DE3340356C2

DE3340356C2 -

Info

Publication number: DE3340356C2
Application number: DE3340356A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Dr.-Ing. Dr. Bruchmueller; Josef Dipl.-Ing. 7928 Giengen De Resch
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1987-12-23
Also published as: DK528484A; FR2554568A1; DK528484D0; IT8423415A1; IT1178603B; DE3340356A1; IT8423415A0; DK157104B; DK157104C; FR2554568B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der Vorgefriereinrichtung eines mit einer elektronischen Steuerung ausgestatteten Gefriergerätes, insbesondere eines Haushalts-Gefrierschrankes oder einer Haushalts-Gefriertruhe.

Gefriergeräte der genannten Art sind üblicherweise mit einer Schnellgefrierschaltung ausgestattet, mit deren Hilfe das Kälteaggregat des Gerätes in Dauerlauf geschaltet und die untere Ausschalttemperatur des Reglers vorübergehend erheblich abgesenkt wird. Beim Betätigen schaltet diese Schnellgefrierschaltung das Kälteaggregat unabhängig vom jeweiligen Schaltzustand seines Temperaturreglers ein. Infolge der sich hierbei einstellenden starken Temperaturabsenkung wird dem neu eingelagerten Gut rasch Wärme entzogen, wodurch es schnell auf die vorgeschriebene Lagertemperatur eingefroren wird. Auf diese Weise will man verhindern, daß ein Teil der mit dem frisch eingelagerten, noch warmen Gut in den Nutzraum des Gefriergerätes eingebrachten Wärmemenge auf das bereits länger lagernde Gefriergut übergeht und dieses über die höchstzulässige Temperatur erwärmt. Eine auch nur kurzzeitige weitere Erwärmung könnte andernfalls bewirken, daß bereits länger eingelagertes Gut unter ungünstigen Umständen stellenweise sogar über den Gefrierpunkt erwärmt und somit in seiner Qualität und Lagerfähigkeit erheblich beeinträchtigt wird.

Im Falle nach einer aus der DE-OS 16 01 906 bekannten Einrichtung zur selbständigen Steuerung der Einfrierzeiten bei Tiefkühltruhen ist eine den Dauerlauf des Kälteaggregates festlegende Zeitschaltung mit einem Einstellglied versehen, welches eine direkt in kg geeichte Skala besitzt, deren nicht- lineare Teilung einer für das betreffende Gerät experimentell ermittelten Kurve entspricht.

Aus der DE-OS 19 46 259 ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der in den Deckel des Kühlmöbels ein temperaturgesteuerter, zusätzlicher Schalter eingebaut ist, der parallel zu dem Temperaturregler und dem Schnellgefrierschalter geschaltet ist. Mit Hilfe dieses temperaturgesteuerten zusätzlichen Schalters werden automatisch Temperaturschwankungen ausgeglichen, wie sie beim Einlagern von frischem Gefriergut oder auch beim kurzzeitigen Öffnen des Deckels der Gefriertruhe enstehen. Auf diese Weise soll der schädigende Einfluß kurzzeitiger Temperaturschwankungen auf das Gefriergut vermieden werden.

Diese bekannten Schnellgefrierschalter können aber nicht mit Sicherheit verhindern, daß beim Einbringen größerer Mengen neu einzufrierenden Gutes die Temperatur im Nutzraum des Gefriergerätes vorübergehend über die höchstzulässige Temperatur ansteigt. Den Benutzern von Gefriergeräten wird in solchen Fällen empfohlen, schon längere Zeit vor dem Eingefrieren neuen Gutes den Schnellgefrierschalter zu betätigen und dadurch die Temperatur im Nutzraum des Gefriergerätes weit unter den normalen unteren Ausschaltpunkt des Reglers abzusenken, um auf diese Weise thermische Energie abzuführen und somit eine gewisse Kältereserve für das frisch einzulagernde Gut zu schaffen, welche einen Temperaturanstieg über die höchstzulässige Temperatur im Gefriergerät verhindert. Die üblichen Schnellgefrierschalter erhalten somit die Funktion eines "Vorgefrierschalters".

Die auf diese Art zu schaffende Kältereserve für das neu einzulagernde Gefriergut ist aber in hohem Maße von dem vorgegebenen Kühlpotential des leeren Gerätes und des bereits länger eingelagerten Gefriergutes - der sogenannten "Grundlast" (m _GL ) - und der unteren Ausschalttemperatur abhängig. Ist diese Grundlast klein, so ist das durch sie vorgegebene Kühlpotential beim Erreichen des vorübergehend tiefer eingestellten unteren Ausschaltpunktes wesentlich geringer, als das bei großer Grundlast der Fall ist. Andererseits wird bei großer Grundlast unter Umständen eine wesentlich höhere Kältereserve für das frisch einzulagernde Gefriergut geschaffen als dies für den vorstehend beschriebenen Zweck erforderlich wäre. Somit wird bei höherer Grundlast mehr Energie verbraucht, während bei niedriger Grundlast eine entsprechende Kältereserve für das frisch einzulagernde Gefriergut nur durch unwirtschaftlich tiefes Absenken der unteren Ausschalttemperatur zu erreichen wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben der Vorgefriereinrichtung eines mit einer elektronischen Steuerung ausgestatteten Gefriergerätes anzugeben, welches vor der Einladung von neu einzugebendem Gefriergut bei geringstem Energieaufwand eine gerade ausreichende Kältereserve für das neu einzulagernde Gefriergut sicherstellt.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch die Kombination der folgenden, nach dem Einschalten der Vorgefriereinrichtung der Reihe nach ablaufenden Verfahrensschritte gelöst:

1) manuelle Dateneingabe von Masse und Art des neu einzubringenden Gefriergutes (m _NL ) und Schalten des Kälteaggregates auf Dauerlauf,
2) Start des Vorgefriervorganges, sobald die Temperatur im Nutzraum des Gefriergerätes im Regelbereich um den Temperatur-Sollwert liegt.
3) Messung der Starttemperatur (ϑ₁) für den Vorgefriervorgang und Registrierung des zugehörigen ersten Zeitpunktes (t₁),
4) Nach Ablauf eines fest vorgegebenen Zeitintervalles zu einem zweiten Zeitpunkt (t₂) Messung der dann im Nutzraum vorliegenden Temperatur (j₂),
5) Entnahmen eines, die aktuelle Grundlast (m _GL ) näherungsweise darstellenden Zahlenwertes (m) aus einer ersten empirisch vorgegebenen Tabelle, in welcher dieser Zahlenwert (m) durch die Temperaturabsenkung (ϑ₂-ϑ₁) im Zeitintervall zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt (t₂-t₁) und durch die Starttemperatur (ϑ₁) festgelegt ist,
6) Entnehmen der Endtemperatur (ϑ _e) des Vorgefriervorganges aus einer zweiten empirisch vorgegebenen Tabelle, in welcher diese Endtemperatur (ϑ _e) durch den Zahlenwert (m) und durch die eingegebenen Daten für das neu einzubringende Gefriergut (m _NL ) festgelegt ist,
7) Einstellen der aus der zweiten Tabelle entnommenen Endtemperatur (ϑ _e) des Vorgefriervorganges als neuer Regler-Sollwert und
8) Ausschalten des Vorgefrierschalters nach Erreichen des neuen Regler-Sollwertes und Signalisieren der Einfrierbereitschaft des Gerätes.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand von einem in der beigefügten Zeichnung vereinfacht dargestellten Flußdiagramm und zwei grafischen Darstellungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm, aus dem die Aufeinanderfolge der einzelnen Verfahrensschritte nach dem Auslösen des Vorgefriervorganges hervorgeht,

Fig. 2 eine grafische Darstellung der beim Einschalten des Vorgefrierschalters eintretenden Temperaturabsenkung bei unterschiedlicher Grundlast und

Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Erläuterung einzelner Verfahrensschritte nach dem Flußdiagramm.

In dem Diagramm nach Fig. 2 ist über der Zeit t als Abszisse die Temperatur ϑ im Nutzraum des Gefriergerätes als Ordinate aufgetragen. Hierin ist mit ϑ _o die für die Langzeitlagerung von Gefriergut vorgeschriebene Lagertemperatur von beispielsweise -18°C bezeichnet. Dieser Temperatur entspricht der am Regler des Gefriergerätes eingestellte obere Schaltpunkt, bei dessen Überschreiten das Kälteaggregat eingeschaltet wird. Es wird wieder abgeschaltet, wenn der untere Schaltpunkt ϑ _u erreicht wird.

Aus diesem Diagramm läß sich erkennen, wie im Innenraum des Gerätes die Temperatur absinkt, wenn beim Erreichen des oberen Schaltpunktes der Regler anspricht und das Kälteaggregat einschaltet. Die obere flache Kurve veranschaulicht dabei den Temperaturverlauf im Falle einer großen Grundlast, während die wesentlich steiler abfallende, untere Kurve den Temperaturverlauf bei geringer Grundlast angibt. Hieraus läßt sich erkennen, daß nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls
t₂-t₁=t₂*-t₁* im Falle einer großen Grundlast die Temperatur ϑ₂* und im Falle einer geringen Grundlast die erheblich tiefer liegende Temperatur ϑ₂* erreicht wird. Die jeweils herrschende Grundlast des Gerätes läßt sich aufgrund dieser Zusammenhänge über den Gradienten der Innentemperatur nach der Zeit bestimmen.

Es sei angenommen, der Vorgefriervorgang entsprechend Fig. 3 werde bei einer Starttemperatur ϑ₁ ausgelöst. Dann ergibt sich bei einem konstanten Zeitintervall für den Fall einer kleinen Grundlast der Temperaturgradient als

Für den Fall einer anderen Grundlast ergibt sich der hiervon abhängige, unterschiedliche Temperaturgradient in analoger Weise. Bei den nachfolgenden Betrachtungen ist daher nur der Fall geringer Grundlast berücksichtigt.

Bei dem in dem Flußdiagramm nach Fig. 1 in die einzelnen Verfahrensschritte zerlegten Verfahrensablauf beim Vorgefriervorgang wird bei dessen Auslösung mit "Vorgefrieren Start" und der Eingabe der Masse der neuen Last m _NL zunächst nach Position (1) das Kältegerät in vorübergehenden Dauerlauf geschaltet. Dann wird nach Position (2) im Flußdiagramm geprüft, ob entsprecchende Vorbedingungen erfüllt sind, d. h. ob die Gerätetemperatur kleiner als der obere Schaltpunkt des Reglers, in diesem Falle - 18°C, ist. Vorbedingung hierzu ist jedoch, daß nach dem letzten Schließen der Tür des Gerätes eine vom Gerätetyp abhängige Mindestzeit vergangen ist und von der letzten Türöffnung störende Einflüsse abgeklungen sind.

Sofern die vorstehend genannten Vorbedingungen erfüllt sind, wird, wie weiter vorn erläutert, nach Positionen (3) und (4) die Temperaturabsenkung in einem vorgegebenen Zeitraum t₂-t₁=Δ t im Nutzraum beispielsweise mit Hilfe eines Mikroprozessors ermittelt. Hierbei muß jedoch berücksichtigt werden, daß diese Temperaturabsenkung nicht nur von der Grundlast m _gL, sondern ebenfalls von der Starttemperatur ϑ₁ im Geräteinnern abhängig ist, da sich mit sinkender Starttemperatur ϑ₁ auch die Absinkgeschwindigkeit ändert.

Aus diesem Grunde kann aus der Größe der bei einer beliebigen Ausgangstemperatur unterhalb des oberen Regler-Schaltpunktes gemessenen Temperaturabsenkung innerhalb des vorgegebenen Zeitraumes Δ t noch nicht exakt auf die Grundlast m _GL geschlossen werden. Will man nicht von einer festen Ausgangstemperatur abhängig sein, so muß weiterhin bekannt sein, bei welcher Start-Temperatur ϑ₁ die Absenkung gemessen wurde.

Es muß daher gemäß Position (5) in Fig. 1 aus der Temperaturabsenkung ϑ₂-ϑ₁ während des Zeitintervalls t₂-t₁ und aus der Starttemperatur ϑ₁ die Grundlast noch ermittelt werden.

Dieser Zusammenhang, der bereits mit Hilfe der Fig. 2 beschrieben wurde, ist für das jeweilige Gerät in einem Prüfstand ermittelt worden und als Tabelle im Mikroprozessor abgelegt.

Mit der Temperaturabsenkung j₂-ϑ₁ die sinnvollerweise während eines festen Zeitintervalls
t₂-t₁=Δ t
gemessen wird, ergibt sich unter der Starttemperatur ϑ₁ aus der Tabelle ein Zahlenwert m, der näherungsweise die tatsächliche Grundlast angibt.

Aus der auf diese Weise aus Position (5) in Fig. 1 näherungsweise gewonnenen Grundlast m und der beim Einleiten des Vorgefriervorganges eingegebenen Größe der einzulegenden neuen Last m _NL wird dann über eine Funktion mit zwei Variablen, die für den speziellen Fall im Bezug auf Energieersparnis ideale Vorgefriertemperatur ϑ _e berechnet gemäß Position (6) in Fig. 1. Diese Funktion könnte z. B. folgendermaßen aussehen:

ϑ _e=A + B · m + C · m _NL,

wobei A, B und C Parameter sind, die wieder für die einzelnen Geräte experimentell bestimmt und im Mikroprozessor abgelegt werden müssen. Diese für den speziellen Fall im Bezug auf Energieersparnis ideale Vorgefriertemperatur j _e wird dann dem Temperaturregler-Programm als neue Sollgröße übergeben.

Sobald diese Temperatur ϑ _e zum Zeitpunkt t₃ (Fig. 3) erreicht ist, wird im letzten Schritt des Verfahrens die Einlegebereitschaft für die eingangs eingestellte Menge der Neulast m _NL optisch und/oder akustisch signalisiert. Im Falle, daß die eingangs eingegebene Menge der neuen Last für die tatsächlich vorhandene Grundlast und die somit durch den Vorgefriervorgang zu schaffende Kältekapazität zu hoch ist, kann vorgesehen sein, daß die höchste, für den Fall zulässige Neulast durch eine optische Anzeige angegeben wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben der Vorgefriereinrichtung eines mit einer elektronischen Steuerung ausgestatteten Gefriergerätes, insbesondere eines Haushalts- Gefrierschrankes oder einer Haushalts-Gefriertruhe, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden, nach dem Einschalten der Vorgefriereinrichtung der Reihe nach ablaufenden Verfahrensschritte:
- 1) manuelle Dateneingabe von Masse und Art des neu einzubringenden Gefriergutes (m _NL ) und Schalten des Kälteaggregates auf Dauerlauf,
- 2) Start des Vorgefriervorganges, sobald die Temperatur im Nutzraum des Gefriergerätes im Regelbereich um den Temperatur-Sollwert liegt,
- 3) Messung der Starttemperatur (ϑ₁) für den Vorgefriervorgang und Registrierung des zugehörigen ersten Zeitpunktes (t₁),
- 4) Nach Ablauf eines fest vorgegebenen Zeitintervalles zu einem zweiten Zeitpunkt (t₂) Messung der dann im Nutzraum vorliegenden Temperatur (j₂),
- 5) Entnehmen eines die aktuelle Grundlast (m _GL ) näherungsweise darstellenden Zahlenwertes (m) aus einer ersten empirisch vorgegebenen Tabelle, in welcher dieser Zahlenwert (m) durch die Temperaturabsenkung (ϑ₂-ϑ₁) im Zeitintervall zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt (t₂-t₁) und durch die Starttemperatur (ϑ₁) festgelegt ist,
- 6) Entnehmen der Endtemperatur (ϑ _e) des Vorgefriervorganges aus einer zweiten empirisch vorgegebenen Tabelle, in welcher diese Endtemperatur (ϑ _e) durch den Zahlenwert (m) und durch die eingegebenen Daten für das neu einzubringende Gefriergut (m _NL ) festgelegt ist,
- 7) Einstellen der aus der zweiten Tabelle entnommenen Endtemperatur (ϑ _e) des Vorgefriervorganges als neuer Regler-Sollwert und
- 8) Ausschalten des Vorgefrierschalters nach Erreichen des neuen Regler-Sollwertes und Signalisieren der Einfrierbereitschaft des Gerätes.