wenn nicht, geht das Verfahren direkt zu S17 über, wenn doch, dann wird vorher in Schritt S28 die Drehzahl n auf den in S25 gespeicherten Wert gesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer Lagerkammer (5), einem von einem Verdichter (1) angetriebenen Kältemittelkreislauf (1-4) zum Kühlen der Lagerkammer (5) und einer Steuereinheit (6) zum Steuern des
Betriebs des Verdichters (1) anhand einer in der Lagerkammer (5) gemessenen Ist-Temperatur (T) und einer an der Steuereinheit (6) eingestellten Soll- Temperatur (Ts), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die Drehzahl (n) des Verdichters (1) in Abhängigkeit von der Soll-Temperatur (Ts) zwischen mehreren nichtverschwindenden Werten zu variieren (S5, S9, S19).
Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die Drehzahl (n) des Verdichters (1) zu erhöhen (S5), wenn die Ist- Temperatur (T) die Soll-Temperatur (Ts) um mehr als einen vorgegebenen ersten Differenzbetrag (ε1) überschreitet (S3; S15).
Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die Drehzahl (n) in sukzessiven Inkrementen so lange zu erhöhen (S5), bis die Ist-Temperatur (T) die Soll-Temperatur (Ts) nicht mehr um mehr als den ersten Differenzbetrag (ε1) überschreitet (S3; S15).
Kältegerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die Anstiegsgeschwindigkeit (dT/dt) der Ist- Temperatur (T) abzuschätzen (S21) und die Größe eines Inkrements (Δη), um das die Drehzahl (n) erhöht wird, anhand der Anstiegsgeschwindigkeit (dT/dt) festzulegen (S22, S23).
Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die Drehzahl auf einen Maximalwert einzustellen (S26), wenn die Ist-Temperatur (T) die Soll-Temperatur (Ts) um mehr als einen vorgegebenen zweiten Differenzbetrag (ε3) überschreitet (S24), der größer als der erste
Differenzbetrag (ε1) ist. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die Drehzahl (n) des Verdichters (1) zu senken (S9; S19), wenn die Ist-Temperatur (T) die Soll-Temperatur (Ts) um mehr als einen vorgegebenen zulässigen dritten Differenzbetrag (ε2) unterschreitet (S7; S16).
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, den Verdichter (1) auszuschalten (S18), wenn die Ist-Temperatur die Soll-Temperatur um mehr als einen vorgegebenen zulässigen Differenzbetrag unterschreitet (S16), und nach einem Wiederanstieg der Ist-Temperatur (S13) den Verdichter (1) mit einer niedrigeren Drehzahl als vor dem Ausschalten zu betreiben (S14).
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