DE2231769B2

DE2231769B2 -

Info

Publication number: DE2231769B2
Application number: DE2231769A
Authority: DE
Inventors: Heinz 5828 Ennepetal Krumm; Werner 5600 Wuppertal Wicke
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1972-06-29
Filing date: 1972-06-29
Publication date: 1979-04-05
Also published as: DE2231769C3; FR2191082A1; FR2191082B3; DE2231769A1; IT985493B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eingefrieren und sicherer. Gefrierlagern von Gütern in Haushaltsgefriergeräten mit einem Motorkonipressor, einem nachgeschalteten Kondensator, einer daran angeschlossenen Entspannungseinrichtung, von einem gemeinsamen Isoliergehäuse umschlossenem Eingefrierabteil und Lagerabteil sowie einem Doppelverdampfer mit Reihen- oder Parallelschaltung seiner beiden, den Eingefrierverdampfer und den Lagerverdampfer bildenden Verdampferteile, wobei die Temperatur im Lagerabteil überwacht wird, und bei Überschreiten bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Lagertemperaturbereichs der Motorkompressor ein- bzw. ausgeschaltet und im Fall des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem und Eingefrieren von warmem Gut eine den Kältemittelfluß durch die beiden Verdampferteile steuernde Ventileinheit in Abhängigkeit von der Temperatur im Lagerabteil betätigt wird.

Solche Kühlgeräte, insbesondere Haushaltsgefriergeräte, dienen dazu, sowohl Güter einzufrieren als auch Güter zu lagern und müssen darüber hinaus in der Lage sein, beide Funktionen gleichzeitig wahrzunehmen.

Bei Gefriergeräten ist eine Verdampferanordnung bekannt, bei der die Verdampferplatten in mehreren horizontalen Ebenen in das Isoliergehäuse eingeschoben werden. Die einzelnen Platten sind dabei hintereinandergeschaltet und werden bei laufendem Motorkompressor vom Kältemittel zur Kühlung des Gesamtinnenraums durchströmt.

Weiter ist es bekannt, ein Vorgefrierfach in Gefriergeräte einzusetzen. Dabei wird ein Raumabschnitt des Isoliergehäuses mit mehr Kältemittelkanälen versehen, so daß die anfallende Wärme vom frisch eingelagerten Gut schneller abgeführt wird.

In allen Fällen erfolgt die Temperaturregelung über einen Thermostaten, der in Abhängigkeit von einer an einer für die Temperaturverteilung im Qesamtgerät günstigen Stelle im Verdampfer angebrachten Fühlersonde den zum Kältekreislauf gehörigen Motorkom- s pressor ein- bzw. ausschaltet In dieser Ausführung der Regelung wird die Temperatur im gesamten Isoliergehäuse von der jeweiligen Betriebsphase (Stillstand oder Bewegung) des Motorkompressors beeinflußt

Diese Lösungen sind jedoch mit den Mangeln behaftet, daß bei gleichzeitiger Einlagerung von warmem Eingefriergut und vorhandenem kalten Lagergut das warme Eingefriergut während des Gefriervorgangs einmal über den Wärmeaustausch von Gut zu Gut und zum andern über den Wärmeaustausch durch die ι "· Kondensation von verdampftem Kältemittel im Lagerverdampfer auf das Lagergut einwirkt Durch das Zusammenwirken dieser beiden Eigenschaften wird das Lagergut unzulässig hoch erwärmt und es tritt somit eine Qualitätsminderung des Gutes ein.

Aus der DE-AS 19 08 722 ist ein Kühl- oder Gefriermöbel mit einer Schnellgefriereinrichtung bekannt, welches mit zwei in Serie geschalteten Verdampfern ausgerüstet ist Hierbei soll der Verdampfer für das Fach höherer Temperatur im Kältekreislauf vor dem Verdampfer tieferer Temperatur liegen und durch eine mit einem Ventil ausgerüstete Umgehungsleitung kurzschiießbar sein. Ein weiteres Merkmal soll darin liegen, daß ein Schnellgefrierschalter vorgesehen ist, der bei Schaltstellung auf Dauerbetrieb der Kältemaschine das den Verdampfer höherer Temperatur kurzschließende Ventil einschaltet, wobei der einzige, dem Fach höherer Temperatur zugeordnete Thermostat durch diesen Schalter manuell umgeschaltet wird.

Bei der vorgenannten Lösung wird von der nicht zutreffenden Auffassung ausgegangen, daß das bereits eingelagerte Gut während des Eingefrierens von wärmerem Gut auch noch weiter abgekühlt wird. Somit wird auch bei dieser Lösung das bereits eingelagerte Gut sich in unzulässig hoher Weise erwärmen.

Aus der DE-OS 17 51 420 ist ein kombinierter Kühl- und Gefrierschrank bekannt, dessen Verdampferabteile voneinander getrennt in zwei isolierten Teilen des Gesamtisoliergehäuses untergebracht sind und somit vom Zweck her mit zwei verschiedenen Temperaturen betrieben werden, nämlich einmal zum Gefrieren im Gefrierabteil und zum andern zum Kühlen im Kühlabteil. Das heißt, der Kühlraum wird durch den Rest Kühlvermögen des durch den Gefrierraum geströmten Kühlmittels auf seine Temperatur um ca. +0°C gebracht. Danach schaltet ein Ventil den Kühlraumverdampfer ab, indem es eine vorgesehene Umgehungsleitung öffnet. Dieses Prinzip kann jedoch bei einem Gefrierschrank mit einem gemeinsamen Isoliergehäuse nicht angewendet werden, da sich hierbei "··. beide Verdampferabteile gegenseitig beeinflussen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Mängel ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, wonach es ermöglicht wird, ein Haushaltsgefriergerät zum Eingefrieren und sicheren Gefrierlagern von Gütern in einem gemeinsamen Isoliergehäuse zu schaffen, wobei große Mengen warmen Eingefrierguts unter gleichzeitiger Bewahrung der bereits eingelagerten Ware vor unzulässig hohen Temperaturen vollautomatisch einge- es froren werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auch die Temperatur im Eingefrierabteil überwacht wird, daß der Motorkompressor eingeschaltet wird, wenn die Temperatur in wenigstens einem der Abteile die obere Grenze des vorgegebenen Lagertemperaturbereiohes überschreitet und der Motorkompressor wieder ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur in dem Abteil, dessen zu hohe Temperatur das Einschalten des Motorkompressors bewirkt hatte, die untere Grenze des Lagertemperaturbereiches unterschreitet und daß im Falle des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem und Eingefrierens von warmem Gut bei Oberschreiten der vorgegebenen Höchsttemperatur im Lagerabteil der Eingefrierverdampfer ausgangsseitig so lange vom Kältemittelkreislauf abgetrennt wird, bis die Temperatur im Lgerabteil auf die untere Grenze des vorgegebenen Temperaturbereiches abgesunken ist wobei das in diesem Zeitraum im Eingefrierverdampfer verdampfende Kältemittel in einen Kältemittelsammler geleitet wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet daß der Thermostat neben dem dem Lagerabteil zugeordneten Thermostatteil einen weiteren, den Motorkompressor in Abhängigkeit von der Temperatur im Eingefrierabteil ein- und ausschaltenden Thermostatteil aufweist daß ferner die von dem dem Lagerabteil zugeordneten Thermostatteil betätigbare Ventileinheit am Ausgang des Eingefrierverdampfers angeordnet ist, und daß in der Saugleitung zwischen der Ventileinheit und dem Kompre.ssoreingang ein Kältemittelsammler vorgesehen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Thermostat als ein mit Fühlersonden versehener Schaltthermostat ausgebildet ist.

Durch die Ausgestaltung des vorhergehenden Gedankens ist es angezeigt, daß die Ventileinheit aus einem Absperrventil besteht, das einerseits mit dem Kältemittelsammler und andererseits mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers verbunden ist oder daß die Ventileinheit aus einem Dreiwege-Ventil besteht, das ausgangsseitig an den Kältemittelsammler angeschlossen ist und dessen beide Eingänge mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers bzw. mit der die beiden Verdampferteile verbindenden Zwischenleitung verbunden sind.

Ferner liegt es im Wesen der Erfindung, daß der Kältemittelsammler so bemessen ist, daß er das gesamte, nach ausgangsseitiger Absperrung des Eingefrierverdampfers in diesem verdampfende Kältemittel aufnehmen kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß man nicht mehr wie bisher daran gebunden ist, nur eine bestimmte, vorgeschriebene Menge warmen Gefriergutes in einem Gefrierschrank mit einem Isoliergehäuse, jedoch zwei Verdampferabteilen einzugefrieren, um das eingelagerte Gut nicht durch zu hohen Temperaturanstieg, hervorgerufen durch gegenseitige Beeinflussung der Güter untereinander, zu schädigen, sondern daß, lediglich begrenzt durch das Fassungsvermögen des Eingefrierverdampfers, warme Ware zugelagert werden kann, ohne die zulässige Grenztemperatur im Lagerabteil zu übei „chreiten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Gefrierschrankes mit parallelgeschalteten Verdampferteilen und einem Ventil im Ausgang, sowie einem Thermostat,

Fig.2 den schematischen Aufbau eines Gefrierschrankes mit in Reihe geschalteten Verdampferteilen und einem Ventil im Ausgang, mit Anschluß für eine Umgehungsleitung, sowie einem Thermostat,

Fig.3 ein Schaltbild mit einem mehrere Funktionen wahrnehmenden und ausübenden Thermostaten, sowie Kompressor und Ventil,

F i g. 4 ein Diagramm mit dem Temperaturverlauf des Gefriergutes und des Lagergutes.

F i g. 1 zeigt ein Gefrierschrankisoliergehäuse 1, in dem der Lagerverdampfer 2a mit dem Eingefrierverdampfer 2b parallel geschaltet ist. Die Zuführung des Kältemittels erfolgt vom Motorkompressor 8 über den Verflüssiger 9 und die Drosseistrecke !0 in die parallelen Zuleitungen für den Doppelverdampfer 2. Das in Grundstellung geöffnete — hier einwegige — Ventil 5 läßt eine gleichmäßige Kältemittelbeschickung beider Verdampferteile 2a und 2b zu. Dies hat zur Folge, daß der Lagerverdampfer, sowie auch der Eingefrierverdampfer einen nahezu gleichen thermischen Verlauf hat. Beim Beschicken des Eingefrierteils mit warmer Ware wird durch die damit verbundene Druckerhöhung im Eingefrierverdampfer 2b die gesamte, vom Motorkompressor 8 angesaugte Dampfmenge erzeugt, und der Lagerverdampfer 2a ist dabei mit flüssigem Kältemittel gefüllt. Steigt infolge einer Wärmezufuhr — direkt vom warmen Gut her oder durch die Kondensation des im Eingefrierverdampfer entstandenen Kältemitteidampfes — zum Lagerverdampfer 2a die Temperatur in diesem über einen zulässigen Grenzwert (ftc), so wird über den Thermostaten 3 das Ventil 5 geschlossen. Damit wird nur noch Kältemittel aus dem Lagerverdampfer 2a abgesaugt, und durch den entstehenden Druckabfall und damit auch Verdampfungstemperaturerniedrigung wird die Lagerware wieder herabgekühlt bis auf die untere Lagergrenztemperatur. Es verdampft dabei das gesamte Kältemittel im Eingefrierverdampfer 2b wegen des hier herrschenden höheren Drucks, und es muß vom Sammler 6 aufgenommen werden. Nach Wiederabkühlung des Lagerverdampfers 2a öffnet, durch den den Thermostaten 3 betätigenden Fühler 11, das Ventil 5 wiederum den Kreislauf; das Kältemittel strömt durch beide Verdampfer, und die Wärme wird wieder ausschließlich dem Eingefrierverdampfer und dem hier befindlichen Eingefriergut entzogen.

In F i g. 2 wird ein Gefrierschrankisoliergehäuse 1 mit in Reihe geschaltetem Lager- und Eingefrierverdampfer 2a öffnet durch den den Thermostaten 3 betätigenden ebenfalls über Motorkompressor 8, Verflüssiger 9 und die Drosselstrecke 10 in den Doppelverdampfer 2 erfolgt Zwischen der die beiden Verdampfer 2a und 2b verbindenden Leitung und dem Ventil 5 ist eine Umgehungsleitung 7 angeordnet. Zu Beginn des Vorgangs werden Lagerverdampfer 2a sowie auch Eingefrierverdampfer 2b gleichmäßig vom Kältemittel ■ durchströmt. Beim Eingefrieren von Ware wird, entsprechend der Wärmezuführung, das meiste Kältemittel im Eingefrierverdampfer 2b verdampft, und der Lagerverdampfer 2a ist mit flüssigem Kältemittel gefüllt. Nimmt der Lagerverdampfer den unzulässig

ι« hohen Temperaturwert — wie unter F i g. 1 beschrieben — an, so wird über die Fühlersonde 11 des Thermostaten 3 das dreiwegschaltend ausgelegte Ventil 5 betätigt, und es öffnet dadurch die Umgehungsleitung 7 durch Umschalten. Damit ist der Eingefrierverdampfer 2b saugseitig abgetrennt, und nur noch der Lagerverdampfer 2a wird mit Kältemittel versorgt und abgekühlt. Auch hierbei muß der Sammler 6 das Kältemittel des Eingefrierverdampfers 2b aufnehmen. Nach erfolgter Wiederabkühlung des Lagerveraampfers 2a schaltet die Fühlersonde 11 an diesem das Ventil wieder in die ursprüngliche Lage, und das Kältemittel strömt — wie anfangs beschrieben — wieder durch den Doppelverdampfer 2.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Regelung ist in F i g. 3 dargestellt. Der Thermostat 3 ist in die Teile 3a und 3b unterteilt. Der Teil 3a ist zweckmäßig etwas kälter justiert als der Teil 3b und wird von der Fühlersonde 11 des Lagerverdampfers 2a gesteuert. Bei zu warmer Lagertemperatur wird somit der Motorkompressor 8 eingeschaltet und gleichzeitig das Magnetventil 5 zur saugseitigen Absperrung des Eingefrierverdampfers 2b beaufschlagt und betätigt nur den Motorkompressor, so daß dieser auch läuft wenn das Thermostatteil 3a bei zu warmem Eingefrierverdampfer 2b dadurch geöffnet wurde, daß der Lagerverdampfer 2a die Schalttemperatur erreicht hat.

Fig.4 zeigt ein Diagramm, in dem mit I die Abkühlkurve der einzufrierenden Last und mit H die Kühlkurve der Lagerlast dargestellt ist. Bei Beschickung des Gefriergerätes mit warmem Gut wird dieses nach Abkühlkurve I sofort abgekühlt, gleichzeitig steigt die Temperatur des Lagergutes nach Kühlkurve II bis auf den zulässigen Wert an. Ist dieser erreicht setzt mittels der Anordnung nach Fig. 1—3 wieder die Abkühlung des Lagergutes ein, während das Eingefriergut für diese Zeit nur auf der vorher erzeugten Temperatur gehalten wird, und alternierend wird einerseits die einzufrierende Last nach Abkühlkurve I und andererseits die Lagerlast nach Kühlkurve II — ohne die zulässige Grenztemperatür zu überschreiten — gemeinsam auf die Lagertemperatur unterhalb der Grenztemperatur #c geführt und dort gehalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Eingefrieren und sicheren Gefrierlagern von Gütern in Haushaltsgefriergeräten mit einem Motorkompressor, einem nachgeschalteten Kondensator, einer daran angeschlossenen Entspannungseinrichtung, von einem gemeinsamen Isoliergehäuse umschlossenem Eingefrierabteil und Lagerabteil, sowie einem Doppelverdampfer mit Reihen- oder Parallelschaltung seiner beiden, den Eingefrierverdampfer und den Lagerverdampfer bildenden Verdampferteile, wobei die Temperatur im Lagerabteil überwacht wird und bei Oberschreiten bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Lagertemperaturbereiches der Motorkom- 's pressor ein^ bzw. ausgeschaltet und Lm Fail des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltem und Eingefrieren von warmem Gut eine den Kältemittelfluß durch die beiden Verdampferteile steuernde Ventileinheit in Abhängigkeit von der Temperatur im Lagerabteil betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Temperatur im Eingefrierabteil überwacht wird, daß der Motorkompressor eingeschaltet wird, wenn die Temperatur in wenigstens einem der Abteile die obere Grenze des vorgegebenen Lagertemperaturbereiches überschreitet, und der Motorkompressor wieder ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur in dem Abteil, dessen zu hohe Temperatur das Einschalten des Motorkompressors bewirkt hatte, die untere Grenze Jo des Lagertemperaturbereiches unterschreitet, und daß im Falle des gleichzeitigen Gefrierlagerns von kaltesn und Eingefrierens von warmem Gut bei Oberschreiten der vorgegebenen Höchsttemperatur im Lagerabteil der Eingefrierverdampfer ausgangsseitig so lange vorn Kältemittelkreislauf abgetrennt wird, bis die Temperatur im Lagerabteil auf die untere Grenze des vorgegebenen Temperaturbereiches abgesunken ist, wobei das in diesem Zeitraum im Eingefrierverdampfer verdampfende Kältemittel in einen Kältemittelsammler geleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei Haushaltsgefriergeräten mit von einem gemeinsamen Isoliergehäuse umschlössenem Eingefrierabteil und Lagerabteil sowie einem Doppelverdampfer, dessen einer Teil den Eingefrierverdampfer und dessen anderer Teil den Lagerverdampfer bildet und der mit einem Motorkompressor, einem Kondensator und einer Entspannungseinrichtung zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes verbunden ist, wobei ein Thermostat in Abhängigkeit von der Temperatur im Lagerteil sowohl den Motorkompressor ein- und ausschaltet als auch eine Ventileinheit betätigt, durch die der Kältemittelfluß durch die beiden Verdampferteile steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (3) neben dem dem Lagerabteil (L) zugeordneten Thermostatteil (3a, 11) einen weiteren, den Motorkompressor (8) in Abhängigkeit von der Temperatur im Eingefrierabteil (E) ein- und ausschaltenden Thermostatteil (3b, 12) aufweist, daß ferner die von dem dem Lagerteil (X₁J zugeordneten Thermostatteil (3a, 11) betätigbare Ventileinheit (5) am Ausgang des Eingefrierverdampfers (2b) angeordnet ist, und daß in der Saugleitung zwischen der Ventileinheit (5) und dem Konipressoreingangein Kältemittelsammler (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (3) als ein mit Fühlersonden (11, 12) versehener Schaltthermostat ausgebildet ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Eingefrierverdampfer (2b) und der Lagerverdampfer (2a) im Kältemittelkreislauf parallel geschaltet sind,: dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (5) aus einem Absperrventil besteht, das einerseits mit dem Kälternittelsammler (6) und andererseits mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers (2b) verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Eingefrierverdampfer (2b) und der Lagerverdampfer (2a) im Kältemittelkreislauf in Reihe geschaltet sind und der Lagerverdampfer (2a) stromaufwärts des Eingefrierverdampfers (2b) liegt, dadurch gekennzeichnet, daS die Ventileinheit (5) aus einem Dreiwege-Ventil besteht, das ausgangsseitig an den Kältemittelsammler (6) angeschlossen ist und dessen beide Eingänge mit dem Ausgang des Eingefrierverdampfers (2b) bzw. mit der die beiden Verdampferteile (2a, 2b) verbindenden Zwischenleitung verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelsammler (ti) so bemessen ist, daß er das gesamte, nach ausgangsseitiger Absperrung des Eingefrierverdampfers (2b) in diesem verdampfende Kältemittel aufnehmen kann.