WO2013160110A1

WO2013160110A1 - Einkreis-kältegerät

Info

Publication number: WO2013160110A1
Application number: PCT/EP2013/057532
Authority: WO
Inventors: Hans Ihle; Wolfgang Nuiding
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2013-10-31
Also published as: DE102012206805A1

Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, hat wenigstens ein erstes und ein zweites Lagerfach (3, 2), die durch in Reihe mit einem Verdichter (7) verbundene Verdampfer (5, 6) gekühlt sind, eine Tür (17; 20; 21), die wenigstens eines (2) der Lagerfächer (2, 3) verschließt, und einen an der Tür (17; 20; 21) angeordneten Türsensor (16; 22). An dem ersten Lagerfach (3) ist ein Temperaturfühler (13) angeordnet. Eine Steuerschaltung (11) schaltet den Verdichter (7) anhand der von dem ersten Temperaturfühler (13) erfassten Temperatur ein und aus. Die Steuerschaltung (11) ist mit dem Türsensor (16) verbunden, um den Verdichter (7) auch einzuschalten, wenn der Türsensor (16) eine Betätigung der Tür (17; 20; 21) erfasst.

Description

Einkreis-Kältegerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem ersten und einem zweiten Lagerfach, die durch in Reihe mit einem Verdichter verbundene Verdampfer gekühlt sind.

Bei einem solchen sogenannten Einkreis-Kältegerät kann das Kältemittel entweder nur durch beide in Reihe verbundenen Verdampfer gleichzeitig oder durch keinen von beiden zirkulieren. Wenn ein solches Kältegerät in herkömmlicher Weise an nur einem ersten der Lagerfächer einen ersten Temperaturfühler aufweist und eine Steuerschaltung den

Verdichter anhand der von dem ersten Temperaturfühler erfassten Temperatur ein- und ausschaltet, besteht die Gefahr, dass sich in dem zweiten Fach eine unerwünscht hohe oder niedrige Temperatur einstellt. In der Praxis wirkt sich dieses Problem nur dann nicht aus, wenn der Kältebedarf der beiden Lagerfächer exakt proportional ist und die

Leistungsfähigkeit ihrer Verdampfer auf das Proportionsverhältnis abgestimmt ist. Da das Proportionsverhältnis der für die beiden Lagerfächer benötigten Kühlleistungen auch von der Umgebungstemperatur abhängt, kann die Abstimmung der Verdampferleistung letztlich immer nur für einen einzigen Normalwert der Umgebungstemperatur erfolgen, und wenn die tatsächliche Umgebungstemperatur von dem Normalwert abweicht, müssen in dem nicht geregelten, vom stromaufwärtigen Verdampfer gekühlten Lagerfach

Abweichungen von der optimalen Temperatur hingenommen werden.

Ein bekannter Ansatz zur Lösung dieses Problems ist die sogenannte„Winterschaltung": wenn aufgrund niedriger Umgebungstemperatur die Möglichkeit besteht, dass das ungeregelte zweite Lagerfach nicht ausreichend gekühlt wird, dann wird im geregelten ersten Lagerfach, z.B. durch Einschalten einer Beleuchtung, Wärme freigesetzt, um so den Kältebedarf des ersten Lagerfachs künstlich soweit zu erhöhen, dass die

Verdichterlaufzeit auch für eine ausreichende Kühlung des zweiten Lagerfachs ausreicht. Es liegt auf der Hand, dass eine solche Winterschaltung den Wirkungsgrad des

Kältegeräts empfindlich beeinträchtigt. Ein weiterer erheblicher Nachteil ist die fehlende Möglichkeit, Zugriffen auf das zweite Lagerfach Rechnung zu tragen: wenn warmes Kühlgut in größeren Mengen in das zweite Lagerfach geladen wird, kann eine lange Zeit verstreichen, bis das zweite Lagerfach wieder auf seine Solltemperatur abgekühlt ist. Dies wirkt sich insbesondere dann störend aus, wenn, wie bei den meisten Einkreis-Kältegeräten, das nicht geregelte Lagerfach ein Gefrierfach ist, da zum Gefrieren von frischem Kühlgut diesem eine große Wärmemenge entzogen werden muss.

Um unter diesen Bedingungen frisches Kühlgut in vertretbarer Zeit gefrieren zu können, verfügen viele Einkreis-Kältegeräte über einen Super-Betriebsmodus, den ein Benutzer beim oder besser noch vor dem Einlagern von frischem Kühlgut aktivieren kann. Während im Normalbetriebsmodus die Steuerschaltung den Betrieb des Verdichters anhand eines Vergleichs der Temperatur im ersten Lagerfach mit einer vom Benutzer eingestellten Solltemperatur steuert, findet im Super-Betriebmodus ein Vergleich mit einer deutlich tieferen Temperatur statt, was zu langen Verdichterlaufzeiten und einer dementsprechend intensiven Kühlung beider Lagerfächer führt. Auch diese Lösung ist jedoch nicht vollauf befriedigend, da auch im Super-Betriebsmodus die Einschaltphasen des Verdichters von Ausschaltphasen unterbrochen sind, die umso länger sind, umso besser das Kältegerät isoliert ist. Wenn frisches Kühlgut zu Beginn einer Ausschaltphase in das Gefrierfach geladen wird, kann daher ausgerechnet bei einem hochwertig isolierten Kältegerät eine lange Zeit vergehen, bis der Verdichter wieder eingeschaltet wird. Dementsprechend lange dauert es, bis das frische Kühlgut gefriert, und im Extremfall kann es sogar zu einer übermäßigen Erwärmung von bereits vorhandenem, gefrorenem Kühlgut im zweiten Lagerfach kommen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Einkreis-Kältegerät zu schaffen, mit dem eine zügige Abkühlung von frisch eingelagertem Kühlgut bei geringem

Gesamtenergieverbrauch gewährleistet werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem

Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Lagerfach, die durch in Reihe mit einem Verdichter verbundene Verdampfer gekühlt sind, einer Tür, die wenigstens eines der Lagerfächer verschließt, einem an der Tür angeordneten Türsensor, einem an dem ersten Lagerfach angeordneten ersten Temperaturfühler und einer Steuerschaltung zum Ein- und Ausschalten des Verdichters anhand der von dem ersten Temperaturfühler erfassten Temperatur die Steuerschaltung mit dem Türsensor verbunden ist, um den Verdichter auch einzuschalten, wenn der Türsensor eine

Betätigung der Tür erfasst. Da frisches Kühlgut nur dann eingeladen werden kann, wenn dafür die Tür geöffnet wird, kann durch ein Einschalten des Verdichters nach Zugriff auf das Lagerfach eine schnelle Abkühlung von frischem Kühlgut sichergestellt werden.

Nach Abschalten des Verdichters bleibt an dessen Druckausgang ein Überdruck bestehen, der sich meist erst allmählich abbaut, wenn das Kältemittel über eine

Drosselstelle vom Verflüssiger in die Verdampfer fließt. Da viele Typen von Verdichtern gegen einen solchen Überdruck nicht anlaufen können, kann die Steuerschaltung eingerichtet sein, wenn der Zugriff auf das zweite Lagerfach innerhalb einer

vorgegebenen Wartezeit nach Ausschalten des Verdichters erfasst wird, das Einschalten des Verdichters zu verzögern, bis mit Ablauf der Wartezeit der Überdruck am Ausgang des Verdichters weit genug abgebaut ist, um ein sicheres Anlaufen zu gewährleisten. Somit setzt zwar die Kühlung nicht unmittelbar nach Schließen der Tür ein, doch wird die Wartezeit im Allgemeinen erheblich kürzer sein, als die bis zu einem erneuten Einschalten des Verdichters aufgrund der im ersten Lagerfach gemessenen Temperatur.

Wenn der Verdichter auch aufgrund einer Türbetätigung eingeschaltet wird, so führt dies zu einem etwas erhöhten Energieverbrauch als bei rein auf dem ersten Temperaturfühler basierender Steuerung. Dieser Mehrverbrauch kann minimiert werden, wenn bei einem Kältegerät, das wenigstens zwischen einem Normalkühlmodus und einem Super- Kühlmodus umschaltbar ist, eine von dem Türsensor erfasste Türbetätigung nur dann zum Einschalten des Verdichters führt, wenn die Steuerschaltung sich nicht im

Normalkühlmodus befindet.

Wenn der Verdampfer des zweiten Lagerfachs bezogen auf die Umlaufrichtung des Kältemittels stromaufwärts vom Verdampfer des ersten Lagerfachs angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, in einem hier als Selektivkühlmodus bezeichneten Betriebsmodus das zweite Lagerfach bevorzugt zu kühlen, indem in dem Selektivkühlmodus die in einer Betriebsphase des Verdichters umgewälzte Kältemenge kleiner festgelegt ist als in einer Betriebsphase des Verdichters im Normalkühlmodus. Da der Verdampfer des zweiten Lagerfachs stromaufwärts liegt, wird er bei jedem Einschalten des Verdichters zuerst mit frischem, flüssigem Kühlmittel versorgt, und beginnt, das zweite Lagerfach zu kühlen, noch bevor frisches Kältemittel am Verdampfer des ersten Lagerfachs angekommen ist.

Wenn die in einer Verdichterbetriebsphase des Selektivkühlmodus umgewälzte

Kältemittelmenge dem Fassungsvermögen des Verdampfers des zweiten Lagerfachs entspricht, kann vermieden werden, dass frisches Kältemittel den Verdampfer des ersten Lagerfachs erreicht, sodass praktisch ausschließlich das zweite Lagerfach gekühlt wird. Um eine befriedigende Selektivität des Selektivkühlmodus für das zweite Lagerfach zu erzielen, sollte die in einer Verdichterbetriebsphase umgewälzte Kältemittelmenge daher nicht größer sein als das Eineinhalbfache des Fassungsvermögens des Verdampfers des zweiten Lagerfachs.

Um dem Benutzer ein Umschalten in den Selektivkühlmodus zu ermöglichen, sollte wenigstens ein durch ihn betätigbares Eingabemittel vorhanden sein. Dies kann ein von ihm direkt handhabbarer Schalter an einem Bedienfeld des Geräts sein. Vorzugsweise kann der Türsensor selber solch ein Eingabemittel bilden, da er indirekt, durch Betätigen der Tür, ebenfalls vom Benutzer betätigbar ist. So führt ein Zugriff auf das zweite

Lagerfach- vorzugsweise nur im Super-Betriebsmodus - zu einer automatischen

Umschaltung in den Selektivkühlmodus bei gleichzeitigem Einschalten des Verdichters oder ggf. Einschalten des Verdichters nach Ablauf der Wartezeit. Ein erneuter Zugriff zu einem späteren Zeitpunkt kann dann zur Rückkehr in den Super-Betriebsmodus, ebenfalls bei gleichzeitigem Einschalten des Verdichters oder ggf. Einschalten des Verdichters nach Ablauf der Wartezeit, führen.

Zweckmäßig ist ferner, wenn die Steuerschaltung eingerichtet ist, im Selektivkühlmodus den Verdichter mit einer festen Periode ein- und auszuschalten. Dies erlaubt es, die Ein- und Ausschaltzeitpunkte genau vorherzusagen und den Beginn des Selektivkühlmodus so zu wählen, dass zu dem Zeitpunkt, an dem das frische Kühlgut voraussichtlich eingeladen wird, der Verdichter ausgeschaltet und die Wartezeit abgelaufen ist, so dass der

Verdichter sofort starten kann.

Die von dem Türsensor überwachte Tür kann so bemessen und angeordnet sein, dass sie nur das zweite Lagerfach verschließt; für das erste Lagerfach sollte dann eine weitere Tür vorgesehen sein. Die überwachte Tür kann aber auch eine gemeinsame Tür beider Lagerfächer sein.

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 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Kältegeräts;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch das Kältegerät gemäß

ersten Ausgestaltung;

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch das Kältegerät gemäß

zweiten Ausgestaltung;

Fig. 4 den Wechsel von Ein- und Ausschaltphasen des Verdichters in

verschiedenen Betriebsmodi bei einer ersten Ausgestaltung des Kältegeräts;

Fig. 5 den Wechsel von Ein- und Ausschaltphasen des Verdichters in

verschiedenen Betriebsmodi bei einer zweiten Ausgestaltung; und

Fig. 6 typische zeitliche Entwicklungen der vom Verdampfer- Temperaturfühlers des Kältegeräts aus Fig. 1 erfassten Temperatur. Fig. 1 zeigt schematisch ein Einkreis-Haushaltskältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse 1 , dessen Innenraum in zwei Lagerfächer, hier ein Gefrierfach 2 und ein Normalkühlfach 3, unterteilt ist. Die Unterteilung ist hier eine Wand 4, die wie die Fächer 2, 3 umgebende Wände des Gehäuses 1 mit Isoliermaterial ausgefüllt ist; die zwei Fächer 2, 3 könnten aber auch in einem zusammenhängenden Innenraum des Gehäuses 1 gebildet oder lediglich durch eine den Luftaustausch zwischen ihnen behindernde

Wandung getrennt sein.

Beiden Fächern 2, 3 ist jeweils ein Verdampfer 5 bzw. 6 zugeordnet. Die Verdampfer 5, 6 sind hier als Coldwall-Verdampfer dargestellt, es kommen aber auch andere

Verdampfertypen in Betracht. Die Verdampfer 5, 6 können auf getrennten Platinen oder auch auf einer einzigen, die Wand 4 überbrückend sich über beide Fächer 2, 3

erstreckenden Platine gebildet sein. Die Verdampfer 5, 6 sind Teil eines Kältemittelkreislaufs, der ferner in an sich bekannter Weise einen Verdichter 7, einen z.B. an einer Rückwand des Gehäuses 1 angebrachten Verflüssiger 8, einen Trockner 9 und eine Kapillare 10 umfasst. Kältemittel, das im Verdichter 7 verdichtet und erwärmt worden ist, gibt seine Wärme am Verflüssiger 8 ab und kondensiert dabei. Das flüssige Kältemittel entspannt sich beim Durchgang durch die Kapillare 10 und erreicht von dort zunächst den Verdampfer 5 des Gefrierfachs, wo es unter niedrigem Druck verdampfen kann. Der Verdampfer 6 schließt stromabwärts am Verdampfer 5 an, und sein Ausgang ist mit einem Sauganschluss des Verdichters 7 verbunden. Eine Steuerschaltung 1 1 dient zum Ein- und Ausschalten des Verdichters anhand von Temperaturmesswerten, die von einem Verdampfer-Temperaturfühler 12 und einem Luft- Temperaturfühler 13 geliefert werden. Der Verdampfer-Temperaturfühler 12 ist in engem thermischem Kontakt mit dem Verdampfer 6, vorzugsweise auf der Platine des

Verdampfers 6, montiert.

Der Verdampfer-Temperaturfühler 12 sollte am Verdampfer 6 benachbart zu einem stromaufwärtigen Abschnitt der auf dem Verdampfer 6 verlaufenden Kältemittelleitung angeordnet sein, um schnell zu reagieren, wenn frisches Kältemittel mit niedriger Temperatur vom Verdampfer 5 in den Verdampfer 6 vordringt. Zweckmäßig ist auch eine Anbringung des Verdampfer-Temperaturfühlers 12 im unteren Bereich des Verdampfers 6, damit der Temperaturfühler 12 während eines Abtauvorgangs zuverlässige

Informationen über den Resteisbestand liefern kann, der sich beim Abtauen am unteren Rand des Verdampfers 6 sammelt. Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau erfüllt diese beiden Anforderungen gleichzeitig, indem die Kältemittelleitung auf dem Verdampfer 6 von einem Kältemitteleinlass 14 am oberen Rand aus zunächst auf direktem Weg abwärts bis in jene untere Ecke des Verdampfers 6 verläuft, in der auch der Verdampfer-Temperaturfühler 12 angebracht ist, und sich anschließend in Mäandern über die Fläche des Verdampfers 6 ausbreitet.

Der Messwert des Luft-Temperaturfühlers 13 soll möglichst genau die Lufttemperatur im Normalkühlfach 3 wiedergeben. Zu diesem Zweck ist der Luft-Temperaturfühler 13 in einer Wand des Gehäuses 1 zwischen deren Isolationsmaterialfüllung und einem das Normalkühlfach 3 begrenzenden Innenbehälter entfernt vom Verdampfer 6 angeordnet.

Die Fächer 2, 3 haben jeweils eine hier nicht dargestellte Innenbeleuchtung, die durch einen in herkömmlicher Weise von der Tür des Fachs betätigten Schalter ein- und ausgeschaltet wird. Von diesen zwei Schaltern zeigt Fig. 1 nur den mit 16 bezeichneten Schalter des Gefrierfachs 2, da allein dieser einen Einfluss auf die Arbeitsweise der Steuerschaltung 1 1 hat.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt in Tiefenrichtung durch das Kältegerät der Fig. 1. An den Rückseiten der Lagerfächer 2, 3 sind deren Verdampfer 5, 6 zu sehen. Jedes Lagerfach 2, 3 hat eine eigene Tür 17, 18, wobei der Schalter 16 an der Tür 17 des Gefrierfachs 2 angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt in Tiefenrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung des Kältegeräts. Hier überdeckt eine einzige Tür 19 das Gefrierfach 2 und das Normalkühlfach 3 und die beiden Fächer sind voneinander durch eine vor dem Gefrierfach 2 angeordnete innere Tür 20 getrennt.

Der Schalter 16 kann, wie in der Figur als gestrichelter Umriss angedeutet, an der Tür 20 des Gefrierfachs angeordnet sein. Bei der Ausgestaltung der Fig. 3 ist es aus Kostengründen attraktiv den Schalter 16 an der inneren Tür 20 wegzulassen und stattdessen einen Schalter 22 an der beiden Fächer

2, 3 gemeinsamen Tür 21 vorzusehen, der eine Innenbeleuchtung des Normalkühlfachs

3, und, wenn vorhanden, auch des Gefrierfachs 2 steuert und der der Arbeitsweise der Steuerschaltung 1 1 in der gleicher Weise wie der Schalter 16 der Fig. 1 und 2 und wie im Folgenden genauer beschreibt, beeinflusst.

Fig. 4 zeigt exemplarisch den Betriebszustand, ein- oder ausgeschaltet, des Verdichters 7 im Laufe der Zeit in verschiedenen Betriebszuständen des Kältegeräts gemäß Fig. 1 und 2 oder gemäß Fig. 3. Eine Solltemperatur des Normalkühlfachs 3 ist in an sich bekannter Weise an einem Regler durch den Benutzer einstellbar. Dieser Regler kann z. B. an einem an einer Tür des Geräts angeordneten Bedienfeld 23 vorgesehen sein. In einem Normalbetriebzustand des Kältegeräts, zwischen den Zeitpunkten tO und t1 des

Diagramms von Fig. 4, schaltet die Steuerschaltung 1 1 den Verdichter 7 immer dann ein, wenn die vom Temperaturfühler 13 erfasste Lufttemperatur Tnk im Normalkühlfach 3 die Solltemperatur um mehr als ein zulässiges Maß überschreitet, und schaltet ihn wieder aus, sobald sie um ein erforderliches Maß unterschritten ist. Es ergeben sich

Einschaltphasen At1 von mittlerer Dauer, die mit relativ langen Ausschaltphasen AtO abwechseln, solange der Normalbetriebzustand anhält.

Wenn der Benutzer zum Zeitpunkt t1 durch Betätigen eines Schalters an dem Bedienfeld 23 in einen Super-Betriebsmodus umschaltet, hat dies zur Folge, dass die

Steuerschaltung 1 1 nicht mehr die vom Benutzer am Regler eingestellte Solltemperatur, sondern eine vorgegebene, erheblich tiefere Temperatur der Steuerung des

Verdichterbetriebs zugrunde legt. Es ergeben sich somit - insbesondere unmittelbar nach dem Umschalten in den Super-Betriebsmodus, wenn das Normalkühlfach 3 noch deutlich wärmer als die vorgegebene tiefe Temperatur ist, gegenüber dem Normalbetriebsmodus deutlich längere Einschaltphasen At1 ' und kürzere Ausschaltphasen AtO', und beide Fächer 2, 3 werden zügig abgekühlt.

Dieser Effekt verlangsamt sich, wenn sich die Temperatur des Normalkühlfachs 3 der vorgegebenen tiefen Temperatur nähert. Um sich auf eine bevorstehende Einlagerung von frischem Kühlgut in das Gefrierfach 2 vorzubereiten, schaltet die Steuerschaltung 12 zum Zeitpunkt t2 vom beide Fächer 2, 3 kühlenden Super-Betriebsmodus in einen Selektivkühlmodus speziell zum Kühlen des Gefrierfachs 2 um. Wie die Steuerschaltung 12 den Zeitpunkt t2 bestimmt, wird an späterer Stelle erläutert. Da t2 im hier betrachteten Beispiel in eine Einschaltphase des Verdichters 7 fällt, beginnt der Selektivkühlmodus hier damit, dass der Verdichter 7 zunächst für eine kurze Zeitspanne AtO" ausgeschaltet wird, innerhalb derer sich der Überdruck am Ausgang des Verdichters 7 soweit abbaut, dass ein erneutes Anfahren des Verdichters problemlos möglich ist, und in der das flüssige Kältemittel, das sich zum Zeitpunkt t2 im Gefrierfachverdampfer 5 befindet, größtenteils verdampft. Die Länge At1 "einer darauf folgenden Einschaltphase ist auf die Förderrate des Verdichters 7 und das Volumen des Verdampfers 2 so abgestimmt, dass die in dieser Einschaltphase geförderte Kältemittelmenge soeben ausreicht, um den Inhalt des Verdampfers 5 auszutauschen. Indem sich diese kurzen Aus- und Einschaltphasen kontinuierlich abwechseln, wird erreicht, dass der Gefrierfachverdampfer 5 im Wesentlichen ständig flüssiges Kältemittel enthält und das Gefrierfach 2 kühlt, während allenfalls noch geringe Reste an flüssigem Kältemittel bis in den Verdampfer 6 des Normalkühlfachs 3 gelangen. Da das Normalkühlfach 3 durch den vorhergehenden Super-Betrieb unter die

Solltemperatur des Normalkühlbetriebs abgekühlt ist, führt diese Unterbrechung nicht zu einer unzulässigen Erwärmung.

Der Zeitpunkt t2 wird einer ersten Ausgestaltung zufolge von der Steuerschaltung 1 1 anhand der Maßgabe berechnet, dass zu einem Zeitpunkt t3, der in einem fest vorgegebenen Zeitabstand von z.B. 24 Stunden vom Zeitpunkt t1 , an dem der Benutzer den Super-Betriebsmodus eingeschaltet hat, oder in einem vom Benutzer einstellbaren Zeitabstand von t1 liegt, eine der kurzen Ausschaltphasen AtO" enden soll. Wenn zum Zeitpunkt t3 das frische Kühlgut in das Gefrierfach 2 eingeladen wird, befindet sich dieses zum einen aufgrund des vorhergegangenen Selektivkühlbetriebs auf einer niedrigeren Temperatur als normal, zum anderen reagiert die Steuerschaltung auf ein vom Türsensor 16 erfasstes Schließen der Gefrierfachtür zu diesem Zeitpunkt sofort durch ein

Einschalten des Verdichters 7, so dass sofort Kühlleistung für ein schnelles Gefrieren des frischen Kühlguts zur Verfügung steht. Verzögert sich das Einladen des frischen Kühlguts über den ursprünglich geplanten Zeitpunkt t3 hinaus, so kann aufgrund des vorangegangenen Super- bzw.

Selektivkühlbetriebs der Verdichter 7 über diesen Zeitpunkt hinaus noch für geraume Zeit ausgeschaltet bleiben, ohne dass sich eines der Fächer 2, 3 über seine Solltemperatur erwärmt. Wenn in diesem Fall der Türsensor 16 zu einem späteren Zeitpunkt als t3 ein Schließen der Gefrierfachtür 17 oder 20 meldet, das darauf hinweist, dass das frische Kühlgut nun eingeladen ist, oder ein vom Schalter 22 erfasstes Schließen der Tür 21 zumindest wahrscheinlich macht, dass das Kühlgut ins Fach 2 geladen ist, startet die Steuerschaltung 1 1 nun den Verdichter 7 im Super-Betriebsmodus.

Bleibt hingegen ein Öffnen der Tür so lange aus, dass das Normalkühlfach 3 seine Solltemperatur wieder erreicht oder die vorgegebene Betriebszeit im Super- Betriebsmodus überschritten wird, dann kehrt die Steuerschaltung in den

Normalbetriebsmodus zurück.

Es kann in der Praxis auch der Fall auftreten, dass das frische Kühlgut vor dem geplanten Zeitpunkt t3 bereitsteht und in das Gefrierfach geladen wird. Wenn dieser Zeitpunkt in eine der kurzen Einschaltphasen At1 " fällt, dann bleibt der Verdichter eingeschaltet, dann kehrt die Steuerschaltung ohne weiteres in den Super-Betriebsmodus zurück. Fällt der Zeitpunkt des Einladens hingegen auf den Anfang einer Ausschaltphase AtO", in der noch ein hoher Druck am Ausgang des Verdichters 7 ansteht, dann wartet die Steuerschaltung 1 1 ab, bis seit dem letzten Ausschalten des Verdichters eine vorgegebene Wartezeit verstrichen ist, die kürzer ist als AtO" und die ausreicht, um den Überdruck am

Verdichterausgang soweit abklingen zu lassen, dass der Verdichter problemlos anlaufen kann, und kehrt dann in den Super-Betriebsmodus zurück. Liegt der Zeitpunkt des Einladens um mehr als diese vorgegebene Wartezeit nach dem Beginn einer

Ausschaltphase, dann kann startet die Steuerschaltung 1 1 den Verdichter 7 sofort und kehrt in den Super-Betriebsmodus zurück.

Fig. 5 zeigt einen exemplarischen Ablauf von Ein- und Ausschaltphasen gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Die Kriterien, nach denen der Verdichter 7 in Normal- und Super-Betriebsmodus ein- und ausgeschaltet wird, sind dieselben wie mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Es findet hier allerdings kein automatischer Übergang in den Selektivkühlmodus statt, sondern der Super-Betriebsmodus bleibt so lange bestehen, bis entweder seine maximal zulässige Dauer abgelaufen ist oder ein Signal vom Türsensor 16 oder 22 anzeigt, dass das Kühlgut, zu dessen Vorbereitung der Super- Betriebsmodus zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet worden ist, nun eingeladen ist. Dieser Zeitpunkt ist hier mit t3' bezeichnet. Die Steuerschaltung 1 1 reagiert darauf durch einen Wechsel in den Selektivkühlmodus und gleichzeitiges Anschalten des Verdichters 7. Die Temperatur des Gefrierfachs 2 ist bei dieser Ausgestaltung zum Einladezeitpunkt t3' zwar nicht so tief wie bei der vorhergehenden Ausgestaltung zum Einladezeitpunkt t3, doch da die gesamte Leistung des Verdichters 7 dem Gefrierfach 2 zur Verfügung steht, ist auch hier ein schnelles Gefrieren des Kühlguts gewährleistet. Außerdem ermöglicht der Übergang in den Selektivmodus ein Kühlen des Gefrierfachs 2 selbst dann, wenn aufgrund des vorhergegangenen Super-Betriebs das Normalkühlfach 3 so weit abgekühlt ist, dass eine weitere Abkühlung zu Schäden am darin enthaltenen Kühlgut führen könnte und deshalb im Super-Betriebsmodus der Verdichter 7 nicht betrieben werden dürfte.

Ein Zeitpunkt t4, an dem die Steuerschaltung 1 1 in den Normalkühlmodus zurückschaltet, kann einen fest vorgegebenen Zeitabstand zu t3 oder t1 haben, oder die Rückkehr in den Normalbetriebsmodus findet dann statt, wenn die vom Temperaturfühler 12 gemessene Verdampfertemperatur Tv auf eine ausreichende Abkühlung des Gefrierfachs 2 hinweist.

Typische Verläufe der Verdampfertemperatur Tv sind in Fig. 6 dargestellt. Ursprung der Zeitachse ist in diesem Diagramm jeweils der Einschaltzeitpunkt τθ des Verdichters 7. Das Einschalten des Verdichters 7 führt zunächst zu einer Druckabnahme in den

Verdampfern 5, 6 und damit zur Verdampfung von im Gefrierfachverdampfer 5 noch vorhandenem flüssigen Kältemittel. Der entstehende Dampf wird vom Verdichter 7 über den Verdampfer 6 abgesaugt und kühlt diesen. Der Temperaturfühler 12 beginnt daher bereits kurze Zeit nach Einschalten des Verdichters, eine erste Abkühlung zu registrieren, wie in Fig. 6 durch eine durchgezogene Kurve A dargestellt. Ein darauffolgender schwacher Temperaturanstieg ab dem Zeitpunkt τ1 ist darauf zurückzuführen, dass im Verflüssiger 8 erst durch Druckaufbau und gleichzeitige Wärmeabgabe Kältemittel von neuem verflüssigt werden muss, bevor der Kapillare 10 flüssiges Kältemittel zugeführt werden kann, um dieses dann in dem Verdampfer 5, 6 zu verdampfen. Nach Passieren der Kapillare 10 breitet sich dieses neu verflüssigte Kältemittel zunächst im

Gefrierfachverdampfer 5 aus. Wenn es den Verdampfer 6 erreicht, bewirkt es auch dort eine stärkere Abkühlung, dargestellt als gestrichelte Kurve B ab dem Zeitpunkt τ2. Im Selektivkühlmodus wird der Verdichterbetrieb abgebrochen, sobald das frische Kältemittel beginnt, den Verdampfer 6 zu erreichen, so dass in diesem Fall der mit C bezeichnete Kurvenverlauf zu beobachten ist.

Wenn das Gefrierfach 2 durch frisch eingeladenes Kühlgut stark erwärmt ist, sind beim Einschalten des Verdichters 7 keine oder nur noch geringe Reste an flüssigem Kältemittel im Verdampfer 5 vorhanden, sodass die anfängliche Abkühlung langsamer und schwächer als bei der Kurve A ausfällt und beispielsweise den als Kurve D gezeigten Verlauf aufweisen kann. Wenn wie mit Bezug auf Fig. 5 beschieben der

Selektivkühlmodus aktiv ist, während sich zu gefrierendes Kühlgut im Gefrierfach 2 befindet, kann die Steuerschaltung 1 1 daher anhand einer Abweichung zwischen einem tatsächlich gemessenen Temperaturverlauf, entsprechend der Kurve D, und einen idealerweise erwarteten Verlauf, entsprechend der Kurve A, abschätzen, wie weit der Gefriervorgang fortgeschritten ist, und den Selektivkühlmodus beenden, wenn eine geringe Abweichung des gemessenen Temperaturverlaufs von der Kurve A anzeigt, dass das Kühlgut gefroren ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Lagerfach (3, 2), die durch in Reihe mit einem Verdichter (7) verbundene Verdampfer (5, 6) gekühlt sind, einer Tür (17; 20; 21 ), die wenigstens eines (2) der Lagerfächer (2, 3) verschließt, einem an der Tür (17; 20; 21 ) angeordneten Türsensor (16; 22), einem an dem ersten Lagerfach (3)

angeordneten ersten Temperaturfühler (13) und einer Steuerschaltung (1 1 ) zum Ein- und Ausschalten des Verdichters (7) anhand der von dem ersten

Temperaturfühler (13) erfassten Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (1 1 ) mit dem Türsensor (16; 22) verbunden ist, um den Verdichter (7) auch einzuschalten, wenn der Türsensor (16; 22) eine Betätigung der Tür (17; 20; 21 ) erfasst.

2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (1 1 ) eingerichtet ist, wenn die Türbetätigung innerhalb einer vorgegebenen Wartezeit nach Ausschalten des Verdichters (7) erfasst wird, das Einschalten des Verdichters (7) bis zum Ablauf der Wartezeit zu verzögern.

3. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Steuerschaltung zwischen einem Normalkühlmodus, in dem sie den Verdichter (7) anhand eines Vergleichs der von dem ersten Temperaturfühler (13) erfassten Temperatur mit einer von einem Benutzer eingestellten Solltemperatur ein- und ausschaltet, und einem Super-Kühlmodus umschaltbar ist, in dem sie den

Verdichter (7) anhand eines Vergleichs der von dem ersten Temperaturfühler (13) erfassten Temperatur mit einer Temperatur ein- und ausschaltet, die gleich der oder tiefer als die tiefste vom Benutzer einstellbare Solltemperatur ist, und dass die Steuerschaltung (1 1 ) eingerichtet ist, nur dann, wenn sie sich nicht im

Normalkühlmodus befindet, den Verdichter (7) auch aufgrund einer Betätigung der Tür (17; 20; 21 ) einzuschalten.

4. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (5) des zweiten Lagerfachs (2) bezogen auf die Umlaufrichtung eines Kältemittels stromaufwärts vom Verdampfer (6) des ersten Lagerfachs (3) angeordnet ist und die Steuerschaltung (1 1 ) ferner in einen Selektivkühlmodus für das zweite Lagerfach (2) umschaltbar ist, in welchem die in einer Betriebsphase des Verdichters (7) umgewälzte Kältemittelmenge kleiner ist als in einer Betriebsphase des Verdichters (7) in einem Normalkühlmodus.

Kältegerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch wenigstens ein

benutzerbetätigbares Eingabemittel zum Umschalten vom Super-Kühlmodus in den Selektivkühlmodus und/oder vom Selektivkühlmodus in den Super- Kühlmodus.

Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabemittel der Türsensor (16; 22) ist.

Kältegerät nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Betriebsphase des Selektivkühlmodus umgewälzte Kältemittelmenge höchstens dem eineinhalbfachen Fassungsvermögen des Verdampfers (5) des zweiten Lagerfachs (2) entspricht.

Kältegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (1 1 ) eingerichtet ist, im Selektivkühlmodus den Verdichter (7) mit einer festen Periode ein- und auszuschalten.

Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür (17; 20) nur das zweite Lagerfach (2) verschließt.

Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür (21 ) beiden Lagerfächern (3, 2) gemeinsam ist.