DE2231769A1

DE2231769A1 - Verfahren und vorrichtung zum eingefrieren und gleichzeitig sicheren lagern von guetern

Info

Publication number: DE2231769A1
Application number: DE2231769A
Authority: DE
Inventors: Heinz Krumm; Werner Wicke
Original assignee: Vorwerk and Co Elektrowerke GmbH and Co KG
Current assignee: Vorwerk and Co Elektrowerke GmbH and Co KG
Priority date: 1972-06-29
Filing date: 1972-06-29
Publication date: 1974-01-10
Also published as: DE2231769B2; FR2191082A1; FR2191082B3; DE2231769C3; IT985493B

Description

Vorwerk & Co. 56 Wuppertal 2, den 28. Juni 1972

Elektrowerke KG

Verfahren und Vorrichtung zum Eingefrieren und gleichzeitig sicheren Lagern von Gütern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eingefrieren und gleichzeitig sicheren Lagern von Gütern in Kühlgeräten, insbesondere Haushaltsgefriergeräten, die mit Motorkompressor, nachgeschaltetem Kondensator, daran angeschlossenem Einspritzteil, vom Isoliergehäuse umschlossenem Doppelverdampfer in Reihen- oder Parallelschaltung, sowie temperaturabhängiger Regeleinrichtung, Kältemi ttelsaramler und Sperr- und Durchlaßeinheit ausgestattet sind, durch Steuerung des Kältemittels im Verdampferteil.

Solche Kühlgeräte, insbesondere Haushaltsgefriergeräte, dienen dazu, sowohl Ware einzugefrieren als auch Ware zu lagern und müssen darü— ber hinaus in der Lage sein, beide Funktionen gleichzeitig wahrzunehmen .

Bei Gefriergeräten ist eine Verdampferanordnung bekannt, bei der die Verdampferplatten in mehreren horizontalen Ebenen in das Isolier— gehäuse eingeschoben werden. Die einzelnen Platten sind dabei hintereinander geschaltet und werden bei laufendem Motorkompressor vom Kältemittel zur Kühlung des Gesamtinnenraumes durchströmt. Weiter ist es bekannt, ein Vorgefrierfach in Gefriergeräte einzusetzen. Dabei wird ein Raumabschnitt des Isoliergehäuses mit mehr Kältemittelkanälen versehen, so daß die anfallende Wärme vom frisch eingelagerten Gut schneller abgeführt wird.

In allen Fällen erfolgt die Temperaturregelung über einen Thermostaten, der in Abhängigkeit von einer, an einer für die Temperaturver— teilung im Gesamtgerät günstigen ^stelle am Verdampfer, angebrachten Fühlersonde den zum Kältekreislauf gehörigen Motorkompressor ein- bzw. ausschaltet. In dieser Ausführung der Regelung wird die Temperatur im gesamten Isoliergehäuse von der jeweiligen Betriebsphase (Stillstand oder Bewegung) des Motorkompressors beeinflußt.

Diese Lösungen sind jedoch mit den Mängeln behaftet, daß bei gleichzeitiger Einlagerung von warmem Eingefriergut und vorhandenem kalten Lagergut das warme Eingefriergut während des Gefriervorganges einmal über den Wärmeaustausch von Ware zu Ware und zum andern über den Wär-

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meaustausch durch die Kondensation von verdampftem Kältemittel im Lagerverdampfer auf das Lagergut einwirkt· Durch das Zusammenwirken dieser beiden Eigenschaften wird das Lagergut unzulässig hoch erwärmt, und es tritt eine Qualitätsminderung der Ware ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Mängel ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, in einem kombinierten Kaltlager- und Gefriergerät bei eingelagerter kalter Kare gleichzeitig ein Gefrieren von großen Mengen neuer Ware zuzulassen. Dadurch soll gewahrt werden, daß die bereits eingelagerte Ware während des Eingefrierens von Frischware nicht unzulässig hohe Temperaturen annimmt·

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu erstellen, die das Verfahren wirtschaftlich, technisch sicher und automatisch arbeitend ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Temperaturen im Eingefrierteil und Lagerteil des Doppelverdampfers getrennt überwacht werden und durch eine alternativ arbeitende, temperaturabhängige Regeleinrichtung, die einerseits abhängig vom Bereich der Lagertemperatur in beiden Verdampferteilen den Motorkompressor ein- bzw. ausschaltet, andererseits beim gleichzeitigen Gefrierlagern von kaltem und Eingefrieren von warmem Gut ausschließlich den Lagerverdampfer zu dem Zweck beeinflußt, unzulässig hohe Temperaturen, die durch die vorher beschriebenen gekoppelten Einwirkungen des warmen Gutes auf das Lagerteil auftreten, zu vermeiden, indem eine Sperr- und Durchlaßeinheit den Eingefrierverdampfer für die Zeit des erneuten Herabkühlens der Lagerware einseitig vom Kältekreislauf trennt, so daß während dieser Zeit die gesamte Kälte im Lagerverdampfer erzeugt wird ·

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist rs vorteilhaft, daß durch die Fühlersonden der temperaturabhängigen Regeleinrichtung die Temperaturen im Lager- sowie Eingefrier^erdampfer wahrgenommen werden, wonach diese Einrichtung alternativ, in Abhängigkeit von den Tempera-

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türen, den Doppelverdampfer oder den Lagerverdampfer mittels einer Sperr- und Durchlaßeinheit schaltet.

Um die Qualität des Kaltlagergutes im Gefriergerät zu erhalten, ist es wesentlich, daß die Lagertemperatur des Gefriergutes stet% auch beim gleichzeitigen Eingefrieren und Lagern, unterhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur gehalten wird.

Ist der gleichzeitige Lager— und Eingefriervorgang beendet, muß gewahrt werden, daß sowohl .im Lager- als auch im Eingefrierverdampfer die Mindestlagertemperatur unterhalb.der Grenztemperatur dadurch eingehalten wird, daß die temperaturabhängige Regeleinrichtung nur noch den Motorkompressor zur Einhaltung der Lagertemperaturdifferenz betätigt.

Eine Regelung der Temperatur im Lagerverdampfer wird erreicht, indem bei abgeschlossenem Eingefrierverdampfer dec Motorkompressor den Druck im Kältekreislauf erniedrigt und damit durch eine Verdampfungstemperatursenkung nur den Lagerverdampfer wieder herabkühlt.

Ferner liegt es im Wesen der Erfindung, daß beim Herabkühlen des La— gerverdampfers das gesamte Kältemittel im Eingefrierverdampfer verdampft und dieser Überschuß vom Sammler aufgenommen wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung findet die Erfindung dadurch, daß in einem gemeinsamen Xsoliergehäuse 1 die Doppelverdampfer 2 (Lager— und Eingefrierverdampfer 2a und 2b) angeordnet sind, und daran angeschlossen ist die temperaturabhängige Regeleinrichtung 3 sowie im . Kältemittelausgang 4 die Sperr- und Durchlaßeinheit 5 mit dem Kälte— mittelsammler 6.

Durch die Ausgestaltung des vorigen Gedankens muß die temperaturabhängige Regeleinrichtung 3 als ein mit Fühlersonden 11, 12 versehener Schaltthermostat ausgebildet sein.

Weiterhin ist es günstig, daß die Sperr- und Durchlaßeinheit aus einem ein oder mehrere Wege durchlassenden Ventil besteht, das der Schaltung des Doppelverdampfers 2 entsprechend im Kühlmittelausgang angeordnet ist,

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Außerdem bedingt Reihen- oder Parallelschaltung des Doppelverdampfers, daß der Kältemittelsammler 6 dem aufzunehmenden Volumen entsprechend gestaltet ist.

Wesentlich für die Ausbildung ist es, daß bei Verdampferreihenschaltung eine Umgehungsleitung 7 zwischen Lager- und Eingefrierverdampfer 2a, 2b einerseits und am Dreiwege-Ventil andererseits angeschlossen ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß einerseits in beiden Verdampfern schon gefrorenes Gut gelagert werden kann bei Temperaturen unterhalb der Grenztemperatur und daß andererseits gleichzeitig und selbsttätig regelnd in einem Teil kaltgelagert, sowie im anderen Teil, lediglich begrenzt vom Fassungsvermögen, eingefroren wird, ohne das kaltlagernde Gut über die Grenztemperatur zu erwärmen .

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in.der Zeichnung dargestellt und wild im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Gefrier-

schrankes mit parallelgeschalteten Verdampferteilen und einem Ventil im Ausgang, sowie einem Thermostaten,

Fig. 2 den schematischen Aufbau eines Gefrier

schranke s mit in Reihe geschalteten Verdampferteilen und einem Ventil im Ausgang, mit Anschluß für eine Umgehungsleitung, sowie einen Thermostaten,

Fig. 3 ein Schaltbild mit einem mehrere Funktio

nen wahrnehmenden und ausübenden Thermostaten, sowie Kompressor und Ventil,

Fig. 4 ein Diagramm mit dem Temperaturverlauf des

Gefriergutes und des Lagergutes.

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Fig. 1 zeigt ein Gefrierechrankisoliergehäuse 1, in dem der Lager— verdampfer 2a mit dem Eingefrierverdampfer 2b parallel geschaltet ist. Die Zuführung des Kühlmittels erfolgt vom Motorkonipressor 8 über den Verflüssiger 9 und die Drosselstrecke 10 in die parallelen Zuleitungen für den Doppelverdampfer 2. Das in Grundstellung geöffnete - hier einwegige - Ventil 5 läßt eine gleichmäßige Kältemittelbeschickung in beiden Verdampferteile 2a und 2b zu. Dies hat zur Folge, daß der Lagerverdampfer, sowie auch der Eingefrierverdanpfer einen nahezu gleichen thermischen Verlauf hat. Beim Beschik— ken des Eingefrierverdampfers 2b mit warmer Ware, wird durch die damit verbundene Druckerhöhung in diesem die gesamte, vom Motorkompressor 8 angesaugte Dampfmenge erzeugt, und der Lagerverdampfer 2a ist dabei mit flüssigem Kältemittel gefüllt. Steigt infolge einer Wärmezufuhr - direkt vom warmen Gut her oder durch die Kondensation des im Eingefrierverdampfer entstandenen Kältemitteldampfes — zum Lagerverdampfer 2a die Temperatur in diesem über einen zulässigen Grenzwert (/-Jh ~), so wird über den Thermostaten 3 das Ventil 5 geschlossen. Damit wird nur noch Kühlmittel aus dem Lagerverdampfer 2a abgesaugt, und durch den entstehenden Druckabfall und damit auch Verdampfungstemperaturerniedrigung wird die Lagerware wieder herabgekühlt bis auf die untere Lagergrenztemperatur. Es verdampft dabei das gesamte Kältemittel im Eingefrierverdampfer 2b wegen des hier herrschenden höheren Drucks, und es muß vom Sammler 6 aufgenommen werden. Nach Wiederabkühlung des Lagerverdampfers 2a öffnet, durch den den Thermostaten 3 betätigenden Fühler 11, das Ventil 5 wiederum den Kreislauf} das Kältemittel strömt durch beide Verdampfer, und die Wärme wird wieder ausschließlich dem Eingefrierverdampfer und dem hier befindlichen Eingefriergut entzogen.

In Fig. 2 wird ein Gefrierschrankisoliergehäuse 1 mit in Reihe geschaltetem Lager- und Eingefrierverdampfer 2a und 2b dargestellt, bei dem die Kühlmittelzuführung ebenfalls über Motorkompressor 8, Verflüssiger 9 und die Drosselstrecke 10 in den Doppelverdampfer erfolgt. Zwischen den beiden Reihenverdampfern 2a und 2b und dem Ventil 5 ist eine Umgehungsleitung 7. angeordnet. Zu Beginn des Vorgangs werden Lagerverdampfer 2a sowie auch Eingefrierverdampfer 2b

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gleichmäßig vom Kältemittel durchströmt. BeimEingefrieren von Ware wird, entsprechend der Wärmezuführung, das meiste Kältemittel im Eingefrierverdampfer 2b verdampft, und der Lagerverdampfer 2a ist mit flüssigem Kältemittel gefüllt. Nimmt der Lagerverdampfer den unzulässig hohen Temperaturwert - wie unter Fig. 1 beschrieben an, so wird über die Fühlersonde 11 des Thermostaten 3 das dreiwegeschaltend ausgelegte Ventil 5 betätigt, und es öffnet dadurch die Umgehungsleitung 7 durch Umschalten. Damit ist der Eingefrierverdampfer 2b saugseitig abgetrennt, und nur noch der Lagerverdampfer 2a wird mit Kältemittel versorgt und abgekühlt· Auch hierbei muß der Sammler 6 das Kältemittel des Eingefrierverdampfers 2b aufnehmen. Nach erfolgter Niederabkühlung des Lagerverdampfers 2a schaltet die Fühlersonde 11 an diesem das Ventil wieder in die ursprüngliche Lage, und das Kältemittel strömt - wie anfangs beschrieben - wieder durch den Doppelverdampfer 2«

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Regelung ist in Fig. 3 dargestellt. Der Thermostat 3 ist in die Teile 3a und 3b unterteilt. Der Teil 3a ist zweckmäßig etwas kälter justiert als der Teil 3b und wird von der Fühlersonde 11 des Lagerverdampfers 2a gesteuert. Bei zu warmer Lagertemperatur wird somit der Motorkompressor 8 eingeschaltet und gleichzeitig das Magnetventil 5 zur saugseitigen Absperrung des Eingefrierverdampfers 2b. Der Thermostatteil 3b wird von der Fühlersonde 12 am Eingefrierverdampfer 2b beaufschlagt und betätigt nur den Motorkompressor, so daß dieser auch läuft, wenn das Thermostatteil 3a bei zu warme« Eingefrierverdampfer 2b dadurch geöffnet wurde, daß der Lagerverdampfer 2a die Schalttemperatur erreicht hat.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem mit I die Abkühlkurve der einzufrierenden Last und mit II die Kühlkurve der Lagerlast dargestellt ist. Bei Beschickung des Gefriergerätes mit warmem Gut, wird dieses nach Abkühlkurve I sofort abgekühlt, gleichzeitig steigt die Temperatur des Lagergutes nach Kühlkurve II bis auf den zulässigen Wert an. Ist dieser erreicht, setzt mittels der Anordnung nach Fig. 1-3 wieder die Abkühlung des Lagergutes ein, während das

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Eingefriergut für diese Zeit nur auf der vorher erzeugten Temperatur gehalten wird, und alternierend wird einerseits die einzufrierende Last nach Abkühlkurve I und andererseits die Lagerlast nach Kühl— kurve II - ohne die zulässige Grenztemperatur zu überschreiten — gemeinsam auf die Lagertemperatur unterhalb der Grenztemperatur _c geführt und dort gehalten.

Claims

Elektrowerke KG

Patentansprüche

Verfahren zum Eingefrieren und gleichzeitig sicheren Gefrierlagern von Gütern in KUhlgeräten, insbesondere Haushaltsgefriergeräten, die mit Motorkompressor, naohgeschaltetem Kondensator, daran angeschlossenem Einspritzteil, vom Isoliergehäuse umschlossenem Doppelverdampfer in Reihen- oder Parallelschaltung, sowie temperaturabhängiger Regeleinrichtung, Kälteraittelsammler und Sperr- und Durchlaßeinheit ausgestattet sind, durch Steuerung des Kältemittels im Verdampferteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen im Eingefrierteil und Lagerteil des Doppelverdampfers getrennt überwacht werden und durch eine alternativ arbeitende temperaturabhängige Regeleinrichtung, die einerseits abhängig vom Bereich der Lagertemperatur in beiden Verdampf erteilen den Motorkompressor ein— bzw· ausschaltet, andererseits beim gleichzeitigen Gefrierlagern von kaltem und Eingefrieren von warmem Gut ausschließlich den Lagerverdampfer zu dem Zweck beeinflußt, unzulässig hohe Temperaturenj die durch die Einwirkung des warmen Gutes auf das Lagerteil auftreten, zu vermeiden, indem eine Sperr— und Durchlaßeinheit den Eingefrierverdampfer für die Zeit des erneuten Herabkühlens der Lagerware einseitig vom Kältekreislauf trennt, so daß während dieser Zeit die gesamte Kälte im Lagerverdampfer erzeugt wird·
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Fühlersonden der temperaturabhängigen Regeleinrichtung die Temperaturen im Lager— sowie Eingefrierverdampfer wahrgenommen werden, wonach diese Einrichtung alternativ in Abhängigkeit von den Temperaturen den Doppelverdampfer oder den Lagerverdampfer mittels einer Sperr- und Durchlaßeinheit schaltet·

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3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagertemperatur des Gefriergutes stets, auch beim gleichzeitigen Eingefrieren und Lagern, unterhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur gehalten wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1 - 3» dadurch gekennzeichnet, daß sowohl ira Lager— als auch im Eingefrierverdarapfer die Min— destlagertemperatur unterhalb der Grenztemperatur dadurch eingehalten wird, daß die temperaturabhängige Regeleinrichtung nur noch den Motorkompressor zur Einhaltung der Lagertemperaturdifferenz betätigt·
5) Verfahren nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß bei abgeschlossenem Eingefrierverdampfer der Motorkompressor den Druck im Kältekreislauf erniedrigt und damit durch eine Verdampfungstemperatursenkung nur den Lagerverdampfer wieder herabkühlt.
6) Verfahren nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß beim Herabkühlen des Lagerverdampfers das gesamte Kältemittel im Eingefrierverdarapfer verdampft und dieser Überschuß vom Sammler aufgenommen wird.
7) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Isoliergehäuse (l) die Doppelverdampfer (2) (Lager- und Eingefrierverdampfer 2a und 2b) angeordnet sind, und daran angeschlossen ist die temperaturabhängige Regeleinrichtung (3) sowie im Kältemittelausgang (4) die Sperr- und Durchlaßeinheit (5) mit dem Kältemittelsammler (6).
8) Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängige Regeleinrichtung (3) als ein mit Fühlersonden (ll, 12) versehener Schaltthermostat ausgebildet ist.

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9) Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr- und Ourchlaßeinheit aus einem ein oder mehrere Wege durchlassenden Ventil besteht, das der Schaltung des Doppelverdampfers (2) entsprechend im Kühlmittelausgang angeordnet ist.
10) Vorrichtung nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelsammler (6) dem aufzunehmenden Volumen entsprechend gestaltet ist.
11) Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß bei Verdampferreihenschaltung eine Umgehungsleitung (7) zwischen Lager- und Eingefrierverdampfer (2a, 2b) einerseits und am Dreiwege-Ventil andererseits angeschlossen ist.

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