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DE102006048880A1 - Method for controlling defrosting of an evaporating unit of a refrigerator comprises estimating the actual ice formation on the unit by measuring the ambient temperature and air moisture of the surroundings and further processing - Google Patents

Method for controlling defrosting of an evaporating unit of a refrigerator comprises estimating the actual ice formation on the unit by measuring the ambient temperature and air moisture of the surroundings and further processing Download PDF

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DE102006048880A1
DE102006048880A1 DE200610048880 DE102006048880A DE102006048880A1 DE 102006048880 A1 DE102006048880 A1 DE 102006048880A1 DE 200610048880 DE200610048880 DE 200610048880 DE 102006048880 A DE102006048880 A DE 102006048880A DE 102006048880 A1 DE102006048880 A1 DE 102006048880A1
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DE
Germany
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nominal
ice formation
estimated
evaporator
defrost
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Withdrawn
Application number
DE200610048880
Other languages
German (de)
Inventor
Heiko Dreisbach
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.)
Wurm & Co KG Elektronisch GmbH
Wurm & Co KG Elektronische Systeme GmbH
Original Assignee
Wurm & Co KG Elektronisch GmbH
Wurm & Co KG Elektronische Systeme GmbH
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Abstract

Method for controlling defrosting of an evaporating unit (V) of a refrigerator comprises estimating the actual ice formation on the evaporating unit by measuring the ambient temperature and air moisture of the surroundings (U), estimating a nominal ice formation on the evaporating unit for a nominal operating point of the refrigerator and determining the ratio of the estimated actual ice formation and the estimated nominal ice formation to determine a next defrosting date or to determine the type of defrost. Preferred Features: The actual ice formation is estimated by the difference of the air moisture at the inlet (E) to the evaporating unit and the air moisture at the outlet (A) of the evaporating unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Abtauens eines Verdampfers eines Kühlmöbels.The The invention relates to a method for controlling the defrosting of a Evaporator of a refrigerated cabinet.

Kühlmöbel werden beispielsweise als offene Verkaufskühlmöbel für die Normalkühlung oder Tiefkühlung von Lebensmitteln in Supermärkten oder dergleichen eingesetzt. Der Verdampfer des Kühlmöbels dient zur Aufnahme von Wärme von der zu kühlenden Ware und der die Ware umgebenden Luft. Hierbei kommt es infolge der in der Umgebungsluft enthaltenen Feuchtigkeit im Laufe der Zeit zu einer Vereisung des Verdampfers, die den Wirkungsgrad des Geräts unerwünscht verringert. Besonders gravierend ist diese Eisbildung am Verdampfer bei offenen Kühlmöbeln, bei denen ständig frische Umgebungsluft und somit zusätzliche Feuchtigkeit an den Verdampfer gelangt. Der Verdampfer muss also regelmäßig enteist werden.Cooling furniture will be For example, as an open sales cooling furniture for normal cooling or refrigeration of food in supermarkets or the like used. The evaporator of the refrigerator is used for Absorption of heat from the to be cooled Goods and the air surrounding the goods. This happens as a result the moisture contained in the ambient air over time icing of the evaporator, which undesirably reduces the efficiency of the device. Particularly serious is this ice formation on the evaporator at open Cooling furniture, at those constantly fresh ambient air and thus additional moisture to the Evaporator arrives. The evaporator must therefore regularly defrosted become.

Hierfür ist es bekannt, den Verdampfer mit einer wahlweise aktivierbaren Elektroheizung auszustatten. Speziell für die Tiefkühlung ist eine sogenannte Heißgasabtauung bekannt, bei der erhitztes gasförmiges Kältemittel durch die Wärmetauscherrohre des Verdampfers geführt wird.This is it known, the evaporator with an optional activatable electric heater equip. Specially for the freezing is a so-called hot gas defrost known in the heated gaseous refrigerant through the heat exchanger tubes led the evaporator becomes.

Problematisch ist jedoch die Erkennung des tatsächlichen Vereisungsgrades des Verdampfers. Üblicherweise wird in Abhängigkeit von dem speziellen Möbelfabrikat gemäß vorbestimmter Zeitintervalle abgetaut, ohne dass die besonderen Aufstell- bzw. Umgebungsbedingungen des Möbels berücksichtigt werden. Hierdurch wird in der Praxis meist unnötig oft abgetaut. Die Abtauung ist deshalb mit einem unnötigen Energiebedarf ver bunden, und die in dem Kühlmöbel gelagerte Ware kann durch zu häufige oder unnötige Abtauprozesse in Mitleidenschaft gezogen werden. Der Vereisungsgrad kann zwar über die während der Abtauung gemessene Schmelzzeit beurteilt werden, die zum Abschmelzen des Eisansatzes benötigt wird. Nachteilig hieran ist jedoch, dass die Beurteilung nur für die Vergangenheit erfolgt.Problematic However, the detection of the actual degree of icing of the Evaporator. Usually becomes dependent from the special furniture product according to predetermined Time intervals defrosted without the special installation or Environmental conditions of the furniture considered become. As a result, often unnecessarily often defrosted in practice. The defrost is therefore with an unnecessary Energy requirements a related party, and the stored in the refrigerator furniture can by too frequent or unnecessary Defrosting processes are affected. The degree of icing Although over the while the melting time measured for the defrost, which is the melting point of the ice batch needed becomes. The disadvantage of this, however, is that the judgment only for the past he follows.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, durch das sich der tatsächliche aktuelle Abtaubedarf eines Verdampfers eines Kühlmöbels unter Verwendung von möglichst wenigen zusätzlichen Messfühlern mit hoher Genauigkeit bestimmen lässt.It is therefore an object of the invention to provide a method through which the actual current Defrosting an evaporator of a refrigerated cabinet using as possible few additional probes determined with high accuracy.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass eine tatsächliche Eisbildung am Verdampfer durch Messung zumindest der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchte der Umgebung geschätzt wird; dass eine Nenn-Eisbildung am Verdampfer für einen Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels geschätzt wird, wobei für den Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels eine Nenn-Vereisungsrate – wie beispielsweise ein Nenn-Abtauintervall – bekannt ist; und dass die geschätzte tatsächliche Eisbildung und die geschätzte Nenn-Eisbildung zueinander ins Verhältnis gesetzt werden, um aus dem Verhältnis und aus der bekannten Nenn-Vereisungsrate einen nächsten Abtautermin zu bestimmen oder eine Abtauart festzulegen.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 solved, and in particular in that an actual ice formation on the evaporator by measuring at least the ambient temperature and the humidity appreciated the environment becomes; that a nominal ice formation on the evaporator for a rated operating point of the refrigerator is estimated, being for the rated operating point of the refrigerated cabinet Nominal icing rate - like for example, a nominal defrost interval - known; and that the estimated actual Ice formation and the estimated Nominal ice formation are related to each other in order to get out of the relationship and from the known nominal icing rate, a next defrost date or to define a defrost type.

Es werden also zwei rechnerische Abschätzungen vorgenommen. Zum einen wird eine tatsächliche Eisbildung am Verdampfer, also eine Eismenge (Masse oder Volumen) oder eine Eisbildungsrate, geschätzt. Hierfür werden zumindest die Umgebungstemperatur und die Luftfeuchte der Umgebung (relative oder absolute Luftfeuchte) gemessen und berücksichtigt. Diese Messungen bedeuten gewöhnlich keinen erheblichen Zusatz aufwand, da beispielsweise in Supermärkten mit mehreren Kühlmöbeln üblicherweise ohnehin eine zentrale Messung der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchte erfolgt und diese Messwerte an die jeweilige Steuereinrichtung der Kühlmöbel oder eine zentrale Steuereinrichtung übermittelt werden.It So two mathematical estimates are made. On the one hand becomes an actual ice formation on the evaporator, ie an amount of ice (mass or volume) or one Ice formation rate, estimated. For this will be at least the ambient temperature and the humidity of the environment (relative or absolute humidity) measured and taken into account. These measurements usually mean No significant additional expenditure, as for example in supermarkets with several refrigerators usually anyway, a central measurement of the ambient temperature and humidity takes place and these measured values to the respective control device of Refrigerated furniture or a central control device transmitted become.

Zum anderen wird eine Nenn-Eisbildung am Verdampfer gemäß einem vorbestimmten Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels bzw. dessen Verdampfers, nämlich zumindest gemäß einer Nenn-Umgebungstemperatur und/oder einer Nenn-Luftfeuchte geschätzt, wobei die Ermittlung der Nenn-Eisbildung vorzugsweise analog zu der Ermittlung der vorgenannten tatsächlichen Eisbildung vorgenommen wird. Der genannte Nenn-Betriebspunkt kann beispielsweise der Nenn-Umgebungstemperatur und/oder der Nenn-Luftfeuchte einer Klimaklasse nach der Norm EN441 oder einer vergleichbaren Norm (z.B. EN23953) entsprechen, also z.B. 25°C und 60 % relative Feuchte für die Klimaklasse "3".To the another is a nominal ice formation on the evaporator according to a predetermined rated operating point of the refrigerator or its evaporator, namely at least according to one Nominal ambient temperature and / or a nominal air humidity estimated, whereby the determination of the nominal ice formation preferably analogous to the determination the aforementioned actual Ice formation is made. The named nominal operating point can, for example, the Nominal ambient temperature and / or the nominal air humidity of a climate class according to standard EN441 or equivalent (eg EN23953) correspond, e.g. 25 ° C and 60% relative humidity for the climate class "3".

Wichtig ist, dass für den berücksichtigten Nenn-Betriebspunkt des Verdampfers eine Nenn-Vereisungsrate des Verdampfers bekannt ist. Diese Nenn-Vereisungsrate kann für das spezielle Kühlmöbel vom Betreiber empirisch ermittelt worden und/oder vom Kühlmöbelhersteller spezifiziert sein. Der genannte Nenn-Betriebspunkt des Verdampfers ist insbesondere so gewählt, dass er den ungünstigsten zu erwartenden Umgebungsbedingungen entspricht (z.B. höchste zu erwartende Temperatur und höchste zu erwartende relative Luftfeuchte am Aufstellort des Kühlmöbels). Die zugeordnete Nenn-Vereisungsrate wiederum ist insbesondere die Vereisungsrate, die diesen ungünstigsten zu erwartenden Umgebungsbedingungen entspricht. Ausgangspunkt für das Verfahren ist also eine Nenn-Vereisungsrate, deren Berücksichtigung auch für die ungünstigsten zu erwartenden Umgebungsbedingungen (z.B. entsprechend den Umge bungsbedingungen gemäß einer speziellen Klimaklasse nach EN441) für eine rechtzeitige Abtauung ausreichend ist. Bei der genannten Nenn-Vereisungsrate kann es sich um ein Abtauintervall (also ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Abtauterminen) oder auch um die Angabe eines Eisbildungsvolumens oder einer Eisbildungsmasse pro Zeiteinheit handeln.It is important that a nominal icing rate of the evaporator is known for the rated operating point of the evaporator considered. This rated icing rate may be determined empirically by the operator for the particular refrigerated cabinet and / or specified by the refrigeration cabinet manufacturer. The named rated operating point of the evaporator is chosen in particular such that it corresponds to the worst-case expected environmental conditions (eg highest expected temperature and highest expected relative humidity at the installation site of the refrigerator). In turn, the associated rated icing rate is particular the icing rate that corresponds to these worst-case expected environmental conditions. The starting point for the process is therefore a nominal icing rate, the consideration of which is sufficient even for the most unfavorable environmental conditions to be expected (eg according to the ambient conditions according to a special climate class according to EN441) for a timely defrost. The stated nominal icing rate may be a defrost interval (ie a time interval between two consecutive defrosting dates) or else the specification of an ice formation volume or an ice formation mass per unit time.

Um einen nächsten erforderlichen Abtautermin zu bestimmen und/oder um für den nächsten vorbestimmten Abtautermin (Nenn-Abtautermin) eine geeignete Art des Abtauverfahrens festzulegen, werden die (anhand der Messwerte) geschätzte tatsächliche Eisbildung und die (auf Grundlage der entsprechenden Nennwerte) geschätzte Nenn-Eisbildung zueinander ins Verhältnis gesetzt, beispielsweise – jedoch nicht notwendigerweise – durch Quotientenbildung, und dieses Verhältnis wird wiederum mit der vorgenannten Nenn-Vereisungsrate ins Verhältnis gesetzt, beispielsweise durch Multiplikation oder Division.Around a next one to determine the required deferral date and / or order for the next predetermined Defrost date (nominal defrost date) is a suitable type of defrost method determine the estimated (based on the measured values) actual Ice formation and the (on the basis of the corresponding nominal values) estimated Nominal ice formation relative to each other, for example - however not necessarily - by Quotient formation, and this ratio is in turn with the ratio mentioned above, for example by multiplication or division.

Durch diese Verhältnisbildung wird letztlich eine Verzögerung der ermittelten Abtautermine bezüglich der für die ungünstigsten zu erwartenden Umgebungsbedingungen vorausgesetzten Nenn-Vereisungsrate bzw. Abtautermine bewirkt, oder es wird hierdurch der Anteil ermittelt, um den die tatsächliche Eisbildung von der Nenn-Eisbildung abweicht, und zwar jeweils in Abhängigkeit von der Abweichung der gemessenen realen Bedingungen von den Nennbedingungen.By this ratio formation will ultimately be a delay the determined deferral dates with respect to for the unfavorable expected icing rate or Defrosting dates effected, or it is thereby determined the proportion, around the the actual Ice formation differs from the nominal ice formation, in each case in dependence from the deviation of the measured real conditions from the nominal conditions.

Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens besteht in der Berücksichtigung einer vom Gerätehersteller bereits angegebenen Klimaklasse (wodurch die Nenn-Umgebungstemperatur und die Nenn-Luftfeuchte vorgegeben sind) bzw. einer für einen derartigen Nenn-Betriebspunkt des Verdampfers gewöhnlich ohnehin bereits bekannten Nenn-Vereisungsrate (z.B. Nenn- Abtauintervall). Dies hat nämlich zur Folge, dass der den Verdampfer beaufschlagende Volumen- oder Massenstrom der Umgebungsluft indirekt berücksichtigt werden kann, ohne dass eine eigene Messung dieses Volumen- oder Massenstroms erforderlich ist. Nur unter Berücksichtigung dieses Volumen- oder Massenstroms ist jedoch eine genaue Abschätzung der am Verdampfer pro Zeiteinheit anfallenden Kondensatmenge möglich.One particular advantage of this method is the consideration one from the device manufacturer already specified climate class (whereby the nominal ambient temperature and the nominal air humidity are specified) or one for one such nominal operating point of the evaporator usually anyway already known nominal icing rate (e.g., nominal defrost interval). This is because the Consequence, that the volume or mass flow affecting the evaporator the ambient air indirectly taken into account can be, without having its own measurement of this volume or Mass flow is required. Only taking into account this volume or mass flow, however, is an accurate estimate of the evaporator per unit time accumulating condensate possible.

Mögliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachstehend erläutert, wobei zum besseren Verständnis zunächst der typische Aufbau des hier betroffenen Kühlmöbels erklärt werden soll.Possible configurations the method according to the invention will be explained below, for better understanding first the typical structure of the refrigerator affected here should be explained.

1 und 2 zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht eines Kühlmöbels mit einem Verdampfer und verschiedenen Luftströmen. 1 and 2 each show a schematic side view of a refrigerated cabinet with an evaporator and different air streams.

In 1 ist ein hier an seiner Frontseite offenes Kühlmöbel lediglich schematisch dargestellt. Das Kühlmöbel besitzt einen Verdampfer V. Dieser ist in üblicher Weise in einen an sich bekannten Kältemittelkreislauf eingebunden, d.h. der Verdampfer V ist in Strömungsrichtung des Kältemittels beispielsweise mit einem Verdichter, einem Verflüssiger und einem Expansionsventil verbunden.In 1 is a here on its front open cooling cabinet only shown schematically. The refrigerator has an evaporator V. This is integrated in a conventional manner in a known refrigerant circuit, ie, the evaporator V is connected in the flow direction of the refrigerant, for example with a compressor, a condenser and an expansion valve.

Ferner sind in 1 verschiedene Luftströme gezeigt. So wird ein Luftstrom 1 in dem Kühlmöbel zu dem Verdampfer V geführt. Die Luft wird am Verdampfer V abgekühlt und verlässt diesen als Luftstrom 2. An der Oberseite des Kühlmöbels, nämlich an einem Luftaustritt A, wird die gekühlte Luft als Luftstrom 3 ausgegeben. Die gekühlte Luft strömt entlang der Frontseite des Kühlmöbels vorhangartig nach unten (Luftstrom 4), wobei die im Kühlmöbel angeordnete Ware gekühlt wird. In diesen Luftstrom 4 vermischt sich Luft aus der Umgebung U (Luftstrom 5). Die am unterseitigen Lufteintritt E des Kühlmöbels eintretende und den Luftstrom 1 bildende Luft ist also ein Gemisch des gekühlten Luftstroms 4 und des Umgebungsluftstroms 5. Für eine übliche Normalkühlung kann die Lufttemperatur am Austritt A beispielsweise ca. +2°C und am Lufteintritt E des Kühlmöbels ca. +5°C betragen.Furthermore, in 1 shown different air flows. That's how a stream of air gets 1 guided in the refrigerator to the evaporator V. The air is cooled at the evaporator V and leaves it as air flow 2 , At the top of the refrigerator, namely at an air outlet A, the cooled air is as air flow 3 output. The cooled air flows curtain-like down along the front of the cabinet (airflow 4 ), wherein the goods arranged in the refrigerated goods is cooled. In this air stream 4 air mixes from the environment U (air flow 5 ). The entering at the bottom air inlet E of the cabinet and the air flow 1 forming air is therefore a mixture of the cooled air flow 4 and the ambient airflow 5 , For a standard normal cooling, the air temperature at the outlet A, for example, about + 2 ° C and the air inlet E of the refrigerator furniture be about + 5 ° C.

In 1 sind außerdem die am Luftaustritt A, in der Umgebung U, am Lufteintritt E und am Verdampfer V vorherrschenden Temperaturen T, die relativen Feuchten rF und die absoluten Feuchten (Wassergehalt) x dargestellt. Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Messwerte sind jeweils von einem Kreis umgeben, wobei eine durchgezogene Linie einen obligatorischen Messwert und eine gestrichelte Linie einen optionalen Messwert kennzeichnet. Eine jeweilige rechteckige Umrandung kennzeichnet einen berechneten Wert, wobei optionale Berechnungen wiederum durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet sind. Speziell der jeweilige Wassergehalt x (absolute Feuchte) kann als Funktion der Temperatur T und der relativen Feuchte rF dem Mollier-Diagramm entnommen werden, wobei vereinfachend ein konstanter Druck angenommen werden kann.In 1 In addition, the temperatures at the air outlet A, in the environment U, at the air inlet E and at the evaporator V prevailing temperatures T, the relative humidity rF and the absolute humidity (water content) x are shown. The measured values used in the context of the method according to the invention are each surrounded by a circle, wherein a solid line indicates a mandatory measured value and a dashed line indicates an optional measured value. A respective rectangular border indicates a calculated value, and optional calculations are again indicated by a dashed line. Specifically, the respective water content x (absolute humidity) can be taken as a function of the temperature T and the relative humidity rF the Mollier diagram, wherein simplifying a constant pressure can be assumed.

Nachfolgend wird zunächst ein besonders genaues Verfahren zur Bestimmung eines Abtautermins für den Verdampfer V gemäß 1 erläutert (sogenanntes Kondensatmodell). Bei diesem Verfahren werden auch die in 1 als optional gekennzeichneten Messwerte ermittelt, und es werden die als optional gekennzeichneten Berechnungen durchgeführt. Anschließend wird eine vereinfachte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert (sogenannter linearer Ansatz).Hereinafter, a particularly accurate method for determining a defrosting deadline for the evaporator V according to 1 explained (so-called condensate model). In this process, the in 1 determined as optional measured values, and the calculations marked as optional are performed. Subsequently, a simplified embodiment of the method according to the invention is explained (so-called linear approach).

(a) Schätzen der tatsächlichen Eisbildung am Verdampfer V:(a) Estimate the actual Ice formation on the evaporator V:

Zum einen wird die (volumen- oder massenspezifische) tatsächliche Eisbildung am Verdampfer geschätzt. Hierfür werden zumindest die Umgebungstemperatur TU und die relative Feuchte rFU der Umgebung gemessen. Hierdurch ist der Wassergehalt xU des dem Kühlluftstrom 4 zugemischten Umgebungsluftstroms 5 bekannt (Mollier-Diagramm).On the one hand, the (volume or mass specific) actual ice formation on the evaporator is estimated. For this purpose, at least the ambient temperature T U and the relative humidity rF U of the environment are measured. As a result, the water content x U of the cooling air flow 4 mixed ambient air flow 5 known (Mollier diagram).

Im Rahmen des sogenannten Kondensatmodells wird für das Schätzen der tatsächlichen Eisbildung am Verdampfer V letztlich eine Differenz Δx zwischen der absoluten Feuchte xE am Verdampfereintritt E und der absoluten Feuchte xA am Luftaustritt A ermittelt, wobei angenommen wird, dass die Erwärmung der Kühlluft zwischen dem Luftaustritt A (Luftstrom 3) und dem Lufteintritt E (Luftstrom 1) allein aus der Beimischung der Umgebungsluft (Luftstrom 5) resultiert.In the context of the so-called condensate model, a difference Δx between the absolute humidity x E at the evaporator inlet E and the absolute humidity x A at the air outlet A is ultimately determined for the estimation of the actual ice formation on the evaporator V, it being assumed that the heating of the cooling air between the Air outlet A (air flow 3 ) and the air inlet E (air flow 1 ) solely from the admixture of the ambient air (air flow 5 ) results.

Die absolute Feuchte xA am Luftaustritt A kann mit dem Wassergehalt xV am Verdampfer V gleichgesetzt werden. Der Luftstrom 2 vom Verdampfer V zum Luftaustritt A erwärmt sich zwar, d.h. die relative Feuchte rF ändert sich. Der absolute Wassergehalt x bleibt jedoch konstant. Vernünftigerweise kann auch angenommen werden, dass sich die Luft am Verdampfer V auf den Taupunkt oder unterhalb des Taupunkts abkühlt (relative Feuchte rFV am Verdampfer V von 100 %). Somit kann der Wassergehalt xV bzw. xA direkt aus der Temperatur TV am Verdampfer V ermittelt werden (Mollier-Diagramm). Dieser Wert wiederum kann mittels des üblicherweise am Verdampfer V ohnehin vorhandenen Temperatursensors gemessen werden. Alternativ kann unter Vernachlässigung der vorgenannten Erwärmung die Temperatur TA am Luftaustritt A anstelle der Temperatur TV am Verdampfer V herangezogen werden.The absolute humidity x A at the air outlet A can be equated with the water content x V at the evaporator V. The airflow 2 from the evaporator V to the air outlet A is indeed heated, ie the relative humidity RH changes. The absolute water content x remains constant. It can also be reasonably assumed that the air at the evaporator V cools down to the dew point or below the dew point (relative humidity rF V at the evaporator V of 100%). Thus, the water content x V or x A can be determined directly from the temperature T V at the evaporator V (Mollier diagram). This value in turn can be measured by means of the temperature sensor, which is usually present at the evaporator V anyway. Alternatively, neglecting the above-mentioned heating, the temperature T A at the air outlet A can be used instead of the temperature T V at the evaporator V.

Die absolute Feuchte xE am Lufteintritt E wird – wie bereits erwähnt – unter Berücksichtigung des Umstands ermittelt, dass der am Luftaustritt A ausgegebenen Kühlluft (Luftstrom 3) ein Luftstrom 5 aus der Umgebung U beigemischt wird. Allerdings sind die jeweiligen Massenströme nicht bekannt. Die absolute Feuchte xE wird deshalb gemäß einer Mischungsregel ermittelt (Mischung der auf unterschiedlichem Temperaturniveau befindlichen Luftmassen), wobei die anfallenden Kondensatmengen spezifisch, also jeweils bezogen auf eine definierte Luftmasse (z.B. ein Kilogramm) bezogen werden.The absolute humidity x E at the air inlet E is - as already mentioned - determined taking into account the fact that the output at the air outlet A cooling air (air flow 3 ) an airflow 5 from the environment U is added. However, the respective mass flows are not known. The absolute humidity x E is therefore determined according to a mixing rule (mixture of the air masses located at different temperature levels), the accumulating condensate quantities being specific, ie in each case based on a defined air mass (eg one kilogram).

Zur besseren Erläuterung der verwendeten Mischungsregel wird auf 2 verwiesen, in der die Massenströme eingezeichnet sind. Es wird angenommen, dass der Massenstrom im Kühlmöbel konstant ist (m1 = m3, m5 = m6). Es findet somit ein Massenaustausch zwischen dem Luftstrom 2 im Kühlmöbel und der Umgebung U um den Betrag m6 = m5 statt. Mit dieser Bedingung bleibt der Massenstrom in der Berechnung konstant.For a better explanation of the mixing rule used on 2 referenced, in which the mass flows are drawn. It is assumed that the mass flow in the refrigeration cabinet is constant (m 1 = m 3 , m 5 = m 6 ). There is thus a mass exchange between the air flow 2 in the refrigerator and the surroundings U by the amount m 6 = m 5 instead. With this condition, the mass flow remains constant in the calculation.

Nach der Mischungsregel ergibt sich für den Luftstrom 1 am Lufteintritt E eine Mischtemperatur T1, die sich zunächst aus den Temperaturen T4 und T5 der Luftströme 4 und 5 sowie aus den entsprechenden Massen und Wärmekapazitäten ableiten lässt:

Figure 00080001
After the mixing rule results for the air flow 1 at the air inlet E a mixing temperature T 1 , which is initially from the temperatures T 4 and T 5 of the air streams 4 and 5 and from the corresponding masses and heat capacities:
Figure 00080001

Hierbei bezeichnet ci die jeweilige spezifische Mischwärmekapazität des Luft- und des Wasseranteils bei gegebener Temperatur und relativer Feuchte. Wie vorstehend erläutert, kann angenommen werden, dass m4 = m3 – m6 = m3 – m5 gilt. Außerdem wird zur Vereinfachung der jeweilige Wasseranteil in den Teilströmen, der beispielsweise maximal ca. 2 % der Gesamtmasse ausmacht, vernachlässigt. Aus der Gleichung (1) ergibt sich:

Figure 00090001
Here, c i denotes the respective specific mixing heat capacity of the air and the water content at a given temperature and relative humidity. As explained above, it can be assumed that m 4 = m 3 -m 6 = m 3 -m 5 . In addition, for the sake of simplicity, the respective proportion of water in the partial flows, which accounts for a maximum of about 2% of the total mass, is neglected. From equation (1):
Figure 00090001

Die Wärmekapazität ci kann vereinfachend als konstant angenommen werden. Es lässt sich abschätzen, dass die durch die Vernachlässigung der ungleichen Wärmekapazitäten von Luft und Wasser verursachten Fehler geringfügig sind und dass die vorgenannten Vereinfachungen die Gleichung (2) lediglich "sicherer" machen, da sie letztlich zu größeren berechneten Kondensatmengen am Verdampfer V führen.The heat capacity c i can be assumed to be constant as a simplification. It can be estimated that the errors caused by neglecting the unequal heat capacities of air and water are small and that the above simplifications only make equation (2) "safer". because they ultimately lead to larger calculated condensate quantities at the evaporator V.

Hieraus kann dann die beizumischende Menge m5 Umgebungsluft näherungsweise berechnet werden zu:

Figure 00090002
From this, the compounding amount m 5 can then ambient air will be approximately calculated as:
Figure 00090002

Aufgrund der vorgenannten Gleichung (3) ist das Massenverhältnis m5/m3 bekannt. Die Temperatur T1 entspricht nämlich der im Zusammenhang mit 1 genannten Eintrittstemperatur TE und kann mittels eines am Lufteintritt E des Kühlmöbels angeordneten Temperatursensors gemessen werden. Die Temperatur T3 entspricht der Austrittstemperatur TA des Luftaustritts A gemäß 1; auch hierfür kann ein zugeordneter Temperatursensor vorgesehen sein, oder die Austrittstemperatur TA wird vereinfachend mit der Temperatur TV am Verdampfer V gleichgesetzt. Die Temperatur T5 schließlich entspricht der Umgebungstemperatur TU gemäß 1. Somit ist aus der genannten Gleichung (3) durch Messung der Temperaturen TE, TA (oder TV) und TU das Massenverhältnis m5/m3 der anteiligen Beimischung der Umgebungsluft (Luftstrom 5 gemäß 1) in den Kühlluftstrom 3 bekannt.Due to the aforementioned equation (3), the mass ratio m 5 / m 3 is known. The temperature T 1 corresponds to that in connection with 1 said inlet temperature T E and can be measured by means of a arranged at the air inlet E of the refrigerator furniture temperature sensor. The temperature T 3 corresponds to the outlet temperature T A of the air outlet A according to 1 ; An associated temperature sensor can also be provided for this purpose, or the outlet temperature T A is equated with the temperature T V at the evaporator V for the sake of simplicity. The temperature T 5 finally corresponds to the ambient temperature T U according to 1 , Thus, from the mentioned equation (3) by measuring the temperatures T E , T A (or T V ) and T U, the mass ratio m 5 / m 3 of the proportionate admixture of the ambient air (air flow 5 according to 1 ) in the cooling air flow 3 known.

Die absolute Feuchte xE am Lufteintritt E, also der dort vorherrschende Wassergehalt (g/kg), ist die Summe des Wassergehalts der Luftströme 4 und 5 gemäß 1. Die absolute Feuchte xE ergibt sich somit aus dem Produkt der absoluten Feuchte xA am Luftaustritt A mit der dortigen Luftmasse m3, wobei hiervon das Produkt der absoluten Feuchte xA am Luftaustritt A mit der Masse m6 zu subtrahieren ist (an die Umgebung abgegebene Wassermenge), wobei hierzu wiederum das Produkt der absoluten Feuchte xU der Umgebungsluft mit der von der Umgebung U zugeführten Masse m5 zu addieren ist, und wobei diese Funktion natürlich hinsichtlich der Gesamtmasse m1 = m3 zu normieren ist:

Figure 00100001
The absolute humidity x E at the air inlet E, ie the prevailing water content (g / kg), is the sum of the water content of the air streams 4 and 5 according to 1 , The absolute humidity x E thus results from the product of the absolute humidity x A at the air outlet A with the air mass m 3 there , from which the product of the absolute humidity x A at the air outlet A with the mass m 6 is to be subtracted (to the environment discharged water quantity), in which case again the product of the absolute humidity x U of the ambient air is to be added to the mass m 5 supplied by the environment U, and wherein this function is of course to be standardized with respect to the total mass m 1 = m 3 :
Figure 00100001

Insgesamt ergibt sich hieraus, dass die absolute Feuchte xE als ein auf die umgewälzte Luftmasse bezogener Wert berechnet werden kann. Die absolute Feuchte xA am Luftaustritt A kann nämlich mit dem Wassergehalt xV der Luft am Verdampfer V gleich gesetzt werden, der wiederum aus der am Verdampfer V gemessenen Temperatur TV und aus der Annahme abgeschätzt werden kann, dass der Taupunkt erreicht oder unterschritten ist, wie vorstehend bereits erläutert. Die absolute Feuchte xU der Umgebungsluft kann aus der gemessenen Umgebungstemperatur TU und relativen Feuchte rFU berechnet werden (Mollier-Diagramm). Die vorgenannte Masse m6 entspricht bei konstantem Massenstrom der Masse m5 (vgl. 2). Das Massenverhältnis m5/m3 ergibt sich gemäß Gleichung (3) aus den gemessenen Temperaturen T1 = TE, T3 = TA (oder T3 = TV) und T5 = TU.Overall, it follows that the absolute humidity x E can be calculated as a value related to the recirculated air mass. The absolute humidity x A at the air outlet A can namely be set equal to the water content x V of the air at the evaporator V, which in turn can be estimated from the measured at the evaporator V temperature T V and from the assumption that the dew point is reached or fallen below as already explained above. The absolute humidity x U of the ambient air can be calculated from the measured ambient temperature T U and relative humidity rF U (Mollier diagram). The aforementioned mass m 6 corresponds to the mass m 5 at a constant mass flow (cf. 2 ). The mass ratio m 5 / m 3 is obtained according to equation (3) from the measured temperatures T 1 = T E , T 3 = T A (or T 3 = T V ) and T 5 = T U.

Somit ist auch die vorgenannte Differenz Δx der absoluten Feuchten xE und xA bekannt, die der Kondensat- bzw. Eisbildung am Verdampfer V entspricht, und zwar als ein auf die umgewälzte Luftmasse bezogener Wert (z.B. g/kg). Mit anderen Worten ist durch Berücksichtigung der erläuterten Mischungsregel die tatsächliche Eisbildung Δx am Verdampfer V bislang lediglich als volumen- oder massenspezifischer Wert abgeschätzt, nämlich bezogen auf das Volumen bzw. die Masse des im Kühlmöbel zirkulierenden Luftstroms. Dieser ist jedoch nicht bekannt und soll möglichst nicht gemessen werden müssen.Thus, the aforementioned difference .DELTA.x of the absolute humidity x E and x A is known, which corresponds to the condensation or ice formation on the evaporator V, namely as a relative to the circulated air mass value (eg g / kg). In other words, the actual ice formation .DELTA.x at the evaporator V has hitherto only been estimated as a volume or mass-specific value by taking account of the described mixing rule, namely based on the volume or the mass of the airflow circulating in the refrigeration appliance. However, this is not known and should not be measured if possible.

(b) Schätzen einer Nenn-Eisbildung am Verdampfer:(b) Estimate a nominal ice formation at the evaporator:

Der somit fehlende Massenstrom oder Volumenstrom im Kühlmöbel wird deshalb indirekt berücksichtigt, nämlich in Form einer Nenn-Vereisungsrate des Kühlmöbels bzw. dessen Verdampfers. Diese Nenn-Vereisungsrate, beispielsweise ein Nenn-Abtauintervall, kann vom Betreiber des Kühlmöbels empirisch ermittelt worden sein oder – ebenfalls aufgrund empirischer Ermittlung – vom Kühlmöbelhersteller spezifiziert sein. Die Nenn-Vereisungsrate entspricht insbesondere den ungünstigsten zu erwartenden realen Umgebungsbedingungen am Aufstellort des Kühlmöbels, und sie kann einer speziellen Klimaklasse nach der Norm EN441 entsprechen. Der Nenn-Vereisungsrate sind als Nenn-Betriebspunkt des Verdampfers eine Nenn-Umgebungstemperatur und eine Nenn-Luftfeuchte zugeordnet.Of the thus missing mass flow or volume flow in the refrigerator is therefore considered indirectly, namely in the form of a nominal icing rate of the refrigerator or its evaporator. This nominal icing rate, For example, a nominal defrost interval may be empirical by the operator of the refrigerator have been determined or - also based on empirical determination - specified by the refrigeration equipment manufacturer be. The nominal icing rate corresponds in particular to the most unfavorable expected real ambient conditions at the installation site of the refrigerator, and It can correspond to a special climate class according to the EN441 standard. The rated icing rate is the nominal operating point of the evaporator assigned a nominal ambient temperature and a nominal air humidity.

Anhand dieser Nenn-Umgebungstemperatur und Nenn-Luftfeuchte wird die Abschätzung der Nenn-Eisbildung xNenn am Verdampfer V vorgenommen, wobei analog zu der vorstehend erläuterten Abschätzung der tatsächlichen Eisbildung verfahren wird. Hierbei werden beispielsweise ledig lich die tatsächlich gemessene Umgebungstemperatur TU und Luftfeuchte rFU durch die entsprechenden Nennwerte (Nenn-Umgebungstemperatur bzw. Nenn-Luftfeuchte) ersetzt. Die weitere Berechnung der Nenn-Eisbildung xNenn geschieht wie vorstehend für die Berechnung der tatsächlichen Eisbildung im Einzelnen erläutert, insbesondere unter Berücksichtigung derselben Messwerte (z.B. TA, TE, TV).On the basis of this nominal ambient temperature and nominal air humidity, the nominal ice formation x nominal is estimated at the evaporator V, with the actual ice formation being estimated analogously to the above-described estimation. Here, for example, only the actually measured ambient temperature T U and humidity RH U by the corresponding nominal values (Nom ambient temperature or nominal air humidity). The further calculation of the nominal ice formation x nominal takes place as explained in detail above for the calculation of the actual formation of ice, in particular taking into account the same measured values (eg T A , T E , T V ).

Alternativ zu dem Ersetzen der tatsächlich gemessenen Umgebungstemperatur TU und Luftfeuchte rFU durch die entsprechenden Nennwerte kann auch lediglich einer dieser Messwerte durch den entsprechenden Nennwert des Nenn-Betriebspunkts des Verdampfers ersetzt werden. Beispielsweise ist es ausreichend, lediglich die gemessene Luftfeuchte rFU der Umgebung durch die Nenn-Luftfeuchte des Kühlmöbels zu ersetzen, d.h. für die Berechnung der Nenn-Eisbildung xNenn analog zu der Berechnung der tatsächlichen Eisbildung wird die gemessene Umgebungstemperatur TU = T5 (und nicht die Nenn-Umgebungstemperatur) berücksichtigt. Dies bedeutet gemäß der vorstehenden Gleichung (3), dass von demselben Massenverhältnis m5/m3 (Verhältnis des aus der Umgebung U zugeführten Luftstroms 5 zum Luftstrom 3 am Austritt A) ausgegangen wird wie bei der Berechnung der tatsächlichen Eisbildung, und nicht etwa von einem verringerten derartigen Massenverhältnis bei höherer Temperatur T5.As an alternative to replacing the actual measured ambient temperature T U and air humidity rF U by the corresponding nominal values, only one of these measured values can be replaced by the corresponding nominal value of the nominal operating point of the evaporator. For example, it is sufficient to replace only the measured air humidity rF U of the environment by the rated humidity of the cooling cabinet, ie for the calculation of nominal ice formation x nominal analogous to the calculation of the actual ice formation, the measured ambient temperature T U = T 5 ( and not the nominal ambient temperature). This means according to the above equation (3) that of the same mass ratio m 5 / m 3 (ratio of the air flow supplied from the environment U 5 to the airflow 3 at the outlet A) is assumed as in the calculation of the actual ice formation, and not by a reduced such mass ratio at a higher temperature T 5 .

Somit liegt nun auch die Nenn-Eisbildung xNenn als volumen- oder massenspezifischer Wert vor (z.B. g/kg).Thus, the nominal ice formation x nominal is now available as a volume or mass-specific value (eg g / kg).

(c) Verhältnisbildung der tatsächlichen Eisbildung und der Nenn-Eisbildung am Verdampfer:(c) Ratio of the actual Ice formation and the nominal ice formation at the evaporator:

Schließlich werden die (volumen- oder massenspezifische) geschätzte tatsächliche Eisbildung Δx am Verdampfer und die (volumen- oder massenspezifische) geschätzte Nenn-Eisbildung xNenn zueinander ins Verhältnis gesetzt, beispielsweise durch Quotientenbildung Δx/xNenn. Durch Berücksichtigung der vorgenannten Nenn-Vereisungsrate wird der fehlenden Kenntnis des Luftvolumenstroms bzw. Luftmassenstroms Rechnung getragen.Finally, the (volume or mass specific) estimated actual ice formation Δx at the evaporator and the (volume or mass specific) estimated nominal ice formation x nominal are set in relation to each other, for example by quotient Δx / x nominal . By taking account of the aforementioned nominal icing rate, the missing knowledge of the air volume flow or air mass flow is taken into account.

So kann ein nun nicht mehr vom Volumenstrom oder Massenstrom abhängiges Verhältnis V der tatsächlichen Eisbildung X zu der geschätzten Nenn-Eisbildung XNenn aus den entsprechenden volumen- oder massenspezifischen Größen Δx bzw. xNenn gebildet werden wie folgt:

Figure 00130001
Thus, a ratio V of the actual ice formation X to the estimated nominal ice formation X nominal, which is no longer dependent on the volume flow or mass flow, can be formed from the corresponding volume- or mass-specific quantities Δx or x nominal as follows:
Figure 00130001

Mit V . ist hierbei der Volumenstrom (m3/min) im Kühlmöbel bezeichnet. ρLuft ist die Dichte der Luft (kg/m3). Es ist ersichtlich, dass die spezifischen Werte der tatsächlichen Eisbildung Δx und der Nenn-Eisbildung xNenn sich auf eine Masse beziehen (z.B. 1 kg Luft), die um das Kühlmöbel zirkuliert. Da die Berechnung der tatsächlichen Eisbildung X und die Berechnung der Nenn-Eisbildung XNenn analog zueinander erfolgen und der Volumenstrom und die Dichte der Luft sich aus der Berechnung des Verhältnisses V herauskürzen, können sich der Volumenstrom und die Dichte der Luft ändern, ohne dass dies das Verhältnis V beeinflusst. Der Volumenstrom und die Dichte der Luft müssen nicht bekannt sein.With V . Here, the volume flow (m 3 / min) is referred to in the refrigerator. ρ Air is the density of the air (kg / m 3 ). It can be seen that the specific values of the actual ice formation Δx and the nominal ice formation x nominal relate to a mass (eg 1 kg of air) circulating around the refrigerated cabinet. Since the calculation of the actual ice formation X and the calculation of the nominal ice formation X nominal are analogous to one another and the volume flow and the density of the air shorten out of the calculation of the ratio V, the volume flow and the density of the air can change without this affects the ratio V The volume flow and the density of the air need not be known.

Das Verhältnis V entspricht somit einem Vereisungsgrad. Es bezeichnet das Verhältnis der tatsächlichen Eisbildung zu der Nenn-Eisbildung. Der Nenn-Eisbildung wiederum ist die Nenn-Vereisungsrate zugeordnet. Das Verhältnis V bezeichnet somit den Anteil, um den aufgrund der (günstigeren) realen Bedingungen die Nenn-Vereisungsrate unterschritten ist bzw. ein Nenn-Abtauintervall TAbtau überschritten werden kann.The ratio V thus corresponds to a degree of icing. It indicates the ratio of actual ice formation to nominal ice formation. The nominal ice formation, in turn, is assigned to the nominal icing rate. The ratio V thus denotes the proportion by which the rated icing rate has fallen below due to the (more favorable) real conditions or a nominal defrost interval T defrost can be exceeded.

Das Verhältnis V kann beispielsweise periodisch bestimmt werden, wobei die einzelnen ermittelten Werte Vi aufsummiert werden. Die geschätzte tatsächliche Eisbildung und die geschätzte Nenn-Eisbildung werden also kumuliert. Vorzugsweise werden die einzelnen ermittelten Werte Vi (oder die gebildete Summe) zusätzlich hinsichtlich der Nenn-Vereisungsrate normiert, insbesondere durch Verhältnisbildung mit der Nenn-Vereisungsrate. Zum Beispiel können die ermittelten Werte Vi mit dem Verhältnis des jeweiligen Messintervalls ΔtMess,i (Zeitdauer zwischen zwei Messungen) zu dem Nenn-Abtauintervall TAbtau (Abtauintervall für Nennbedingungen) multipliziert werden:

Figure 00140001
The ratio V can be determined periodically, for example, with the individual determined values V i being added up. The estimated actual ice formation and the estimated nominal ice formation are therefore cumulated. Preferably, the individual determined values V i (or the sum formed) are additionally normalized with regard to the nominal icing rate, in particular by forming a ratio with the rated icing rate. For example, the determined values V i can be multiplied by the ratio of the respective measurement interval Δt meas, i (time duration between two measurements) to the nominal defrost interval T defrost (defrost interval for nominal conditions):
Figure 00140001

Anstelle einer Summenbildung kann natürlich auch ein Aufintegrieren erfolgen.Instead of a summation can of course also carried out an integration.

Sobald dieser aufsummierte (bzw. aufintegrierte) und normierte Vereisungsgrad V(n) einen vorbestimmten Schwellwert, beispielsweise den Wert 100 %, erreicht oder überschreitet, wird die nächste Abtauung eingeleitet, und zwar entweder sofort oder nach Erreichen eines programmierten Abtaufreigabetermins (beispielsweise um ein Abtauen lediglich zu bestimmten Nacht- oder Wochenendzeiten zu ermöglichen). Somit werden – sofern günstigere Umgebungsbedingungen vorliegen als die Nennbedingungen – ein oder sogar mehrere Nenn-Abtautermine übersprungen. Der Vergleich des hinsichtlich der Nenn-Vereisungsrate normierten Vereisungsgrads V(n) mit einem vorbestimmten Schwellwert (wie z.B. 100 %) entspricht indirekt einem Vergleich des Vereisungsgrads mit der Nenn-Vereisungsrate (z.B. mit dem Nenn-Abtauintervall TAbtau).Once this accumulated (or integrated) and normalized degree of icing V (n) a vorbe If the threshold reaches or exceeds the threshold value, for example, 100%, the next defrost will be initiated, either immediately or after a programmed defrost release deadline has been reached (for example, to allow defrost only at certain night or weekend times). Thus, if more favorable environmental conditions exist than the nominal conditions, one or even several nominal defrosting dates are skipped. The comparison of the degree of icing V (n) normalized with respect to the nominal icing rate with a predetermined threshold value (such as 100%) indirectly corresponds to a comparison of the degree of icing with the nominal icing rate (eg with the nominal defrost interval T defrost ).

Es ist auch möglich, den aktuell ermittelten Vereisungsgrad in eine zeitliche Prognose des nächsten tatsächlich erforderlichen Abtautermins umzurechnen, beispielsweise indem der Vereisungsgrad mit dem Nenn-Abtauintervall TAbtau ins Verhältnis gesetzt wird.It is also possible to convert the currently determined degree of icing into a time prognosis of the next actually required defrosting date, for example by the icing degree being set in relation to the nominal defrost interval T defrost .

Alternativ zu dem vorstehend erläuterten Einleiten der nächsten Abtauung kann auch vorgesehen sein, dass unabhängig von dem ermittelten Vereisungsgrad die vorbestimmten regelmäßigen Abtautermine (Nenn-Abtautermine) beibehalten – also nicht übersprungen – werden. Jedoch kann in Abhängigkeit von dem ermittelten Vereisungsgrad lediglich die Art des Abtauverfahrens geändert werden. In diesem Fall findet eine Summierung der Vereisungsgrade also nicht über mehrere Nenn-Abtauintervalle statt. Insbesondere kann – falls bei Verstreichen eines Nenn-Abtauintervalls der ermittelte Vereisungsgrad einen Schwellwert von 100 % (gerechnet ab dem letzten Abtauvorgang) überschritten hat – an stelle eines ansonsten vorgesehenen nicht energetischen Abtauverfahrens ein energetisches Abtauverfahren ausgewählt werden. Zum Beispiel wird – insbesondere im Falle der Pluskühlung (> 0°C) – für die erwarteten Umgebungsbedingungen zum jeweiligen Nenn-Abtautermin eine Umluftabtauung vorgesehen (zeitweiliges Abschalten der Kühlung, d.h. allein die im Kühlmöbel zirkulierende Luft sorgt für eine Enteisung des Verdampfers). Falls sich allerdings ungünstigere Umgebungsbedingungen einstellen (die zu einem erhöhten ermittelten Vereisungsgrad führen), so wird zu dem Nenn-Abtautermin anstelle der Umluftabtauung eine Elektroabtauung durchgeführt. In diesem Fall wird dem Verdampfer beispielsweise elektri sche Heizenergie zugeführt; es wird also ein erhöhter Energieverbrauch in Kauf genommen, dafür ist jedoch eine wirkungsvollere Enteisung gewährleist, d.h. der Verdampfer wird zuverlässig vollständig enteist.alternative to the above Initiate the next Defrosting can also be provided that, regardless of the determined degree of icing the predetermined regular defrosting appointments (nominal defrosting appointments) are retained - thus not skipped. However, depending on of the determined degree of icing only the type of defrosting changed become. In this case, there is a summation of the degrees of icing so not over several nominal defrost intervals. In particular, if - upon elapse of a nominal defrost interval the determined degree of icing has a threshold value of 100% (calculated from the last defrost) exceeded wears an otherwise non-energetic defrosting procedure an energetic defrosting process can be selected. For example - especially in case of plus cooling (> 0 ° C) - for the expected Ambient conditions at the respective nominal defrosting date A circulating air defrost provided (temporary shutdown of the cooling, that is, only the circulating in the refrigerator Air ensures a defrosting of the evaporator). If, however, unfavorable environmental conditions set (which to an increased determine the degree of icing), so at the nominal defrost date instead of the recirculation defrost a Carried out electro-defrosting. In this case, the evaporator, for example, electrical cal heating energy supplied; So it will be an increased Energy consumption, however, is more effective Ensure de-icing, i.e. the evaporator becomes reliable Completely de-iced.

(d) Zusammenfassung des Kondensatmodells:(d) Summary of the condensate model:

Zusammenfassend sollen nochmals die dem vorstehend erläuterten Kondensatmodell zugrunde liegenden Annahmen genannt werden:
Es wird von einem konstanten Luftdruck ausgegangen (z.B. 1 bar). Die Erwärmung der Luft zwischen Austritt und Eintritt am Kühlmöbel erfolgt nur über die Umgebungsluft. Der kälteste Punkt des Luftkreislaufs im Kühlmöbel wird mittels eines Temperatursensors gemessen, wobei an diesem Punkt die relative Luftfeuchte 100 % beträgt. Der Massenstrom im Kühlmöbel ist konstant. Die Temperatur und Feuchte der Umgebungsluft sind bekannt bzw. werden gemessen.
In summary, the assumptions underlying the condensate model explained above should once again be mentioned:
It is assumed that the air pressure is constant (eg 1 bar). The heating of the air between the outlet and the entrance to the refrigerator is done only through the ambient air. The coldest point of the air circulation in the refrigerator is measured by means of a temperature sensor, at which point the relative humidity is 100%. The mass flow in the refrigerator is constant. The temperature and humidity of the ambient air are known or measured.

Durch Anwendung einer Massenmischungsregel lässt sich die Kondensatmenge am Verdampfer V massen- oder volumenspezifisch berechnen, nämlich bezogen auf die im Kühlmöbel zirkulierende Luft. Durch Berücksichtigung einer gerätespezifischen Nenn-Vereisungsrate mit zugeordneter Nenn-Umgebungstemperatur und Nenn-Luftfeuchte kann der Massenstrom bzw. Volumenstrom der zirkulierenden Luft, d.h. die Zeitabhängigkeit der geschätzten Kondensatbildung berücksichtigt werden.By Using a mass mixing rule, the amount of condensate can be on the evaporator V mass or volume specific calculate, namely based on the circulating in the refrigerator Air. By consideration a device-specific Nominal icing rate with assigned nominal ambient temperature and Nominal humidity can be the mass flow or volume flow of the circulating Air, i. the time dependence the esteemed Condensation taken into account become.

Das Kondensatmodell berücksichtigt tiefere Verdampfungstemperaturen (d.h. tiefer als den normalen Betriebsbedingungen entsprechend) mit einer größeren Kondensatmenge (früherer Abtautermin). Abgedeckte Kühlmöbel bzw. Zeiten, in denen das Kühlmöbel temporär abgedeckt oder geschlos sen ist, werden mit einer geringeren Kondensatmenge berücksichtigt (späterer Abtautermin).The Considered condensate model lower evaporation temperatures (i.e., lower than normal operating conditions accordingly) with a larger amount of condensate (former Abtautermin). Covered refrigerated cabinets or Times when the refrigerated cabinets are temporarily covered or is closed sen, be with a smaller amount of condensate considered (later Abtautermin).

(e) Linearer Ansatz:(e) Linear Approach:

Die Abschätzung der Eisbildung kann auch gemäß einem vereinfachten linearen Ansatz erfolgen, so dass die in 1 gestrichelt umrandeten Werte nicht zwingend gemessen bzw. bestimmt werden müssen. Hierfür wird die tatsächliche Eisbildung am Verdampfer V anhand der absoluten Feuchte xU der Umgebungsluft U geschätzt. Diese wird anhand der gemessenen Umgebungstemperatur TU und der gemessenen relativen Feuchte rFU der Umgebung berechnet. Außerdem wird eine Nenn-Eisbildung am Verdampfer V geschätzt, indem für eine Nenn-Umgebungstemperatur und/oder eine Nenn-Luftfeuchte eine Referenzfeuchte xRef berechnet wird. Diese Nennbedingungen können wiederum einer Klimaklasse nach der Norm EN441 entsprechen. Wichtig ist, dass diesen Nennbedingungen ist eine bekannte Nenn-Vereisungsrate zugeordnet ist.The estimation of ice formation can also be made according to a simplified linear approach, so that the in 1 dashed bordered values do not necessarily have to be measured or determined. For this purpose, the actual formation of ice on the evaporator V is estimated on the basis of the absolute humidity x U of the ambient air U. This is calculated on the basis of the measured ambient temperature T U and the measured relative humidity rF U of the environment. In addition, a nominal ice formation on the evaporator V is estimated by calculating a reference humidity x Ref for a nominal ambient temperature and / or a nominal air humidity. These nominal conditions can in turn correspond to a climate class according to the standard EN441. It is important that these nominal conditions are assigned a known nominal icing rate.

Es wird nun die geschätzte tatsächliche Eisbildung (tatsächliche Feuchte xU) durch Quotientenbildung zu der Nenn-Eisbildung (Referenzfeuchte xRef) ins Verhältnis gesetzt, und der hierbei erlangte Wert wird mit der Nenn-Vereisungsrate verglichen. Hierdurch kann beispielsweise – wie bei dem erläuterten Kondensatmodell – ein Vereisungsgrad bestimmt werden, um bei Erreichen eines Vereisungsgrads von 100 % einen Abtauvorgang einzuleiten.The estimated actual ice formation (actual moisture x U ) is then related by quotient formation to the nominal ice formation (reference moisture x Ref ) and the value obtained is compared with the nominal icing rate. As a result, for example - as in the illustrated condensate model - a degree of icing can be determined in order to initiate a defrosting process when an ice degree of 100% is reached.

Insbesondere wird ein aktueller Vereisungsgrad durch Aufsummieren und Normieren der Messwerte gebildet, oder es wird beispielsweise durch Integration ein zeitlicher Mittelwert der geschätzten tatsächlichen Eisbildung ermittelt und berücksichtigt.Especially is a current degree of icing by summing and normalizing the measured values formed, or it is, for example, by integration a time average of the estimated actual ice formation is determined and taken into account.

Außerdem können bei der Quotientenbildung Korrekturparameter vorgesehen sein, insbesondere ein Steigungskorrekturwert und/oder ein Offsetkorrekturwert.In addition, at the quotient correction parameters are provided, in particular a slope correction value and / or an offset correction value.

Schließlich ist anzumerken, dass sowohl bei dem erläuterten Kondensatmodell als auch bei dem vereinfachten linearen Ansatz durch entsprechende Messung der Umgebungsdruck berücksichtigt werden kann, um eine noch höhere Genauigkeit der zugrunde liegenden Schätzungen zu erreichen.Finally is Note that both in the illustrated condensate model as even with the simplified linear approach by appropriate measurement the ambient pressure taken into account can be an even higher Accuracy of the underlying estimates.

1–51-5
Luftstromairflow
AA
Luftaustrittair outlet
Ee
Lufteintrittair inlet
UU
UmgebungSurroundings
VV
VerdampferEvaporator

Claims (21)

Verfahren zum Steuern des Abtauens eines Verdampfers (V) eines Kühlmöbels, dadurch gekennzeichnet, (a) dass eine tatsächliche Eisbildung am Verdampfer durch Messung zumindest der Umgebungstemperatur (TU) und der Luftfeuchte (rFU) der Umgebung (U) geschätzt wird; (b) dass eine Nenn-Eisbildung am Verdampfer für einen Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels geschätzt wird, wobei für den Nenn-Betriebspunkt eine Nenn-Vereisungsrate – wie beispielsweise ein Nenn-Abtauintervall – bekannt ist; und (c) dass die geschätzte tatsächliche Eisbildung und die geschätzte Nenn-Eisbildung zueinander ins Verhältnis gesetzt werden, um aus dem Verhältnis und aus der bekannten Nenn-Vereisungsrate einen nächsten Abtautermin zu bestimmen oder eine Abtauart festzulegen.Method for controlling the defrosting of an evaporator (V) of a refrigerated appliance, characterized in that (a) an actual ice formation on the evaporator is estimated by measuring at least the ambient temperature (T U ) and the relative humidity (rF U ) of the environment (U); (b) estimating a nominal ice formation on the evaporator for a rated operating point of the refrigeration appliance, wherein a nominal icing rate - such as a nominal defrost interval - is known for the nominal operating point; and (c) correlating the estimated actual ice formation and the estimated nominal ice formation to determine from the ratio and the known nominal ice rate a next defrost date or define a defrost type. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass für das Schätzen der tatsächlichen Eisbildung eine Differenz der Luftfeuchte (xE) am Verdampfereintritt (E) und der Luftfeuchte (xA) am Verdampferaustritt (A) ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that for the estimation of the actual ice formation, a difference of the air humidity (x E ) at the evaporator inlet (E) and the humidity (x A ) at the evaporator outlet (A) is determined. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Ermitteln der Luftfeuchte (xE) am Verdampfereintritt (E) zumindest die Umgebungstemperatur (TU) und die Luftfeuchte (rFU) der Umgebung (U) berücksichtigt werden.A method according to claim 2, characterized in that for determining the air humidity (x E ) at the evaporator inlet (E) at least the ambient temperature (T U ) and the humidity (rF U ) of the environment (U) are taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der Luftfeuchte (xE) am Verdampfereintritt (E) gemäß einer Massenmischungsregel erfolgt, wobei zusätzlich zumindest die Temperatur (TE) am Verdampfereintritt (E), und die Temperatur (TA) am Verdampferaustritt oder Temperatur (TV) am Verdampfer berücksichtigt werden.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the determination of the humidity (x E ) at the evaporator inlet (E) takes place according to a mass mixing rule, wherein additionally at least the temperature (T E ) at the evaporator inlet (E), and the temperature ( T A ) be taken into account at the evaporator outlet or temperature (T V ) on the evaporator. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Massenmischungsregel eine Beimischung von Umgebungsluft (5) in einen Kühlluftstrom (4) des Kühlmöbels berücksichtigt.Method according to claim 4, characterized in that the mass mixing rule comprises an admixture of ambient air ( 5 ) in a cooling air flow ( 4 ) of the refrigerator. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für das Ermitteln der Luftfeuchte (xA) am Verdampferaustritt die Temperatur (TV) am Verdampfer oder die Temperatur (TA) am Verdampferaustritt (A) berücksichtigt wird, wobei eine relative Luftfeuchte (rFV) am Verdampfer (V) oder am Verdampferaustritt (A) von im Wesentlichen 100 % angenommen wird.Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that for determining the air humidity (x A ) at the evaporator outlet, the temperature (T V ) at the evaporator or the temperature (T A ) at the evaporator outlet (A) is taken into account, wherein a relative Humidity (RH V ) at the evaporator (V) or at the evaporator outlet (A) of substantially 100% is assumed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schätzen der tatsächlichen Eisbildung luftvolumenspezifisch oder luftmassenspezifisch erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the estimating the actual ice formation is air volume specific or air mass specific. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Schätzen der tatsächlichen Eisbildung zusätzlich der Umgebungsluftdruck berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for appreciating the actual Ice formation in addition considered the ambient air pressure becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schätzen der Nenn-Eisbildung analog zu dem Schätzen der tatsächlichen Eisbildung erfolgt, wobei – die gemessene Umgebungstemperatur (TU) durch eine Nenn-Umgebungstemperatur ersetzt wird, oder – die gemessene Luftfeuchte (rFU) der Umgebung durch eine Nenn-Luftfeuchte ersetzt wird, oder – die gemessene Umgebungstemperatur (TU) durch eine Nenn-Umgebungstemperatur und die gemessene Luftfeuchte (rFU) der Umgebung durch eine Nenn-Luftfeuchte ersetzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the estimation of the nominal ice formation is analogous to the estimation of the actual ice formation, wherein - the measured ambient temperature (T U ) is replaced by a nominal ambient temperature, or - the measured air humidity (rF U ) the environment is replaced by a nominal humidity, or - the measured ambient temperature (T U ) is replaced by a nominal ambient temperature and the measured ambient air humidity (rF U ) by a nominal air humidity. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels zumindest – durch eine Nenn-Umgebungstemperatur, oder – durch eine Nenn-Luftfeuchte, oder – durch eine Nenn-Umgebungstemperatur und eine Nenn-Luftfeuchte festgelegt ist.Method according to one of the preceding claims, thereby in that the rated operating point of the refrigerator is at least - by a nominal ambient temperature, or - by a nominal air humidity, or - by a nominal ambient temperature and a nominal air humidity is specified. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels den ungünstigsten am Aufstellort des Kühlmöbels zu erwartenden Umgebungsbedingungen entspricht.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the rated operating point of the refrigerated cabinet is the unfavorable at the installation site of the refrigerator expected ambient conditions. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Nenn-Vereisungsrate um ein Nenn-Abtauintervall, oder um ein Eisbildungsvolumen oder eine Eisbildungsmasse pro Zeiteinheit handelt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the rated icing rate is a Nominal defrost interval, or an ice formation volume or an ice formation mass per unit time is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung zu der Nenn-Vereisungsrate ins Verhältnis gesetzt wird, um den nächsten Abtautermin zu bestimmen oder die Abtauart festzulegen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ratio of estimated actual Ice formation and estimated Ratio of nominal ice formation to the nominal icing rate will be the next Define defrost date or determine the type of defrost. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschätzte tatsächliche Eisbildung und die geschätzte Nenn-Eisbildung gerechnet ab der letzten Abtauung kumuliert werden, oder dass das Verhältnis von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung ab der letzten Abtauung kumuliert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the estimated actual Ice formation and the estimated Nominal ice formation can be cumulated from the last defrost, or that the ratio from esteemed actual Ice formation and estimated Nominal ice formation is cumulated from the last defrost. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschätzte tatsächliche Eisbildung und die geschätzte Nenn-Eisbildung anhand der Nenn-Vereisungsrate normiert werden, oder dass das Verhältnis von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung anhand der Nenn-Vereisungsrate normiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the estimated actual Ice formation and the estimated Nominal ice formation are normalized on the basis of the nominal icing rate, or that the ratio from esteemed actual Ice formation and estimated Nominal ice formation is normalized by the nominal icing rate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung hinsichtlich der Nenn-Vereisungsrate normiert wird, wobei dieses normierte Verhältnis mit einem Schwellwert verglichen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ratio of estimated actual Ice formation and estimated Nominal ice formation is normalized with regard to the nominal icing rate, being this normalized ratio is compared with a threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung ab der letzten Abtauung kumuliert wird, wobei das kumulierte Verhältnis hinsichtlich der Nenn-Vereisungsrate normiert wird, und wobei dieses kumulierte und normierte Verhältnis mit einem Schwellwert verglichen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ratio of estimated actual Ice formation and estimated Nominal ice formation is cumulated from the last defrost, the cumulative ratio in terms of nominal icing rate normalized, and wherein this cumulative and normalized relationship with is compared to a threshold value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nächste Abtautermin oder die Abtauart durch die Bedingung bestimmt wird, dass die geschätzte tatsächliche Eisbildung der geschätzten Nenn-Eisbildung entspricht oder die geschätzte Nenn-Eisbildung übersteigt.Method according to one of the preceding claims, characterized marked that the next Defrost date or defrost type is determined by the condition that the esteemed actual Ice formation of the esteemed Is nominal ice formation or exceeds the rated ice formation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Verhältnisses von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung und aufgrund der Nenn-Vereisungsrate ein nächster Abtautermin bestimmt wird, der von einem Nenn-Abtautermin abweicht, welcher dem Nenn-Betriebspunkt des Kühlmöbels entspricht.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that due to the ratio of estimated actual Ice formation and estimated Nominal ice formation and based on the nominal icing rate a next defrost date determined which deviates from a nominal deferral date, which is the nominal operating point of the Cooling furniture corresponds. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Verhältnisses von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung und aufgrund der Nenn-Vereisungsrate eine von mehreren vorbestimmten Abtauarten festgelegt wird, die eine unterschiedlich starke Enteisung des Verdampfers bewirken.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that due to the ratio of estimated actual Ice formation and estimated Nominal ice formation and due to the nominal icing rate one of several predetermined Defrosting is set, which is a different degrees of de-icing effect of the evaporator. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Verhältnisses von geschätzter tatsächlicher Eisbildung und geschätzter Nenn-Eisbildung und aufgrund der Nenn-Vereisungsrate zwischen einer energetischen und einer nicht energetischen Abtauart ausgewählt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that due to the ratio of estimated actual Ice formation and estimated Nominal ice formation and due to the nominal icing rate between an energetic one and a non-energetic type of defrost is selected.
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