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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Kühlapparat, der einen Kilhlkreis umfaßt, der mit einer
thermostatischen Temperaturregelanordnung versehen ist.
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Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf einen
Multitemperatur-Kühlapparat, der mit einer einzigen thermostatischen
Temperaturregeleinrichtung versehen ist.
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Zwei- Temperatur-Kühlapparate sind weithin bekannt und
haben zwei Hauptfächer, die auf verschiedenen Temperaturen
gehalten werden und mit unabhängigen Zugangstüren
ausgestattet sind. Gewöhnlich wird einer der Aufbewahrungsräume
bei einer Durchschnittstemperatur von +5ºC zur Aufbewahrung
von Frischgut gehalten, wohingegen der andere
Aufbewahrungsraum bei einer Durchschnittstemperatur von ungefähr -18ºC zu
Gefrierzwecken gehalten wird.
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Vorzugsweise verwenden solche Kühlapparate einen
Einkompressor-Kühlkreis, bei dem zwei Verdampfer mit entsprechenden
Aufbewahrungs- und Gefrierfächern in Reihe geschalet sind.
Eine Ausführungsform dieser Art ist beispielsweise in EP-A-0
298 349 gezeigt.
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Die Temperatur in dem Kühlapparat, die durch
abwechselnde Betriebs- und Ruhephasen des Kompressors bestimmt
wird, wird gewöhnlich mit Hilfe einer einzigen
thermostatischen Regeleinrichtung gesteuert, welche in der Lage ist,
direkt oder indirekt die Temperatur des Verdampfers zu fühlen,
der mit den Aufbewahrungsräumen verbunden ist.
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Insbesondere wird der Kompressor aktiviert, wenn die
Temperatur des Aufbewahrungsraum-Verdampfers einen gegebenen
Maximalwert überschreitet, und wird abgeschaltet, um eine
entsprechende Entfrostphase des Aufbewahrungsraum-Verdampfers
auszuführen, wenn die obige Temperatur unter einen
vorbestimmten Minimumwert fällt. Die Temperatur innerhalb des
Aufbewahrungsraumes hängt von dem Ein-Ausverhältnis des
Betriebszyklusses des Kompressors ab, wie auch von der
allgemeinen Dimension des Kühlapparats, seinen
Belastungsbedingungen und der Umgebungstemperatur.
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In diesem Fall ist es bekannt, daß, wenn die
Umgebungstemperatur besonders gering ist, die thermostatische
Regeleinrichtung den Kompressor mit entsprechend verminderten
Betriebsphasen aktiviert, um die vorbestimmte mittlere
Temperatur auf ungefähr +5ºC in dem Aufbewahrungsraum zu halten.
Unter diesen Betriebsbedingungen wird das Gefrierfach daher
wahrscheinlich ungenügend durch den verbundenen Verdampfer
gekühlt mit der Folge, daß das Gut in dem Gefrierfach
zerstört wird.
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In jedem Fall verursachen die langen Ruhephasen des
Kompressors im Falle einer besonders geringen
Umgebungstemperatur eine unerwünschte Temperaturschwankung in beiden
Aufbewahrungsräumen, was im Gegensatz zum gewünschten korrekten
Betrieb steht.
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Um diese Nachteile zu beheben, ist es bekannt, zum
Beispiel aus FR-A-2 254 762, einen Kühlapparat vorzusehen, der
eine Steuereinrichtung umfaßt, die von einem einzigen
thermostatischen Organ angetrieben wird, das die Temperatur in
einem Aufbewahrungsraum des Kühlapparates fühlt, wobei die
Steuervorrichtung den Aufbewahrungsraum bei einer
vorbestimmten mittleren Temperatur mit Hilfe des Wechsels von Betriebs-
und Ruhephasen des Kühlkreises hält, und wobei der
Kühlapparat weiterhin Heizmittel umfaßt, um den Aufbewahrungsraum
thermisch auszugleichen, und wobei die Heizeinrichtungen
während der Ruhephasen des Kühlschaltkreises arbeiten. Der
Wärmebetrag, der durch die Ausgleichswiderstände während der
Entfrostphase des Aufbewahrungsraum-Verdampfers erzeugt wird,
kompensiert künstlich die niedrige Umgebungstemperatur und
sorgt so für ein besseres Verhältnis zwischen Ein- und
Ausphasen des Kompressors, wodurch das Gefrierfach korrekt
gekühlt wird und kleinere Temperaturschwankungen in beiden
Aufbewahrungsräumen auftreten.
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Auf der anderen Seite bringt das einen unnützen
Energieverbrauch mit sich, wenn die Umgebungstemperatur relativ hoch
ist.
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Daher sind diese Art von Kühlapparaten mit manuellen
Betriebsschaltern versehen, durch die der Ausgleichswiderstand
abgehängt werden kann, zumindest teilweise, wenn die
Umgebungstemperatur relativ hoch ist. Eine solche Anordnung, die
zum Beispiel in IT-A-1 027 733 offenbart ist, ist jedoch
unbefriedigend dadurch, daß sie einen Eingriff des Benutzers
erfordert, der die Umgebungstemperaturwechsel auch nicht in
der stetigen und genauen Weise erfolgen könnte, wie es
notwendig wäre.
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Aus FR-A-2 347 634 ist bekannt, den Betrieb des
Ausgleichswiderstandes mit Hilfe eines zusätzlichen
thermostatischen Fühlers zu steuern, der außerhalb des
Kühlapparates angebracht und in der Lage ist, die Umgebungstemperatur
zu messen. Nach dieser Anordnung, die auch eine komplizierte
Konstruktion ist, spürt der Fühler eine örtliche Temperatur,
was eine ungenaue Messung darstellt, weil der Fühler leicht
durch Temperaturänderungen (beispielsweise durch einen
gegenüberstehenden Kochherd) beeinträchtigt wird, die in der
Nachbarschaft auftreten.
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Um einen solchen Nachteil zu beseitigen, wurden
ebenfalls Zwei-Temperatur-Kühlapparate vorgesehen, bei denen ein
zusätzlicher Fühler, der den Betrieb der
Ausgleichswiderstände überwacht, in dem Gefrierfach untergebracht ist, so
daß der Aufbewahrungsraum aufgeheizt wird, wenn das
Gefrierfach
weiter gekühlt werden soll, zum Beispiel wenn die
Umgebungstemperatur besonders gering ist.
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Diese Lösung stellt einen genaueren Betrieb des
Kühlapparats sicher, sie ist aber aus der Sicht des Aufbaus
unerwünscht kompliziert; in der Tat erfordert sie einen
zusätzlichen thermostatischen Fühler, der mit einer
Temperatursteuervorrichtung verbunden werden muß, die normalerweise in dem
Aufbewahrungsraum untergebracht und ebenfalls mit dem Fühler
verbunden ist, der in dem Aufbewahrungsraum selbst angeordnet
ist. Es ist daher notwendig, einen Durchgang in dem
Kühlapparat vorzusehen, der beide Aufbewahrungsräume miteinander
verbindet und bei welchem die Zwischenverbindung für die
zusätzlichen Fühler angeordnet werden und der dicht abgeschlossen
sein muß. In Hinsicht auf eine Herstellung im industriellen
Maßstab wird der Zusammenbau der Vorrichtung dadurch
unerwünscht kompliziert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen
Kühlapparat von einer besonders einfachen Konstruktionktion
herzustellen, die unabhängig von Wechseln in der
Umgebungstemperatur ohne wesentliche Energieverluste einen ausgezeichneten
Betrieb ermöglicht. Insbesondere ist es eine andere Aufgabe
der Erfindung einen Kühlapparat der oben erwähnten Art
bereitzustellen, in welcher eine einzige thermostatische
Temperaturregelvorrichtung erforderlich ist, die in gewöhnlicher
Weise eingebaut wird.
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Die obigen Aufgaben werden von einem Kühlapparat nach
dem beigefügten Anspruch gelöst, dessen Oberbegriff Teil auf
der vorher erwähnten FR-A-2 254 762 basiert. Die Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden durch den kennzeichnenden Teil
des beigefügten Anspruchs definiert.
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Der Vorteil der Erfindung wird durch die folgende
Beschreibung, die nur als ein Beispiel aufgeführt ist, mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert, in welchen:
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Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform des Kühlapparats
gemäß der Erfindung zeigt;
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Figur 2 eine bevorzugte Schaltkreisanordnung zur Regelung
des Kühlapparats von Figur 1 zeigt.
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Mit Bezug auf Figur 1 schließt der Kühlapparat gemäß der
Erfindung einen thermisch isolierten Raum 4 ein, der
bevorzugt zwei verschiedene Aufbewahrungsräume 5 und 6 umfaßt,
jeweils zum Gefrieren und Speichern. Die Aufbewahrungsräume 5
und 6 sind mit verschiedenen Zugangstüren 7, 8 versehen und
mit jeweiligen Verdampfern 9, 10 verbunden. Die Verdampfer
sind in Serie geschaltet mit einem Kühlkreis, der ebenfalls
einen Kompressor 11, einen Kondensator 12, einen
Entwässerungsfilter 13 und ein Drosselelement 14 beinhaltet. Der
Kühlapparat ist ebenso mit einer Regeleinrichtung 15
versehen, die vorzugsweise innerhalb des Aufbewahrungsraums 6
untergebracht ist und durch ein einziges thermostatisches
Temperaturregelelement angetrieben wird, das beispielsweise
einen Fühler 16 einschließt. Dieser letztere ist vorzugsweise
gegenüber dem Verdampfer 10 des Aufbewahrungsraums 6
angeordnet, um indirekt die Temperatur desselben anzuzeigen; die
Regeleinrichtung 15 ist so angeordnet, daß sie den Betrieb des
Kompressors 11 mit abwechselnd Betriebs- und Ruhephasen
steuert, um jeweils entsprechende Phasen der Kühlung der
Aufbewahrungsräume 5, 6 und Enteisungsphasen des Verdampfers 10 in
Verbindung mit dem Aufbewahrungsraum 6 auszuführen.
Insbesondere ist die Regeleinrichtung 15 so angeordnet, daß sie den
Kompressor 11 aktiviert, wenn der Fühler 16 eine Temperatur
fühlt, die über einem ersten vorbestimmten Wert A liegt, und
den Kompressor 11 deaktiviert, wenn der Fühler 16 eine
Temperatur anzeigt, die unter einem zweiten vorbestimmten Wert B
liegt, wobei A höher als B ist.
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Abhängig von dem Verhältnis zwischen Ein-Ausschaltphasen
des Kompressors 11 sowie den allgemeinen Dimensionen des
Kühlapparats, seiner Ladebedingungen und der umgebenden
Temperatur werden die Aufbewahrungsräume 5 und 6 normalerweise
bei mittleren Temperaturen von ungefähr -18ºC bzw. +5º
gehalten.
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Der Kühlapparat ist weiterhin mit Heizungseinrichtungen
17 versehen, zum Beispiel solchen, die elektrische
Widerstände einschließen, zur Herstellung des thermischen
Gleichgewichtes des Aufbewahrungsraums 6; diese
Heizungseinrichtungen werden durch die Regeleinrichtung 15 wie folgt gesteuert.
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Die Regeleinrichtung 15 ist bevorzugt wie in Figur 2
angeordnet, wobei ein Steuerschalter 18 zum Beispiel ein
elektronisch gesteuerter Schalter, in der Lage ist,
abwechselnd den Kompressor 11 oder die Heizungseinrichtung 17 mit
Spannungen über die Ausgänge 19, 20 einer Spannungsquelle zu
versorgen.
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Insbesondere der gesteuerte Schalter 18 ist so
angeordnet, daß er zwischen einer ersten und zweiten Position hin-
und herschaltet, um entweder den Kompressor 11 oder den
Widerstand 17 zu versorgen, wenn ein logisches Signal "0"
beziehungsweise "1" am Steuereingang 21 erscheint.
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Der Fühler 16 ist vorzugsweise vom Thermistor-Typ (ein
PCT zum Beispiel) und speist in bekannterweise ein Signal
entsprechend der angezeigten Temperatur in den Steuereingang
22 einer Schwellenstufe 23 ein; diese letztere umfaßt
beispielsweise einen Hysteresis-omparator, dessen Ausgang mit
dem Eingang 22 des gesteuerten Schalters 18 verbunden ist. In
bekannter Weise ist die Komparatorstufe 23 in der Lage, an
ihrem Ausgang ein logisches Signal "0" oder "1" zu erzeugen,
wenn ihr Eingang 22 durch ein Signal des Fühlers 16, das die
Temperatur wiedergibt, den ersten Wert A überschreitet oder
unter dem zweiten Wert B liegt.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist der
Ausgleichswiderstand
17 mit dem gesteuerten Schalter 18 über einen
gesteuerten Schalter 24 verbunden, der normalerweise offen ist, und
durch den Ausgang 27 des Pulszählers 25 angetrieben wird.
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Der "Zahl"-Steuereingang 28 des Zählers 25 wird
seinerseits durch einen Pulsgenerator 26 angetrieben, der durch
einen Schalter 18 versorgt wird, wenn dieser letztere sich in
einer zweiten Position, gezeigt in Figur 2, befindet. Zum
Beispiel ist der Generator 26 so angeordnet, daß er Pulse
beim Auftreten jeder Halbwelle der Versorgungsspannung über
den Ausgängen 19, 20 erzeugt und eine Zeitgebereinrichtung
zusammen mit dem Zähler 25 und dem gesteuerten Schalter 24
bildet. Insbesondere der Zähler 25 ist so angeordnet, daß er
an seinem Ausgang 27 ein Steuersignal erzeugt, zum Schalten
des gesteuerten Schalters 24 in seine geschlossene Stellung,
nachdem eine vorbestimmte Anzahl N von Pulsen des Generators
26 gezählt worden sind, das heißt mit einer gegebenen
Verzögerung T in Bezug auf den Beginn der Ruhephase des
Kompressors 11, die durch den Schalter 18 von seiner ersten zu
seiner zweiten Arbeitsstellung befördert wurde.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, vorausgesetzt,
daß unter normalen Betriebsbedingungen der Gefriervorrichtung
die Ruhephase des Kompressors 11 eine vorgegebene Zeitdauer T
(zum Beispiel 30 Minuten) hat, ist der Zähler 25 dazu
bestimmt, die Zahl N nach einer Verzögerung T zu zählen, die
zumindest gleich der Zeitdauer T ist; vorzugsweise beträgt
die Verzögerung T ungefähr 45 Minuten.
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Der Betrieb der Kühlapparate nach der Erfindung ist
offensichtlich. Wenn der Fühler 16 eine Temperatur über dem
Wert A fühlt, erzeugt die Schwellenstufe 23 ein logisches
Signal "0" an ihrem Ausgang, so daß der Schalter 18 den
Kompressor 11 versorgt, um eine Kühlphase der Aufbewahrungsräume
5 und 6 auszuführen. Diese Kühlphase dauert bis der Fühler 16
eine Temperatur unter dem Wert B anzeigt, so daß die
Schwellenstufe 23 zu einem logischen Wert "1" umschaltet und
der gesteuerte Schalter 18 folglich in die Position, die in
Figur 2 gezeigt ist, schaltet, wodurch der Kompressor 11
inaktiviert wird und die Zeiteinrichtung 24, 25, 26
eingeschaltet wird. Auf diese Weise wird eine automatische
Entfrostungsphase des Verdampfers 10 gestartet, der mit dem
Aufbewahrungsraum 6 verbunden ist, dessen Temperatur dadurch
allmählich steigt.
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Die Entfrostungsphase wird beendet, wenn der Fühler 16
wieder eine Temperatur über dem Wert A fühlt, so daß die
Schwellenstufe 23 den Schalter 18 in eine Position führt, in
welcher der Kompressor 11 wieder wie oben beschrieben,
gespeist wird und die Stufen 24, 25, 26 der Zeiteinrichtung
werden durch das Abkoppeln der Stromversorgung zurückgesetzt.
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Wenn die obige Ruhephase des Kompressors 11 eine
korrekte Dauer T, die nicht größer als die Verzögerung T ist,
hat, dann wird der Ausgleichswiderstand 17 nicht aktiviert,
wodurch eine unnötige Energieverschwendung vermieden wird.
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Wenn jedoch zum Beispiel unter der Bedingung niedriger
Umgebungstemperatur die Ruhephase des Kompressors länger als
die Verzögerung T dauert, dann erzeugt der Zähler 25 an
seinem Ausgang 27, nachdem er die Anzahl N von Pulsen gezählt
hat, ein Steuersignal, welches den Schalter 24 in seine
geschlossene Position überführt. Der Ausgleichswiderstand 17
wird dadurch über den Schalter 18 und 24 gespeist, so daß er
den Aufbewahrungsraum 6 aufheizt und den Temperaturanstieg
darin beschleunigt.
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Wenn der Fühler 16 wieder einmal eine Temperatur über
dem Wert A anzeigt, geht der allgemeine Betrieb des
Kühlapparats wie oben beschrieben von vorne los, mit einem Verhältnis
zwischen Ein- und Ausschaltperioden des Kompressors 11, das
bei einem Optimum dank des möglichen automatischen Betriebs
der Ausgleichswiderstände 17 gehalten wird.
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Es sollte auch hervorgehoben werden, daß der Fühler 16,
die Regeleinrichtung 15 und der Widerstand 17 alle in dem
Aufbewahrungsraum 6 untergebracht sind, so daß sie leicht
zusammengebaut werden können ohne die Notwendigkeit einer
strukturellen Änderung des isolierten Raumes 4, was ansonsten
erforderlich wäre bei der Vorsehung von Verbindungspassagen
zwischen den Aufbewahrungsräumen 5 und 6. Es ist
offensichtlich, daß ein Kühlapparat gemäß der vorliegende Erfindung von
einfacher Bauweise und Betrieb ist.
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Offensichtlich kann der beschriebene Kühlapparat eine
Anzahl von Abänderungen erfahren.
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Zum Beispiel liegt es für einen Fachmann nahe, daß die
Regelvorrichtungen und Zeiteinrichtungen von anderer Art und
anderer Größe sein können.
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Weiterhin kann der Kühlapparat von einer anderen Art
sein, das heißt sie kann einen oder mehrere
Aufbewahrungsräume 6 umfassen.