DE2260100A1 - Verfahren zur regelung von zweitemperatur-kuehlmoebeln - Google Patents

Description

Verfahren zur Regelung von Zweitemperatur-iLühlmö'beln

Jjie Erfindung betrifft ein. Verfahren zur Regelung von Zweite je pe rat urküh !möbel η mit zwei im Kältekreislauf nacheinander angeordneten Verdampfern, die zwei Kältefächer unterschiedlicher reaperatur kühlen. Zwischen diesen Verdampfern befindet sich ein Wärmeübertrager, der aaa flüssige Kältemittel zwischen Kondensator und lirosselstelle abkühlt« .Der Verdichterkältesatz wird mit einem nichtazeotropen Ealtemittelgemisch betrieben·

2s ist ein Verfahren zur Begelung.von Zweitemperatur-Kühlschränken mit zwei im kältekreislauf nacheinander angeordneten Verdampfern bekannt,' bei dem die temperatur des Kormalkühlfaohea durch einen in diesem Fach angebrachten Thermostaten geregelt wird, inaem oeim Unter- bzw» Überschreiten bestimmter■ürenztemperaturen aer Kältemittelverdichter aus- bzw, eingeschaltet wird. Der Verdampfer aes Ucrmalkühlfaches ist dabei dem Veraampfer ues Tiefkühlfaches nachgeordnet und wird bei gleichem Verdampferdruck entweder vollständig mit kältemittel beaufschlagt oder als liachve^dämpfer betrieben« Somit erfolgt die Temperaturregelung im iioriiialkühlfäch unabhängig von der Tiefkühlfach temperatur, die wiederum aurch geeignete Auslegung der Veraäsipferflr-ichen und i-vKltefachvolumina in den geforderten Frenzen gehalten wird» j3ei unterschiedlicher Besöhiökung beider iiältefäeher, inabesondere bei Beschickung des Tiefkühlfaches, ist im .-renannten Fall die Einhaltung der vörgeaöhriebenen Grenz* temperatur im Tiefkühlfach beispielsweise -1Ö ⁰C bei Dreistern-» nicht gewährleistet, weil die ÜnsQhaltzeit des

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BAD ORiGiNAL

.,älteciittel Verdichters von der im Ijcnnalkühlf ach erforcier lieh en Kälteleistung bestimmt wird. Diesoezüglich wurde bereits vorgeschlagen, das iJormalkühli ach elektrisch au beheizen, um dadurch ein häufigeres Einschalten des Verdichterkältesatzes zu erreichen und somit eine unzulässige tirwäruiung des Tiefkühlfaches zu vermeiden.

3ei Schaltung des iCälteraittelverdichters in Abhängigkeit der Tiefkühlfach temperatur vermeidet die elektrische Heizung im E ο ru al kühlfach eine unzulässige Unterkühlung dieses Kältefaches.

is wurde auch vorgeschlagen, den .Kältemittelverdichter mittels zwei Thermostaten von beiden Kältefächerxi aus zu schalten. Jurch eine kleinere Bchaltiifferenz des Tiefkühlfachthermoataten wird einer Unterkühlung des Üor..allcUhlfaches vorgebeugt.

is wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, den iialteiiiittelzulaaf zuiL kältefach mit der höheren Temperatur durch eine mit einem Magnetventil absperr bare ümgejvangsleitung der jeweils erforderlichen Kälteleistung in diesem Kältefach anzupassen.

auch begannt, den Verdaiapfer des Kältefaches ait der tieferen Temperatur im iiältekreislauf nach dem Verdampfer mit der höheren Temperatur anzuordnen, wobei sich zwischen beiden Verdampfern eine zusätzliche Drossele te He befindet. Ja beide Verdampfer von der gleichen Lälte.dttelmenge durchströmt werden, lassen sich aie Kälteleistungen in beiden Kältefächern nur bedingt veränderlichen Belastungen anpassen.

aufgeführten Sta.ru der Technik haftet der ilangel ar;, daü, insbesondere bei niedriger; U:a.rebungstemperaturen, die Einhaltung der erforderlichen Temperaturen in aen Kältefächern nicht gewährleistet ist.

OfWGINAi

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Bei theriüostatischer Regelung eines Zweitemperatur-Kühlschrankes beispielsweise vom Kormalkühli'ach aus, kann die Tiefkühlfachtemperatur bei Beschickung nur dieses Jaches ihren zulässigen Höchstwert überscnreiten» Das ist aber bei den zunehmend angewendeten Dreistern-Tiefkühlfächern für langfristige Lagerung von Nahrungsmitteln unzulässig, da bei Überschreitung der Grenztemperatur von -18 ⁰G die lag er ze it der. Tiefkühlkost wesentlich verringert Adrd·

Verbessert werden die Verhältnisse zwar durch eine Zusdtzheizung im Kormalkunlfach; diese erfordert jedoch erhöhten Aufwand und zusätzlichen Energieverbrauch und gewährleistet außerdem nicht mit Sicherheit die Einhaltung der 'vorgegebenen Temperaturen , da nach wie vor der Kältemittelverdichter vom Kormalkühlfach aus geschaltet wird. Die dem gleichen Ziel dienende Uberdimensionierung des T ie.f kühlfach Verdampfers vergrößert be-r trächtlich den Kormenergieverbrauch und erfordert die Verwendung eines größeren ilältemittelverdichters»

auch durch die Schaltung des Kälteuittelverdichters in Abhängigkeit aer Temperaturen beider Kältefächer ergeben sich in bestimmten Fällen Schwierigkeiten, die sich in einer Unterkühlung des Hormalkühli* aches äußern·

Der Zweck aer Erfindung besteht darin, die Temperaturen der . beiden xjiltefächer von Zweiteiaperatur-KühlmÖbeln, deren Verdichter kai teaatz init einem nichtazeotropen Kältemittelgemisch betrieben vvird, das bei steigenaer Temperatur verdampft, unabhängig voneinander ohne·zusätzlichen Energieverbrauch in den zulässigen Frenzen zu regeln#

Der Hrfindung liegt die Aufgabe augrunde, aie in den Kältefächern benötigten unterschiedlichen Kälteleistungen kältemittelseitig zu realisieren.

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,, BAD OHiQINAi.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der zwischen dem Verdampfer des Kältefaches mit der tieferen Temperatur und dem Verdampfer des Lältefaches mit der höheren Temperatur angeordnete Wärmeübertrager durch eine Umgehungsleitung kua^eschlossen wird, um die Übertragungsieistung dieses Wärmeübertragers durch einen regelbaren Kältemittelstrom zu verändern·

Dadurch kann sowohl die Temperatur des KaItemittelgemiaches vor dem Drosselorgan und damit die tiefste Veruampfungstemperatur am Eintritt des zuerst angeordneten Verdampfers als auch die Temperatur am eintritt des nachgeordneten Verdampfers den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. i£it den Sintrittstemperaturen in die beiden Verdampfer verändern sich auch die mittleren Verdampfungstemperaturen sowie die ausnutzbaren Enthalpiedifferenzen des verdampfenden Lälteait.telgemisches und damit die in beiden ILältefächern bereitgestellten Kälteleistungen·

Bei gleichbleibender Gesaatkälteleistung dea Zweitemperatur-Kühlmöbels lassen sich somit die in den Kältefächern erforderlichen Anteile der Gesamtkälteleistung entsprechend der in diese Fächer eingebrachten Kühlgutmengen verlagern.

Die Aufteilung des Kältemittelstromes nach dem Verdampfer mit dem tieferen Verdampfunüatemperaturbereich in einen Teiletrom durch den Wärmeübertrager und einen Teiletrom direkt zum Verdampfer mit dem höheren Verdampfungstemperaturbereioh erfolgt mittels eines thermostatisch gesteuerten, stufenlos arbeitendem Dreiwegeventiles in Abhängigkeit der Temperatur des Kältefaches mit der höheren Temperatur, während der Kältemittelverdichter über die tiefere Kältef ach temperatur geschaltet wird·

Der Vorteil der Erfindung besteht einerseits darin, daß der Kältemittelverdichter thermostatisch vcm Kältefach mit der niedrigsten Temperatur aus geschaltet wird, so daß ein unzulässiger

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Temperaturanstieg über die vorgegebene ßrenzteiaperatur vermieden wird, ebenso wie eine für die eingelagerte Tiefkühlkost zwar nicht schädliche, aber energiewirtschaftlich nicht erforderliche Temperaturabsenkung. Andererseits wird bei alleiniger Belastung des jS.oriualküh If aches- durch die Verlagerung der Kälteleistung in das Momialkühlfach die Laufzeit des Kälteiaittelverdichters und damit der Kormenergieverbrauch' des Kühlschrankes verringert·

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt den kältemittelkreislauf ent* sprechend de'iu erfindungsgemäßen Regelverfahren atn Beispiel eines ZAveitemperatur-Kühlschrankes·

Der Zweiteaperaturkühlschrank besteht aus einem Tiefkühlfach (beispielsweise mit Dreistern-Bezeichnung) und einem Eormalkühlfach 2. Sein Kälteaggregat besitzt zwischen dem Tiefkühlfach verdampfer 3 und dem Normalkühlfachverdampfer 4 einen Wärmeübertrager 5 und wird mit einem binären nichtazeotropen Kältemittelgemisch betrieben, das bei steigender Temperatur veraampft und im Konaenaat'or 6 ein Temperaturgefalle aufweist· Der Kältemittelstrom durch den Wärme übertrager 5 und seine Umgehungsleitung 7 wird mittels eines thermostatisch gesteuerten Dreiwegeventil^ 8 verändert·

Bei gleichmäßiger Belastung der Kühlfächer durch eingebrachtes Kühlgut strömt das vom Tiefkühlfachverdampfer 3 kommende Kältemittel etwa zu gleichen Teilen (gemäß der Auslegung) durch den Wärmeübertrager 5 und durch dessen Umgehungsleitung 7»

In Abhängigkeit der Temperatur des Tiefkühlfaches 1 schaltet der Thermostat 9 den Kältemittelverdichter 10, wohingegen das

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Dreiwegeventil 8 in abhängigkeit der liürmalKÜhliachteiaperatur über den Thermostaten 11 verstellt wird. Wird nur das Tiefkühlfach 1 mit Kühlgut beschickt, besteht durch eine zu lange Verdichtsrlaufzeit die Gefahr der Unterkühlung dea iiorxnalkühliachea 2. In aem iüaße wie die ti ο riaalkühlfach temperatur absinkt, wird über dem Thermostaten 11 das Dreiwegeventil 8 so verstellt, daß mehr Kältemittel duroh den v/ärraeübertrager 5 strömt und eine stärkere Unterkühlung des flüssigen iCaltemittels vor dem Drosselorgan 12 bewirkt. Dadurch sinkt die LintriCtatemperatur in den Tiefkühlfachverdampfer 3 sowie dessen mittlere Temperatur· Die im Tiefkühlfach 1 übertragbare Kälteleistung vergrößert sich, so daß die Laufzeit des ivälteiaittelveriichters 10 verkürzt wird. Gleichzeitig erhöht sich auf Grund der größeren übertragunrsleistung im ,.armeübertrager 5 auf &rund des verminderten bzw. gesperrten liältenit te !stromes durch die Umgehungsleitung 7 die Eintrittstemperatur des Xältemittelgeinisches in den iiormalkühlf achverdampf er 4· inirch das da^ait verbundene Ansteigen der mittleren Temperatur dieses Verdampfers verringert sich im liormalkühlfach 2 die übertragene Kälteleistung, d. h# ein Teil der Kälteleistung wird von diesem loihliach ine Tiefkühlfach 1 verlagert. Eine Unterkühlung dea Kormalkühliaches 2 wird vermieden.

Bei einer alleinigen Beschickung des Horiaalkühlfaches wird das Dreiwegeventil 8 in umgekehrtem Sinn verstellt, ao aaö ein Teil der Kälteleistung dee Tiefkühlfaches 1 in das Normalkühlfach 2 verlagert wird.

Eine unzulässige Erwärmung des Ecriaalkühlfachee durch eine zu. geringe Einschalt zeit d'es Kältemittelveraich tera, der vom Tiefkühlfach aus ^,eschaltet »vird, tritt x.icht auf, da das Te^iperaturgefälle von der Uiage bungs temperatur zu den iiältefachteaipertfit uren und damit der Virmeeinfall in aeri Kühlschrank beim Tiefkühlfach bedeutend größer iat als beim Kcriaalkühlfach.

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Claims (3)

1. ■Patentansprüche

   h. j Verfahren zur Regelung von Zweitemperatur-Kühlmübeln, die mit eineia Verdichter kalt es at ζ ausgestattet sind, der mit einem nichtazeotrogen Kältend ttelgemisch betrieben wird und" zwischen dessen beiden Verdampfern ein Wärmeübertrager zur Unterkühlung des Kondensates angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in saugsei— tiger Umgehung des .',armeübertragers ein Teil des Kältemittels durch eine zwischen den Verdampfern angeordnete Umgehungsleitung direkt vom Verdampfer des Kältefaches mit der niedrigeren Temperatur zum Verdampfer des Kältefaches mit der höheren Temperatur strömt·
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der .kältemittelverdichter vom Kältefach mit der niedrigeren Temperatur aus geschaltet wird»
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung des Kältemittelstromes vom Verdampfer des Kälte« faches mit der niedrigeren Temperatur in einen Teilstrom direkt zum Verdampfer des Kältefaches mit der höheren Temperatur und in einen Teilstrom zum Wärmeübertrager zwischen beiden Verdampfern mittels eines thermostatisch gesteuerten, stufenlos arbeitendenLreiwegeventils erfolgt»

   4·. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß dieses thermostatisch gesteuerte, stufenlos arbeitende üreiwege* ventil in Abhängigkeit der Temperatur des Kältefaches mit der höheren Temperatur verstellt wird.