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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens
zwei Temperaturzonen sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen
Kühl- und/oder Gefriergerätes.
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Bislang
bekannte Kühl-
und/oder Gefriergeräte
weisen, sofern als Kombigerät
ausgeführt,
in ihrem Innenbehälter
einen Kühlteil
bzw. eine Kühlzone und,
zumeist darunterliegend, ein Gefrierteil bzw. eine Gefrierzone auf.
Dabei ist sowohl dem Gefrierteil als auch dem Kühlteil ein Verdampfer zugeordnet. Als
nachteilig bei dieser Anordnung erweist sich dabei jedoch, dass
im Kühlteil
bislang nur Temperaturen erreichbar waren, die für die Kühlung von z. B. Lebensmitteln
geeignet, jedoch nicht für
eine Gefrierzone ausreichend sind.
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Dies
bedeutet jedoch eine Einschränkung der
Variabilität,
da der Nutzer nicht bedarfsgerecht den ihm zur Verfügung stehenden
Stauraum im inneren des Kühl- und/oder Gefriergerätes ausnutzen kann.
Der Nutzer ist auf die werkseitig vorgegebene Stauraumgröße für Kühlzone und
Gefrierzone beschränkt.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühl- und/oder
Gefriergerät
der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiter zu bilden,
insbesondere dahingehend, dass es variabler einsetzbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Kühl-
und/oder Gefriergerät
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen,
dass ein Kühl-
und/oder Gefriergerät
wenigstens zwei Temperaturzonen aufweist, wobei wenigstens eine
Temperaturzone sowohl als Kühlzone
als auch als Gefrierzone betreibbar ist. Eine Temperaturzone kann
in diesem Zusammenhang beispielsweise durch den Kühlteil oder
den Gefrierteil eines Kühl-
und/oder Gefriergerätes
gebildet werden, es kann sich dabei genauso gut auch um einen vorzugsweise
abgetrennten Bereich innerhalb eines Kühlteils oder Gefrierteils handeln,
der für
sich genommen eine gesonderte Kühlzone
oder Gefrierzone darstellt. Es ergibt sich insbesondere der Vorteil,
dass ein Kühl-
und/oder Gefriergerät
nun wesentlich variabler einsetzbar ist, als dies bislang bekannte Kühlgeräte ermöglicht haben,
denn nunmehr steht es dem Benutzer frei, bedarfsgerecht Kühlzonen
und Gefrierzonen innerhalb des Kühl-
und/oder Gefriergerätes
zu disponieren. So ist in diesem Zusammenhang beispielsweise denkbar,
dass für
die Einlagerung von größeren Mengen
an Gefriergut der normal zur Verfügung gestellte Stauraum im
Gefrierteil beziehungsweise in der Gefrierzone nicht ausreichend ist,
so dass der Nutzer nunmehr in der Lage ist, den Stauraum der Gefrierzone
zu erhöhen,
indem er den bislang zumindest teilweise als Kühlzone betriebenen Kühlbereich
auf Gefrierbetrieb umstellt.
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Von
Vorteil ist es, wenn das Kühl-
und/oder Gefriergerät
wenigstens einen Kompressor, wenigstens ein Magnetventil und wenigstens
zwei Verdampfer aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass
keine Sonderbauteile und/oder Sonderelektroniken verwendet werden
müssen.
Vorteilhafterweise ist es somit möglich, bereits vorhandene und
erprobte Komponenten, wie z. B. Magnetventile und Elektroniksysteme
einzusetzen.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Kühlmittelkreislauf
stromaufwärts
des wenigstens einen Magnetventils einen Trockner und einen Verflüssiger aufweist.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
dass der Kühlmittelkreislauf
wenigstens drei Kapillarrohre aufweist. Mittels dieser Kapillarrohre
kann das Kühlmittel
zu den Verdampfern geführt
werden.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Kapillarrohre an dem wenigstens einen Auslauf
des Magnetventils angeschlossen sind.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass das Magnetventil zwei Magnetventilaus-gänge aufweist, wobei am ersten
Magnetventilausgang ein erstes Kapillarrohr angeschlossen ist und
am zweiten Magnetventilausgang das zweite und dritte Kapillarroh
angeschlossen sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, bedarfsgerecht über die
Kapillarrohre Kühlmittel im
Kühlkreislauf
zu verteilen. So kann beispielsweise erreicht werden, dass je nach
Kühlbedarf
ein, zwei oder drei Kapillarrohre Kühlmittel führen. Grundsätzlich ist
es möglich,
mehrere Kapillarrohre an den Magnetventilausgängen anzuschließen, vorzugsweise drei
oder mehr Kapillarrohre an dem zweiten Magnetventilausgang.
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Ferner
ist denkbar, dass wenigstens zwei Kapillarrohre die gleiche Länge und
den gleichen Durchfluß aufweisen.
Hierdurch kann eine gleichmäßige Druck-
und Durchflussverteilung erzielt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das zweite und das dritte Kapillarrohr,
die am zweiten Magnetventilausgang angeschlossen sind, die gleiche
Länge und
den gleichen Durchfluß aufweisen.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise bei einem Schaltzustand
des Magnetventils, wobei der erste Magnetventilausgang mit angeschlossenem
ersten Kapillarrohr geschlossen ist und wobei der zweite Magnetventilausgang
geöffnet
ist, das zweite und das dritte Kapillarrohr, die somit parallel
geschaltet sind, die gleiche Menge an Kühlmittel einspritzen, vorzugsweise
in den jeweiligen Verdampfer.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass das erste und zweite Kapillarrohr
zu einem ersten Verdampfer führen,
der einer Gefrierzone zugeordnet ist und das dritte Kapillarrohr
zu einem zweiten Verdampfer führt,
der der Temperaturzone zugeordnet ist, die sowohl als Kühlzone als
auch als Gefrierzone betreibbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil,
dass aufgrund der vorgenannten Anordnung eine parallele Kühlmitteleinspritzung
für den
ersten und zweiten Verdampfer möglich
wird, wobei aber nicht jeder Verdampfer einzeln mit einem Saugrohr
am Kompressor angeschlossen ist, sondern der Kühlteilverdampferausgang am
Gefrierteilverdampfereingang angeschlossen wird. Ferner wird das
Saugrohr am Ausgang des Gefrierteiles angeschlossen. Durch diese Serienschaltung
der Verdampfer mit nur einer einzigen Saugrohranbindung kann somit
das allgemein bekannte Problem der Kältemittelverlagerung gelöst werden.
Darüber
hinaus wird durch die Paralleleinspritzung auf das Problem der Erwärmung des
Gefrierteils beziehungsweise der Gefrierzone verhindert, die bei
einer Serieneinspritzung von Kühlmittel ins
Kühlteil
auftritt. Somit wird verhindert, wie dies jedoch bei Standardgeräten der
Fall ist, dass die im Kühlteil
aufgenommene Wärme
durch das Gefrierteil transportiert wird, was zur Folge hätte, dass
sich das Gefrierteil erwärmen
würde.
Dies ist jedoch vorteilhafterweise in der vorgenannten Ausführungsform nicht
der Fall. Bei der Paralleleinspritzung wird somit Kühlmittel
zugleich in den Verdampfer, der einer Kühlzone zugeordnet ist, als
auch in den Verdampfer, der einer Gefrierzone zugeordnet ist, parallel
eingespritzt und somit eine Erwärmung
in der Gefrierzone verhindert.
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Darüber hinaus
ist möglich,
dass Eingabemittel vorgesehen sind, mittels derer der zweite Verdampfer
zwischen den Betriebsmodi als Kühlzone und
Gefrierzone umschaltbar ist und/oder Ausgabemittel, mittels derer
der Betriebszustand anzeigbar ist. Die Eingabemittel können hierbei
in einer Umschalttaste bestehen. Danach ist denkbar, die Ausgabemittel
als LED-Anzeige auszuführen,
die den jeweiligen Betriebszustand anzeigt. Genauso gut ist vorteilhaft
denkbar, dass die Eingabe- und Ausgabemittel beispielsweise in einem
Touch-Screen oder einem Display mit zugeordneten Tasten ausgeführt sind,
so dass der Benutzer leicht und intuitiv zwi schen den Betriebsmodi
umschalten kann bzw. sich den jeweiligen Betriebszustand der Temperaturzonen
anzeigen lassen kann.
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Weiter
ist möglich,
dass das Kühl-
und/oder Gefriergerät
jeweils eine Abtauheizung für
die Verdampfer aufweist. Hierdurch läßt sich die Effizienz des Kühl- und/oder
Gefriergerätes
steigern. Ferner ergibt sich der Vorteil, die Verdampfer z. B. in
regelmäßigen Abständen oder
bei Bedarf automatisch abtauen zu können, ohne dass der Nutzer
hierzu eingreifen muss.
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Die
Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines
Kühl- und/oder
Gefriergerätes
mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Danach ist vorgesehen, dass
bei einem Kühl-
und/oder Gefriergerät
mit wenigstens zwei Temperaturzonen wenigstens eine Temperaturzone
in einem ersten Betriebsmodus als Kühlzone und in einem zweiten
Betriebsmodus als Gefrierzone betrieben wird.
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Dabei
ist es möglich,
dass den wenigstens zwei Temperaturzonen jeweils ein Verdampfer
zugeordnet ist, wobei das Kühlmittel
den Verdampfern zumindest teilweise mittels paralleler Einspritzung
zugeführt
wird. Hierdurch kann das allgemein bekannte Problem der Kältemittelverlagerung
gelöst
werden. Die Serienschaltung der Verdampfer zueinander, also dass
der eine Verdampferausgang mit dem Verdampfereingang des anderen
Verdampfers in Verbindung steht, verhindert, dass sich im Verdampfer,
der der Gefrierzone zugeordnet ist, ungewollt Kältemittel ablagert.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass der Kühlmittelkreislauf wenigstens
ein Magnetventil und wenigstens zwei Kapillarrohre aufweist, die
an einem Magnetventilausgang angeschlossen sind und jeweils zu einem
Verdampfer führen,
wobei das Kühlmittel
mit gleichem Druck und gleicher Flussgeschwindigkeit durch die Kapillarrohre
strömt.
Hierdurch wird der Effekt der Paralleleinspritzung verstärkt, da
sich eine gleichmäßige Druck-
und Durchflussverteilung des Kühlmittels
in den Kapillarrohren einstellen läßt. Die Paralleleinspritzung
ermöglicht eine
besonders vorteilhafte, weil einfache und effiziente Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispielsweise kann hierdurch in beiden Zonen die gleiche Kälteleistung
erreicht werden, da die jeweiligen Verdampfer parallel mit der gleichen
Menge an Kühlmittel
versorgt werden.
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Bevorzugt
wird es, wenn es sich bei der Durchführung des Verfahrens zum Betreiben
eines Kühl-
und/oder Gefriergerätes
um ein Kühl-
und/oder Gefriergerät
nach einem der Ansprüche
1 bis 11 handelt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile sollen nun anhand eines in der einzigen
Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Die
einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs für ein Kühl- und/oder
Gefriergerät,
vorzugsweise ein Kombigerät.
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Der
Kühlmittelkreislauf 10 eines
nicht näher dargestellten
Kühl- und/oder
Gefriergerätes
weist dabei in seinem unteren Bereich einen Verflüssiger 20 auf,
von dem das Kühlmittel über die
Verbindungsleitung 22 zum Trockner 30 geführt wird.
Das Kühlmittel verläßt den Trockner 30 über die
Verbindungsleitung 32, die zum Magnetventil 40 führt.
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Das
Magnetventil 40 weist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei Ausgänge 42 und 44 auf, an
denen die Kapillarrohre 50, 52 und 54 angeschlossen
sind. Dabei ist am ersten Magnetventilausgang 42 ein erstes
Kapillarrohr 50 angeschlossen, das mit dem Verdampfereinlauf 72 des
Verdampfers 70 in Verbindung steht. Dabei ist der Verdampfer 70 einer Gefrierzone
zugeordnet.
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Am
zweiten Magnetventilausgang 44 sind parallel die Kapillarrohre 52 und 54 angeschlossen, die
jeweils die gleiche Länge
und den gleichen Durchfluß aufweisen.
Hierdurch wird sichergestellt, dass durch die Kapillarrohre 52 und 54 die
gleiche Menge an Kühlmittel
eingespritzt werden kann.
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Das
Kapillarrohr 52 führt
ebenfalls wie das Kapillarrohr 50 zum Verdampfereingang 72 des
Verdampfers 70, der einer Kühlzone zugeordnet ist. Das dritte
Kapillarrohr 54 führt
Kühlmittel
zum Verdampfereinlauf 62 des Verdampfers 60, der
einer Temperaturzone zugeordnet ist, die sowohl als Kühlzone als auch
als Gefrierzone betrieben werden kann. Der Verdampfer 60 weist
an seinem unteren Ende den Auslauf 64 auf, von dem das
den Verdampfer 60 durchströmte Kühlmittel über die Leitung 66 zum
Verdampfereinlauf 72 des Verdampfers 70 zugeführt wird.
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Es
ergibt sich somit folgende Anordnung: In dem Fall, in dem der Magnetventilausgang 44 öffnet, wird
Kühlmittel
parallel und gleichmäßig über die
Kapillarrohre 52 und 54 gleichzeitig über die
Verdampfereinläufe 62 und 72 den
Verdampfern 60 und 70 zugeführt. Über die Leitung 66 wird
zudem Kühlmittel vom
Verdampfer 60 zum Verdampfer 70 geführt. Zugleich
wird jedoch durch die Paralleleinspritzung verhindert, dass sich
die Gefrierzone, die dem Verdampfer 70 zugeordnet ist,
erwärmt.
Durch die Serienschaltung wird jedoch ferner verhindert, dass es
zu einer Kältemittelverlagerung
kommt. Das Kühlmittel verläßt den Verdampfer 70 über den
Verdampferauslauf 74 und die Leitung 76 und wird über die
Leitung 76 dem Kompressor 80 zugeführt. Das
Kühlmittel wird
nach dem Austritt aus dem Kompressor über die Leitung 82 dem
Verflüssiger
zugeführt,
womit der vorgeschriebene Weg des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf 10 erneut
beginnt.
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In
dem Fall, in dem der Magnetventilausgang 42 geöffnet ist,
wird lediglich der Verdampfer 70 mit Kühlmittel versorgt. Dies ist
insbesondere dann vorteilhaft, wenn die dem Verdampfer 60 zugeordnete Temperaturzone
als Kühlzone
betrieben wird, die nicht einer ständigen Kühlung bedarf.
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Als
weitere Schaltung ist denkbar, dass sowohl der Magnetventilausgang 42 als
auch der Magnetventilausgang 44 geöffnet sind. Hierzu ist ggf.
das Magnetventil 40 anzupassen.
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Der
Nutzer kann nun das Kühl-
und/oder Gefriergerät
folgendermaßen
betreiben:
Das vorzugsweise als Kombigerät ausgeführte Kühl- und/oder Gefriergerät weist
zwei Temperaturzonen auf, wobei wenigstens eine Temperaturzone in
einem er sten Betriebsmodus als Kühlzone
und in einem zweiten Betriebsmodus als Gefrierzone betrieben wird.
Je nach Bedarf kann das Kühlteil
auch als Gefrierteil betrieben werden.
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Dies
wird dadurch ermöglicht,
dass den wenigstens zwei Temperaturzonen, also dem Kühlteil und
dem Gefrierteil, jeweils ein Verdampfer 60, 70 zugeordnet
ist, wobei das Kühlmittel
den Verdampfern 60, 70 mittels paralleler Einspritzung
zugeführt wird.
In Kombination der parallelen Einspritzung in die Verdampfer 60, 70 und
der Serienschaltung der Verdampfer 60, 70 zueinander,
also dass der eine Verdampferausgang 66 mit dem Verdampfereingang 72 des
anderen Verdampfers 70 in Verbindung steht, wird erreicht,
dass die im Verdampfer 60, der der Kühlzone zugeordnet ist, aufgenommene
Wärme, die
als Wärmestrom
durch den Verdampfer 70, der der Gefrierzone zugeordnet
ist, transportiert wird, durch die separate bzw. parallele Einspritzung
von Kühlmittel
in den Verdampfer 70 kompensiert wird. Zugleich wird durch
diese Ausgestaltung des Verfahrens das allgemein bekannte Problem
der Kältemittelverlagerung
gelöst.
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Im
ersten Betriebsmodus, bei dem das vorzugsweise als Kombigerät ausgeführte Kühl- und/oder
Gefriergerät
mit einem Kühlteil
und einem Gefrierteil betrieben wird, kann aus Effizienzgründen zur
Aufrechterhaltung der Gefriertemperatur im Gefrierteil über das
erste Kapillarrohr 50 Kühlmittel
in den dem Kühlteil
zugeordneten Verdampfer 70 eingespritzt werden. Das Magnetventil 40,
dass die Kapillarrohre 50, 52, 54 des
Kühlmittelkreislaufs 10 sperrt
bzw. freigibt, ist in diesem Fall derart geschaltet, dass der erste
Magnetventileingang 42 geöffnet ist, während der
zweite Magnetventilausgang 44 gesperrt ist.
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Das
Magnetventil 40 wird über
eine nicht näher
dargestellte Gerätesteuerungs-
und -regelungseinheit angesteuert. Die Temperatur in den jeweiligen Zonen,
also im ersten Betriebsmodus mit Kühlzone und Gefrierzone, wird
durch die Gerätesteuerungs- und
-regelungseinheit mittels nicht näher dargestellter Sensorelemente überwacht.
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Im
ersten Betriebsmodus wird, soweit zur Aufrechterhaltung der Kühltemperatur
im Kühlteil notwendig,
seitens Gerätesteuerungs-
und -regelungseinheit der Magnetventilausgang 44 geöffnet.
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Das
Umschalten vom ersten auf den zweiten Betriebsmodus und umgekehrt
erfolgt vorzugsweise durch Nutzereingabe, wobei die entsprechende
Eingabe über
z. B. einen Touchscreen oder ein Tastenfeld bzw. eine Eingabetaste
eingeben werden kann. Der Betriebsmodus wird durch die Gerätesteuerungs-
und -regelungseinheit aufgenommen und in hierfür vorgesehenen Speichermitteln
eingespeichert.
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Im
zweiten Betriebsmodus werden sodann, beispielsweise anhand der Regelgrößen Temperatur im
unteren Gefrierteil und Temperatur im oberen Gefrierteil, das vormals
als Kühlteil
betrieben wurde, durch die Gerätesteuerungs-
und -regelungseinheit überwacht
und beide Temperaturzonen im Gefrierbetrieb betrieben.
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Hierzu
wird durch Öffnung
des Magnetventilausgangs 44 parallel und gleichmäßig Kühlmittel
in die Verdampfer 60 und 70 eingespritzt, so dass
in beiden diese Verdampfer 60 und 70 zugeordneten Temperaturzonen
Gefriertemperaturen vorherrschen. Mittels der Leitung 50 kann
ggf. Kühlmittel
in den Verdampfer 70 zugeführt werden, um einen Wärmeeintrag
durch das vom Verdampfer 60 kommende Kühlmittel auszugleichen. Hierzu
kann beispielsweise in Abhängigkeit
von den ermittelten Isttemperaturen in den jeweiligen Temperaturzonen
vorgesehen sein, dass die Gerätesteuerungs-
und -regelungseinheit entweder beide Magnetventilausgänge 42, 44 freigibt
oder zwischenzeitlich der Magnetventilausgang 44 gesperrt
und zugleich der Magnetventilausgang 42 freigegeben wird.