EP2522942A1 - Kühl- und/oder Gefriergerät - Google Patents

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Publication number
EP2522942A1
EP2522942A1 EP12003562A EP12003562A EP2522942A1 EP 2522942 A1 EP2522942 A1 EP 2522942A1 EP 12003562 A EP12003562 A EP 12003562A EP 12003562 A EP12003562 A EP 12003562A EP 2522942 A1 EP2522942 A1 EP 2522942A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan
speed
temperature
compressor
limit
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Withdrawn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
EP12003562A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Didier Dipl.-Ing. Siegel (FH)
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.)
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Original Assignee
Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
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 Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH filed Critical Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Publication of EP2522942A1 publication Critical patent/EP2522942A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • 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
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F25D17/062—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation in household refrigerators
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0251—Compressor control by controlling speed with on-off operation
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/11—Fan speed control
    • 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
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator and / or freezer with at least one refrigerated interior space and with at least one fan, which is arranged in the cooled interior or in a communicating with the cooled interior space, and with at least one temperature sensor, which is arranged in that it measures the temperature, preferably the air temperature, at least at one point of the appliance, preferably in the cooled interior or in the space communicating therewith.
  • the air distribution in the cooled interior is made partially or completely by means of at least one fan, which may be arranged for example in or in the region of a cooling air duct of the device.
  • Devices known from the prior art have, for example, a cooling air duct in the rear region of the device, which has an upper inlet opening and a lower outlet opening, wherein the upper inlet opening is in the region of a cooling compartment and the lower outlet opening is arranged in the range of a cold storage compartment.
  • This cooling air duct in which at least at least one evaporator is arranged, takes place partially or completely by means of a fan, which conveys the air into the cooling air duct and in total ensures an air circulation in the compartments to be cooled.
  • the present invention relates, inter alia, also to such devices, but is not limited to these devices and in particular also not to the arrangement of said compartments.
  • said fan is operated at two different speeds, wherein a first speed is selected when the compressor of the refrigerant circuit of the refrigerator and / or freezer and a second speed when not in operation, that is, when the compressor is stopped.
  • the fan speed is therefore independent of the cooling power requirement and only dependent on the operation of the compressor.
  • the speeds mentioned are chosen in known from the prior art devices so that there is always a sufficient air or cooling capacity, especially at higher ambient temperatures and comparatively low setpoints for the temperature or corresponding regulator positions available.
  • the present invention is therefore the object of developing a refrigerator and / or freezer of the type mentioned in such a way that this more energy-efficient and quieter than known from the prior art devices.
  • the device has at least one control or regulating unit, which communicates with the at least one temperature sensor and with the at least one fan and which is designed such that it reduces the speed of the fan when the period in which the cooling power requirement exists is shorter than a predetermined first time period limit.
  • the speed of the fan is reduced. This can be done during an operating cycle of the compressor or the fan or the next time you turn on the compressor or the fan.
  • control or regulating unit is designed such that it increases the speed of the fan when the time period in which the cooling power requirement is greater than a predetermined second time period limit.
  • the first and second timeout limits may be identical or different.
  • a speed increase of the fan additionally requires that the temperature measured by the temperature sensor at the first limit plus a ⁇ value, that is plus a surcharge or more than this sum.
  • the predetermined by the control or regulating unit control or regulating algorithm thus provides in a preferred embodiment that made a speed increase when the chiller request lasts longer than x minutes and the chilled air sensor or other temperature sensor detects a higher temperature than the fan on, ie as the upper temperature limit plus a ⁇ value.
  • a speed reduction occurs when the cooling part requirements take less than xy minutes.
  • the said time periods "x" and "xy” as well as the ⁇ value can be fixed or also variable, for example at the factory or the user can be adjustable.
  • a preferred embodiment of the invention is thus an adaptive fan control, with which it is possible to approach the lowest possible fan speed.
  • fan noise in most cases will not be perceived as disturbing under normal environmental conditions.
  • Another advantage is that the comparatively low fan speed, the duty cycle of the fan is high, which leads to small temperature fluctuations in the device and to a safe defrosting of the evaporator. This in turn has the advantage of low compressor life and low power consumption.
  • the increase and / or the reduction of the rotational speed of the fan takes place stepwise and / or continuously and / or that in the case of a stepwise change in the rotational speed the fan is an increase and / or a reduction in the speed in the form of exactly one stage or in the form of multiple stages.
  • the temperature sensor which is preferably designed asdeteil Kunststoffmaschineler, a temperature which is higher than the Ventilatoreinschaltwert, that is, as the first limit, plus one ⁇ value
  • the temperature measured by the temperature sensor is still higher than the fan switch-on value plus the ⁇ value or corresponds to this sum, it can be provided that a further increase in the speed of the fan either stepwise or continuously.
  • control or regulating unit is designed such that it turns on the fan or leaves on when the temperature measured by the temperature sensor rises above the upper temperature limit or reaches the upper temperature limit.
  • the fan is turned on again.
  • the fan remains switched on when the temperature has not fallen below the lower temperature limit, but is, for example, between the first and the second temperature limit and then again reaches or exceeds the upper temperature limit.
  • control or regulating unit is designed such that it switches off the fan when the temperature measured by the temperature sensor falls below or to a lower temperature limit, the lower temperature limit below the upper Temperature limit is and is preferably provided that the control or regulating unit is designed such that it keeps the fan off until the temperature determined by the temperature sensor reaches or exceeds the upper temperature limit.
  • the device comprises at least one refrigerant circuit with at least one compressor for compressing the refrigerant, wherein the compressor is designed or controlled so that operating times are provided, in which the compressor is in operation, and that Stand times are provided, in which the compressor is not in operation, wherein the control or regulating unit is designed such that the fan is operated at befindlichem compressor in operation at a higher speed than befindlichem not in operation compressor.
  • the adaptive fan control described above which constitutes an advantageous embodiment of the present invention, it is thus conceivable to reduce the fan speed during the compressor service life.
  • the fan is switched on in the period in which cooling power requirement exists and is switched off in the period in which no cooling power requirement exists.
  • the present invention further relates to a method of operating a refrigerator and / or freezer according to any one of claims 1 to 9, wherein the speed of the fan is reduced if the time period in which cooling power demand is shorter than a predetermined first time periods -Limit.
  • the rotational speed of the fan is increased when the time period in which the cooling power requirement exists is greater than a predetermined second time span limit value.
  • the speed of the fan is increased when the period in which the cooling power requirement exists, is greater than a predetermined second time period limit and when the measured temperature is greater than the upper temperature limit, if necessary plus a delta value ,
  • the increase and / or the reduction of the speed of the fan can be done gradually and / or continuously.
  • an increase and / or reduction of the speed can take place in the form of exactly one or more stages.
  • the temperature is measured, which is measured by an air sensor located in the cooled interior of a refrigerator and / or freezer.
  • the abscissa shows the time.
  • FIG. 1 the ordinate shows the fan voltage, which is proportional to the fan speed, and the abscissa the time.
  • FIG. 1 shows that at time T 0, the temperature measured by the temperature sensor is above the switch-on value.
  • the fan is operated at a certain speed, in the present example with a voltage of 8V.
  • T 1 it is determined that the measured temperature is already above the switch-on value for a certain duration and, in addition, the value of the switch-on temperature plus a ⁇ value or exceeds, so that at this time T, the fan voltage is increased by 0.5V and thus an increase in the speed is made.
  • the temperature measured by the temperature sensor reaches the switch-off value AW, that is to say the second limit value, with the result that the fan is switched off.
  • the operating voltage of the fan corresponds to the operating voltage at the beginning of the previous interval, namely 8V.
  • FIG. 1 shows, at the time T 4, the switch-off, that is, the second threshold falls below, which causes the fan at time T 4 is turned off again.
  • next and third illustrated operating interval of the fan is again switched on reaching the switch-on at the time T 5, the fan, but the operating voltage of the fan is less than that of the previous interval. This is due to the fact that in the previous operating interval, that is to say in the second operating interval, the time period T 3 to T 4 is shorter than a specific limit value. In the embodiment shown here, the fan is thus operated in the third operating interval with a voltage of 7.5V.
  • the duration of the cooling part request that is, the time period T 5 to T 6 is less than a limit
  • the fourth Operating interval between the times T 7 and T 8 made a further reduction of the operating voltage of the fan, resulting in a further reduction in the speed of the fan.
  • the low fan speed leads to an increased duty cycle of the fan, but to lower temperature fluctuations in the unit and to a safe defrosting of the evaporator. This in turn leads to low compressor life and low power consumption.
  • On and off values refer to both the fan and the compressor.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the operation of the refrigerator and / or freezer according to the invention, wherein in FIG. 2 above again on the ordinate the temperature of the air sensor and on the abscissa the time is plotted. Underneath is the voltage of the fan on the ordinate and the time on the abscissa. Additionally is in FIG. 2 below with the reference numeral A represents the compressor power.
  • the switch-on of the temperature is reached or exceeded at time T 1 , which means that the fan is set in the embodiment shown here with a voltage of 6.5V in operation.
  • the compressor is turned off, which causes the fan is automatically reset to a lower speed, that is, operated at a lower voltage, which is 6V in the embodiment shown here. If the compressor is switched on again, which is the case at time T 3 , the fan is operated again with the same operating voltage, that is to say at 6.5 V, as in the first preceding operating interval.
  • the temperature measured by the air sensor reaches the first limit value, that is to say the switch-on value, due to the heat input.
  • the fan is still operated at the lower speed or voltage and only raised again to the aforementioned value of 6.5 V when the compressor turns on again. This is the case at time T 7 .
  • FIG. 2 shows the performance of the compressor is continuously reduced during its intervals operating time.
  • FIG. 2 also shows that the speed of the fan or the fan voltage in the service life of the compressor is below that, as it is set in the operating times of the compressor.
  • a crizalgoritmus may be configured such that an increase in speed is present when the cooling part requirement lasts longer than x minutes, that is, when the temperature is greater than x minutes above a switch-on and thedeteillufttressler or another temperature sensor measures a higher temperature than the fan switch-on value plus a ⁇ value.
  • This time span or ⁇ value can represent variable parameters.
  • the time period "x" is formed by the intervals T 6 -T 8 and T 6 -T 9 .
  • cooling part requirements may be shorter than xy minutes, and this period may be variably adjustable.
  • the initial speed or initial voltage (for example 8V) of the fan the minimum speed and the maximum speed of the fan, each with voltage values z. B. of 6V and 10V can be correlated, as well as the speed or voltage steps, which may be in both directions, that is both in the increase and in the reduction, for example, 0.5V.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum und mit wenigstens einem Ventilator, der im gekühlten Innenraum oder in einem mit dem gekühlten Innenraum in Verbindung stehenden Raum angeordnet ist, sowie mit wenigstens einem Temperaturfühler, der derart angeordnet ist, dass er zumindest an einer Stelle des Gerätes, vorzugsweise in dem gekühlten Innenraum oder in dem mit diesem in Verbindung stehenden Raum die Temperatur mißt, wobei ein Kühlleistungsbedarf in einer Zeitspanne besteht, die mit dem Zeitpunkt beginnt, zu dem die gemessene Temperatur einen oberen Temperatur-Grenzwert erreicht oder überschreitet und mit dem Zeitpunkt endet, zu dem die gemessene Temperatur einen unteren Temperatur-Grenzwert erreicht oder unterschreitet, wobei wenigstens eine Steuer- oder Regelungseinheit vorgesehen ist, die mit dem Temperaturfühler sowie mit dem Ventilator in Verbindung steht und die derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Ventilators verringert, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, kürzer ist als eine vorgegebener erster Zeitspannen-Grenzwert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum und mit wenigstens einem Ventilator, der im gekühlten Innenraum oder in einem mit dem gekühlten Innenraum in Verbindung stehenden Raum angeordnet ist, sowie mit wenigstens einem Temperaturfühler, der derart angeordnet ist, dass er zumindest an einer Stelle des Gerätes, vorzugsweise in dem gekühlten Innenraum oder in dem mit diesem in Verbindung stehenden Raum die Temperatur, vorzugsweise die Lufttemperatur, mißt.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kühl- und/oder Gefriergeräte mit einer sogenannten dynamischen Kühlung bekannt. Bei diesen Geräten wird die Luftverteilung im gekühlten Innenraum teilweise oder vollständig mittels wenigstens eines Ventilators vorgenommen, der beispielsweise in oder im Bereich eines Kühlluftkanals des Gerätes angeordnet sein kann. Aus dem Stand der Technik bekannte Geräte weisen beispielsweise im rückwärtigen Bereich des Gerätes einen Kühlluftkanal auf, der eine obere Einlassöffnung und eine untere Auslassöffnung aufweist, wobei die obere Einlassöffung im Bereich eines Kühlkompartimentes und die untere Auslassöffnung im Bereich eines Kaltlagerfaches angeordnet ist. Die Durchströmung dieses Kühlluftkanals, in dem zumindest wenigstens ein Verdampfer angeordnet ist, erfolgt teilweise oder vollständig mittels eines Ventilators, der die Luft in den Kühlluftkanal fördert und insgesamt zu einer Luftumwälzung in den zu kühlenden Kompartimenten sorgt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich unter anderem auch auf derartige Geräte, ist jedoch nicht auf diese Geräte und insbesondere auch nicht auf die Anordnung der genannten Kompartimente beschränkt.
  • Bei bekannten Geräten wird der genannte Ventilator mit zwei unterschiedlichen Drehzahlen betrieben, wobei eine erste Drehzahl bei laufendem Kompressor des Kältemittelkreislaufes des Kühl- und/oder Gefriergerätes gewählt wird und eine zweite Drehzahl bei nicht im Betrieb befindlichen, das heißt bei stehendem Kompressor.
  • Die Ventilatordrehzahl ist somit unabhängig vom Kühlleistungsbedarf und nur abhängig vom Betrieb des Kompressors.
  • Die genannten Drehzahlen werden bei aus dem Stand der Technik bekannten Geräten so gewählt, dass stets eine ausreichende Luft- bzw. Kälteleistung, insbesondere auch bei höheren Umgebungstemperaturen und vergleichsweise geringen Sollwerten für die Temperatur bzw. entsprechenden Reglerstellungen zur Verfügung steht.
  • Diese Vorgehensweise führt zwar zu einer hinreichenden Kälteleistung des Gerätes, ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass auch bei normalen Raumtemperaturen bedingt durch den Ventilatorbetrieb Geräusche auftreten und dass ein höherer Energieverbrauch vorliegt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dieses stromsparender und leiser arbeitet als aus dem Stand der Technik bekannte Geräte.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach weist das Gerät wenigstens eine Steuer- oder Regelungseinheit auf, die mit dem wenigstens einen Temperaturfühler sowie mit dem wenigstens einen Ventilator in Verbindung steht und die derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Ventilators verringert, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, kürzer ist als eine vorgegebener erster Zeitspannen-Grenzwert.
  • Wird somit festgestellt, dass die Zeitspanne, in der ein Kühlleistungsbedarf besteht, d.h. die Zeitspanne zwischen Erreichen des Einschaltwertes und Erreichen des Ausschaltwertes einen bestimmten Grenzwert übersteigt, wird die Drehzahl des Ventilators verringert. Dies kann während eines Betriebszyklus des Kompressors bzw. des Ventilators erfolgen oder beim nächsten Einschalten des Kompressors bzw. des Ventilators.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Ventilators erhöht, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert.
  • Der erste und der zweite Zeitspannen-Grenzwert können identisch oder unterschiedlich sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Drehzahlerhöhung des Ventilators zusätzlich erfordert, dass die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur bei dem ersten Grenzwert zuzüglich eines Δ-Wertes, das heißt zuzüglich eines Zuschlages oder über dieser Summe liegt. Der durch die Steuer- oder Regelungseinheit vorgegebene Steuer- bzw. Regelalgorithmus sieht somit in bevorzugter Ausgestaltung vor, dass eine Drehzahlerhöhung vorgenommen wird, wenn die Kühlteilanforderung länger als x Minuten dauert und der Kühlteilluftfühler oder ein sonstiger Temperaturfühler eine höhere Temperatur ermittelt, als der Ventilatoreinschaltwert, d.h. als der obere Temperatur-Grenzwert zuzüglich eines Δ-Wertes.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Drehzahlreduzierung dann eintritt, wenn die Kühlteilanforderungen kürzer als xy Minuten dauert.
  • Die genannten Zeitspannen "x" und "xy" sowie auch der Δ-Wert können fest vorgegeben sein oder auch variabel, beispielsweise werkseitig oder den Nutzer einstellbar sein.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung liegt somit eine adaptive Ventilatorregelung vor, mit der es möglich ist, eine möglichst niedrige Ventilatordrehzahl anzufahren. Dies hat zur Folge, dass Ventilatorgeräusche in den meisten Fällen bei normalen Umgebungsbedingungen nicht als störend wahrgenommen werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die vergleichsweise geringe Ventilatordrehzahl die Einschaltdauer des Ventilators hoch ist, was zu geringen Temperaturschwankungen im Gerät und zu einem sicheren Abtauen des Verdampfers führt. Dies wiederum hat den Vorteil einer geringen Kompressorstandzeit und einer geringen Stromaufnahme.
  • Liegen jedoch höhere Umgebungstemperaturen vor und/oder besteht aufgrund einer entsprechend "kalten" Reglerstellung ein geringer Temperatursollwert erlaubt der Algorithmus der Regelung bei höheren Ventilatordrehzahlen auch diesen Bedarf an Kälteleistung abzudecken.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erhöhung und/oder die Verringerung der Drehzahl des Ventilators stufenweise und/oder kontinuierlich erfolgt und/oder dass im Falle einer stufenweisen Veränderung der Drehzahl des Ventilators eine Erhöhung und/oder eine Verringerung der Drehzahl in Form von genau einer Stufe oder in Form mehrerer Stufen erfolgt.
  • Wird also beispielsweise festgestellt, dass die Kühlteilanforderung länger als x Minuten oder eine sonstige Zeitspanne dauert und wird durch den Temperaturfühler, der vorzugsweise als Kühlteilluftfühler ausgebildet ist, eine Temperatur gemessen, die höher ist als der Ventilatoreinschaltwert, das heißt als der erste Grenzwert, zuzüglich eines Δ-Wertes, kann vorgesehen sein, dass eine kontinuierliche oder auch eine stufenweise Erhöhung der Drehzahl des Ventilators erfolgt. Ist nach einer weiteren Zeitspanne, die beispielsweise xx Minuten andauert, die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur nach wie vor höher als der Ventilatoreinschaltwert zuzüglich des Δ-Wertes oder entspricht dieser Summe, kann vorgesehen sein, dass eine weitere Erhöhung der Drehzahl des Ventilators entweder stufenweise oder kontinuierlich erfolgt.
  • Des Weiteren ist es denkbar, dass eine Drehzahlreduzierung erfolgt, wenn die Kühlteilanforderung kürzer als xy Minuten dauert. Auf diese Weise ist es möglich, die Ventilatordrehzahl möglichst gering zu wählen. Liegt die Anforderung der Kälteleistung unterhalb eines Grenzwertes, wird beispielsweise in der nächsten Betriebsphase des Ventilators dieser mit einer geringeren Drehzahl betrieben als in der vorausgegangenen Betriebsphase. Auf diese Weise ist eine wiederholte Verringerung der Ventilatordrehzahl möglich.
  • Besteht Kühlleistungsbedarf in einem Betriebsintervall des Ventilators für weniger als eine vorbestimmte Zeitspanne, ist es vorgesehen, den Ventilator im darauffolgenden Betriebsintervall des Ventilators mit einer geringeren Drehzahl zu betreiben, als im vorhergehenden Intervall. Dies lässt sich für die folgenden Intervalle entsprechend fortsetzen. Wird jedoch innerhalb eines Betriebsintervalls festgestellt, dass der Kühlleistungsbedarf zumindest für eine vorbestimmte Zeitspanne oberhalb des oberen Temperatur-Grenzwertes, das heißt oberhalb des Einschaltwertes des Ventilators bzw. des Kompressors liegt und zusätzlich bei einem Wert, der zumindest den Ventilatoreinschaltwert plus einen Δ-Wert entspricht, ist es denkbar, während dieses Betriebsintervalls des Ventilators - wie oben ausgeführt - oder in der nächsten Betriebsphase die Drehzahl des Ventilators stufenweise oder kontinuierlich zu erhöhen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie den Ventilator einschaltet oder eingeschaltet lässt, wenn die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur über den oberen Temperatur-Grenzwert steigt oder den oberen Temperatur-Grenzwert erreicht.
  • Ist beispielsweise die Temperatur unterhalb des unteren Temperatur-Grenzwertes gefallen und steigt danach wieder auf oder über den oberen Temperatur-Grenzwert an, wird in diesem Fall der Ventilator wieder eingeschaltet.
  • Denkbar ist es auch, dass der Ventilator eingeschaltet bleibt, wenn die Temperatur nicht unter den unteren Temperatur-Grenzwert gefallen ist, sondern sich beispielsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatur-Grenzwert befindet und dann wieder den oberen Temperatur-Grenzwert erreicht oder übersteigt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie den Ventilator abschaltet, wenn die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur unter oder auf einen unteren Temperatur-Grenzwert fällt, wobei der untere Temperatur-Grenzwert unterhalb des oberen Temperatur-Grenzwertes liegt und wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie den Ventilator solange abgeschaltet lässt, bis die durch den Temperaturfühler ermittelte Temperatur den oberen Temperatur-Grenzwert erreicht oder überschreitet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Gerät wenigstens einen Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Kompressor zum Verdichten des Kältemittels, wobei der Kompressor derart ausgebildet ist oder angesteuert wird, dass Betriebszeiten vorgesehen sind, in denen der Kompressor im Betrieb ist, und dass Standzeiten vorgesehen sind, in denen der Kompressor nicht in Betrieb ist, wobei die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass der Ventilator bei in Betrieb befindlichem Kompressor mit höherer Drehzahl betrieben wird, als bei nicht im Betrieb befindlichem Kompressor. Zusätzlich zu der oben beschriebenen adaptiven Ventilatorregelung, die eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet, ist es somit denkbar, die Ventilatordrehzahl während der Kompressorstandzeit zu reduzieren.
  • Vorzuzgsweise ist vorgesehen, dass der Ventilator in der Zeitspanne, in der Kühlleistungsbedarf besteht eingeschaltet ist und in der Zeitspanne, in der kein Kühlleistungsbedarf besteht, ausgeschaltet ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und/oder Gefriergerätes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Drehzahl des Ventilators verringert wird, wenn wenn die Zeitspanne, in der Kühlleistungsbedarf besteht, kürzer ist als eine vorgegebener erster Zeitspannen-Grenzwert.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Ventilators erhöht wird, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert.
  • Denkbar ist es, dass die Drehzahl des Ventilators erhöht wird, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert und wenn die gemessene Temperatur größer ist als der obere Temperatur-Grenzwert, ggf. zuzüglich eines Deltawertes.
  • Die Erhöhung und/oder die Verringerung der Drehzahl des Ventilators kann stufenweise und/oder kontinuierlich erfolgen. Im Falle einer stufenweisen Veränderung der Drehzahl des Ventilators kann eine Erhöhung und/oder Verringerung der Drehzahl in Form von genau einer oder mehreren Stufen erfolgen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung des Temperaturverlaufs über die Zeit sowie des Verlaufs der Betriebsspannung des Ventilators über die Zeit in einem ersten Ausführungsbeispiel und
    Figur 2:
    eine schematische Darstellung des Temperaturverlaufs über die Zeit sowie des Verlaufs der Betriebsspannung des Ventilators über die Zeit in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit zusätzlicher Darstellung der Kompressorlauf- und -standzeit.
  • In Figur 1 ist oben auf der Ordinate die Temperatur wiedergegeben, die durch einen im gekühlten Innenraum eines Kühl- und/oder Gefriergerätes befindlichen Luftfühler gemessen wird.
  • Die Abszisse zeigt die Zeit.
  • Wie dies aus Figur 1 hervorgeht, existiert ein Einschaltwert (EW) und ein Ausschaltwert (AW), bei denen es sich um den oberen Temperatur-Grenzwert und um den unteren Temperatur-Grenzwert gemäß der vorliegenden Erfindung handelt.
  • Figur 1 unten zeigt auf der Ordinate die Ventilatorspannung, die proportional zur Ventilatordrehzahl ist, und auf der Abszisse die Zeit.
  • Wie dies aus Figur 1 hervorgeht, befindet sich zum Zeitpunkt T0 die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur oberhalb des Einschaltwertes. In diesem Fall wird der Ventilator mit einer bestimmten Drehzahl bzw. Spannung, in dem vorliegenden Beispiel mit einer Spannung von 8V betrieben. Zu einem Zeitpunkt T1 wird festgestellt, dass die gemessene Temperatur bereits für eine bestimmte Dauer oberhalb des Einschaltwertes liegt und zusätzlich den Wert der Einschalttemperatur plus eines Δ-Wertes entspricht oder übersteigt, so dass zu diesem Zeitpunkt T die Ventilatorspannung um 0,5V erhöht wird und damit eine Erhöhung der Drehzahl vorgenommen wird.
  • Zum Zeitpunkt T2 erreicht die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur den Ausschaltwert AW, das heißt den zweiten Grenzwert, was zur Folge hat, dass der Ventilator abgeschaltet wird.
  • In dem nächsten Betriebsintervall des Ventilators wird zum Zeitpunkt T3 eine Überschreitung des Einschaltwertes durch die gemessene Temperatur erfaßt, was zur Folge hat, dass der Ventilator wieder in Betrieb genommen wird. Die Betriebsspannung des Ventilators entspricht dabei der Betriebsspannung zu Beginn des vorhergehenden Intervalls, nämlich 8V.
  • Wie dies weiter aus Figur 1 hervorgeht, wird zum Zeitpunkt T4 der Ausschaltwert, das heißt der zweite Grenzwert unterschritten, was dazu führt, dass der Ventilator zum Zeitpunkt T4 wieder abgeschaltet wird.
  • Im nächsten und dritten dargestellten Betriebsintervall des Ventilators wird erneut bei Erreichen des Einschaltwertes zum Zeitpunkt T5 der Ventilator eingeschaltet, wobei jedoch die Betriebsspannung des Ventilators geringer ist als die des vorhergehenden Intervalls. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in dem vorhergehenden Betriebsintervall, das heißt im zweiten Betriebsintervall die Zeitspanne T3 bis T4 kürzer ist als ein bestimmter Grenzwert. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ventilator in dem dritten Betriebsintervall somit mit einer Spannung von 7,5V betrieben.
  • Zum Zeitpunkt T6 wird der Ventilator abgeschaltet, da die gemessene, fallende Temperatur den Ausschaltwert erreicht bzw. unterschreitet.
  • Da auch im dritten Betriebsintervall des Ventilators die Dauer der Kühlteilanforderung, das heißt die Zeitspanne T5 bis T6 geringer ist als ein Grenzwert, wird im vierten Betriebsintervall zwischen den Zeitpunkten T7 und T8 eine weitere Reduzierung der Betriebsspannung des Ventilators vorgenommen, die in einer weiteren Reduzierung der Drehzahl des Ventilators resultiert. Wie oben ausgeführt, führt die geringe Ventilatordrehzahl zwar zu einer erhöhten Einschaltdauer des Ventilators, jedoch zu geringeren Temperaturschwankungen im Gerät und zu einem sicheren Abtauen des Verdampfers. Dies wiederum führt zu geringen Kompressorstandzeiten und zu einer geringen Stromaufnahme.
  • Die Betriebsphasen und Ausschaltphasen des Ventilators entsprechen denen des Kompressors, d.h. Ein- und Ausschaltwerte beziehen sich sowohl auf den Ventilator als auch auf den Kompressor.
  • Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes, wobei in Figur 2 oben erneut auf der Ordinate die Temperatur des Luftfühlers und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ist. Darunter befindet sich wieder auf der Ordinate die Spannung des Ventilators und auf der Abszisse die Zeit. Zusätzlich ist in Figur 2 unten mit dem Bezugszeichen A die Kompressorleistung dargestellt.
  • In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird zum Zeitpunkt T1 der Einschaltwert der Temperatur erreicht bzw. überschritten, was dazu führt, dass der Ventilator in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Spannung von 6,5V in Betrieb gesetzt wird. Zum Zeitpunkt T2 wird der Kompressor ausgeschaltet, was dazu führt, dass der Ventilator automatisch auf eine geringere Drehzahl zurückgesetzt wird, das heißt mit einer geringeren Spannung betrieben wird, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel 6V beträgt. Wird der Kompressor wieder eingeschaltet, was zum Zeitpunkt T3 der Fall ist, wird der Ventilator wieder mit derselben Betriebsspannung, das heißt mit 6,5V betrieben, wie in dem ersten vorhergehenden Betriebsintervall.
  • Zum Zeitpunkt T4 wird eine warme Last in den Kühl- und/oder Gefrierraum eingebracht, was zu einem in Figur 2 oben dargestellten Temperaturanstieg führt. Zum Zeitpunkt T5 schaltet der Kompressor wieder aus, was wie beschrieben zu einer bestimmten Herabsetzung der Ventilatorspannung und Drehzahl führt.
  • Zum Zeitpunkt T6 erreicht aufgrund des Wärmeeintrages die durch den Luftfühler gemessene Temperatur den ersten Grenzwert, das heißt den Einschaltwert. Der Ventilator wird noch mit der geringeren Drehzahl bzw. Spannung betrieben und erst wieder auf den vorgenannten Wert von 6,5V hochgesetzt, wenn der Kompressor wieder einschaltet. Dies ist zum Zeitpunkt T7 der Fall.
  • Zum Zeitpunkt T8 wird festgestellt, dass seit Beginn des Laufs des Zählers, das heißt ab dem Zeitpunkt T6 eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, in der die Temperatur oberhalb des Einschaltwertes liegt. Zusätzlich wird festgestellt, dass zu diesem Zeitpunkt (T8) die gemessene Temperatur oberhalb des Einschaltwertes zuzüglich eines Δ-Wertes liegt. Dies führt dazu, dass zu diesem Zeitpunkt die Drehzahl des Ventilators um einen bestimmten Betrag, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel um 0,5V auf 7V erhöht wird, was mit einer entsprechenden Erhöhung der Drehzahl einhergeht.
  • Zu dem Zeitpunkt T9 wird festgestellt, dass seit Beginn des Zählerlaufes, das heißt seit dem Erreichen des Zeitpunkts T6 eine weitere Zeitspanne abgelaufen ist und der gemessene Temperaturwert immer noch oberhalb des Einschaltwertes zuzüglich eines Δ-Wertes liegt. Dies führt dazu, dass zum Zeitpunkt T9 eine weitere stufenweise Erhöhung der Spannung des Ventilators auf den Wert 7,5V und damit auch der Ventilatordrehzahl erfolgt.
  • Wie dies weiter aus Figur 2 hervorgeht, wird die Leistung des Kompressors während dessen intervallweiser Betriebszeit kontinuierlich herabgesetzt. Aus Figur 2 geht ebenfalls hervor, dass die Drehzahl des Ventilators bzw. die Ventilatorspannung in den Standzeiten des Kompressors unter der liegt, wie sie in den Betriebszeiten des Kompressors eingestellt wird.
  • Wie oben ausgeführt, kann ein Regelalgoritmus derart ausgebildet sein, dass eine Drehzahlerhöhung vorliegt, wenn die Kühlteilanforderung länger als x Minuten dauert, das heißt wenn die Temperatur länger als x Minuten oberhalb eines Einschaltwertes liegt und der Kühlteilluftfühler oder ein sonstiger Temperaturfühler eine höhere Temperatur mißt als der Ventilatoreinschaltwert zuzüglich eines Δ-Wertes. Diese Zeitspanne bzw. Δ-Wert können variable Parameter darstellen. In Figur 2 wird die Zeitspanne "x" durch die Intervalle T6 - T8 und T6 - T9 gebildet.
  • Wie ebenfalls dargestellt kann es zu einer Drehzahlreduzierung kommen, wenn die Kühlteilanforderungen kürzer als xy Minuten beträgt, wobei auch dieser Zeitraum variabel einstellbar sein kann.
  • Weitere Parameter, mit denen das Gerät betrieben werden kann, sind die initiale Geschwindigkeit bzw. initiale Spannung (beispielweise 8V) des Ventilators, die Mindestgeschwindigkeit und die Maximalgeschwindigkeit des Ventilators, die jeweils mit Spannungswerten z. B. von 6V und 10V korrelieren können, sowie auch die Geschwindigkeits- bzw. Spannungsschritte, die in beiden Richtungen, das heißt sowohl bei der Erhöhung als auch bei der Verringerung beispielsweise 0,5V betragen können.

Claims (13)

  1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum und mit wenigstens einem Ventilator, der im gekühlten Innenraum oder in einem mit dem gekühlten Innenraum in Verbindung stehenden Raum angeordnet ist, sowie mit wenigstens einem Temperaturfühler, der derart angeordnet ist, dass er zumindest an einer Stelle des Gerätes, vorzugsweise in dem gekühlten Innenraum oder in dem mit diesem in Verbindung stehenden Raum die Temperatur mißt, wobei ein Kühlleistungsbedarf in einer Zeitspanne besteht, die mit dem Zeitpunkt beginnt, zu dem die gemessene Temperatur einen oberen Temperatur-Grenzwert erreicht oder überschreitet und mit dem Zeitpunkt endet, zu dem die gemessene Temperatur einen unteren Temperatur-Grenzwert erreicht oder unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuer- oder Regelungseinheit vorgesehen ist, die mit dem Temperaturfühler sowie mit dem Ventilator in Verbindung steht und die derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Ventilators verringert, wenn die Zeitspanne, in der
    der Kühlleistungsbedarf besteht, kürzer ist als eine vorgegebener erster Zeitspannen-Grenzwert.
  2. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Verringerung der Drehzahl des Ventilators während des Betriebes des Kompressors und/oder zu Beginn einer nachfolgenden Betriebsphase des Kompressors vornimmt.
  3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Ventilators erhöht, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert.
  4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Drehzahl des Ventilators erhöht, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert, und wenn die gemessene Temperatur größer ist als der obere Temperatur-Grenzwert, ggf. zuzüglich eines Deltawertes.
  5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Erhöhung der Drehzahl des Ventilators während des Betriebes des Kompressors und/oder zu Beginn einer nachfolgenden Betriebsphase des Kompressors vornimmt.
  6. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und/oder die Verringerung der Drehzahl des Ventilators stufenweise und/oder kontinuierlich erfolgt und/oder dass im Falle einer stufenweisen Veränderung der Drehzahl des Ventilators eine Erhöhung und/oder Verringerung der Drehzahl in Form von genau einer oder mehreren Stufen erfolgt.
  7. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie den Ventilator einschaltet oder eingeschaltet lässt, wenn die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur über den oberen Temperatur-Grenzwert steigt oder den oberen Temperatur-Grenzwert erreicht.
  8. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie den Ventilator abschaltet, wenn die durch den Temperaturfühler gemessene Temperatur unter oder auf den unteren Temperatur-Grenzwert fällt, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie den Ventilator solange abgeschaltet lässt, bis die durch den Temperaturfühler ermittelte Temperatur den oberen Temperatur-Grenzwert erreicht oder überschreitet.
  9. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät wenigstens einen Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Kompressor zum Verdichten des Kältemittels aufweist und dass der Kompressor derart ausgebildet ist oder angesteuert wird, dass Betriebszeiten vorgesehen sind, in denen der Kompressor im Betrieb ist, und dass Standzeiten vorgesehen sind, in denen der Kompressor nicht in Betrieb ist, wobei die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgebildet ist, dass der Ventilator bei in Betrieb befindlichem Kompressor mit höherer Drehzahl betrieben wird, als bei nicht im Betrieb befindlichem Kompressor.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und/oder Gefriergerätes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Ventilators verringert wird, wenn die Zeitspanne, in der Kühlleistungsbedarf besteht, kürzer ist als eine vorgegebener erster Zeitspannen-Grenzwert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Ventilators erhöht wird, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Ventilators erhöht wird, wenn die Zeitspanne, in der der Kühlleistungsbedarf besteht, größer ist als ein vorgegebener zweiter Zeitspannen-Grenzwert und wenn die gemessene Temperatur größer ist als der obere Temperatur-Grenzwert, ggf. zuzüglich eines Deltawertes.
  13. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und/oder die Verringerung der Drehzahl des Ventilators stufenweise und/oder kontinuierlich erfolgt und/oder dass im Falle einer stufenweisen Veränderung der Drehzahl des Ventilators eine Erhöhung und/oder Verringerung der Drehzahl in Form von genau einer oder mehreren Stufen erfolgt.
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