SE437298B - Frys med tidsstyrd avfrostning - Google Patents

Description

1ls V20 25 ao 357 40 7812063-o ningar genom naturlig värmeinstrålning utifrån och genom till- försel av extra värmeenergi, vilken antingen hämtas från elek- triska värmeelement såsom värmemotstånd, värmelampor eller dy- likt, eller genom omkastning av kylkretsen genom s.k. varmgas- I; avfrostning. Medan kylaggregatet vid avfrostning genom tillför- sel av elektrisk värmeenergi är stillastående under avfrostnings- förloppet, måste det vid avfrostning av förångaren medelst varm- V gas fortsätta att drivas, för att därigenom avge den för avfrost- ningen nödvändiga värmeenergin. _ Bland de många kända anordningarna och förslagen för av- frostning av förångaren-i sådana kylanordningar har det särskilt i samband-med varmgasavfrostning föreslagits, att varje avfrost- ning först skall föregås av en normal kylcykel hos kylaggregatet.

Genom den därvid åstadkomna uppvärmningen av kompressorn skall då vid inledandet av ett avfrostningsförlopp tillräcklig värmeenergi stå till förfogande för att avfrostningsprocessen skall påskyndas och för att en alltför stor temperaturstegring i kylutrymmet skall undvikas. Vid den enligt detta förslag före avfrostningen särskilt igângsatta kompressorn rör det sig dock om en av de normala kyl- cyklerna, som normalt slutar vid uppnåendet av den lägre kopp- lingspunkten för regulatorn. Huvuduppmärksamheten ligger därvid endast på problemet att genom tillräcklig uppvärmning av kompres- psorn och kapseln för aggregatet ställa tillräcklig värmeenergi till förfogande för avfrostningsprocessen. _ Även om de kända avfrostningsanordningarna vid normalt före- *kommande kylanordningar, vilkas drifttemperatur i allmänhet ligger över fryspunkten, arbetar tillfredsställande och säkert, är det inte utan vidare möjligt att överföra sådana avfrostningsanord-" ningar från kylanordningar till frysanordningar, eftersom drift- temperaturen vid de senare ligger långt under fryspunkten. Särskilt på grund av det starka temperaturfallet mellan den förângare som skall avfrostas och frysutrymmet föreligger nämligen här risk för latt temperaturen i frysutrymmet på grund av den under avfrost- ningsförloppet tillförda värmeenergin ligger under en tillåten gränstemperatur. Av den anledningen är det vid frysanordningar L inte möjligt att utrusta dessa med sedvanliga avfrostningšanord- ningar och att därvid kunna uppfylla de för bestämning av kvalitet och godhetsklass hos frysanordningen bestämda kraven - särskilt på tillåten övre gränstemperatur för frysvarorna - med säkerhet.

Detta är dock särskilt viktigt för hållbarhet och godhet hos frys- 10 15 20 25 30 35 40 va12oee-o varorna, eftersom en otillåtet hög temperaturstegring under av- frostningsförloppet under alla omständigheter måste undvikas, för att varorna inte skall lida skada. Detta förhållande är därför i huvudsak att anse såsom skäl för att man endast vid sällsynta till- fällen kan använda avfrostningsanordningar vid frysancrdningar.

Man har därför varit tvungen att vid dessa frysanordningar åtminstone från tid till annan företa den för deras fullgoda funk- tion erforderliga avfrostningen på tämligen omständligt sätt. Det har därvid rekommenderats att taga ut frysvarorna ur frysanordninge under avfrostningsförloppet och förvara dem inslagna i värmeisole- rande material - exempelvis i flera lager av tidningspapper - ooh. att åter inlägga dem i frysanordningen efter avslutad avfrostning.

Med hänsyn till erforderliga insatser vid detta omständliga förfa- rande och den därvid trots all omsorg oundvikliga otillåtna upp- värmningen av frysvarorna betyder ett av de ovan nämnda svårighete: na härrörande avstående från en sådan avfrostningsanordning vid frysanordningar en särskilt stor nackdel.

För att dock en regelbunden avfrostning skall kunna möjlig- göras även vid frysanordningar, utan att därvid frysvarorna behövez utsättas för skadliga temperaturstegringar i frysutrymmet över den tillåtna gränsen, har vid kända frysanordningar den med en automa- tisk avfrostningsanordning försedda förångaren anordnats utanför frysutrymmet. Detta kräver dock inbyggnad av särskilda cirkulations anläggningar, genom vilka den vid förångarna kylda luften via ett särskilt kanalsystem kan ledas in i frysutrymmet. Sådana system är dock konstruktivt och regleringstekniskt komplicerade och därför förhållandevis dyrbara. De har utöver särskilt hög energiförbruknir även den nackdelen att de på grund av deras anordnande utanför frys utrymmet väsentligt försämrar förhållandet mellan yttermått och nyt tigt utrymme i frysanordningen. Vid begränsade yttre dimensioner hc sådana frysskåp innebär detta dock en avsevärd inskränkning av det nyttiga utrymme som står till förfogande. Ändamålet med föreliggande uppfinning;är därför att vid frys- anordningar av det i inledningen närmare beskrivna slaget kunna unc vika de vid avfrostningsanordningar uppträdande nackdelarna och ge- nom enkla åtgärder utan konstruktiva komplikationer kunna erhålla en fullgod avfrostning av förångaren med hjälp av en vid kylanord- ningar beprövad avfrostningsanordning, utan att det under avfrost- ningsförloppet behöver befaras att en stegring av temperaturen hos i anordningen inlagda frysvaror stiger över den tillåtna gränstem- 10 15 20 25 30 35 40 7a12oss-0 f p a n peraturen. _ Detta problem löses enligt föreliggande uppfinning de åtgärder som framgår av den kännetecknande delen i bifogade hu- genom vudpátentkrav. Enligt uppfinningen är därvid ett tidsberoende kopp- lingsorgan anordnat att före ett avfrostningsförlopp automatiskt inkoppla kylaggregatet, i ändamål att sänka temperaturen i frys- utrymmet så långt, att den vid det följande avfrostningsförloppet icke överskrider en tillåten gränstemperatur.

En särskilt enkel och fördelaktíg möjlighet att realisera uppfinningen består däri, att kopplingsorganet är försett med en av en strömkrets igenom kylaggregatet och av en under ett regler- förlopp med hjälp av en kontakt i termostaten i serie inkopplad drivanordning, vilken styr kontakter, av vilka en kontakt vid ett avfrostningsförlopps påbörjande under överbryggande av termostaten sluter en förbigångsströmkrets genom.drivanordningen och en ström- krets genom kylaggregatet och en annan kontakt, som är utformad som en omkopplare, vars ena kontaktbana sluter strömkretsen genom ukylaggregatet och vars andra kontaktbana efter erforderlig tempe- ratursänkning i kylutrymmet i stället inkopplar ett element, som åstadkommer avfrostningen, varvid omkopplaren efter ett avfrost- ningsförlopp kastar om till strömbanan genom kylaggregatet, var- efter den första kontakten bryter förbigångsströmkretsen, så att ett normalt termostatstyrt reglerförlopp åter inträder intill dess' nästa avfrostningsförlopp påbörjas.

Ett utföringsexempel på uppfinningsföremålet kommer i det följande att beskrivas i anslutning till ett på bifogade ritning förenklat framställt kopplingsschema och två diagram, i vilka tem- peraturförloppet visas hos två med en-automatisk avfrostningsan- 'ordning utrustade frysanordningar, dels på konventionellt sätt och dels enligt uppfinningen.

Pâ ritningen visar sålunda fig. 1 det förenklade kopplings- schemat för ett kylaggregat i en frysanordning med automatisk av- frostning, vars avfrostning automatiskt föregår en kontinuerlig arbetsperiod hos aggregatet. Pig. 2 och 3 visar tvâ diagram som f anger de skilda temperaturförloppen hos två med automatisk av- \ .nu frostning försedda frysanordningar, av vilka den ena avfrdstas på konventionellt sätt och den andra först efter att aggregatet varit kopplat för en lång kylcykel. Q I det förenklade kopplingsschemat 10 enligt fig. 1 betecknar 11 och 11' två till de båda polerna på en strömkälla, exempelvis 10 15 20 25 30 35 40 7812068* 0 5 en fasledare och en nolledare i ett normalt nät, kopplade trådar i anslutningsledningen till en inte visad frysanordning. Mellan de båda trådarna 11 och 11' ligger en ledare 12, i vilken en ter- mostat 13 med en reglerkontakt 14 och skilda sinsemellan paral- lellkopplade belastningar, däribland även ett tidsberoende organ 15 är kopplade i serie. Det tidsberoende organet 15 är enligt ut- föringsexemplet utformat som ett kopplingsur, som har en drivan- ordning 16 för en tidströmställare. Drivanordningen ligger normalt i strömkretsen genom reglerkontakten 1H i termostaten 13. Tidström- ställaren påverkar via på ritningen endast symboliskt visade anord- ningar en omkopplare 17 och en strömställare 18 i tidsföljd.

Reglerkontakten 14 i termostaten 13 har en förbigångsledning 19, vilken är inkopplad mellan förbindningsledaren 12 och en fast kontaktpart i strömställaren 18 i kopplingsorganet 15. Inuti detta kopplingsorgan 15 befinner sig en ledare 20 mellan den rörliga kon- taktparten i strömställaren 18 och en kopplingspunkt som är för- bunden med reglerkontakten 1U i termostaten 13 och drivanordningen 16. En avgrening från denna ledare 20 är ansluten till den rörliga kontaktparten i omkopplaren 17. Dennas fasta kontaktparter bildar ändpunkter hos två parallella ledare, av vilka den ena innehåller drivanordningen 21 i ett kylaggregat och den andra innehåller ett värmeelement 22, avsett att ge avfrostningsvärme till förångaren i kylaggregatet. Dessa båda belastningar är därvid kopplade till le- daren 11”.

I det visade kopplingsschemat är samtliga komponenter, näm- ligen reglerkontakten 14 och termostaten 13, omkopplaren 17 och strömställaren 18 i kopplingsorganet 15 visade i viloläge. Därvid är strömkretsen för drivanordningen 21 i kylaggregatet sluten via ledaren 12, reglerkontakten 1H, ledaren 20, omkopplaren 17 och den ena parallella ledarvägen. Parallellt med drivanordningen 21 i kyl- aggregatet ligger efter reglerkontakten 1H i ledaren 12 drivanord- ningen 16 för kopplingsorganet 15. När därvid de båda kontaktorgane 17 och 18 i kopplingsorganet 15 intar de visade lägena är alltså drivanordningen 21 för kylaggregatet inkopplad liksom drivanord- ningen 16 för kopplingsorganet 15. Kylaggregatet arbetar alltså i normalt reglerad drift. Den på sedvanligt sätt inuti frysutrymmet anordnade termostaten 13 bryter vid uppnåendet av dess undre kopp- lingspunkt reglerkontakten 14, varvid de båda drivanordningarna 16 och 21 stannar. Stiger därefter temperaturen i frysutrymmet över den övre kopplingspunkten för termostaten 13 sluts åter reglerkon- 10 15 20 25 30 las RO 7812068-o 6 takten 1% och startas åter de båda drivanordningarna. På det sät- tet tangerar drivanordningen 16 för kopplingsorganet 15 gångtiderna för drivanordningen för kylkompressorn. g Efter en mot randvillkoren och parametrarna för ifrågavarande 'frysanordning förutbestämbar totalgångtid hos kylaggregatet har ett a rimfrost- eller isskikt av en viss tjocklek bildats på dess för- ângare, vilket gör en avfrostning nödvändig.-Vid den tidpunkten för- anleder nu tidströmställaren i kopplingsuret 1É först en slutning av strömställaren 18. Genom slutningen av denna strömställare shun- tas reglerkontakten 14 i termostaten 13 med hjälp av ledningen 19, ,,så att både drivanordningen 21 för kylkompressorn och drivanord-- ningen 16 för tiduret kommer att löpa vidare oberoende av läget av reglerkontakten 14. Kylaggregatet går därvid i kontinuerlig drift, varvid temperaturen i frysutrymmet sjunker långt under börtempera- turen. Efter en tillräckligt lång tid, under vilken normalt tempe- lraturen i frysutrymmet intagit ett stationärt tillstånd, kommer tidströmställaren i tiduret 15 att påverka omkopplaren 17. Därvid bryts strömkretsen genom drivanordningen 21 för kylkompressorn, samtidigt som strömkretsen genom värmeelementet 22 för avfrostnings- -värme för förångaren sluts över sin strömbana. Därvid förblir u strömställaren 18 1 slutet läge, så att drivanordningen för kopp- lingsuret 16 fortsätter att fungera samtidigt som strömkretsen ge- nom värmeelementet 22 är sluten. Detta värmeelement förblir slutet i ända tills förångaren är avfrostad. Efter en i tidströmställaren för kopplingsuret 15 inställd tidlängd, som med säkerhet räcker till för avfrostning av förângaren, slår tidströmställaren åter om, varvid omkopplaren 17 sluter kontakten för drivanordningen 21 för .kylkompressorn och samtidigt bryter strömställaren 18. Därefter áterställs normal reglerdrift för kylaggregatet.

I de båda diagrammen enligt fig. 2 och 3 visas temperatur- g förlopp för två med automatisk avfrostning försedda frysanordningar över en del av den normala reglerdriften och under ett därtill an- slutande avfrostningsförlopp. Diagrammet enligt fig. 2 visar av- frostning på konventionellt sätt genom inkoppling av avfrostnings- värme vid slutet av en normal reglercykel, medan en fullständig kylcykel föregår-avfrostningsprocessen enligt diagrammet i fig. 3. - I de båda diagrammen anges nollgradgränsen genom en vågrät strec- kad linje. Den därunder belägna prickade kurvan anger förloppet av kärntemperaturen i kärnan i det varmaste i frysanordningen inlagda normerade provpaketet, medan den streckprickade kurvan därunder 10 15 26 25 30 35 HQ 78120684) representerar lufttemperaturen ungefär i mitten av frysutryrnxnet.

Såsom tydligt framgår av den vänstra hälften i fig. 2 ligger vid normal reglerdrift kärntemperaturen närapâ konstant vid minus 18c medan lufttemperaturen följer den sägtandliknande undre kurva, som återger temperaturändringar hos förångaren under kylcykler med en viss fasförskjutning i förhållande till ett medelvärde av cirka minus 22°C.

Med en lodrät vertikal linje A anges början av ett exempel- vis av ett kopplingsur utlöst avfrostningsförlopp, varvid enligt fig. 2 temperaturen hos förångaren stiger från den undre urkopp- lingspunkten för regulatorn och under inverkan av den därvid verksamma avfrostningsuppvärmningen snabbt stiger till den strec- kade nollgradgränsen. Där förblir kurvan ända tills den vid slu- tet av avfrostningsförloppet vid den vertikala linjen B stiger över nollpunkten. I motsvarighet härtill, dock med en viss fas- förskjutning-och väsentligt flackare, stiger även lufttemperatu- ren i frysturymmet. Detta har dock till följd, att även den av den prickade linjen representerade kärntemperaturen i det varmast paketet i frysutrymmet långsamt stiger.' Enligt vad som framgår av den högra hälften av diagrammet i fig. 2 stiger därvid kärntemperaturen tydligt över det under normal reglerdrift noggrant iakttagna börvärdet. Detta innebär att temperaturen hos de inlagda frysvarorna kommer att stiga över den tillåtna gränstemperaturen vid detta avfrostningsförlopp.

Först efter den till höger om den lodräta linjen B åter inträdand normala reglerdriften sjunker den av den heldragna linjen i fig. representerade temperaturen hos förångaren brant, varvid följakt- ligen även lufttemperaturen åter sjunker. Kärntemperaturen fort- sätter däremot att stiga något, vilket framgår av den högra delen av diagrammet, tills den slutligen efter en avsevärd tidsfördröj- ning åter börjar sjunka och efter lång tid åter uppnår börvärdet.

Vid diagrammet enligt fig. 3 ligger slutet av den normala regler- driften till vänster om den tidpunkt som representeras av den lod räta linjen C. Enligt vad som förklarats tidigare sluter vid denn tidpunkt kopplingsuret 15 strömställaren 18 och igångsätter ett fullt kylförlopp hos kylaggregatet, så att som följd därav tempe- raturen vid förångaren avsevärt sjunker enligt den heldragna kur- van i fig. 3. Med motsvarande fördröjning och avflackning sjunker därvid även den av den streckprickade linjen återgivna lufttempe- raturen och den av den prickade linjen âtergivna kärntemperaturen '10 15 20' 25 30 35 7812068-0 8 i det varmaste paketet. Efter en fryscykel av exempelvis tre tim- mar uppnås den lodräta linjen A. Därvid sker omkoppling av kopp- lingsuret 15, varvid kylaggregatet stannas och avfrostningselemen- tet 22 inkopplas. Förångarens temperatur utgår i detta fall vis- serligen från en lägre nivå, men förlöper i huvudsak på samma sätt som i diagrammet i fig. 2, till tidpunkten B då avfrostningen av- slutas. Även lufttemperaturen stiger under detta avfrostningsför- lopp, men kommer på grund av den föregående långa kylcykeln hos aggregatet att även med sin högsta punkt ligga väsentligt lägre än kurvan för lufttemperaturen i diagrammet enligt fig. 2. Likaså för- blir även kärntemperaturen i det varmaste paketet med säkerhet läg- re än den tillåtna gränstemperaturen under hela avfrostningsför- loppet och även under den därefter åter påbörjade reglerdriften.

Av diagrammet i fig. 3 framgår, att man med hjälp av den vi- sade och beskrivna anordningen får möjlighet att utrusta en frys- anordning med en automatisk avfrostningsutrustning, utan att de in- lagda frysvarorna uppvärms över den tillåtna gränstemperaturen vid en avfrostníngsprocess. Självfallet är det möjligt att omvandla den beskrivna anordningen så att den även kan användas vid en frys- anordning med varmgasavfrostning. Därvid måste man dock bygga in erforderliga kontaktorgan som sörjer för att drivanordningen 21 *för kylaggregatet fortfarande kommer att arbeta under avfrostnings- förloppet. Till skillnad från det visade och beskrivna utförings- exemplet blir det dock.därvid utan vidare möjligt att påbörja av- frostningen av förångaren i en frysanordning manuellt. Man måste pdärvid dock sörja för en tillräcklig fördröjning mellan slutandet av strömställaren 18 och manövreringen av omkopplaren 17. Denna för- dröjningstid kan variera i motsvarighet till de speciella omständig- heterna vid ifrågavarande frysanordning. Av betydelse är därvid dock alltid att temperaturen i frysanordningen före avfrostníngen skall ha sjunkit så långt genom en tillräckligt lång fryscykel för kyl- aggregatet, att den efterföljande avfrostningen inte åstadkommer att den tillåtna gränstemperaturen för de inlagda frysvarorna över- skrides. u]

Claims (2)

.7812068-0 Patentkrav

1. Frysapparat, speciellt frysskåp, frysbox eller liknande, med minst ett frytutrymme, vars börtemperatur upprätthålles med hjälp av ett av en termostat (13) reglerat, elektriskt drivet kyl- aggregat (21), vars förångare har en avfrostningsanordning, som är styrbar med hjälp av ett tidsberoende kopplingsorgan (15), exem- pelvis ett kopplingsur, som styr avfrostningsförloppet via kopp- lingsanordningar (17, 18) och motsvarande överbryggningsledare (19) k ä n n e t e c k n a d av att det tidsberoende kopplingsorganet (15) är anordnat att före varje avfrostningsförlopp automatiskt in- koppla kylaggregatets (21) köldmedelkompressor, varvid temperaturen hos det i frysutrymmet lagrade frysgodset sänkes så långt, att den vid det efterföljande avfrostningsförloppet icke överstiger en till låten övre gränstemperatur.

2. Frysapparat enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av at det tidsberoende kopplingsorganet (15) är försett med en av köldmed kompressorns strömkrets påverkbar och under reglerdríften med hjäh av en kontakt (14) i termostaten (13) i serie inkopplad drivanordnü '(l6), som styr två kontakter (17, 18), av vilka den ena är utformad såsom en strömställare (18), som vid ett avfrostningsförlopps påbör- jande via en termostaten (13), lü) överbryggande förbigångsledning (19) sluter den strömkrets, i vilken det tidsberoende kopplings- organets (15) drívanordning (16) och köldmedelkompressorns driv- anordning (21) ligger, och den andra är utformad såsom en omkopplare (17), vilken är anordnad i köldmedelkompressorns drivanordníng (21) och efter tillräcklig temperatursänkning hos frysgodset i frysutrym- met omkopplar strömkretsen hos köldmedelkompressorns drivanordning (21) till ett kompressorns avfrostning åstadkommande värmeelement (22) samt efter avfrostningsförloppet återkopplar kontakten hos köldmedelkompressorns drivanordning (21), varefter strömställaren (18) öppnar kontakten i förbigångsledningen (19), så att en normal, av termostaten (13) styrd reglerdrift fortsätter ända till påbörjand av det följande avfrostningsförloppet.