DE4330925C2 - Kühlgerät für einen Schaltschrank oder ein Elektronikgehäuse mit Vereisungsschutzeinrichtung - Google Patents

Description

Kühlgerät für einen Schaltschrank oder ein Elektronikgehäuse mit einem in einem Kältekreislauf liegenden Verdichter, einer Verflüssigereinheit, einem Expansions­ ventil, einer Verdampfereinheit und einer Vereisungsschutzeinrichtung, mit der mittels Temperaturerfassung im Kältekreislauf und elektronischer Auswertung in einer Steuereinheit ein Meldesignal zum Abschalten des Kühlgerätes oder Abgeben eines Störungssignals erzeugbar ist.

Ein Kühlgerät dieser Art ist in der EP 0 158 581 B1 als bekannt ausgewiesen. Bei diesem bekannten Kühlgerät wird zur Überwachung der Vereisung eines in dem Kältekreislauf vorgesehenen Verdampfers eine Meßeinrichtung mit zwei Temperaturfühlern vorgeschlagen, von denen der eine zur Bestimmung der Tempe­ ratur des Kältemittels in dem Verdampfer und der andere zur Bestimmung der Temperatur des den Verdampfer verlassenden Kältemittels vorgesehen ist. In einer Steuereinheit wird die Temperaturdifferenz zwischen den mit diesen beiden Temperaturfühler erfaßten Meßsignalen gebildet, um Aufschluß darüber zu erlangen, ob das Kältemittel in der erforderlichen Weise fließt. Ist der Kälte­ mittelfluß nicht ordnungsgemäß gewährleistet, so werden ein Kompressor und andern Komponenten des Kühlgerätes abgeschaltet. Dieses bekannte Kühlgerät sieht somit zur Herleitung eines Signals zum Feststellen einer Vereisungsgefahr eine relativ aufwendige Einrichtung vor.

In der DE 34 45 602 C1 ist eine Vorrichtung angegeben, mit der die Dicke einer Eisschicht an einem Verdampfer auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.

Die DE 25 36 398 C3 beschreibt ein Kühlgerät, bei dem mittels einer Ent­ eisungssteueranordnung, die elektrische Fühler aufweist, eine bereits eingetre­ tene Vereisung des Verdampfers festgestellt und bei Bedarf eine Enteisungs­ einrichtung eingeschaltet wird.

Bei dem in der DE 33 26 977 C2 angegebenen Kühlgerät sind zwei Temperatur­ fühler vorgesehen, von denen der eine in einem Luftströmungskanal vor dem Verdampfer und der andere in einem Luftströmungskanal am Kältemittelaustritt des Kondensators angeordnet ist. Über das Problem der Vereisung sind in dieser Druckschrift keine Ausführungen gemacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kühlgerät derart weiterzubilden, daß auf einfache und zuverlässige Weise der Verdampfer vor einer Vereisung geschützt ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß ein Temperaturfühler hinter dem Expansionsventil unmittelbar am Kältemittelrohr und gegenüber der Umgebung isoliert angeordnet ist. Obwohl nur ein Temperaturfühler vorgesehen ist, kann auf diese Weise die Gefahr einer Vereisung des Verdampfers sehr genau erkannt und einer Vereisung vorgebeugt werden, wie eingehende Untersuchungen der Erfinder gezeigt haben. Der Temperaturfühler sitzt hierbei im wesentlichen an der kältesten Stelle des Kältekreislaufes und kann weitgehend unbeeinflußt von äußeren Störfaktoren in engem Kontakt mit dem Kühlmittel kritisches Tempe­ raturänderungen schnell und zuverlässig erfassen. Mit der Steuereinheit können dann die entsprechenden, einer Vereisung vorbeugenden Maßnahmen veranlaßt werden.

Eine einfache Ableitung für das Meldesignal wird dadurch erhalten, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Vergleicherschaltung aufweist, deren einem Ein­ gang das Temperaturerfassungssignal zugeführt ist und an deren anderem Ein­ gang ein Temperatur-Bezugswert angelegt ist, bei dem eine Vereisung des Ver­ dampfers vermieden ist.

Vorteilhaft läßt sich das Meldesignal derart ausnutzen, daß mit ihm beim Unter­ schreiten des Bezugswertes der Kompressor abschaltbar ist. Hierbei ist zum ver­ zögerten Wiedereinschalten des Kompressor und der störungsfreien Wiederauf­ nahme des Kühlbetriebs weiterhin vorgesehen, daß in der Steuereinheit eine Schaltdifferenz eingestellt ist, mit der der Kompressor nach dem Abschalten verzögert wieder einschaltbar ist.

Ist vorgesehen, daß der Temperatur-Bezugswert mittels eines Potentiometers vorgebbar ist, so kann die Verarbeitungsschaltung optimal auf die jeweiligen Gegebenheiten des Kühlgerätes abgestimmt werden. Der Temperatur-Bezugs­ wert wird vorteilhafterweise auf einen Wert im Bereich von -6°C bis -2°C, bei­ spielsweise auf -5°C eingestellt.

Ist vorgesehen, daß die Verarbeitungseinrichtung als Mikrorechnereinheit ausge­ bildet ist, mit der weitere Eingangssignale verarbeitbar sind, so kann das Melde­ signal zusammen mit anderen Signalen in übersichtlicher Weise für die Über­ wachung herangezogen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In der Fig. ist ein Kältekreislauf eines Kühlgerätes mit einem Verdichter oder Kompressor 1, einem Verflüssiger oder Kondensator 2 mit zugehörigem Venti­ lator 2.1, einem Expansionsventil 3 und einem Verdampfer 6 mit zugehörigem Ventilator 6.1 gezeigt. Mit einem Pressostat 1.1 wird der Druck in dem Kreislauf hinter dem Verdichter überwacht, während in einem Sammlertrockner 2.2 einem zirkulierenden Kältemittel schädliches Wasser entzogen werden kann.

Der Verdichter 1 saugt gasförmiges Kältemittel aus dem Verdampfer 6 ab, bringt es auf einen höheren Druck und verflüssigt es im Verflüssiger 2. Die dabei entstehende Wärme wird am Verflüssiger 2 mit Hilfe des Verflüssiger- Ventilatorn die Umgebung abgegeben.

Das flüssige Kältemittel wird über das Expansionsventil 3 in den Verdampfer 6 eingespritzt. Dabei wird es bei niedrigerem Druck gasförmig. Die zum Verdampfen benötigte Wärme wird dem Verdampfer 6 mittels des Verdampfer- Ventilators 6.1 aus einem Schaltschrank oder Elektronikgehäuse zugeführt und bewirkt damit dessen Abkühlung. Der Kältekreislauf ist damit geschlossen und der oben genannte Vorgang beginnt erneut.

An dem Verdampfer 6 besteht bei niedrigen Schaltschrank- bzw. Elektronikgehäusetemperaturen die Gefahr der Vereisung, d. h. die Feuchtigkeit der Innenraumluft bildet eine Eisschicht an der Verdampferoberfläche. Um dies zu verhindern, wird am Ausgang des Expansionsventils 3 vor dem oder im Eingangsbereich des Verdampfers 6, die die kälteste Stelle bildet, ein Temperaturfühler angebracht.

Die Auswertung und Verarbeitung der von dem Temperaturfühler 4 erfaßten Temperatur erfolgt in einer Steuereinheit 5, die eine Verarbeitungseinrichtung 5.1 mit einer Vergleicherschaltung aufweist. In der Vergleicherschaltung wird der zugeführte Temperaturwert, der unmittelbar das Temperaturerfassungssignal oder ein daraus abgeleiteter, gegebenenfalls digitalisierter Meßwert sein kann, mit einem Temperatur-Bezugswert verglichen. Der Temperatur-Bezugswert kann beispielsweise mit einem Potentiometer zwischen -6°C und -2°C, z. B. -5°C, eingestellt oder auf andere Weise, etwa als fester Spannungswert, vorgegeben werden. Beim Unterschreiten des Bezugswertes besteht die Gefahr der Vereisung, und es wird von der Steuereinheit 5 ein entsprechendes Meldesignal 5.2 erzeugt, mit dem der Verdichter 1 und erforderlichenfalls weitere Komponenten des Kühlgerätes abgeschaltet werden können oder ein Störmeldesignal ausgelöst werden kann.

Die Verarbeitungseinrichtung kann als Mikrorechnereinheit (Microcontroller-Steuerung) ausgebildet sein, mit der zweckmäßigerweise auch andere Signale des Kühlgerätes verarbeitet und zugehörige Ausgangssignale erzeugt werden können.

Damit der Verdichter 1 bzw. eine andere Komponente des Kühlgerätes nach dem Abschalten nicht gleich wieder eingeschaltet wird, ist eine Schaltdifferenz vorgesehen, die in der Verarbeitungseinrichtung 5.1 gebildet wird.

Vorzugsweise wird der Fühler direkt am Kühlmittelrohr 7 befestigt und gegenüber der Umgebung isoliert.

Claims (6)

1. Kühlgerät für einen Schaltschrank oder ein Elektronikgehäuse mit einem n einem Kältekreislauf liegenden Verdichter, einer Verflüssigereinheit, einem Expansionsventil, einer Verdampfereinheit und einer Vereisungsschutzeinrichtung, mit der mittels Temperaturerfassung im Kältekreislauf und elektronischer Auswertung in einer Steuereinheit ein Meldesignal zum Abschalten des Kühlgerätes oder Abgeben eines Störungssignals erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturerfassung ein Temperaturfühler (4) hinter dem Expansionsventil (3) unmittelbar am Kühlmittelrohr (7) und gegenüber der Umgebung isoliert angeordnet ist, und daß die Steuereinheit (5) eine Verarbeitungseinrichtung (5.1) aufweist, mit der das Meldesignal (5.2) aus dem Temperaturerfassungssignal ableitbar ist.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (5.1) eine Vergleicherschaltung aufweist, deren einem Eingang das Temperaturerfassungssignal zugeführt ist und an deren anderem Eingang ein Temperatur-Bezugswert angelegt ist, bei dem eine Vereisung des Verdampfers (6) vermieden ist.

3. Kühlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Meldesignal beim Unterschreiten des Bezugswertes der Verdichter (1) abschaltbar ist, und daß in der Steuereinheit eine Schaltdifferenz eingestellt ist, mit der der Verdichter (1) nach dem Abschalten verzögert wieder einschaltbar ist.

4. Kühlgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Bezugswert mittels eines Potentiometers vorgebbar ist.

5. Kühlgerät nach einem der Anspruche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Bezugswert im Bereich von -6°C bis -2°C einstellbar ist.

6. Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (5.1) als Mikrorechnereinheit ausgebildet ist, mit der weitere Eingangssignale verarbeitbar sind.