DE102011085153A1

DE102011085153A1 - Refrigeration unit with evaporation tray

Info

Publication number: DE102011085153A1
Application number: DE102011085153A
Authority: DE
Inventors: Hans Ihle
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-04-25
Also published as: WO2013060633A2; CN103906985A; WO2013060633A3; CN103906985B

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.A refrigeration appliance, in particular a household refrigerating appliance, has at least one storage chamber (3), an evaporation tray (9) for evaporating condensate discharged from the storage chamber (3), a compressor (6) arranged in thermal contact with the evaporation tray (9) and a control unit , which is set up to estimate the heat requirement of the evaporation tray (9). The compressor (6) is switchable between at least one highly efficient mode of operation and a less efficient mode of operation, and the control unit (13) is arranged to select the less efficient and at low heat demand the high efficiency mode of operation with high heat requirement of the evaporation tray (9).

Description

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.The present invention relates to a refrigeration appliance, in particular a household refrigeration appliance such as a refrigerator or freezer, with an evaporation tray for evaporating condensate derived from a storage chamber of the device and a compressor through the waste heat, the evaporation tray is heated.

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. Improvements in insulation and cooling on modern refrigeration appliances mean that the ratio of accumulating condensate to waste heat available at the compressor is becoming increasingly unfavorable. If the compressor does not provide enough waste heat to evaporate the condensate, there is a risk that the evaporation tray will overflow and leaking water will cause damage to the refrigerator or its environment.

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. In order to ensure sufficient evaporation, eg DE 10 208 558 A1 proposed to attach to the evaporation tray an electric heater and a water level sensor, which turns on the heater when a threshold water level is exceeded. Although such a heater must be in close thermal contact with the water in the evaporation tray, but on the other hand be permanently protected against direct contact with the water protected and contacted, which increases the manufacturing cost of a refrigeration device equipped with it.

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. Object of the present invention is therefore to provide a refrigeration device, in spite of high-quality insulation and energy-efficient refrigeration overflowing the evaporation tray can be safely prevented without requiring an additional heating device is needed.

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.The object is achieved by providing, in a refrigerator with at least one storage chamber, an evaporation tray for evaporating condensate discharged from the storage chamber, a compressor arranged in thermal contact with the evaporation tray and a control unit which is designed to estimate the heat demand of the evaporation tray can be switched between a highly efficient operating mode and a low-efficiency operating mode and the control device is set to select the low-efficiency and at low heat demand the highly efficient operating mode with high heat demand of the evaporation tray. If the accumulation of condensation water is low, e.g. because the storage chamber is not opened for a long time and does not contain humid ambient air, the compressor can operate permanently in the highly efficient operating mode, and the energy consumption of the refrigerating appliance is minimal. If, however, high heat demand is detected, then this, without this would require a special heating, be satisfied by the fact that the compressor delivers more waste heat in inferior efficient operating mode. If due to the resulting increased evaporation of the water level falls in the evaporation tray, then the heat requirement of the evaporation tray may decrease again. As a result, the inefficient operating mode remains limited to those times when it is actually required to promote evaporation, such that the overall energy consumption of the device is not significantly different from that of a refrigeration device with an electrically heated evaporation pan.

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.Most currently in use refrigerators have a control unit which is set to turn on the compressor in excess of a first limit temperature in the storage chamber and turn it off when it falls below a second, lower limit temperature again. In such a refrigeration appliance, the high-efficiency and the low-efficiency operating modes may differ by rotational speeds of the compressor assigned to them.

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. Basically, the speed of the compressor could be higher or lower in the inefficient operating mode than in the high efficiency mode of operation. However, since it must be ensured that even in the low-efficiency operating mode, the capacity of the compressor is sufficient to keep the storage chamber in the desired temperature range, preferably the speed in the low-efficiency operating mode is higher than in the high-efficiency operating mode.

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. If the control unit also controls the switching off of the compressor on the basis of a second limit temperature, a different efficiency of the operating modes can also be achieved in that the difference between the first and second limit temperature in the inefficient operating mode is different and in particular smaller than in the highly efficient operating mode. The smaller this difference is and the shorter in consequence the operating phases of the compressor, the greater are losses of efficiency due to the fact that parts of the refrigerant circuit outside the storage chamber are charged with partially liquid refrigerant which warms up again after a brief interruption of the compressor operation are or the refrigerant introduced escapes back into other parts of the refrigerant circuit.

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. In principle, the efficiency of the compressor operation can also be reduced by setting the difference between the limit temperatures in the inefficient operating mode greater than in the highly efficient operating mode, since then high Temperature differences can occur that reduce the efficiency. However, then the temporary occurrence of undesirable high or low temperatures in the storage chamber could be the result, so that this alternative is not preferred.

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. Alternatively, there is the possibility that the control unit switches the compressor off again after exceeding a predetermined running time. Also for this runtime there is an optimum that can be chosen for the high efficiency mode of operation, whereas for the low efficiency mode of operation the runtime can be chosen longer or shorter than the optimum. For the same reasons as described above with respect to the limit temperatures, it is preferable that in the inferior-efficient mode, the running time is shorter than in the high-efficiency mode.

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. Compressors with variable power, in particular with variable speed, can also be operated continuously in a manner known per se, wherein the power or speed of the compressor is continuously adapted to the refrigeration demand. Here, changing the speed at which the power matches the demand can affect efficiency; In particular, an increase in the tracking speed can lead to the overshoot of the temperature control and thus to low-efficiency operation.

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.If the adjustment of the compressor power to the cooling demand is done in discrete steps, then in order to obtain operating modes of different efficiency, also the width of these steps can be changed; In particular, an increase in the step size corresponds to a faster tracking and thus an increased tendency to overshoot and lower efficiency.

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:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From this description and the figures also show features of the embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention. Show it:

1 einen schematischen Schnitt durch ein Haushaltskältegerät, an dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist; 1 a schematic section through a household refrigerator, to which the present invention is applicable;

2 ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der Steuereinheit des Kältegeräts aus 1 gemäß einer ersten Ausgestaltung; 2 a flowchart of a working method of the control unit of the refrigeration device 1 according to a first embodiment;

3 ein Arbeitsverfahren der Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausgestaltung; und 3 a working method of the control unit according to a second embodiment; and

4 ein Arbeitsverfahren der Steuereinheit gemäß einer dritten Ausgestaltung. 4 a working method of the control unit according to a third embodiment.

Das in 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. This in 1 shown domestic refrigeration appliance, here a refrigerator, has in a usual way a heat-insulating housing with a body 1 and a door lying outside the sectional plane of the figure, which together with the carcass 1 a storage room 3 limited. The storage chamber is here by a on its rear wall between an inner container of the carcass 1 and a coldwall evaporator disposed surrounding this insulating foam layer 4 cooled, but it should be readily apparent to those skilled in the art that the features of the invention explained below are also applicable in connection with any other types of evaporator, in particular a Nofrost evaporator. Also conceivable is the application to a Nofrost freezer, since this, at least in a defrosting phase of the evaporator, also discharges condensation.

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, die in einem Maschinenraum 5 auf einem Gehäuse eines Verdichters 6 montiert ist, um durch Abwärme des Verdichters 6 beheizt zu werden. In the case of the Coldwall refrigeration device considered here, the evaporator extends at the foot 4 cooled rear wall of the storage chamber 3 a gutter 7 , the condensation, which is on the evaporator 4 Chilled area of the inner container precipitates and flows downwards traps. A pipeline 8th leads from the lowest point of the gutter 7 through the insulating Schaustoffschicht through to an evaporation tray 9 in a machine room 5 on a housing of a compressor 6 is mounted to by waste heat of the compressor 6 to be heated.

Bei einem Nofrost-Kältegerät könnte eine entsprechende Rohrleitung vom Boden einer den Verdampfer aufnehmenden Kammer ausgehen. In a Nofrost refrigeration appliance, a corresponding pipeline could emanate from the bottom of a chamber receiving the evaporator.

Eine elektronische Steuereinheit 10 auf Mikroprozessor- oder Mikrocontroller-Grundlage ist mit einem an der Lagerkammer 3 angeordneten Temperatursensor 11 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. An electronic control unit 10 on microprocessor or microcontroller basis is with one at the storage chamber 3 arranged temperature sensor 11 connected to the operation of the compressor 6 based on the temperature of the storage chamber 3 to control. The control unit 10 is also set up to estimate the amount of heat that the evaporation tray 9 needed to evaporate the inflowing water fast enough so that the evaporation tray does not overflow. in the The simplest case for this purpose is a water level sensor 12 , eg a float switch, in the evaporation tray 9 be arranged, and the control unit 10 detects heat requirement of the evaporation tray 9 when the water level sensor 12 the water in the shell touches, or no heat demand, if the water level below the water level sensor 12 lies.

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. Numerous other approaches for assessing the heat demand are conceivable, even those that do not directly measure the water level in the evaporation tray 9 require. For example, at the bottom of the evaporation tray 9 a temperature sensor may be provided, one from the operation of the compressor 6 resulting heating detected. From the speed of this warming can affect the amount of water in the evaporation tray 9 getting closed.

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.Other alternative approaches may be to estimate the moisture input into the storage chamber, for example 3 based on the number and possibly the duration of door openings in the storage chamber 3 Invaded amount of humidity is estimated, which over time the evaporation tray 9 will reach. Also from the speed with which turning on the compressor 6 the evaporator 4 Cooling can be deduced the rate at which moisture evaporates 4 which precipitates later in the evaporation tray 9 will land. In the case of a freezer also allows the measurement of the amount of heat energy used during defrosting an estimate of the thawed thereby and in the evaporation tray 9 flowing amount of water.

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.The efficiency of refrigeration depends on the capacity of the compressor 6 , or which is practically synonymous with a rotary-driven compressor, of its speed. If the speed is too low, then the required pressure differences for a sufficient cooling capacity in the refrigerant circuit are not reached; if it is too high, then a strong negative pressure in the evaporator leads 6 to evaporator temperatures that are lower than necessary and their maintenance therefore requires unnecessarily much energy. Between both extremes lies an ideal speed or power range in which the compressor achieves the highest efficiency.

Gemäß dem in 2 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. According to the in 2 illustrated working method of the control unit 10 judges this in step S1 according to any of the above-described or yet another approach, whether the amount of water in the evaporation tray 9 or the inflow rate of the water to the evaporation tray 9 above a critical limit. If so, place it in step S2 for operation of the compressor 6 a high speed, above the ideal range, otherwise in step S3 a low speed in the ideal range fixed.

Im nachfolgenden Schritt S4 wird überprüft, ob die von Sensor 11 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. In the following step S4, it is checked whether the sensor 11 detected temperature T is above a switch-on threshold Tmax. If so, the compressor is turned on at the speed previously set in S2 or S3 (S5), and the process returns to the output. Otherwise, it branches to step S6, where the temperature T is compared with a switch-off threshold Tmin. If this value is exceeded, the compressor is switched off again (S7), otherwise the process returns directly to the starting point without changing the operating state of the compressor.

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.The waste heat that the compressor 6 to the evaporation tray 9 is partly due to friction losses, partly from adiabatic heating of the refrigerant in the compressor 6 ago. The friction losses are essentially proportional to the speed; the mass flow rate of the refrigerant, and thus the actual usable cooling capacity, grows only weaker at high speeds than linearly with the speed, since the suctionable mass flow is limited by the amount of refrigerant in the evaporator 4 continuously evaporated. Therefore, while the choice of a high speed leads to a shortening of the operating phases of the compressor 6 However, this shortening is less than the ratio of the speeds of the two operating states corresponds. The thus reduced at high speed efficiency of the compressor 6 causes a greater proportion of the drive power absorbed by it than waste heat to heat the evaporation tray 9 is available.

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 3 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.If the refrigerator uses a simple compressor whose speed can not be set to various non-zero values and which can only be switched on and off, then the control unit can 10 this in 3 use the procedure shown. Here only the switching on of the compressor is based on a measurement of the temperature in the storage chamber 3 , the compressor is switched off 6 each after a fixed term. Depending on whether the water level is judged to be dangerously high or non-hazardous in step S1, the control unit selects a short running time (S2 ') or a long running time (S3'). If it is determined in step S4 that the temperature T has exceeded the switch-on threshold Tmax, the compressor is switched on (S5 '), the predetermined runtime is waited for (S6'), and the compressor is switched off again (S7 '). As each time you turn on the compressor energy is consumed, for example, one from the evaporator 4 to the compressor 6 Cooling the leading suction line and building up the pressure gradient required for the required evaporation temperatures can reduce the efficiency of the compressor 6 be lower for a short time, so that a greater proportion of the drive power absorbed by him as waste heat to heat the evaporation tray 9 is available. By varying the compressor run time results in a different number of Verdichtererstehphasen per day. If this number is high, refrigerant is displaced from the condenser to the evaporator correspondingly often. The following scenarios may occur: liquid refrigerant flows into the evaporator and, according to the heat capacity, introduces heat into the housing, gaseous refrigerant or liquid refrigerant which evaporates in the condenser, flows over and condenses again in the evaporator, whereby the latent heat of the Refrigerant is deposited in the evaporator and thus in the housing. As a result, the refrigeration demand of the refrigerator is increased, along with longer compressor run times and thus more compressor waste heat, which is available for the evaporation of defrost water available.

Bei dem in 4 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. At the in 4 shown working method is assumed that the power or the speed of the compressor 6 is adjustable to a variety of different values. This makes it possible to use the compressor 6 To operate without interruption and to avoid the loss of efficiency, which, as explained above, due to the need to cool after each interruption of the compressor operation temporarily heated parts again and rebuild the pressure drop on the refrigerant circuit. The performance of such a compressor 6 can be controlled by checking at regular intervals whether the temperature T of the storage chamber below an upper threshold Tmax or below a lower threshold Tmin. In case of exceeding the momentary power of the compressor is sufficient 6 obviously not enough to keep the storage chamber cold, and therefore, if necessary, it is increased by a fixed increment so often until Tmax is exceeded. Conversely, when Tmin is undershot, the cooling capacity is higher than the demand, so that it can be correspondingly reduced. The frequency with which such adaptation takes place and the size of the increment are to be optimized for a given refrigerator model so as to avoid both overshoots of the temperature and unnecessarily prolonging the temperature T outside the interval [Tmin, Tmax].

Auf diesem Grundprinzip baut das Verfahren der 4 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. On this basic principle the procedure of the 4 by selecting an efficiency-optimized small increment in step S3 "only if it has previously been determined in step S1 that there is no overflow of the evaporation tray 9 is to be feared. Otherwise, a non-efficiency-optimized, large increment is determined in step S2 ". In extreme cases, this increment can be of the same order of magnitude as the maximum power of the compressor 6 so that once increasing the power by the large increment causes the compressor 6 operating at full load, or a decrementing leads to a standstill of the compressor.

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.Again, it is checked in step S4 whether the upper limit temperature Tmax is exceeded. If so, in step S5 "the compressor power is increased by the predetermined increment and the process returns to the output. Otherwise, it is checked in step S6 whether the lower limit temperature Tmin is exceeded, and if so, in step S7 ", the power of the compressor is reduced by the increment. The use of the large increment results in large variations in compressor performance over time, and thus in degraded efficiency and increased release of waste heat to the evaporation tray 9 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10208558 A1 [0003] DE 10208558 A1 [0003]

Claims

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 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.Refrigerating appliance, in particular household refrigerating appliance, with at least one storage chamber ( 3 ), an evaporation tray ( 9 ) to evaporate from the storage chamber ( 3 ), in thermal contact with the evaporation tray ( 9 ) arranged compressor and a control unit which is adapted to the heat demand of the evaporation tray ( 9 ), characterized in that the compressor is switchable between at least one highly efficient operating mode and a less efficient operating mode and the control unit is set up, with high heat requirement of the evaporation tray ( 9 ) to choose the less efficient and with low heat demand the more efficient operating mode.

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’).Refrigerating appliance according to claim 1, characterized in that the control unit is set up, the compressor ( 6 ) when a first limit temperature in the storage chamber ( 3 ) (S5, S5 ').

Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmodi unterschiedliche nichtverschwindende Drehzahlen des Verdichters aufweisen.Refrigerating appliance according to claim 2, characterized in that the operating modes have different non-vanishing speeds of the compressor.

Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im minder effizienten Betriebsmodus die Drehzahl höher ist als im hoch effizienten Betriebsmodus.Refrigerating appliance according to claim 3, characterized in that in the less efficient operating mode, the speed is higher than in the highly efficient operating mode.

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.Refrigerating appliance according to one of claims 2 to 4, characterized in that the control unit is adapted to the compressor ( 6 ) after falling below a second limit temperature (S7), and that the difference between the first (Tmax) and second limit temperature (Tmin) is different in the less efficient operating mode, in particular smaller than in the highly efficient mode.

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.Refrigerating appliance according to one of claims 2 to 4, characterized in that the control unit ( 10 ), the compressor ( 6 ) after exceeding a predetermined duration turn off again (S7 ') and that the predetermined runtime in the less efficient mode is different, especially shorter than in the highly efficient mode.

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.Refrigerating appliance according to claim 1, characterized in that the control unit ( 10 ), the power of the compressor ( 6 ) track the cooling power requirement and that the speed of tracking in the less efficient operating mode is different, especially faster than in the highly efficient mode.

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.Refrigerating appliance according to claim 1, characterized in that the control unit ( 10 ), the power of the compressor ( 6 ) when exceeding (S4) a first limit temperature in the storage chamber ( 3 ) down by a difference value (S5 ") and below a second limit temperature (S6) down (S7"), which is different in the less efficient operating mode, in particular greater than in the highly efficient operating mode.