EP0285690A1 - Verfahren und Vorrichtung zur temperaturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen - Google Patents

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EP0285690A1
EP0285690A1 EP87105194A EP87105194A EP0285690A1 EP 0285690 A1 EP0285690 A1 EP 0285690A1 EP 87105194 A EP87105194 A EP 87105194A EP 87105194 A EP87105194 A EP 87105194A EP 0285690 A1 EP0285690 A1 EP 0285690A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
predetermined
difference
evaporator
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87105194A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Dr. Viessmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Viessmann Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Viessmann Werke GmbH and Co KG filed Critical Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority to EP87105194A priority Critical patent/EP0285690A1/de
Publication of EP0285690A1 publication Critical patent/EP0285690A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/002—Defroster control

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for temperature-dependent defrosting of cooling systems.
  • defrosting is necessary as the evaporator becomes more iced up.
  • - Manual introduction for example by switching off the compressor and the fans on the condenser and evaporator
  • - Time-dependent initiation eg every 24 hours
  • - Initiation depending on the degree of icing of the evaporator in which an icing sensor attached to it determines the degree of icing and initiates the defrosting process when a predetermined degree of icing is reached
  • - Temperature-dependent introduction which takes place depending on a temperature measurement on the evaporator.
  • Methods and devices for temperature-dependent defrosting which measure a temperature at the evaporator and compare it with a fixed reference value. If the measured temperature value has reached or exceeds the reference value, the defrosting process is initiated.
  • a disadvantage of this known solution is that the defrost is triggered even when the evaporator is briefly frosted. This condition can also occur when the door to the cold store is opened or when the cold store is filled with moist, fresh goods.
  • the object of the invention is to enable a method and a device which allow a reliably operating temperature-dependent defrosting of cooling systems using two temperature sensors and which only initiate the defrosting process if a given temperature condition exists in the cooling system for a certain time.
  • the predetermined difference value is approximately 10 K to 15 K.
  • the predetermined growth amount can advantageously be adjustable and is preferably 5K.
  • the predetermined time period during which the determined temperature difference between the first and second actual temperature must be equal to or greater than the predetermined difference value can advantageously be set and is preferably 4 1/2 minutes.
  • the defrosting process is also advantageously temperature-dependent when the temperature in the air flow at the inlet of the evaporator exceeds 5 ° C.
  • Fig. 1 shows an example of the diagram of a refrigeration cycle in which the invention is applicable.
  • a main circuit I which is composed of a pressure line 9, a liquid line 10 and a suction line II, flowing coolant is evaporated by an evaporator 5, compressed by a compressor 1, liquefied by a condenser 2 and dried in a combination dryer 3.
  • An E-valve 4 and a pressostat 13 also act on the main cooling circuit I.
  • a hot gas bypass line 12 is also shown, through which 6 hot gas flows for the defrosting process after opening a solenoid valve. The hot gas then flows through the bypass line, heats an evaporator dish 7 and then flows through the evaporator 5, the suction line 11 and part of the pressure line 9, as a result of which the evaporator is heated and thus defrosted.
  • a first temperature sensor 14 is arranged in the air flow at the inlet of the evaporator 5 and measures the temperature T V at this point. (The temperatures are given below in Kelvin, with the exception of the comparison temperature T V ⁇ for the end of the defrost.).
  • a second temperature sensor 15 which is called defrosting sensor in the following, is provided at the coolant outlet of the evaporator 5 or at the inlet of the suction line and measures the temperature T 1 there.
  • ⁇ T A of approx. 5 between the temperature T V measured by the first temperature sensor 14 in the air flow at the inlet of the evaporator 5 and the temperature T 1 measured by the second temperature sensor 15 at the coolant outlet of the evaporator 5 K to 10 K.
  • This temperature difference ⁇ T A is when the Ver steamer larger, because the temperature, which the defrost temperature sensor 15 measures at the coolant outlet of the evaporator 5, decreases due to the reduced heat absorption of the evaporator due to the ice.
  • the injection valve 4 counteracts the increase in the temperature difference ⁇ T A , but since it is a backward control, it cannot fully compensate for this.
  • the temperature difference ⁇ T A between the defrost temperature sensor and the temperature sensor 14 in the air flow at the inlet of the evaporator thus increases by an increase ⁇ T of approximately 5 K when it is iced up.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a device for temperature-dependent defrosting of cooling systems, which carries out the method according to the invention.
  • the difference ⁇ T A T15 - T V from a difference-forming element 20 formed.
  • the difference-forming member 20 receives the temperatures T1 T and T V corresponding signals from the temperature sensors 15 and 14 and a release signal indicating the above-mentioned first condition.
  • An output signal of the difference-forming element 20, which corresponds to the difference ⁇ T A formed, is applied to a first comparator 22 and is compared there with a signal 31 which corresponds to a first predetermined temperature reference value ⁇ T A ⁇ , which is higher than the increase amount ⁇ T the temperature difference .DELTA.T A determined under normal cooling conditions, that is to say with an iced-up evaporator.
  • the comparison signal 31 supplied to the first comparator 22 is advantageously adjustable, since, as mentioned above, the temperature difference ⁇ T A depends on the load on the cooling system. As soon as the temperature difference ⁇ T A compared by the first comparator 22 reaches or exceeds the predetermined reference value ( ⁇ T A ⁇ ), the first comparator 22 delivers an output signal.
  • the time period ⁇ t 1 is advantageously adjustable and is preferably 4 1/2 minutes.
  • the output signal of the logic element 27 sets a switching element 25, which is shown in the exemplary embodiment according to FIG. 2 as a flip-flop.
  • the switching element 25 In response to the signal at its set input, the switching element 25 generates a defrost signal 35 at its output, and the subsequent actuators (not shown) at the start the defrosting process is supplied. With the beginning of the defrost signal 35, a second timer 24 is started, which prevents, via a further logic element 28, that a further defrosting process is started before a second time period ⁇ t2 has elapsed. The second timer 24 accordingly blocks the switching element 25 for the time period ⁇ t2, which can be set by means of the signal 34 and is preferably 2 hours.
  • the defrosting process is terminated depending on the temperature, namely as soon as the temperature T V detected by the temperature sensor 14 reaches or exceeds a comparison temperature T V ⁇ .
  • the circuit shown in FIG. 2 contains a further comparator 21, which compares the temperature T V with the comparison value T V ⁇ in accordance with the signal 30. This is also adjustable and is preferably 5 ° C. The output signal of the second comparator 21 then generated resets the switching element 25, whereupon the defrost signal 35 is ended.
  • the device shown in FIG. 2 is only shown as a basic circuit diagram in its functional blocks. However, it can also be a functional part of a control device of the cooling system, which can also be a digital control device controlled by a microprocessor, for example.
  • FIG. 3 shows a time diagram illustrating the function of the device according to the invention shown in FIG. 2 when used in the refrigeration circuit shown in FIG. 1.
  • Fig. 3 the temperature responses of the sensors 14 and 15 measured temperatures T V and T15 are shown. At the time t0 the icing of the evaporator is assumed. From this point in time the temperature T15 at the outlet of the evaporator 5 drops, while that of Temperature sensor 14 measured temperature T14 remains essentially constant.
  • the temperature difference ⁇ T A detected by the difference forming element reaches the predetermined comparison value ⁇ T A ⁇ at the time t 1.
  • the temperature difference ⁇ T A must last for approximately 4 1/2 minutes from the time t 1 until the defrost signal 35 begins at the time t 2.
  • the temperature T V then increases gradually and the temperature T 1 5 increases very quickly because of the hot gas flowing through the evaporator.
  • the temperature T V in the air flow at the inlet of the evaporator 5 is to reach the comparison temperature T V ⁇ , that is to say, for example 5 ° C., at the time t 3, as a result of which the switching element 25 is reset and the defrosting process is ended.
  • the timer 24 is used for the period of e.g. 2 hours from the start of the defrost at time t2 to prevent another defrost.
  • the comparison temperature values T V ⁇ , ⁇ T A ⁇ that is to say the comparison signals 30 and 31 supplied to the comparators 21 and 22 and the time periods ⁇ t 1 and ⁇ t 2 determined by the timing elements 23 and 24, that is to say the signals 33 and 34 are variably adjustable so that the device according to the invention can be adapted to different possible uses.

Landscapes

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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur temperaturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen mißt die Temperatur (TV) im Luftstrom am Eingang des Verdampfers (5) und die Temperatur (T15) am Kühlmittelausgang des Verdampfers. Eine zwischen diesen beiden Temperaturen vorhandene Differenz (Δ TA) wird einem Vergleichswert (Δ TA') verglichen. Der Abtauvorgang wird eingeleitet, wenn diese Differenz höher wird als der Vergleichswert (Δ TA') und diese Erhöhung mindestens eine vorgegebene Zeitdauer (Δ t) anhält. Damit erfolgt der Abtauvorgang bedarfsabhängig, d.h. nur dann, wenn über die vorgegebene Zeit (Δ t) eine Temperaturdifferenz zwischen Zuluft und Verdampferausgang von beispielsweise mehr als 15 K existiert, wobei lediglich zwei Temperaturfühler (14, 15) zur Erfassung der Temperaturen (TV, T15) nötig sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur temperaturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen. In Kühlanlagen, bei denen ein in einem Kältekreis umlau­fendes Kühlmittel durch einen Verdampfer, einen Verdich­ter, einen Verflüssiger und einen Trockner fließt und da­durch eine Kühlung auf eine an einem Thermostaten ein­stellbare Soll-Temperatur bewirkt, ist bei zunehmender Vereisung des Verdampfers eine Abtauung nötig.
  • Zur Einleitung des Abtauvorganges gibt es vier Möglich­keiten:
        - Manuelles Einleiten, z.B. durch Abschalten des Verdichters und der Lüfter am Verflüssiger und am Verdampfer;
        - Zeitabhängiges Einleiten, z.B. alle 24 Stunden;
        - Einleiten abhängig vom Vereisungsgrad des Verdampfers, bei dem ein daran angebrachter Vereisungsfühler den Vereisungsgrad ermittelt und bei Erreichen eines vorbestimmten Vereisungsgrades den Abtauvorgang einleitet; und
        - temperaturabhängige Einleitung, die abhängig von einer Temperaturmessung am Verdampfer erfolgt.
  • Bekannt sind z.B. Verfahren und Vorrichtungen zur tempe­raturabhängigen Bedarfsabtauung, die eine Temperatur am Verdampfer messen und mit einem festen Bezugswert verglei­chen. Wenn der gemessene Temperaturwert den Bezugswert er­reicht hat oder übersteigt, wird der Abtauvorgang einge­leitet. Nachteilig bei dieser bekannten Lösung ist, daß die Abtauung auch dann ausgelöst wird, wenn der Verdampfer kurzzeitig bereift. Dieser Zustand kann auch durch Öffnen der Tür zum Kühlraum oder bei Auffüllung des Kühlraums mit feuchter, frischer Ware auftreten.
  • Andere bekannte Verfahren verwenden eine Kombination der obengenannten prinzipiellen Verfahrensweisen, indem sie z.B. den Abtauvorgang in fest einstellbaren Zeitinter­vallen einleiten und abhängig von der Temperatur am Ver­dampfer beenden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­richtung zu ermöglichen, die eine zuverlässig arbeitende temperaturabhängige Bedarfsabtauung von Kühlanlagen unter Verwendung zur zweier Temperaturfühler gestatten und die den Abtauvorgang nur dann einleiten, wen eine gegebene Temperaturbedingung bei der Kühlanlage eine bestimmte Zeitlang existiert.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe ist ein Verfahren zur tempe­raturabhängigen Bedarfsabtaung von Kühlanlagen, bei denen ein in einem Kältekreis umlaufendes Kühlmittel durch Ver­dichtung, Verflüssigung, Trocknung und anschließender Ver­dampfung eine Kühlung auf eine an einem Thermostaten ein­stellbare Solltemperatur bewirkt, mit folgenden Schritten:
    • a) Messung einer ersten Ist-Temperatur eines Verdampfers des Kühlkreislaufs;
    • b) Vergleichen der ersten Ist-Temperatur mit einem vorge­gebenen Temperaturwert;
    • c) Beginnen des Abtauvorganges, wenn die erste Ist-Temperatur höher wird als der erste vorgegebene Temperaturwert;
      und
    • d) Beendigung des Abtauvorganges, wenn die erste Ist-Tem­peratur einen vorgegebenen zweiten Temperaturwert, der höher ist als der erste vorgegebene Temperaturwert, überschreitet;
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die erste Ist-Temperatur im Luftstrom am Eingang des Verdampfers gemessen wird,
    - eine zweite Ist-Temperatur am Kühlmittelausgang des Ver­dampfers gemessen wird;
    - eine Differenz zwischen erster und zweiter Ist-Tempera­tur gebildet wird;
    - diese Differenz mit einem vorgegebenen Differenzwert verglichen wird;
    - der Abtauvorgang eingeleitet wird, wenn diese Differenz höher wird als der vorgegebene Differenzwert und diese Erhöhung mindestens eine vorgegebene Zeitdauer anhält, wobei der erste vorgegebene Differenzwert um einen vor­gegebenen Zuwachsbetrag höher ist als die Temperatur­differenz bei normalen Kühlbedingungen.
  • Dieses Verfahren wird vorteilhaft dadurch weiter gebildet, daß der vorgegebene Differenzwert etwa 10 K bis 15 K ist. Der vorgegebene Zuwachsbetrag kann vorteilhafterweise ein­stellbar sein und beträgt vorzugsweise 5K.
  • Vorteilhafterweise ist die vorgegebene Zeitdauer, während der die ermittelte Temperaturdifferenz zwischen erster und zweiter Ist-Temperatur gleich oder größer als der vorgege­bene Differenzwert sein muß, einstellbar und beträgt vor­zugsweise 4 1/2 Minuten.
  • Vorteilhafterweise wird der Abtauvorgang ebenfalls temperaturabhängig, wenn die Temperatur im Luftstrom am Eingang des Verdampfers 5° C überschreitet, beendet.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe ist eine Vorrichtung zur temperaturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen, bei denen ein in einem Kältekreis mit
    einem Verdampfer,
    einem Verdichter,
    einem Verflüssiger und
    einem Trockner
    umlaufendes Kühlmittel eine Kühlung auf eine an einem Thermostaten einstellbare Solltemperatur bewirkt, mit
    - einem ersten Temperaturfühler, der eine erste Ist-Tempe­ratur am Verdampfer mißt;
    - einem ersten Vergleicher, der die erste Ist-Temperatur mit einem ersten vorgegebenen Temperaturwert vergleicht;
    - einem Schaltglied, das den Abtauvorgang startet, wenn die erste Temperatur den ersten vorgegebenen Wert übersteigt,
    - einem zweiten Vergleicher, der die erste Ist-Temperatur mit einem zweiten vorgegebenen Temperaturwert, der höher ist als der erste vorgegebene Temperaturwert, ver­gleicht, wobei
    das Schaltglied den Abtauvorgang beendet, wenn die erste Ist-Temperatur den zweiten Temperaturwert erreicht oder übersteigt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - der erste Temperaturfühler die Ist-Temperatur im Luftstrom am Eingang des Verdampfers mißt,
    - ein zweiter Temperaturfühfler am Kühlmittelausgang des Verdampfers vorgesehen ist, der dort eine zweite Ist-­Temperatur mißt,
    - ein Differenzbildungsglied eine Differenz zwischen erster und zweiter Ist-Temperatur bildet,
    - der erste Vergleicher diese Temperaturdifferenz mit einem ersten vorgegebenen Temperaturwert vergleicht, der um einem gegebenen Zuwachsbetrag höher ist als die Tem­peraturdifferenz bei normalen Kühlbedingungen,
    - ein erstes Zeitglied vorgesehen ist, das gestartet wird, sobald der erste Vergleicher mit seinem Ausgangssignal angibt, daß die Temperaturdifferenz den ersten vorgege­benen Temperaturwert erreicht oder überschritten hat und das nach einer ersten vorgegebenen Zeitdauer ein Aus­gangssignal abgibt,
    und
    - ein erstes Logikglied das Ausgangssignal des ersten Vergleichers und das Ausgangssignal des ersten Zeit­glieds empfängt und daraufhin das Schaltglied zum Starten des Abtauvorgangs schaltet.
  • Die Erfindung wird im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 als Beispiel einen Kältekreis einer Kühlanlage, in dem die Erfindung eingesetzt wird;
    • Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
      und
    • Fig. 3 Temperaturgänge über der Zeit, die das erfindungs­gemäße Verfahren unter Erläuterung der Funktion des Blockschaltbildes in Fig. 2 verdeutlichen.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft das Schema eines Kältekreises, bei dem die Erfindung anwendbar ist. Ein in einem Haupt­kreis I, der sich aus einer Druckleitung 9, einer Flüssig­keitsleitung 10 und einer Saugleitung II zusammensetzt, fließendes Kühlmittel wird durch einen Verdampfer 5 ver­dampft, durch einen Verdichter 1 verdichtet, durch einen Verflüssiger 2 verflüssigt und in einem Kombitrockner 3 getrocknet. Auf den Hauptkältekreis I wirken ferner ein E-Ventil 4 und ein Pressostat 13 ein. In Fig. 1 ist ferner eine Heißgas-Bypasleitung 12 dargestellt, durch die nach Öffnen eines Magnetventils 6 Heißgas für den Abtauvorgang strömt. Das Heißgas strömt dann durch die Bypassleitung, beheizt eine Verdampferschale 7 und strömt daraufhin durch Verdampfer 5, die Saugleitung 11 und einen Teil der Druck­leitung 9, wodurch der Verdampfer erhitzt und damit abge­taut wird.
  • Ein erster Temperaturfühler 14 ist im Luftstrom am Eingang des Verdampfers 5 angeordnet und mißt die Temperatur TV an dieser Stelle. (Die Temperaturen sind im folgenden in Kelvin angegeben, mit Ausnahme der Vergleichstemperatur TVʺ für die Beendigung des Abtauens.).
  • Ein zweiter Temperaturfühler 15, der im folgenden Abtau­fühler gennant wird, ist am Kühlmittelausgang des Verdamp­fers 5 bzw. am Eingang der Saugleitung vorgesehen und mißt die dortige Temperatur T₁₅. Bei normalem Kühlbetrieb, d.h. bei eisfreiem Verdampfer, besteht zwischen der vom ersten Temperaturfühler 14 gemessenen Temperatur TV im Luftstrom am Eingang des Verdampfers 5 und der vom zweiten Tempera­turfühler 15 am Kühlmittelausgang des Verdampfers 5 gemes­senen Temperatur T₁₅ eine Temperaturdifferenz Δ TA von ca. 5 K bis 10 K.
  • Diese Temperaturdifferenz Δ TA = T₁₅ - TV kann sich abhän­gig von der Belastung der Kühlanlage, beispielsweise durch die Art und Menge des eingebrachten Kühlguts, ändern.
  • Diese Temperaturdifferenz Δ TA wird bei Vereisung des Ver­ dampfers größer, weil die Temperatur, die der Abtautem­peraturfühler 15 am Kühlmittelausgang des Verdampfers 5 mißt, aufgrund der durch das Eis verringerten Wärmeauf­nahme des Verdampfers sinkt. Das Einspritzventil 4 wirkt zwar der Erhöhung der Temperaturdifferenz Δ TA entgegen, kann dies jedoch, da es sich um eine Rückwärtsregelung handelt, nicht vollständig ausgleichen. Somit wächst die Temperaturdifferenz Δ TA zwischen dem Abtautemperaturfühler und dem Temperaturfühler 14 im Luftstrom am Eingang des Verdampfers bei dessen Vereisung um einen Zuwachsbetrag Δ T von ca. 5 K.
  • Dieser Zuwachs Δ T der TEmperaturdifferenz Δ TV wird erfaßt und als eine Bedingung zurEinleitung des Abtauvorganges ausgewertet.
  • Zur Einleitung des Abtauvorganges müssen jedoch noch wei­tere Bedingungen erfüllt werden:
    • 1. Die Temperaturdifferenz Δ TA wird nur ausgewertet, wenn der Verdichter 1 und das Gebläse am Verdampfer 5 lau­fen.
    • 2. Seit dem Beginn des letzten Abtauens muß eine bestimmte Zeitdauer Δt₂, vorzugsweise mindestens 2 Stunden, ver­gangen sein.
    • 3. Die Temperaturdifferenz ΔTA muß mindestens für eine gewisse Zeitdauer Δt ₁, vorzugsweise 4 1/2 Minuten, den um ca. 5K erhöhten Wert behalten.
  • Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild eine Vorrichtung zur tem­peraturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführt. In Fig. 2 wird die Differenz Δ TA = T₁₅ - TV von einem Differenzbildungsglied 20 gebildet. Das Differenzbildungsglied 20 erhält dazu den Temperaturen T₁₅ und TV entsprechende Signale von den Tem­peraturfühlern 15 und 14 sowie ein Freigabesignal, das die oben ausgeführte erste Bedingung angibt. Ein Ausgangssig­nal des Differenzbildungsglieds 20, das der gebildeten Differenz Δ TA entspricht, liegt einem ersten Vergleicher 22 an und wird dort mit einem Signal 31 verglichen, das einem ersten vorgegebenen Temperaturbezugswert Δ TAʹ entspricht, der um den Zuwachsbetrag Δ T höher ist als die unter normalen Kühlbedingungen, d.h. bei unvereistem Verdampfer, ermittelte Temperaturdifferenz Δ TA. Das dem ersten Vergleicher 22 zugeführte Vergleichssignal 31 ist vorteilhafterweise einstellbar, da, wie oben erwähnt, die Temperaturdifferenz Δ TA von der Belastung der Kühlanlage abhängt. Sobald die durch den ersten Vergleicher 22 verglichene Temperaturdifferenz Δ TA den vorgegebenen Bezugswert (Δ TAʹ) erreicht oder überschreitet, liefert der erste Vergleicher 22 ein Ausgangssignal. Durch ein erstes Zeitglied 23 wird erreicht, daß das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 22 eine gegebene Zeitdauer Δ t₁ andauern muß, wobei ein Logikglied 27 das Ausgangssignal nur weitergibt, wenn das Ausgangssignal nach dem Ablaufen der vom ersten Zeitglied 23 vorgegebenen Zeitdauer Δ t₁ noch ansteht.
  • Vorteilhafterweise ist die Zeitdauer Δ t₁ einstellbar und beträgt vorzugsweise 4 1/2 Minuten.
  • Das Ausgangssignal des Logikglieds 27 setzt ein Schalt­glied 25, das im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 als Flip-Flop dargestellt ist.
  • Das Schaltglied 25 erzeugt auf das Signal an seinem Setz­eingang hin an seinem Ausgang ein Abtausignal 35, das nachfolgenden (nicht gezeigten) Stellgliedern zum Start des Abtauvorganges zugeführt wird. Mit dem Beginn des Abtausignals 35 wird ein zweites Zeitglied 24 gestartet, das über ein weiteres Logikglied 28 verhindert, daß vor Ablauf einer zweiten Zeitdauer Δ t₂ ein weiterer Abtauvor­gang gestartet wird. Das zweite Zeitglied 24 sperrt dem­nach das Schaltglied 25 für die Zeitdauer Δ t₂, die mittels des Signals 34 einstellbar ist und vorzugsweise 2 Stunden beträgt.
  • Der Abtauvorgang wird temperaturabhängig beendet, nämlich sobald die vom Temperaturfühler 14 erfaßte Temperatur TV eine Vergleichstemperatur TVʺ erreicht bzw. überschrei­tet. Dazu enthält die in Fig. 2 dargestellte Schaltung einen weiteren Vergleicher 21, der die Temperatur TV mit dem Vergleichswert TVʺ entsprechend dem Signal 30 ver­gleicht. Dieser ist ebenfalls einstellbar und beträgt vorzugsweise 5° C. Das daraufhin erzeugte Ausgangssignal des zweiten Vergleichers 21 setzt das Schaltglied 25 zurück, woraufhin das Abtausignal 35 beendet wird.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung ist lediglich als Prin­zipschaltbild in ihren Funktionsblöcken dargestellt. Sie kann jedoch auch funktioneller Teil einer Regeleinrichtung der Kühlanlage sein, die beispielsweise auch eine von einem Mikroprozessor gesteuerte digitale Regeleinrichtung sein kann.
  • Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, das die Funktion der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Einsatz in dem in Fig. 1 dargestellten Kältekreis dar­stellt.
  • In Fig. 3 sind die Temperaturgänge der von den Fühlern 14 und 15 gemessenen Temperaturen TV und T₁₅ eingezeichnet. Zum Zeitpunkt t₀ sei der Beginn der Vereisung des Verdamp­fers angenommen. Ab diesem Zeitpunkt sinkt die Temperatur T₁₅ am Ausgang des Verdampfers 5, während die vom Temperaturfühler 14 gemessene Temperatur T₁₄ noch im wesentlichen konstant bleibt.
  • Die vom Differenzbildungsglied erfaßte Temperaturdifferenz Δ TA erreicht zum Zeitpunkt t₁ den vorgegebenen Ver­gleichswert Δ TAʹ. Die Temperaturdifferenz Δ TA muß vom Zeitpunkt t₁ etwa 4 1/2 Minuten lang andauern bis zum Zeitpunkt t₂ das Abtausignal 35 beginnt.
  • Durch den Abtauvorgang steigt dann die Temperatur TV all­mählich und die Temperatur T₁₅ wegen des durch den Ver­dampfer strömenden Heißgases sehr schnell an.
  • Die Temperatur TV im Luftstrom am Eingang des Verdampfers 5 soll zum Zeitpunkt t₃ die Vergleichstemperatur TVʺ, also z.B. 5° C erreichen, wodurch das Schaltglied 25 zurückgesetzt und der Abtauvorgang beendet wird.
  • Mittels des Zeitglieds 24 wird für die Zeitdauer von z.B. 2 Stunden vom Start des Abtauvorgangs zum Zeitpunkt t₂ an ein erneuter Abtauvorgang verhindert.
  • Es ist von Vorteil, wenn bei der erfindungsgemäßen Vor­richtung die Vergleichstemperaturwerte TVʺ, Δ TAʹ, also die den Vergleichern 21 und 22 zugeführten Vergleichssig­nale 30 und 31 sowie die von den Zeitgliedern 23 und 24 bestimmten Zeitdauern Δ t₁ und Δ t₂, also die Signale 33 und 34, variabel einstellbar sind, damit die erfindungsgemäße Vorrichtung an unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten anpaßbar ist.
  • Für einen Kältekreis mittlerer Leistung betragen die Tem­peraturwerte vorzugsweise TVʺ=+ 5° C und Δ TAʹ=15 K und die Zeitwerte vorzugsweise Δ t₁=4 1/2 Minuten und Δ t₂= 2 Stunden.

Claims (14)

1. Verfahren zur temperaturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen, bei denen ein in einem Kältekreis umlaufendes Kühlmittel durch Verdichtung, Verflüssigung, Trocknung und anschließender Verdampfung eine Kühlung auf eine an einem Thermostaten einstellbare Solltemperatur bewirkt, mit folgenden Schritten:
a) Messung einer ersten Ist-Temperatur (TV) an einem Verdampfer des Kühlkreislaufs;
b) Vergleichen der ersten Ist-Temperatur (TV) mit einem vorgegebenen Temperaturwert;
c) Beginnen des Abtauvorganges, wenn die erste Ist-Temperatur (TV) höher wird als der erste vor­gegebene Temperaturwert;
und
d) Beendigung des Abtauvorganges, wenn die erste Ist-­Temperatur (TV) einen vorgegebenen zweiten Tempera­turwert (TVʺ), der höher ist als der erste vorgegebene Temperaturwert, überschreitet;
dadurch gekennzeichnet, daß
- die erste Ist-Temperatur (TV) im Luftstrom am Eingang des Verdampfers gemessen wird,
- eine zweite Ist-Temperatur (T₁₅) am Kühlmittelausgang des Verdampfers gemessen wird;
- eine Differenz (Δ TA) zwischen erster und zweiter Ist-­Temperatur gebildet wird;
- diese Differenz (Δ TA) mit einem vorgegebenen Differenz­wert (Δ TAʹ) verglichen wird,
- der Abtauvorgang eingeleitet wird, wenn die Differenz höher wird als der vorgegebene Differenzwert (Δ TAʹ) und diese Erhöhung mindestens eine vorgegebene Zeitdauer (Δ t) anhält, wobei der erste vorgegebene Differenzwert (Δ TAʹ) um einen vorgegebenen Zuwachsbetrag (Δ TA) höher ist als die Temperaturdifferenz (Δ TA) bei normalen Kühlbedingungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Differenzwert (Δ TAʹ) etwa 10 K bis 15 K ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der vorgegebene Zuwachsbetrag (Δ T) ein­stellbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Zuwachsbetrag (Δ T) vorzugsweise 5 K ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­zeichnet, daß
die vorgegebene Zeitdauer (Δ t) einstellbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitdauer (Δ t) vorzugsweise 4 1/2 Minuten beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­zeichnet, daß
der Abtauvorgang beendet wird, wenn die erste Ist-Temperatur (TV) die Temperatur TVʺ = 5° C im Luftstrom am Eingang des Verdampfers überschreitet.
8. Vorrichtung zur temperaturabhängigen Bedarfsabtauung von Kühlanlagen, bei denen ein in einem Kältekreis mit
      einem Verdampfer (5),
      einem Verdichter (1),
      einem Verflüssiger (2) und
      einem Trockner (3)
umlaufendes Kühlmittel eine Kühlung auf eine an einem Thermostaten einstellbare Solltemperatur bewirkt, mit
- einem ersten Temperaturfühler (14), der eine erste Ist­Temperatur (TV am Verdampfer (5) mißt;
- einem ersten Vergleicher (22), der die erste Ist-Tem­peratur (TV) mit einem ersten vorgegebenen Temperatur­wert vergleicht;
- einem Schaltglied (25), das den Abtauvorgang startet,
wenn die erste Temperatur (TV) den ersten vorgegebenen Wert übersteigt,
- einem zweiten Vergleicher (21), der die erste Ist-Tem­peratur (TV) mit einem zweiten vorgegebenen Tempera­turwert (TVʺ), der höher ist als der erste vorge­gebene Temperaturwert, vergleicht, wobei das Schaltglied (25) den Abtauvorgang beendet, wenn die erste Ist-Temperatur den zweiten Temperaturwert (TVʺ) erreicht oder übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der erste Temperaturfühler (14) die Ist-Temperatur (TV) im Luftstrom am Eingang des Verdampfers (5) mißt,
- ein zweiter Temperaturfühler (15) am Kühlmittelausgang des Verdampfers (5) vorgesehen ist, der dort eine zweite Ist-Temperatur(T₁₅) mißt,
- ein Differenzbildungsglied (20) eine Differenz (Δ TA ) zwischen erster und zweiter Ist-Temperatur bildet,
- der erste Vergleicher (22) diese Temperaturdifferenz (Δ TA) mit einem ersten vorgegebenen Temperaturwert (Δ TAʹ) vergleicht, der um einen gegebenen Zuwachsbetrag (Δ T) höher ist als die Temperaturdifferenz (Δ TA) bei normalen Kühlbedingungen,
- ein erstes Zeitglied (23) vorgesehen ist, das gestartet wird, sobald der erste Vergleicher (22) mit seinem Ausgangssignal angibt, daß die Temperaturdifferenz (Δ TA) den ersten vorgegebenen Temperaturwert (Δ TAʹ) erreicht oder überschritten hat und das nach einer ersten vorgegebenen Zeitdauer (Δ t) ein Ausgangssignal abgibt,
und
- ein erstes Logikglied (27) das Ausgangssignal des ersten Vergleichers (22) und das Ausgangssignal des ersten Zeitglieds (23) empfängt und daraufhin das Schaltglied (25) zum Starten des Abtauvorgangs schaltet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung, mit der am ersten Vergleicher (22) der vorgegebene Differenzwert (Δ TAʹ) mittels des vorge­gebenen Zuwachsbetrags (Δ T) einstellbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene Zuwachsbetrag (Δ T) vorzugsweise 5 K ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, gekenn­zeichnet durch eine Einstellvorrichtung, mit der die Zeit­dauer (Δ t), die das erste Zeitglied (23) abmißt, ein­stellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitdauer (Δ t) vorzugsweise 4 1/2 Minuten beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-12, gekenn­zeichnet durch ein zweites Zeitglied (24), das mit Been­digung des Abtauvorganges durch ein Ausgangssignal des zweiten Vergleichers (21) gestartet wird, eine zweite Zeitdauer abmißt und mit seinem Ausgangssignal über ein zweites Logikglied (28) das Schaltglied für die zweite Zeitdauer sperrt, so daß innerhalb dieser zweiten Zeitdauer kein weiterer Abtauvorgang gestartet werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zeitdauer einstellbar ist und vorzugs­weise 2 Stunden beträgt.
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