DE3043791C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät, insbesondere einen kombinierten Kühl- und Gefrierschrank, mit mindestens zwei thermisch getrennten Fächern, sowie mit nur einer einzigen Kältemaschine, in derem Kreislauf mehrere, den einzelnen Fächern zugeordnete Verdampferabschnitte parallel zueinander liegen, welche mittels den einzelnen Fächern zugeordneten, im Stromkreis der Kältemaschine zueinander parallel liegenden Thermostaten und einem von diesen über eine Schaltungsanordnung gesteuerten elektromagnetischen Mehrwege-Ventil in den Kältekreislauf derart einschaltbar sind, daß bei gleichzeitigem Ansprechen mehrerer Thermostate in einem durch einen Taktgeber vorgegebenen Rhythmus ein wechselweises Umsteuern des Kältekreislaufes auf die diesen zugeordneten Verdampferabschnitte erfolgt.

Bei einem aus der DE-OS 31 34 837 bekannten Kühlgerät der genannten Art geschieht beim Ansprechen mehrerer Thermostate das Umsteuern des Kältekreislaufes zwischen den diesen zugeordneten Verdampferabschnitten mit Hilfe eines in der Schaltungsanordnung vorgesehenen Mikroprozessors, welcher in einem starren Rhythmus in Intervallen von 10 bis 20 Minuten schaltet, so daß nach erfolgter Umschaltung auch dann noch gekühlt wird, wenn der untere Schaltpunkt des Thermostaten erreicht und eine weitere Temperatursenkung nicht mehr erwünscht ist. Darüber hinaus erfordert die bekannte Schaltungsanordnung wegen des hierfür notwendigen Einsatzes eines Mikroprozessors einen hohen Kostenaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige Schaltungsanordnung für ein Kühlgerät der eingangs näher beschriebenen Art zu schaffen, mit der es möglich ist, auch unter extremen Bedingungen die in den einzelnen Fächern eingestellte Temperatur exakt einzuhalten und somit auch den Energieverbrauch eines derartigen Kühlgerätes zu verringern.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Schaltungsanordnung den Taktgeber über eine logische Verknüpfungsschaltung höchstens so lange wirksam werden läßt, als mehrere Thermostate den oberen Schaltpunkt überschritten und den Stromkreis der Kältemaschine geschlossen haben.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltungsanordnung wird mit Sicherheit gewährleistet, daß der Taktgeber nur dann wirkt und durchgeschaltet wird, wenn mehrere Thermostate Kälteleistung anfordern und sofort wirkungslos wird, wenn nur noch in einem Fach Kältebedarf herrscht.

Eine zusätzliche Verbesserung ergibt sich, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung die Taktzeiten unterschiedliche Länge aufweisen und an den Leistungsbedarf der einzelnen Verdampferabschnitte in den Fächern unterschiedlicher Temperatur angepaßt sind.

Weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einem vereinfachten Schaltschema den den Kältekreislauf eines mit nur einem Verdichter ausgestatteten Zweitemperaturen-Kühlschrankes mit über ein Magnetventil gesteuerten, parallel geschalteten Verdampferabschnitten und

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild, aus dem die Verknüpfung der den beiden Fächern des Zweitemperaturen-Kühlschrankes zugeordneten Thermostate und des Taktgebers für die Umschaltung des Magnetventiles hervorgeht.

Ein in der Fig. 1 mit 10 bezeichneter Kältekreislauf für einen nicht dargestellten Zweitemperaturen-Kühlschrank weist einen Verdichter 11 auf, welcher mit seiner Hochdruckseite über ein Druckrohr 12 an einen Kondensator 13 angeschlossen ist. In Strömungsrichtung ist hinter dem Kondensator 13 ein Kältemitteltrockner 14 in Form einer in das Druckrohr 12 eingeschalteten Trocknerpatrone angeordnet. Am Ende des Druckrohres 12 befindet sich ein 3/2-Wege-Magnetventil 15, dessen beide Ausgänge einerseits über ein Drosselrohr 16 an einen Verdampfer 17 und andererseits über ein Drosselrohr 18 an einen Verdampfer 19 angeschlossen sind. Die auf diese Weise einander parallel geschalteten Verdampferabschnitte 17 und 19 sind dem Gefrierfach bzw. dem Normalkühlfach des nicht dargestellten Zweitemperaturen-Kühlschrankes zugeordnet. Ihre Ausgänge sind über eine Saugleistung 20 an die Saugseite des Verdichters 11 angeschlossen.

Das 3/2-Wege-Magnetventil 15 wird über dem Gefrierfach und dem Normalkühlfach zugeordnete Thermostate gesteuert, welche im Stromkreis des Verdichters 11 parallel zueinander liegen und beim Erreichen des oberen Einschaltpunktes den Antriebsmotor des Verdichters einschalten. Dabei sind die dem Normalkühlfach und dem Tiefkühlfach zugeordneten Thermostate über eine in der Fig. 2 vereinfacht dargestellte logische Schaltung derart verknüpft, daß das Magnetventil beim Ansprechen beider Thermostate in einem vorbestimmten Takt auf die Verdampferabschnitte des Tiefkühlfaches und des Normalkühlfaches so lange umschaltet ist wenigstens in einem der beiden Fächer der untere Ausschaltpunkt erreicht ist.

Die logische Verknüpfung der von den beiden Thermostaten kommenden Signale ist in der Fig. 2 dargestellt. Diese können sowohl von einem mechanischen als auch einem elektronischen Regler geliefert werden, wobei davon ausgegangen wird, daß das vom Thermostaten des Gefrierfaches ausgehende Signal bei G ankommt, während das vom Thermostaten des Kühlfaches ausgehende Signal bei K wirksam wird. Diese beiden Thermostate sollen bei Kältebedarf, also beim Überschreiten des oberen Schaltpunktes ein Signal (logisch 1) und beim Absinken der Temperatur unter den tiefsten Schaltpunkt ein Signal (logisch 0) liefern. Der Verdichter 11 muß immer dann eingeschaltet werden, wenn an einem oder beiden Regler der obere Schaltpunkt überschritten und Kälte angefordert wird. Die am Signaleingang G, K ankommenden Signale werden über die Inverter I₁ und I₂ mit dem Nand-Gatter zu einer Oder-Funktion verknüpft. Vom Ausgang N₁ aus wird der Verdichter 11 via Nand-Gatter N₂, den Transistor T₁ und das Triac TRC eingeschaltet. Die Nand-Gatter N₂ und N₃ bilden zusammen mit dem Inverter I₃, der Diode D, dem Widerstand R₁ und dem Kondensator C₁ ein Zeitverzögerungsglied V für das Schaltsignal. Die Verzögerung wird immer nach einer Laufzeit des Verdichters 11 wirksam. Sie verhindert, daß der Verdichter 11 wieder eingeschaltet werden kann, noch bevor im Kältekreislauf ein Druckausgleich stattgefunden hat.

Das 3/2-Wege-Magnetventil 15 ist so ausgebildet, daß es bei Ansteuerung Kältemittel in den dem Normalkühlfach zugeordneten Verdampferabschnitt 17 führt und in der Ruhelage den Weg zum Verdampferabschnitt 19 des Gefrierfaches freigibt. Die bei G, K von den beiden Thermostaten ankommenden Signale sind durch die beiden Nand-Gatter N₄ und N₅ logisch miteinander verknüpft. Als dritte Steuergröße kommt vom Nand-Gatter N₆ ein Taktsignal dazu. Dieses Taktsignal wird in einem, im dargestellten Ausführungsbeispiel durch strichpunktierte Linien umgebenen Taktgenerator T mit den Invertern I₅, I₆ und dem Widerstands-Kondensatorglied R₂, C₂ erzeugt. Im gewählten Beispiel ist das Taktsignal durch eine Flip-Flop-Kette FF₁, FF₂ auf ein Impuls-Pauseverhältnis von 3 : 1 unterteilt.

Wenn in dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel beide Regler Kälte anfordern, liegen die durch G und K gesteuerten Eingänge von N₄ und N₅ auf logisch 1. Das 3/2-Wege-Ventil wird über den Thyristor Th₁, die Inverter I₄ und N₄ sowie N₅ im Takt des Taktgenerators erregt und abgeschaltet. Damit erfolgt eine Kältemittelverteilung in dem oben beschriebenen Impuls-Pause-Verhältnis an die beiden Verdampferabschnitte. Fordert der dem Gefrierfach zugeordnete Regler keine Kälte an, dann inhibiert sein in diesem Falle auf 0 liegendes Signal über N₄ den Takt, so daß das 3/2-Wege-Ventil allein von dem dem Normalkühlfach zugeordneten Regler K aus gesteuert wird. Die Ansteuerung für das Relais des 3/2-Wege-Magnetventils ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:

Wenn nun beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme eines mit der beschriebenen und dargestellten Regelung ausgestatteten Zweitemperaturen-Kühlschrankes sowohl das Normalkühlfach als auch das Tiefgefrierfach noch warm sind, haben die ihnen zugeordneten Thermostate den oberen Schaltpunkt überschritten und fordern somit Kälte an. In diesem Zustand gibt das 3/2-Wege-Ventil getaktet fortlaufend Kältemittel entweder nur an den dem Normalkühlfach zugeordneten Verdampferabschnitt 17 oder den dem Tiefkühlfach zugeordneten Verdampferabschnitt 19 ab. Dabei kann der dargestellte und beschriebene Taktgeber so dimensioniert bzw. eingestellt sein, daß er den Takt: 3 Minuten kühlen - 6 Minuten gefrieren, schaltet. Dadurch daß die Einspritzzeiten für das Kältemittel in den dem Normalkühlfach zugeordneten Verdampferabschnitt 17 und in den dem Gefrierfach zugeordneten Verdampferabschnitt 19 unterschiedlich eingestellt sein können, kann eine Anpassung entsprechend dem Leistungsbedarf der jeweiligen Behältergröße vorgenommen werden.

Sobald in einem der beiden Kreise die Solltemperatur erreicht ist und einer der beiden Thermostate den unteren Schaltpunkt erreicht hat, schaltet der Taktgeber ab und es wird nur noch derjenige Verdampfer angesteuert, dessen Thermostat weiterhin Kälte anfordert.

Durch die beschriebene Anordnung wird eine vollständige Unabhängigkeit der beiden Temperaturregelkreise im Normalkühlfach und Gefrierfach erreicht. Mit entsprechenden Reglern ist es sogar möglich, z. B. auch die Funktion Kühlen oder Gefrieren in den beiden Kreisen umzukehren, wobei dann das Tiefgefrierfach zum Normalkühlfach und das Normalkühlfach zum Gefrierfach wird. Es ist jedoch auch möglich, durch entsprechende Einstellung oder Dimensionierung des Taktgebers beide Fächer des Zweitemperaturen-Kühlschrankes gleichzeitig als Gefrierfach oder Kühlfach zu nutzen.

Durch eine Zusammenschaltung von zwei 3/2-Wege-Ventilen ließe sich nach dem dargestellten und beschriebenen Prinzip ein Viertemperaturenschrank mit einem Verdichter und vier unabhängig voneinander geregelten Fächern verwirklichen.

Claims (3)

1. Kühlgerät, insbesondere kombinierter Kühl- und Gefrierschrank, mit mindestens zwei thermisch getrennten Fächern, sowie mit nur einer einzigen Kältemaschine, in derem Kreislauf mehrere, den einzelnen Fächern zugeordnete Verdampferabschnitte parallel zueinander liegen, welche mittels den einzelnen Fächern zugeordneten, im Stromkreis der Kältemaschine zueinander parallel liegenden Thermostaten und einem von diesen über eine Schaltungsanordnung gesteuerten elektromagnetischen Mehrwege-Ventil in den Kältekreislauf derart einschaltbar sind, daß beim gleichzeitigen Ansprechen mehrerer Thermostate in einem durch einen Taktgeber vorgegebenen Rhythmus ein wechselweises Umsteuern des Kältekreislaufes auf die diesen zugeordneten Verdampferabschnitte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung den Taktgeber (T) über eine logische Verknüpfungsschaltung höchstens so lange wirksam werden läßt, als mehrere Thermostate den oberen Schaltpunkt überschritten und den Stromkreis der Kältemaschine geschlossen haben.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktzeiten unterschiedliche Längen aufweisen und an den Leistungsbedarf der einzelnen Verdampferabschnitte in den Fächern unterschiedlicher Temperatur angepaßt sind.

3. Kühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber willkürlich verstellbar ist.