WO2013060633A2

WO2013060633A2 - Kältegerät mit verdunstungsschale

Info

Publication number: WO2013060633A2
Application number: PCT/EP2012/070794
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Becker; Hans Ihle
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-05-02
Also published as: CN103906985B; CN103906985A; DE102011085153A1; WO2013060633A3

Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, hat wenigstens eine Lagerkammer (3), eine Verdunstungsschale (9) zum Verdunsten von aus der Lagerkammer (3) abgeleitetem Tauwasser, einen in thermischem Kontakt mit der Verdunstungsschale (9) angeordneten Verdichter (6) und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Wärmebedarf der Verdunstungsschale (9) abzuschätzen. Der Verdichter (6) ist zwischen wenigstens einem hoch effizienten Betriebsmodus und einem minder effizienten Betriebsmodus umschaltbar, und die Steuereinheit (13) ist eingerichtet, bei hohem Wärmebedarf der Verdunstungsschale (9) den minder effizienten und bei niedrigem Wärmebedarf den hoch effizienten Betriebsmodus zu wählen.

Description

Kältegerät mit Verdunstungsschale

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät wie etwa einen Kühl- oder Gefrierschrank, mit einer Verdunstungsschale zum Verdunsten von aus einer Lagerkammer des Geräts abgeleitetem Tauwasser und einem Verdichter, durch dessen Abwärme die Verdunstungsschale beheizbar ist.

Verbesserungen der Isolation und der Kälteerzeugung führen an modernen Kältegeräten dazu, dass das Verhältnis von anfallendem Tauwasser zur am Verdichter verfügbaren Abwärme immer ungünstiger wird. Wenn der Verdichter nicht genügend Abwärme liefert, um das Tauwasser zu verdunsten, besteht die Gefahr, dass die Verdunstungsschale überläuft und austretendes Wasser zu Schäden im Kältegerät oder dessen Umgebung führt. Um eine ausreichende Verdunstung gewährleisten zu können, wurde z.B. in DE 10 208 558 A1 vorgeschlagen, an der Verdunstungsschale eine elektrische Heizeinrichtung und einen Wasserstandssensor anzubringen, der bei Überschreitung eines Grenzwasserstandes die Heizeinrichtung einschaltet. Eine solche Heizeinrichtung muss zwar in engem thermischen Kontakt mit dem Wasser in der Verdunstungsschale stehen, andererseits aber vor unmittelbarem Kontakt mit dem Wasser dauerhaft sicher geschützt angebracht und kontaktiert sein, was die Fertigungskosten eines damit ausgestatteten Kältegeräts erhöht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Kältegerät zu schaffen, bei dem trotz hochwertiger Isolierung und energieeffizienter Kälteerzeugung ein Überlaufen der Verdunstungsschale sicher verhindert werden kann, ohne dass dafür eine zusätzliche Heizeinrichtung benötigt wird.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit wenigstens einer Lagerkammer, einer Verdunstungsschale zum Verdunsten von aus der Lagerkammer abgeleitetem Tauwasser, einem im thermischen Kontakt mit der Verdunstungsschale angeordneten Verdichter und einer Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Wärmebedarf der Verdunstungsschale abzuschätzen, der Verdichter zwischen einem hocheffizienten Betriebsmodus und einem mindereffizienten Betriebsmodus umschaltbar ist und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, bei hohem Wärmbedarf der Verdunstungsschale den mindereffizienten und bei niedrigem Wärmebedarf den hocheffizienten Betriebsmodus zu wählen. Wenn der Anfall an Tauwasser gering ist, z.B. weil die Lagerkammer lange nicht geöffnet wird und keine feuchte Umgebungsluft hineingerät, kann der Verdichter dauerhaft im hocheffizienten Betriebsmodus arbeiten, und der Energieverbrauch des Kältegeräts ist minimal. Wird hingegen hoher Wärmebedarf festgestellt, dann kann dieser, ohne dass hierfür eine spezielle Heizung erforderlich wäre, dadurch befriedigt werden, dass der Verdichter im mindereffizienten Betriebsmodus mehr Abwärme liefert. Wenn aufgrund hieraus resultierender verstärkter Verdunstung der Wasserspiegel in der Verdunstungsschale fällt, dann nimmt auch der Wärmebedarf der Verdunstungsschale ggf. wieder ab. Infolgedessen bleibt der mindereffiziente Betriebsmodus auf solche Zeiten beschränkt, in denen er tatsächlich zum Fördern der Verdunstung erforderlich ist, sodass der Gesamtenergieverbrauch des Geräts sich von dem eines Kältegeräts mit elektrisch beheizter Verdunstungsschale nicht wesentlich unterscheidet.

Die meisten gegenwärtig im Einsatz befindenden Kältegeräte haben eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Verdichter bei Überschreitung einer ersten Grenztemperatur in der Lagerkammer einzuschalten und ihn bei Unterschreitung einer zweiten, niedrigeren Grenztemperatur wieder auszuschalten. Bei einem solchen Kältegerät können sich der hocheffiziente und der mindereffiziente Betriebsmodus durch ihnen zugeordnete Drehzahlen des Verdichters unterscheiden.

Grundsätzlich könnte die Drehzahl des Verdichters im mindereffizienten Betriebsmodus höher oder niedriger als im hocheffizienten Betriebsmodus sein. Da jedoch sichergestellt sein muss, dass auch im mindereffizienten Betriebsmodus die Leistung des Verdichters ausreicht, um die Lagerkammer im gewünschten Temperaturbereich zu halten, ist vorzugsweise die Drehzahl im mindereffizienten Betriebsmodus höher als im hocheffizienten Betriebsmodus.

Wenn die Steuereinheit auch das Ausschalten des Verdichters anhand einer zweiten Grenztemperatur steuert, dann kann eine unterschiedliche Effizienz der Betriebsmodi auch dadurch erreicht werden, dass die Differenz zwischen erster und zweiter Grenztemperatur im mindereffizienten Betriebsmodus anders und insbesondere kleiner als im hocheffizienten Betriebsmodus ist. Je kleiner diese Differenz ist und je kürzer in Folge dessen die Betriebsphasen des Verdichters sind, umso größer sind Effizienzverluste, die darauf zurückgehen, dass außerhalb der Lagerkammer liegende Teile des Kältemittelkreislaufs mit teilweise flüssigem Kältemittel beaufschlagt werden, die bereits nach kurzer Unterbrechung des Verdichterbetriebs wieder warm sind bzw. das eingebrachte Kältemittel wieder in andere Teile des Kältemittelkreislauf entweicht.

Grundsätzlich kann die Effizienz des Verdichterbetriebs auch vermindert werden, indem die Differenz der Grenztemperaturen im mindereffizienten Betriebsmodus größer als im hocheffizienten Betriebsmodus festgelegt wird, da dann hohe Temperaturdifferenzen auftreten können, die die Effizienz mindern. Allerdings könnte dann das zeitweilige Auftreten unerwünscht hoher oder tiefer Temperaturen in der Lagerkammer die Folge sein, so dass diese Alternative nicht bevorzugt ist. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Steuereinheit den Verdichter jeweils nach Überschreitung einer vorgegebenen Laufzeit wieder ausschaltet. Auch für diese Laufzeit existiert ein Optimum, das für den hocheffizienten Betriebsmodus gewählt werden kann, wohingegen für den mindereffizienten Betriebsmodus die Laufzeit länger oder kürzer als das Optimum gewählt werden kann. Aus denselben Gründen wie oben in Bezug auf die Grenztemperaturen beschrieben ist bevorzugt, dass im mindereffizienten Modus die Laufzeit kürzer ist als im hocheffizienten Modus.

Verdichter mit veränderbarer Leistung, insbesondere mit veränderbarer Drehzahl, können in an sich bekannter Weise auch kontinuierlich betrieben werden, wobei die Leistung bzw. Drehzahl des Verdichters dem Kältebedarf kontinuierlich angepasst wird. Hier kann eine Änderung der Geschwindigkeit, mit der die Leistung dem Bedarf nachgeführt wird, die Effizienz beeinflussen; insbesondere kann eine Heraufsetzung der Nachführgeschwindigkeit zum Überschwingen der Temperatursteuerung und damit zu mindereffizientem Betrieb führen.

Wenn die Anpassung der Verdichterleistung an den Kühlungsbedarf in diskreten Schritten erfolgt, dann kann, um Betriebsmodi unterschiedlicher Effizienz zu erhalten, auch die Weite dieser Schritte verändert werden; insbesondere entspricht eine Vergrößerung der Schrittweite einer schnelleren Nachführung und damit einer erhöhten Neigung zum Überschwingen und geringerer Effizienz.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der

Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können;

stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die

Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Haushaltskältegerät, an dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein zweites Haushaltskältegerät, an dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist;

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der Steuereinheit des

Kältegeräts aus Fig. 1 gemäß einer ersten Ausgestaltung;

Fig. 4 ein Arbeitsverfahren der Steuereinheit gemäß einer zweiten

Ausgestaltung; und

Fig. 5 ein Arbeitsverfahren der Steuereinheit gemäß einer dritten

Ausgestaltung. Das in Fig. 1 gezeigte Haushaltskältegerät, hier ein Kühlschrank, hat in fachüblicher Weise ein wärmeisolierendes Gehäuse mit einem Korpus 1 und eine außerhalb der Schnittebene der Fig. liegende Tür, die zusammen mit dem Korpus 1 eine Lagerkammer 3 begrenzt. Die Lagerkammer ist hier durch einen an ihrer Rückwand zwischen einem Innenbehälter des Korpus 1 und einer diesen umgebenden isolierenden Schaumstoffschicht angeordneten Coldwall-Verdampfer 4 gekühlt, doch dürfte für den Fachmann unmittelbar einsichtig sein, dass die im Folgenden erläuterten Besonderheiten der Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Typen von Verdampfer, insbesondere einem Nofrost-Verdampfer, anwendbar sind. Denkbar ist auch die Anwendung auf ein Nofrost-Gefriergerät, da dieses, zumindest in einer Abtauphase des Verdampfers, ebenfalls Tauwasser abgibt.

Bei dem hier betrachteten Coldwall-Kältegerät erstreckt sich am Fuße der durch den Verdampfer 4 gekühlten Rückwand der Lagerkammer 3 eine Auffangrinne 7, die Tauwasser, das sich an dem vom Verdampfer 4 gekühlten Bereich des Innenbehälters niederschlägt und daran abwärts fließt, auffängt. Eine Rohrleitung 8 führt vom tiefsten Punkt der Auffangrinne 7 durch die isolierende Schaustoffschicht hindurch zu einer Verdunstungsschale 9. Ein thermischer Kontakt zwischen der Verdunstungsschale 9 und einem Verdichter 6, der es erlaubt, die Verdunstungsschale 9 durch Abwärme des Verdichters 6 zu beheizen, ist hier durch unmittelbaren körperlichen Kontakt, nämlich durch Montage der Verdunstungsschale 9 auf einem Gehäuse des Verdichters 6 hergestellt. Alternativ könnte ein enger thermischer Kontakt auch dadurch erhalten werden, dass die Verdunstungsschale 9 zwar von dem Verdichter 6 beabstandet, aber so angeordnet ist, dass am Verdichter 6 erwärmte Luft durch Konvektion aufsteigt dabei an der Verdunstungsschale 9 entlang streicht.

Eine weitere, in Fig. 2 gezeigte Möglichkeit, den thermischen Kontakt herzustellen oder einen bestehenden Kontakt noch zu intensivieren, ist, eine vom Verdichter 6 ausgehende Druckleitung 13, über die verdichtetes und dadurch erhitztes Kältemittel zu einem Verflüssiger 14 strömt, durch die Verdunstungsschale 9 zu führen, so dass das Kältemittel noch vor Erreichen des Verflüssigers 14 Wärme an das Wasser in der Verdunstungsschale 9 abgeben kann. Diese Möglichkeit kann insbesondere dann zu bevorzugen sein, wenn wie in Fig. 2 der Fall, die Höhe des Maschinenraums 5 nicht ausreicht, um darin die Verdunstungsschale 9 über dem Verdichter 6 zu montieren.

Bei einem Nofrost-Kältegerät könnte eine der Rohrleitung 8 entsprechende Rohrleitung vom Boden einer den Verdampfer aufnehmenden Kammer ausgehen. Eine elektronische Steuereinheit 10 auf Mikroprozessor- oder Mikrocontroller-Grundlage ist mit einem an der Lagerkammer 3 angeordneten Temperatursensor 1 1 verbunden, um den Betrieb des Verdichters 6 anhand der Temperatur der Lagerkammer 3 zu steuern. Die Steuereinheit 10 ist außerdem eingerichtet, um die Wärmemenge abzuschätzen, die die Verdunstungsschale 9 benötigt, um das ihr zufließende Tauwasser schnell genug zu verdampfen, damit die Verdunstungsschale nicht überläuft. Im einfachsten Falle kann hierfür ein Wasserstandssensor 12, z.B. ein Schwimmerschalter, in der Verdunstungsschale 9 angeordnet sein, und die Steuereinheit 10 erkennt Wärmebedarf der Verdunstungsschale 9, wenn der Wasserstandssensor 12 das Wasser in der Schale berührt, bzw. keinen Wärmebedarf, wenn der Wasserspiegel unterhalb des Wasserstandsensors 12 liegt.

Zahlreiche andere Ansätze zur Beurteilung des Wärmebedarfs sind denkbar, auch solche, die keine unmittelbare Messung des Wasserstandes in der Verdunstungsschale 9 erfordern. So kann z.B. am Boden der Verdunstungsschale 9 ein Temperatursensor vorgesehen sein, der eine aus dem Betrieb des Verdichters 6 resultierende Erwärmung erfasst. Aus der Geschwindigkeit dieser Erwärmung kann auf die Menge des Wassers in der Verdunstungsschale 9 geschlossen werden.

Andere alternative Ansätze können z.B. auf der Abschätzung des Feuchtigkeitseintrags in die Lagerkammer 3 basieren, etwa indem aus der Zahl und eventuell der Dauer von Türöffnungen die in die Lagerkammer 3 eingedrungene Menge an Luftfeuchtigkeit abgeschätzt wird, die im Laufe der Zeit die Verdunstungsschale 9 erreichen wird. Auch aus der Geschwindigkeit, mit der sich bei Einschalten des Verdichters 6 der Verdampfer 4 abkühlt, kann auf die Rate rückgeschlossen werden, mit der sich Feuchtigkeit am Verdampfer 4 niederschlägt, die später in der Verdunstungsschale 9 landen wird. Im Falle eines Gefriergeräts erlaubt auch die Messung der beim Abtauen eingesetzten Menge an Wärmeenergie eine Abschätzung der dadurch aufgetauten und in die Verdunstungsschale 9 fließenden Wassermenge. Die Effizienz der Kälteerzeugung hängt ab von der Leistung des Verdichters 6, bzw. was bei einem drehangetriebenen Verdichter praktisch gleichbedeutend ist, von dessen Drehzahl. Ist die Drehzahl zu niedrig, dann werden die für eine ausreichende Kühlleistung benötigten Druckdifferenzen im Kältemittelkreis nicht erreicht; ist sie zu hoch, dann führt ein starker Unterdruck im Verdampfer 6 zu Verdampfertemperaturen, die niedriger sind als nötig und deren Aufrechterhaltung folglich unnötig viel Energie erfordert. Zwischen beiden Extremen liegt ein idealer Drehzahl- bzw. Leistungsbereich, in dem der Verdichter die höchste Effizienz erreicht. Gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Arbeitsverfahren der Steuereinheit 10 beurteilt diese in Schritt S1 nach einem beliebigen der oben beschriebenen oder noch einem anderen Ansatz, ob die Wassermenge in der Verdunstungsschale 9 oder die Zuflussrate des Wassers zur Verdunstungsschale 9 über einer kritischen Grenze liegt. Wenn ja, legt sie in Schritt S2 für den Betrieb des Verdichters 6 eine hohe Drehzahl, oberhalb des idealen Bereichs, anderenfalls in Schritt S3 eine niedrige Drehzahl im idealen Bereich fest.

Im nachfolgenden Schritt S4 wird überprüft, ob die von Sensor 1 1 erfasste Temperatur T über einer Einschaltschwelle Tmax liegt. Wenn ja, wird der Verdichter mit der zuvor in S2 oder S3 festgelegten Drehzahl eingeschaltet (S5), und das Verfahren kehrt zum Ausgang zurück. Anderenfalls verzweigt es zu Schritt S6, wo die Temperatur T mit einer Ausschaltschwelle Tmin verglichen wird. Ist diese unterschritten, dann wird der Verdichter wieder ausgeschaltet (S7), anderenfalls kehrt das Verfahren unmittelbar zum Ausgangspunkt zurück, ohne den Betriebszustand des Verdichters zu ändern. Die Abwärme, die der Verdichter 6 an die Verdunstungsschale 9 abgibt, wird zum Teil aus Reibungsverlusten, zum Teil aus adiabatischer Erwärmung des Kältemittels im Verdichter 6 her. Die Reibungsverluste sind im Wesentlichen zur Drehzahl proportional; der Massendurchsatz des Kältemittels, und damit die tatsächlich nutzbare Kühlleistung, wächst bei hohen Drehzahlen nur schwächer als linear mit der Drehzahl, da der ansaugbare Massenstrom begrenzt ist durch die Menge des Kältemittels, das im Verdampfer 4 laufend verdampft. Daher führt zwar die Wahl einer hohen Drehzahl zu einer Verkürzung der Betriebsphasen des Verdichters 6, doch ist diese Verkürzung geringer, als dem Verhältnis der Drehzahlen der beiden Betriebszustände entspricht. Der somit bei hoher Drehzahl verringerte Wirkungsgrad des Verdichters 6 führt dazu, dass ein größerer Anteil der von ihm aufgenommenen Antriebsleistung als Abwärme zum Erwärmen der Verdunstungsschale 9 zur Verfügung steht. Falls das Kältegerät einen einfachen Verdichter verwendet, dessen Drehzahl nicht auf verschiedene nichtverschwindende Werte einstellbar ist und der nur ein- und ausgeschaltet werden kann, dann kann die Steuereinheit 10 das in Fig. 4 gezeigte Verfahren einsetzen. Hier basiert nur das Einschalten des Verdichters auf einer Messung der Temperatur in der Lagerkammer 3, ausgeschaltet wird der Verdichter 6 jeweils nach einer fest vorgegebenen Laufzeit. Je nachdem, ob in Schritt S1 der Wasserstand als gefährlich hoch oder als ungefährlich beurteilt wird, wählt die Steuereinheit eine kurze Laufzeit (S2') oder eine lange Laufzeit (S3'). Wenn in Schritt S4 festgestellt wird, dass die Temperatur T die Einschaltschwelle Tmax überschritten hat, wird der Verdichter eingeschaltet (S5'), die zuvor festgelegte Laufzeit wird abgewartet (S6'), und der Verdichter wird wieder ausgeschaltet (S7'). Da bei jedem Einschalten des Verdichters Energie verbraucht wird, um z.B. eine vom Verdampfer 4 zum Verdichter 6 führende Saugleitung zu kühlen, und das für die benötigten Verdampfungstemperaturen erforderliche Druckgefälle aufzubauen, kann die Effizienz des Verdichters 6 bei kurzer Laufzeit niedriger sein, so dass ein größerer Anteil der von ihm aufgenommenen Antriebsleistung als Abwärme zum Beheizen der Verdunstungsschale 9 zur Verfügung steht. Durch das Variieren der Verdichterlaufzeit ergibt sich eine unterschiedliche Anzahl von Verdichterstehphasen pro Tag. Ist diese Anzahl hoch, wird entsprechend oft Kältemittel vom Verflüssiger in den Verdampfer verlagert. Hierbei können folgende Szenarien auftreten: flüssiges Kältemittel strömt in den Verdampfer über und trägt entsprechend der Wärmekapazität Wärme in das Gehäuse ein, gasförmiges Kältemittel bzw. flüssiges Kältemittel, das im Verflüssiger verdampft, strömt über und kondensiert wieder im Verdampfer, wodurch zusätzlich die latente Wärme des Kältemittels im Verdampfer und somit im Gehäuse deponiert wird. Dadurch wird der Kältebedarf des Kältegerätes gesteigert, einhergehend mit längeren Verdichterlaufzeiten und damit mehr Verdichterabwärme, die zur Verdunstung des Abtauwassers zur Verfügung steht.

Umgekehrt kann aber auch eine lange Verdichterlaufzeit zu minder effizientem Betrieb führen, wenn dadurch am Ende der Laufzeit eine unnötig tiefe Temperatur am Verdampfer bzw. im Lagerfach erreicht wird. Je tiefer die Temperatur im Lagerfach ist, um so schneller fließt die Wärme von außen nach. Eine niedrige Verdampfertemperatur führt zu geringem Druck am Sauganschluss des Verdichters und damit zu einem geringen Massendurchsatz. Da die Reibungsverluste des Verdichters vom Druck im Wesentlichen unabhängig sind, nimmt bei zu kaltem Verdampfer die Effizienz des Verdichters ab. Es gibt daher für jedes Kältegerät eine Dauer der Verdichterlaufzeit, bei der der Wirkungsgrad optimal ist, und jede Abweichung von dieser optimalen Dauer, egal ob nach oben oder nach unten, führt zu einem minder effizienten Betrieb. Bei einer Abwandlung des Verfahrens der Fig. 4 kann daher in Schritt S2' auch eine längere Laufzeit gewählt werden als in Schritt S3', um eine vermehrte Wärmeerzeugung zu erreichen.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Arbeitsverfahren ist davon ausgegangen, dass die Leistung bzw. die Drehzahl des Verdichters 6 auf eine Vielzahl unterschiedlicher Werte einstellbar ist. Dadurch ist es möglich, den Verdichter 6 ohne Unterbrechung zu betreiben und die Effizienzeinbußen zu vermieden, die wie oben erläutert, durch die Notwendigkeit bedingt sind, nach jeder Unterbrechung des Verdichterbetriebs zwischenzeitlich erwärmte Teile wieder abzukühlen und das Druckgefälle auf dem Kältemittelkreis wieder aufzubauen. Die Leistung eines solchen Verdichters 6 kann geregelt werden, indem in regelmäßigen Zeitabständen überprüft wird, ob die Temperatur T der Lagerkammer eine obere Schwelle Tmax über- oder eine untere Schwelle Tmin unterschreitet. Im Fall der Überschreitung reicht die momentane Leistung des Verdichters 6 offensichtlich nicht aus, um die Lagerkammer kalt zu halten, und daher wird sie nötigenfalls sooft um ein festes Inkrement erhöht, bis Tmax unterschritten ist. Umgekehrt ist bei Unterschreitung von Tmin die Kühlleistung höher als der Bedarf, sodass sie entsprechend vermindert werden kann. Die Häufigkeit, mit der eine solche Anpassung stattfindet, und die Größe des Inkrements sind für ein gegebenes Kältegerätemodel so zu optimieren, dass sowohl Überschwinger der Temperatur als auch ein unnötig langes Verweilen der Temperatur T außerhalb des Intervalls [Tmin, Tmax] vermieden wird.

Auf diesem Grundprinzip baut das Verfahren der Fig. 5 auf, indem ein effizienzoptimiertes kleines Inkrement in Schritt S3" nur dann gewählt wird, wenn zuvor in Schritt S1 festgestellt worden ist, dass kein Überlaufen der Verdunstungsschale 9 zu befürchten ist.

Anderenfalls wird in Schritt S2" ein nicht effizienzoptimiertes, großes Inkrement festgelegt.

Im Extremfall kann dieses Inkrement von gleicher Größenordnung wie die maximale

Leistung des Verdichters 6 sein, sodass ein einmaliges Erhöhen der Leistung um das große Inkrement dazuführt, dass der Verdichter 6 mit Volllast arbeitet, bzw. ein

Dekrementieren zum Stillstand des Verdichters führt. Wiederum wird im Schritt S4 überprüft, ob die obere Grenztemperatur Tmax überschritten ist. Wenn ja, wird in Schritt S5" die Verdichterleistung um das zuvor festgelegte Inkrement erhöht, und das Verfahren kehrt zum Ausgang zurück. Anderenfalls wird in Schritt S6 geprüft, ob die untere Grenztemperatur Tmin unterschritten ist, und, falls ja, wird in Schritt S7" die Leistung des Verdichters um das Inkrement vermindert. Die Verwendung des großen Inkrements führt zu starken Schwankungen der Verdichterleistung im Laufe der Zeit und damit zu einer verschlechterten Effizienz und erhöhter Abgabe von Abwärme an die Verdunstungsschale 9.

Claims

Patentansprüche

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einer

Lagerkammer (3), einer Verdunstungsschale (9) zum Verdunsten von aus der Lagerkammer (3) abgeleitetem Tauwasser, einem in thermischem Kontakt mit der Verdunstungsschale (9) angeordneten Verdichter (6) und einer Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Wärmebedarf der Verdunstungsschale (9) abzuschätzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter zwischen wenigstens einem hoch effizienten Betriebsmodus und einem minder effizienten Betriebsmodus umschaltbar ist und die Steuereinheit eingerichtet ist, bei hohem Wärmebedarf der Verdunstungsschale (9) den minder effizienten und bei niedrigem

Wärmebedarf den hoch effizienten Betriebsmodus zu wählen.

Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, den Verdichter (6) bei Überschreitung einer ersten

Grenztemperatur in der Lagerkammer (3) einzuschalten (S5, S5').

Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmodi unterschiedliche nichtverschwindende Drehzahlen des Verdichters aufweisen.

Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im minder effizienten Betriebsmodus die Drehzahl höher ist als im hoch effizienten Betriebsmodus.

Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, den Verdichter (6) nach Unterschreitung einer zweiten Grenztemperatur auszuschalten (S7), und dass die Differenz zwischen erster (Tmax) und zweiter Grenztemperatur (Tmin) im minder effizienten

Betriebsmodus anders, insbesondere kleiner als im hoch effizienten Modus ist.

Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, den Verdichter (6) nach Überschreitung einer vorgegebenen Laufzeit wieder auszuschalten (S7') und dass die vorgegebene Laufzeit im minder effizienten Modus anders, insbesondere kürzer als im hoch effizienten Modus ist.

Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Leistung des Verdichters (6) dem Kühlleistungsbedarf nachzuführen und dass die Geschwindigkeit der Nachführung im minder effizienten Betriebsmodus anders, insbesondere schneller als im hoch effizienten Modus ist.

Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Leistung des Verdichters (6) bei Überschreitung (S4) einer ersten Grenztemperatur in der Lagerkammer (3) um einen Differenzwert herauf- (S5") und bei Unterschreitung einer zweiten Grenztemperatur (S6) herunterzuschalten (S7"), der im minder effizienten Betriebsmodus anders, insbesondere größer als im hoch effizienten Betriebsmodus ist.