DE2616175A1

DE2616175A1 - Kuehlgeraet, insbesondere haushaltskuehlschrank o.dgl.

Info

Publication number: DE2616175A1
Application number: DE19762616175
Authority: DE
Inventors: Henno Dipl Ing Schotten
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-13
Filing date: 1976-04-13
Publication date: 1977-10-27
Also published as: US4129993A; IT1076678B; FR2348451A1; ATA468676A; AT340969B

Description

BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 7928 Giengen, den 12.4.1976 Stuttgart Robert-Bosch-Straße

Unser Zeichen: TZP 76/423 Wi/Sh

Kühlgerät, insbesondere Haushaltskühlschrank oder dgl.

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät, insbesondere einen Hausha]tskühlschrank oder dgl., mit einem wärmeisolierten Kühlraum und einem von einem temperaturabhängigen Regier intermittierend einschaltbaren Kühlaggregat, dessen im Kühlraum angeordneter Wärmetauscher zwischen den Kühlperioden durch Zufuhr von Wärmeenergie und/oder natürlichen Wärmeeinfall aus der Umgebung des Kühügerätes abtaubar ist, wobei der Regler mit zwei Fühlern ausgestattet ist, von denen der eine die Lufttemperatur im Kühlraum und der andere die Temperatur am Wärmetauscher erfaßt.

Es ist bei Kühlgeräten allgemein üblich, den Regler zur Steuerung der Kühlperioden mit nur einem einzigen Fühler auszustatten. Dieser erfaßt entweder die Temperatur des als kaltseitiger Wärmetauscher dienenden Verdampfers oder die Lufttemperatur im Kühlraum. Die Steuerung des Kühlaggregats nach der Verdampfertemperatur gestattet zwar ein einwandfreies Ab-

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tauen des Verdampfers, es ergibt sich hierbei aber eine unerwünschte Abhängigkeit der Temperatur im Kühlraum von der am Aufstellungsort des Kühlgerätes herrschenden Raumtemperatur. Eine nur von der Lufttemperatur im Kühlraum abhängige Temperaturregelung hat dagegen den Nachteil, daß ein einwandfreies Abtauen des Verdampfers nicht gewährleistet ist; denn bei nur nach der Lufttemperatur im Kühlraum geregelten Kühlgeräten besteht die Gefahr, daß das Kühlaggregat wieder eingeschaltet wird, bevor der Verdampfer vollständig abgetaut ist. Auf diese Weise wird das nach der Lufttemperatur gesteuerte Kühlgerät durch einen sich allmählich verstärkenden Reif- und Eisansatz in seiner Funktion beeinträchtigt.

Man hat daher auch schon vorgeschlagen, den Regler mit zwei Fühlern auszustatten, von denen der eine die Lufttemperatur im Kühlraum und der andere die Temperatur des Verdampfers überwacht und somit dessen vollständiges Abtauen gewährleistet. So ist z.B. ein die Funktion des Fühlers für die Lufttemperatur ausübender, als Bimetallschalter ausgebildeter Regler bekannt geworden, der mit einem als thermische Rückführung für das Bimetallelement dienenden Heizwiderstand ausgestattet ist ,in dessen Stromkreis ein ebenfalls als Bimetallschalter ausgebildeter, zweiter Fühler angeordnet ist. Dieser zweite Fühler liegt am Verdampfer des Kühlgerätes an, und ist so eingestellt, daß seine Kontakte geschlossen sind, sobald der Verdampfer durch entsprechenden, auf natürlichen Wärmeeinfall oder zusätzliche Heizung zurückzuführenden Temperaturanstieg einwandfrei abgetaut ist. Durch den ihm vorgeschalteten zweiten Wärmefühler wird somit der als thermische Rückführung für das Bimetallelement des Reglers dienende Heizwiderstand erst dann eingeschaltet, wenn der Verdampfer vollständig abgetaut ist. Mit der daraufhin einsetzenden Erwärmung des Heizwiderstandes wird an dem den ersten Wärmefühler darstellenden Thermo-

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bimetall des Reglers ein Ansteigen der Lufttemperatur im Kühlgerät simuliert. Hierdurch wird der Regler zum Schalten veranlaßt, wodurch das Kühlaggregat für eine neue Kühlperiode anläuft.

Es hat sich aber gezeigt, daß der eigentliche Temperaturregler in dieser bekannten Anordnung infolge seines aus fertigungstechnischen Gründen und wegen der leichteren Justierbarkeit verhältnismäßig hoch liegenden Einschaltpunktes eine verhältnismäßig große Trägheit aufweist und daher lediglich als Zeitschalter arbeitet. Dabei muß der zur Kompensation des hohen Einschaltpunktes dienende Heizwiderstand der thermischen Rückführung den Thermobimetall des Reglers nach dem Abtauen erst verhältnismäßig stark bis auf seinen Einschaltwert erwärmen. Auf diese Weise vergeht soviel Zeit, daß sich die Temperatur im Kühlraum weit über den Sollwert erwärmen kann.

Als weiterer Nachteil hat sich bei der bekannten Schaltung gezeigt, daß die zum Ausgleich des relativ großen Schaltintervalls des Bimetallelementes erforderliche thermische Rückführung ebenfalls in hohem Maße von der am Aufstellungsort des Kühlgerätes herrschenden Umgebungstemperatur abhängig ist, so daß auch hierbei der Schaltbereich mit sich ändernder Umgebungstemperatur abwandert.

Die vorstehend beschriebenen Mängel haben im wesentlichen dazu geführt, daß mit einem derart ausgebildeten Regler versehene Kühlgeräte nie über ein Versuchsstadium hinausgelangt sind und somit weder eine praktische noch eine wirtschaftliche Bedeutung erlangen konnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel und Nachteile der bekannten Kühlgeräte mit einfachen Mitteln zu beheben und ein Kühlgerät mit einer zuverlässigen Regelung zu schaffen, welche es ermöglicht, die am Regler eingestellte Temperatur

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weitgehend unabhängig von der Umgebungstemperatur konstant zu halten und trotz der bestehenden Schwierigkeiten ein einwandfreies Abtauen des Verdampfers zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schaltfunktionen der Fühler durch eine sich gegenseitig verriegelnde elektronische Schaltung derart gekoppelt sind, daß die jeweils durch die Temperatur am einen Fühler ausgelöste Schaltfunktion vollständig ablaufen muß, bevor die am anderen Fühler ausgelöste Schaltfunktion inganggesetzt wird.

Im Gegensatz zu der bekannten Schaltung mit zwei Thermobimetallelementen tritt mit der erfindungsgemäß einander ausschließenden Koppelung der von den beiden Fühlern ausgelösten Schaltfunktionen nach Beendigung des Abtauprozesses keine Zeitverzögerung bis zum Wiedereinschalten des Kälteaggregats auf, so daß der Verdampfer sicher abgetaut und ebenso die am Regler eingestellte Temperatur unabhängig von der Außentemperatur des Kühlgerätes genau eingehalten wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich dadurch, daß als Fühler Dioden verwendet sind, die ihre DurchIußspannung in Abhängigkeit von der Temperatur verändern.

Mit einem gemäß diesem Vorschlag ausgestatteten Kühlgerät ist es möglich, die am Regler eingestellte Temperatur in engen Grenzen genau einzuhalten und ein sicheres Abtauen des Verdampfers zu gewährleisten.

Weitere in den Ansprüchen genannte vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines mit zwei Fühlern ausgestatteten Reglers für ein Kühlgerät, in Verbindung mit einem dessen Kühlaggregat antreibenden Elektromotor sowie mit einem Verdampfer des Kühlgeräts und

Fig. 2 ein Schaltbild des Reglers mit einer elektronischen Schaltung zur Koppelung der von den beiden Fühlern ausgelösten Schalt funktionen.

Ein in der Fig. 1 als Blockschaltbild vereinfacht dargestellter Temperaturregler 10 liegt im Stromkreis eines Elektromotors 11, welcher in der üblichen Weise ein Kühlaggregat eines nicht dargestellten Kühlgerätes intermittierend antreibt. Der mit einem Überlastschalter ausgestattete Elektromotor 11 ist als ein Asynchronmotor mit einer Haupt- und einer Hilfswicklung ausgebildet, wobei letztere mit Hilfe eines Anlaßrelais' geschaltet wird. Der im dargestellten Ausführungsbeispiel als eine auf einem Siliziumkristall integrierte Schaltung ausgebildete Temperaturregler 10 weist einen Temperaturfühler 12 auf, welcher als eine ebenfalls auf dem Kristall integrierte Diode ausgebildet ist und die Lufttemperatur im Kühlraum des Kühlgerätes erfaßt, wobei sich ihre Durchflußspannung beispielsweise um ca. 2 mV pro Grad K ändert. Ein weiterer, ebenfalls als Diode ausgebildeter Temperaturfühler 13 liegt in gut wärmeleitendem Kontakt an einem Verdampfer 14 des Kühlgerätes an. Mit dem Temperaturregler 10 ist er über Leitungen 15 und 15^f verbunden. Die beschriebene Anordnung liegt über Leitungen 16 bzw. 16' an einer Wechselstromquelle, beispielsweise der Steckdose eines Lichtnetzes.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Schaltbild des Temperaturreglers 10 ist der die Lufttemperatur im Kühlraum erfassende Temperaturfühler 12 mit F 1 bezeichnet, während der die Temperatur des Verdampfers 14 erfassende Temperaturfühler 13 die Bezeichnung F 2 trägt. Beide Temperaturfühler 12 und 13 sind, wie

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bereits erwähnt Dioden, welche ihre Flußspannung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur verändern und mit den Widerständen R 1 bis R 3 bzw. R I¹ bis R 3 · in Brückenschaltungen liegen. Ihre Flußspannungen werden durch Komparatoren K 1 und K 2 mit festen Spannungen verglichen.

Die dabei entstehenden Signale A und B laufen über Schmitt-Trigger, welche bewirken, daß der nachgeschaltete Elektromotor 11 des Kälteaggregats und eine nicht dargestellte Abtauheizung für den Verdampfer 14 nur sprunghaft geschaltet werden können. Diese Schmitt Trigger stellen gleichzeitig ein Nand-Gatter dar, mit dessen Hilfe die Signale A und B bis S 1 und S 3 gegenseitig so verriegelt werden, daß Kühlperioden und Abtauperioden vollständig ablaufen müssen und sich nicht überschneiden können.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2 ist nachfolgend anhand eines Beispieles beschrieben:

Angenommen die Lufttemperatur im Kühlraum ist kalter als der Sollwert und der Verdampfer 14 ist abgetaut, d.h. wärmer als + 4°C, dann sind die Signale A und B beide null.

Als Folge davon, sind die Ausgänge S 1 und S 3 beide auf + U, so daß die Zusammenschaltung als Flipflop unwirksam ist. Die Ausgänge S 2 und S 4 sind beide null und damit sowohl der den Stromkreis des Elektromotors 11 schließende Triac TRC 1 und der den Stromkreis der Abtauheizung steuernde Triac TRC 2 gesperrt. Wenn jetzt die Temperatur im Kühlraum über den Sollwert ansteigt, wird das Signal A = + U und schaltet über S 1, S 2 und den Triac TRC 1 den Elektromotor 11 der Kühlmaschine ein. Der Ausgang von S 1 liegt auch an einem Eingang von S 3 und hält dessen Ausgang auf + U. Dieser Zustand bleibt auch dann aufrecht erhalten, wenn sich das Signal B etwas später durch das Abkühlen des Verdampfers auf + U ändert. Erst wenn

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eine volle Kühlperiode abgelaufen ist, d.h. wenn die Lufttemperatur im Kühlraum wieder unter den Sollwert gesunken ist, kann das Signal B die nächste Abtauperiode einleiten. Auch diese Abtauperiode muß dann vollständig ausgeführt werden, weil jetzt der Ausgang von S 1 über den zweiten Eingang von S 3 auf + U gehalten wird.

In der in Fig. 2 dargestellten Schaltung kann der Schmitt-Trigger S 4 und der Triac TRC 2 ohne größere Nachteile entfallen, wenn die Abtauheizung parallel TRC 1 geschaltet ist. Sie wird dabei immer dann eingeschaltet, solange nicht gekühlt wird. Im übrigen arbeitet die Schaltung wie oben beschrieben.

Statt der Dioden als Temperaturfühler können auch NTC-Widerstände verwendet werden. Die beschriebene gegenseitige Verriegelung der Signale A und B kann ebenfalls durch Koppelungen der Komparatoren K 1 und K 2 und umgekehrt verwirklicht werden. Die Schmitt-Trigger können dann entfallen. An der beschriebenen logischen Grundfunktion wird dadurch nichts geändert.

Für den vorgeschlagenen Anwendungsfall läßt sich der Temperaturregler 11 und die Ansteuerung für den als Leistungsschalter dienenen Triac als integrierte Schaltung auf einem Silizium-Kristall verwirklichen. In dieser integrierten Schaltung kann ohne weiteres auch ein Steuersignal für die Ansteuerung eines weiteren Leistungsschalters zum Einschalten der Hilfswicklung des Elektromotors integriert sein. Damit kann das mechanische Anlaßrelais ohne grossen Aufwand ersetzt werden. Als besonderer Vorteil einer solchen Schaltung wirkt sich dabei aus, daß der Elektromotor 11 des Kälteaggregats ohne zusätzlichen Aufwand im Nulldurchgang der Spannung eingeschaltet und im Nulldurchgang des Stromes ausgeschaltet werden kann.

3 Ansprüche

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Claims

TZP 76/423 Ansprüche

1.j Kühlgerät, insbesondere Haushaltskühlschrank oder dgl., mit einem wärmeisolierten Kühlraum und einem von einem temperaturabhängigen Regler intermittierend einschaltbaren Kühlaggregat, dessen im Kühlraum angeordneter Wärmetauscher zwischen den Kühlperioden durch Zufuhr von Wärmeenergie und/oder natürlichen Wärmeeinfall aus der Umgebung des Kühlgerätes abtaubar ist, wobei der Regler mit zwei Fühlern ausgestattet ist, von denen der eine die Lufttemperatur im Kühlraum und der andere die Temperatur am Wärmetauscher erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktionen der Fühler (12,13) durch eine sich gegenseitig verriegelnde elektronische Schaltung (Fig. 2) derart gekoppelt sind, daß die · jeweils durch die Temperatur am einen Fühler ausgelöste Schaltfunktion vollständig ablaufen muß, bevor die vom anderen Fühler ausgelöste Schaltfunktion inganggesetzt wird.

2, Kühlgerät nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß als Fühler Dioden (F 1 bzw. F 2) verwendet sind, die ihre Durchflußspannung in Abhängigkeit von ihrer Temperatur verändern.

3. Kühlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lufttemperatur erfassende Diode (12) Bestandteil einer als Temperaturregler (10) ausgebildeten und im Inneren des Kühlraumes angeordneten integrierten Schaltung ist.

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