DE3128758A1

DE3128758A1 - "verfahren zur regelung des automatischen abtauens der verdampferplatte in kuehlschraenken"

Info

Publication number: DE3128758A1
Application number: DE19813128758
Authority: DE
Inventors: Heinz 5880 Lüdenscheid Salzmann
Original assignee: KROENERT ELEKTRO
Current assignee: KROENERT ELEKTRO
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1983-02-10

Description

"Verfahren zur Regelung des automatischen
Abtauens der Verdampferplatte in EUhlschränken" Die Erfindung betrifft ein -Verfahren zur Regelung des automatischen Abtauens der Verdampferplatte in Kühlschränken und dergl., wobei der Verdampferplatte zum Abtauen kurzzeitig Wärme zugeführt wird und die Innentemperatur des Kühlraumes ständig gemessen wird.
Bet den bekannten Euhlschrankregelungen handelt es sich üblicherweise um mechanische Thermostate, die die Innentemperatur des Kühlschrankes regeln.
Die Thermostate sind dabei in den elektrischen Schaltkreis des Kühlkompressors eingeschaltet, so daß bei Überschreiten der am Thermostaten eingestellten Temperatur der Kompressor im Sinne des Kühlens eingeschaltet wird und nach Unterschreiten des eingestellten Regelwertes der Kompressor ausgeschaltet wird.
Desweiteren besitzen diese Regelungen eine Abtauautomatik, die rein periodisch in Tätigkeit tritt.
Dabei wird beispielsweise nach jedem dritten Durchlauf des Kompressors die Verdampferplatte im Kühlschrank kurz aufgeheizt, in dem der Kompressorkreislauf umgekehrt wird, so daß die Verdampferplatte von warmen Medium durchströmt ist.
Auf diese Weise wird die Verdampferplatte von dem Eis befreit, welches sich auf ihr gebildet hat.
Diese Regelungen haben aber den Nachteil, daß man in den kalten Kühlraum ständig periodisch Wärme zuführt, um das Eis zum Schmelzen zu bringen, welche Wärme bei dem nächsten Durchlauf des Kompressors wieder abgeführt werden muß.
Damit wird unabhängig von dem Zustand der Verdampferplatte ständig Energie benötigt und verbraucht, was zu einem unangemessenen hohen Stromverbrauch führt.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es demgegenüber.
ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wodurch das Abtauen der Verdampferplatte nur dann erfolgt, wenn sich tatsächlich auf der Verdampferplatte Eis gobildet hat.
Gegenstand der Erfindung ist damit eine energiesparendere Abtauautomatik zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Temperatur der Verdampferplatte in der Ruhephase des Kühlkompressors gemessen und mit dem Temperaturmeßwert des Kühlraums verglichen wird und daß nur bei vereisungsbedingten fleßwertdifferenzen der Verdampferplatte Wärme zugeführt wird.
Dadurch das nun auch die Temperatur der Verdampferplatte unmittelbar gemessen wird, und zwar in der Ruhephase des Kühlkompressors, kann eindeutig festgestellt werden, ob die Verdampferplatte vereist ist und also ein Abtauen derselben erfolgen muß oder nicht.
Ber Abtauvorgang wird demzufolge nur dann in Tätigkeit gesetzt, wenn eine Vereisung der Verdampferplatte vorliegt.
Damit ist eine durchaus erhebliche Energieeinsparung möglich.
Das Abschalten des Abtauvorganges und der Neubeginn des Kühlvorganges kann durch eine zeitliche Erfassung gesteuert sein, beispielsweise durch ein elektrisches Zeitglied.
Da auf diese Weise aber nicht sichergestellt ist, daß nur die zur Enteisung benötigte Energie zugeführt wird, wird in Weiterbildung vorgeschlagen, daß auch während der Wärme zufuhr die Temperatur der Verdsmpferplatte gemessen wird und nach Erfassung eines über der Vereisungstemperatur liegenden Meßwertes die Wärmezufuhr gestoppt wird.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nur solange Wärmeenergie zugeführt wird, bis die Verdampferplatte tatsächlich enteist ist.
Um Meßwe rtverf ä1 schungen zu unterbinden, wird vorgeschlagen, daß während der Wärmezufuhr die Vergleichsmessung unterbrochen wird.
Da die Verdampferplatte während des Kühlvorganges immer auf eine Temperatur unterhalb 0 Grad Celsius abgekühlt wird, ist es erforderlich, die Vergleichsmessung erst dann beginnen zu lassen, wenn sich an der Verdampferplatte unter Betriebsbedingungen nach dem Regelkreislauf eine Temperatur von über 0 Grad Celsius eingestellt haben kann.
Dies ist immer nur dann ir Fall, wenn einerseits der Kompressor ausgeschaltet ist und andererseits eine gewisse zeitliche Distanz zwischen dem Ausschalten des Kompressors und dem Beginn der Vergleichsmessung liegt.
Verfahrensmäßig wird hierzu vorgeschlagen, daß die Temperatur der Verdampferplatte erst mit einer solchen zeitlichen Verzögerung nach Abschaltung der Kompressor-Kühlphase gemessen wird, daß sich an der Verdampferplatte eine nahe der Kühlraumtemperatur liegende Temperatur eingestellt hat.
Eine elektrische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bestehend aus einer Verdampferplatte, die über Durchflußleitungen mit einem Kompressor verbunden ist, welcher zum Kühlen gekühltes Medium zur Verdampferplatte führt und zum Abtauen in Kreislaufumkehr warmes Medium der Verdampferplatte zuführt, und ferner aus einem Temperaturfühler im Kühlraum kennzeichnet sich dadurch, daß ein zweiter Temperaturfühler vorgesehen ist, der unmittelbar an der Verdampferplatte angeordnet ist, daß eine elektronische Neßwerterfassungseinheit angeordnet ist,die die Meßwerte beider Temperaturfühler erfaßt, und daß die Meßwerterfassungseinheit den Kompressorkeislauf steuert.
In Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Meßwerterfassungseinheit lediglich bei ausgeschaltetem Kühlkompressor-Kreislauf und mit zeitlichem Abstand vom Ausschaltpunkt die Meßwerte der Temperaturfühler vergleicht und bei einem entsprechenden Differenzmeßwert den Kompressor in Kreislaufumkehr solange einschaltet bis der Verdampferplatten-Xemperaturfühler einen über der Vereisungstemperatur liegenden Meßwert einspeist.
Bei dieser Abtauautomatik wird also neben dem normalen Temperaturfuhlr für die Innentemperatur.
des Kühlgerätes ein zweiter Temperaturfühler auf dem Verdampfer angebracht.
Dieser ist in geeigneter Weise beispielsweise als Transistor ausgebildet und unmittelbar auf dem Verdampfer angebracht.
Der Fühler bildet mit dem Verdampfer eine Einheit und ist an einer solchen Stelle angebracht, an welcher sich erfahrungsgemäß zuerst Eis bildet.
Werden nun die Meßwerte des Innenraumfühlers mit den Meßwerten des Fühlers, der auf dem Verdampfer angebracht ist, verglichen, so sind diese beiden Daten während der Ruhephase des Kompressors weitgehend gleich.
Bildet sich nun nach einer gewissen Zeit Eis auf der Verdampferplatte, so wird der Fühler eine Temperatur von 0 Grad Celsius oder darunter messen.
Da nun die Vergleichswerte der beiden Fühler voneinander abweichen, kann nach'dem'nächsten Kompressordurchlauf der Verdampferplatte ein wärmeres Medium zugeführt werden, um diese vom Eis zu befreien.
Diese wird Jedoch nur so lange dauern, bis der Fühler der Verdampferplatte eine Temperatur von 10 c oder darüber anzeigt.
Da Eis unter Normalbedingungen nur bei einer Temperatur von 0 Grad und darunter entstehen kann, ist davon auszugehen, daß bei einer Temperatur von plus 1 0C kein Eis mehr auf der Verdampferplatte vorhanden ist.
In diesem Fall kann sofort die Zufuhr der Wärme unterbrochen werden.
Da die Verdampferplatte nur soweit aufgeheizt wurde, daß das Eis entfernt ist, kann man feststellen, daß keine überschüssige Wärmeenergie in den Kühlschrank hineingegeben wurde, die bei dem nächsten Kompressordurchlauf wieder in Kälte umgewandelt werden müßte.
Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf Kühlschränke begrenzt, sondern auch bei Wärmepumpen brauchbar.
Da die Umluftwärmepumpen umgekehrt wie Kühlgeräte arbeiten, tritt bei Wärmepumpen, die mit Umluft arbeiten, unter gewissen Voraussetzungen der gleiche Effekt wie bei den Kühlgeräten auf, daß nämlich die Verdampferplatte vereist.
Auch für diesen Anwendungsfall ist der erfindungsgemäße Vorschlag brauchbar.
In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert und anhand eines beispielhaften Schaltplanes erklärt.
Es zeigt: Fig. 1 ein schematisches Diagramm der bisher üblichen Abtauautomatik an Kühlschränken; Fig. 2 ein ßchematißches Diagramm der Abtauautomatik gemäß der Erfindung; Fig. 3 ein schematisches Prinzipschaltbild zur Durchführung des Verfahrens.
In Fig. 1 ist auch der Ordinate die Temperatur in Grad Celsius aufgetragen, während auf der Abszisse der zeitliche Verlauf abgetragen ist. Mittels des normalerweise vorhandenen Temperaturfühlers erfolgt eine ständige Ein- und Ausschaltung des Kompreessors.
Zum Abtauen wird nach jedem dritten Kompressor-Anlauf eine Abtauphase zwischengeschaltet, während welcher beispielsweise der Kompressor in Kreislaufumkehr laufen kann, um die Verdampferplatte aufzuheizen.
In Fig. 2 ist demgegenüber dargestellt, wie ganz genau auf die Verhältnisse an der Verdampferplatte abgestimmt die Abtauautomatik gemäß der Erfindung zeitlich abläuft.
zunächst sind einmal drei normale Kühlphasen mit zwei normalen Temperaturanstiegsphasen dargestellt.
Nach Ablauf der dritten Kühlphase ist aufgrund der Erfassung der Fühlertemperatur an der Verdampferplatte festgestellt worden, daß die Verdampferplatte vereist ist CI).
Zeitlich etwasspäter (II) wird die Abtauautomatik eingeschaltet, das heißt, der Kompressorkreislauf umgekehrt um die Verdampferplatte zu erwärmen.
Solange die Fuhlertemperatur an der Verdampferplatte noch 0 Grad oder geringfügig mehr beträgt, bleibt die Abtauautomatik im gleichen Kreislauf eingeschaltet.
Ist die Temperatur auf plus 100 angestiegen (III), wird die Abtauautomatik ausgeschaltet und der Kompressor im Sinne des Kühlens erst dann wieder eingeschaltet, wenn der weitere Temperaturfühler, der die Kühl schrankinnentemperatur mißt, den eingestellten Regelwert erfaßt und damit den Kompressor schaltet.
Es ist deutlich ersichtlich, daß bei einer Vorgehensweise gemäß der Erfindung eine Energieeinsparung erfolgt.
In Fig. 3 ist ein Prinzipschaltbild dargestellt, welches die Funktionsweise anhand eines Kühlschrankes erklärt.
Zentrales Element ist eine elektronische Logik 1, beispielsweise in PMOS - Technik, welche einerseits von dem Temperaturfühler 2, der die Innentemperatur des Kühlschrankes mißt und andererseits von dem Temperaturfühler 3, der die Temperatur der Verdampferplatte mißt, angesteuert wird.
Die von den Fühlern 2 und 3 ermittelten Meßwerte werden über analog Digitalwandler 4,5 in geeignete elektrische Größen umgewandelt.
ist Die Logik 1 rüber ein Netzteil 6 gespeist Desweiteren wird die Logik über einen Sollwertgeber?, den mechanischen Regler der Kühlschranktemperatur, über einen weiteren analog Digitalwandler 8 angesteuert.
Ausgangaseitig steuert die Logik einerseits einen Signalgeber 9, der Jeweils dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Kühlschranktür länger als eine vorbestimmte Zeit offensteht.
Desweiteren steuert die logik 1 zwei Treiberstufen 10,11, deren eine (10) den Kühlkreislauf des Kompressors steuert.
Diese schaltet also den Kompressor im Sinne des Kühlens ein und aus.
Die zweite Treiberstufe 11 schaltet ausschließlich die Abtaustufe, also beispielsweise die Ereislaufumkehr des Kompressors.
Diese Treiberstufe 11 steuert die Äbtauautomatik genauer entsprechend dann, wenn die Verdampferplatte vereist ist.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichaung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
Leerseite

Claims

"Verfahren zur Regelung des automatischen Abtauens der Verdampferplatte in Kühlschränken" P a t e n t a n 5 p rü c h 6 1. Verfahren zur Regelung des automatischen Abtauens der Verdampferplatte in Kühlschränken und dergl., wobei der Verdampferplatte zum Abtauen kurzzeitig Wärme zugeführt wird und die Innentemperatur des Kuhiraumes ständig gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Verdampferplatte in der Ruhephase des Kühikompressors gemessen und mit dem Temperaturmeßwert des Kühlraumes verglichen wird und daß nur bei vereisungsbedingten Meßwertdifferenzen der Verdaupferplatte Wärme zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch während der Wärmezufuhr die Temperatur der Verdampferplatte gemessen wird und nach Erfassung eines über der Vereisungstemperatur liegenden Meßwertes die Wärmezufuhr gestoppt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Wärmezufnhr die Vergleichsmessung unterbrochen wird.
4. Verfahren nach einem der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Verdampferplatte erst mit einer solchen zeitlichen Verzögerung nach Abschaltung der Kompressor-Kühlphase gemessen wird, daß sich an der Verdampferplatte eine nahe der Kiihlraumtemperatur liegende Temperatur eingestellt hat.
5. Elektrische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, bestehend aus einer Verdampferplatte, die über Durchfluß-Leitungen mit einem Kompressor verbunden ist, welcher zum Kühlen gekühltes Medium zur Verdampferplatte führt und zum Abtauen in Kreislaufumkehr warmes Medium der Verdampferplatte zuführt, und ferner aus einem Temperaturfühler im Kühlraum, durch gekennzeichnet, daß ein zweiter Temperaturfühler (3) vorgesehen ist, der unmittelbar an der Verdampferplatte angeordnet ist, daß eine elektronische Meßwerterfassungseinheit (1) angeordnet ist, die die Meßwerte beider Temperaturfühler (2,3) erfaßt, und daß dieNeßwerterfassungseinheit (1) den Kompressorkreislauf steuert.
6. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassungseinheit (1) lediglich bei ausgeschaltetem Kühlkompressor-Kreislauf und mit zeitlichem Abstand vom Ausschaltpunkt die Meßwerte der Temperaturfühler (2,3) vergleicht und bei einem entsprechenden Differenzmeßwert den Kompressor in Ereislaufumkehr solange einschaltet bis der Verdampferplatten-Temperaturfühler (3) einen über der Vereisungstemperatur liegenden Meßwert einspeist.