-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Steuern des Betriebs eines Kühlschranks der sogenannten
"vereisungsfreien" Art, das heißt er enthält wenigstens einen
Verdampfer, der in bestimmten Abständen automatisch enteist
wird.
-
Wie allgemein bekannt ist, enthalten Geräte dieser Art,
normalerweise Kühlschränke, einen hauptsächlich gewöhnlichen
Kühlmittelkreislauf, der einen Kompressor enthält, einen
Kondensator, ein Düsenelement und einen Verdampfer. Genauer gesagt ist
der Verdampfer vorzugsweise lamellenartig ausgebildet und dazu
eingerichtet einen Ventilator und eine
Enteisungsbeheizungseinrichtung, die damit in Verbindung stehen, zu enthalten.
-
Da ein Kühlmittelkreislauf normalerweise eine ausgedehnte
Zeitdauer in Betrieb ist, ist es wünschenswert, das der belüftete
Verdampfer in regelmäßigen Abständen automatisch enteist wird.
-
Zur Steuerung des Enteisungsbetriebs wird normalerweise das
Kühlgerät der Art, die einen belüfteten Verdampfer enthält, mit
einer automatischen Enteisungssteuerungsvorrichtung der Art,
wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, versehen. Bei einer Anordnung
dieser Art sind der Motor 3 des Kompressors und der Motor 4 des
Ventilators 5, der mit dem Verdampfer in Verbindung steht,
parallel angeordnet und dazu eingerichtet, mit den Anschlüssen 6,
7 einer elektrischen Stromquelle durch einen
Thermostatunterbrechungsschalter 8 und einen gesteuerten
Kommutatorschalter 9, der mit dem Thermostatunterbrechungsschalter in
Reihe geschaltet ist, verbunden zu werden. Genauer gesagt, ist
der Thermostatunterbrechungsschalter 8 normalerweise
geschlossener Art und dazu eingerichtet, sich zu öffnen, wenn die
Temperatur
des Fachs, das durch den belüfteten Verdampfer gekühlt
wird, den erwünschten Nominalwert von z. B. -18ºC erreicht.
-
Der Kommutatorschalter 9 wird durch einen elektromechanischen
oder elektronischen Zeitgeber 10, der direkt mit den
Anschlüssen 6, 7 der elektrischen Stromzuführung verbunden ist,
gesteuert. Der Kommutatorschalter 9 befindet sich normalerweise in
der Position, die in durchgehenden Linien gezeigt ist, zum
Zuführen von Strom an die Elektromotoren 3 und 4, und wird
zyklisch, zum Beispiel einmal in 24 Stunden, durch den Zeitgeber
10 aktiviert, um in die Position zu wechseln, die in
gestrichelten Linien gezeigt ist, zum Liefern von Strom an
wenigstens einen Enteisungswiderstandbeheizer 12 des belüfteten
Verdampfers über einen Thermostatunterbrechungsschalter 11. Der
Kommutatorschalter 9 bleibt in der Enteisungsposition für eine
vorbestimmte Zeitdauer von z. B. 30 Minuten, wobei der
Thermostatunterbrechungsschalter 11 normalerweise geschlossen ist und
dazu eingereichte ist, sich zu öffnen, wenn der Verdampfer eine
vorbestimmte Temperatur hat von z. B. +5ºC, die für den
Enteisungsvorgang ausreichend erscheint. Während des normalen
Betriebs des Kühlgeräts sind der Zeitgeber 10 sowie auch die
Motoren 3 und 4 des Kompressors und des Ventilators
eingeschaltet, so daß der Kühlmittelkreislauf während der gesamten
Zeitdauer, die von dem Zeitgeber 10 vorgegeben wird, in Betrieb
gehalten wird. Der Zeitgeber 10 aktiviert den Kommutatorschalter
9 zyklisch, um die Position, die in gestrichelten Linien
gezeigt ist, für eine feste Enteisungsperiode, während welcher
die Motoren 3 und 4 abgeschaltet sind, festzulegen, während der
Enteisungswiderstandsbeheizer 12 abgeschaltet ist. Sobald der
Thermostatunterbrechungsschalter 11 zeigt, daß der Verdampfer
seine Enteisungstemperatur vor dem Ende der festen Zeitdauer
erreicht hat, wird der Widerstandsbeheizer 12 abgeschaltet,
wohingegen der Kühlmittelkreislauf nur reaktiviert wird nach der
Beendigung der vorbestimmten Enteisungsperiode.
-
Deshalb tritt eine unbestimmte und unerwünschte Ausfall zeit
auf, während welcher der belüftete Verdampfer nicht in Betrieb
ist nachdem er ausreichend enteist wurde, selbst wenn der
Thermostat
8 eine relativ hohe Temperatur des Innenraums des
Kühlfachs anzeigt.
-
Auf der anderen Seite wird der Widerstandsheizer 12 nach
Beendigung der Enteisungsperiode, die vom Zeitgeber 10 vorgegeben
wird, abgeschaltet und die Motoren 3 und 4 werden wieder
eingeschaltet, selbst wenn aus irgend einem Grund der Verdampfer
noch nicht ausreichend enteist wurde. Als Ergebnis nimmt der
Kühlmittelkreislauf seinen Betrieb unter anomalen Bedingungen
wieder auf, wodurch die gesamte Leistung des Kühlgeräts negativ
beeinflußt wird.
-
EP-A3-00 17 458 beschreibt einen Enteisungssteuergerät, bei dem
die Enteisung nur dann ausgeführt wird, wenn ein Zeitgeber
einen Schalter in Enteisungsbetrieb setzt und ein mechanischer
Abtastapparat anzeigt, daß Enteisung vonnöten ist. Dieser
Abtastapparat enthält einen Schalter, der die Stromzuführleitungen
entweder mit dem Kompressor oder dem Enteiser verbindet. Der
Kompressor wird deshalb sofort dann aktiviert, sobald der
Abtastapparat anzeigt, daß die Enteisung beendet werden soll. Wenn
jedoch die Zeit vor Beendigung des Enteisungsvorgangs abläuft,
wird der Kompressor wieder aktiviert, obwohl der
Enteisungsvorgang noch nicht ganz abgeschlossen ist.
-
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
einfache Steuervorrichtung für ein Kühlgerät anzugeben, die in der
Lage ist sicherzustellen, daß das periodische und automatische
Enteisen des Verdampfers und der Betrieb des
Kühlmittelkreislaufs in Übereinstimmung mit den vorherrschenden
Betriebsbedingungen des Kühlgerätes gesteuert werden und der
Enteisungsvorgang nur dann unterbrochen wird, wenn der Verdampfer des
Enteisers eine vorbestimmte, hohe Temperatur erreicht hat.
-
Die Steuervorrichtung nach Anspruch 1 liefert eine einfache
Lösung für diese Aufgabe.
-
Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlicher
durch die folgende Beschreibung mit Hilfe von Beispielen und
unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnungen.
-
Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem Elemente, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Steuergerät aus Fig. 2
zeigt im wesentlichen nur ein paar grundlegende Unterschiede in
Hinblick auf das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1. Genauer
gesagt, ist aufeine ähnliche Weise wie bei den Motoren 3 und 4,
der Zeitgeber 10 nicht direkt mit den Anschlüssen 6 und 7 der
elektrischen Stromzuführung verbunden, sondern durch den
Kommutatorschalter 9 selbst gesteuert. Genauer gesagt, wird der
Zeitgeber 10 mit elektrischem Strom durch den
Kommutatorschalter 9 versorgt, wenn letzterer sich in seiner normalen
Betriebsposition befindet, gezeigt durch die durchgehenden Linien
in Fig. 2. Der Thermostatkommutator 11, der auf die Temperatur
des Verdampfers (nicht gezeigt) reagiert, hat zwei
Betriebspositionen. Genauer gesagt, setzt der Thermostatkommutator 11 die
Position, gezeigt durch durchgehende Linien in Fig. 2, in
Reaktion auf eine niedrige Temperatur von z. B. -20ºC des Verdampfers
fest, und setzt die Position, die in gestrichelten Linien
gezeigt ist, in Reaktion auf eine höhere Temperatur von z. B.
+5ºC fest.
-
Eine Verbindung 13 stellt sicher, daß in gleicher Art wie bei
den Motoren 3 und 4 der Zeitgeber 10 mit elektrischem Strom
über die Reihenschaltung der Kommutatoren 9 und 11 versorgt
werden, wenn sie sich beide in Betriebspositionen befinden, wie
durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt ist.
-
Der Zeitgeber dient dazu, den Kommutatorschalter 9 derart zu
steuern, daß er sich normalerweise in der Betriebsposition, die
durch durchgehende Linien gezeigt ist, befindet, und wird
zyklisch, z. B. einmal alle 24 Stunden in die Betriebsposition
geschaltet, die durch gestrichelte Linien gezeigt ist, für eine
relativ kurze Zeitdauer von z. B. 2 Minuten. Diese Zeitdauer ist
vorzugsweise kürzer als die Zeitdauer von z. B. 5 Minuten, die
vom Thermostatkommutator 11 benötigt wird während des normalen
Betriebs der Kühlvorrichtung, um nach Beendigung jedes
Verdampfungsenteisungsvorgangs von der Position, die in
gestrichelten Linien gezeigt ist, und der Temperatur von ungefähr
+5ºC entspricht, auf die Position umzuschalten, die in
durchgehenden Linien gezeigt ist, und der Temperatur von ungefähr -
20ºC entspricht. Das Timing dieses Umschaltvorgangs ist
natürlich auf der Basis der Betriebseigenschaften der
Kühlvorrichtung als ganzes berechnet.
-
Der Betrieb des Steuergeräts nach der vorliegenden Erfindung
ist im wesentlichen herkömmlicher Art und muß nicht detailliert
beschrieben werden. Es wird eher darauf abgezielt, einige
funktionale Aspekte, die sich von den oben beschrieben
Eigenschaften ableiten lassen, herauszugreifen.
-
Am Anfang jedes Enteisungsvorgangs ertastet der
Thermostatkommutator 11 eine niedrige Temperatur des Verdampfers (z. B. -20ºC)
und befindet sich deshalb in der Betriebsposition, die
durch durchgehende Linien gezeigt ist, wohingegen der
Kommutator 9 durch den Zeitgeber 10 aktiviert wird, um die Position,
die in gestrichelten Linien gezeigt ist, einzunehmen.
-
Dadurch werden der Motor 3 des Kompressors und der Motor 4 des
Ventilators 5 abgeschaltet, während der
Enteisungswiderstandsbeheizer 12 mit elektrischem Strom über die Kommutatoren
9 und 11, die in Reihe geschaltet sind, versorgt wird. Zur
gleichen Zeit, wird der Zeitgeber 10 abgeschaltet, so daß der
Enteisungsbetrieb während einer Zeitdauer, die unbedingt
notwendig ist zum Erhitzen des Verdampfers bis zur vorbestimmten
Enteisungsbeendigungstemperatur von ungefähr +5ºC fortfahren
kann. Zu diesem Zeitpunkt kommutiert der Thermostatkommutator
11 bis zur Position, die durch gestrichelte Linien gezeigt ist,
um dadurch den Widerstandsbeheizer 12 abzuschalten, und um die
elektrische Stromversorgung für die Motoren 3 und 4 und den
Zeitgeber 10 wieder herzustellen. Auf diese Art und Weise nimmt
der Kühlmittelkreislauf den Betrieb gleich nach Beendigung des
Verdampferenteisungsbetriebs wieder auf. Dieser Zustand wird
solange aufrechterhalten, bis der Verdampfer wieder seinen
vorbestimmten niedrigen Temperaturwert von ungefähr -20ºC erreicht
hat, wodurch der Thermostatkommutator 11 wieder in seine
Position zurückkehrt, die durch durchgehende Linien gezeigt ist. In
der Zwischenzeit hat der Zeitgeber 10 jedoch den Kommutator 9
bereits aktiviert, um seine Position, die durch durchgehende
Linien gezeigt ist, einzunehmen, so daß der
Enteisungswiderstandsbeheizer 12 in seinem abgeschalteten Zustand bleibt,
während die Motoren 3 und 4, wie auch der Zeitgeber 10, mit
elektrischem Strom durch den Kommutator 9 versorgt werden.
-
Wie bereits oben beschreiben, tritt dieser Umschaltbetrieb des
Kommutators 9 zuverlässig vor dem Betrieb des
Thermostatkommutators 11 auf, um dadurch einen korrekten, durchgehenden,
wirksamen Betrieb des Kühlgeräts als ganzes zu gewährleisten.
In der vorausgehenden Beschreibung wurde vorausgesetzt, daß der
Thermostatunterbrechungsschalter 8 sich in seinem normalen
geschlossenen Zustand befindet. Tatsächlich dient der
Thermostatschalter 8 dazu, sich zu öffnen, um dadurch die Motoren 3 und 4
abzuschalten wenn die Temperatur des gekühlten Fachs durch den
belüfteten Verdampfer einen vorbestimmten niedrigen
Temperaturwert erreicht.