DE3340356A1

DE3340356A1 - Verfahren zum betreiben der vorgefriereinrichtung eines mit einer elektronischen steuerung ausgestatteten gefriergeraetes

Info

Publication number: DE3340356A1
Application number: DE19833340356
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Dr.-Ing. Dr. Bruchmüller; Josef Dipl.-Ing. 7928 Giengen Resch
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DK157104B; DK528484A; DK157104C; IT8423415A0; DE3340356C2; FR2554568B1; DK528484D0; IT8423415A1; IT1178603B; FR2554568A1

Description

BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 8000 München 80, 13.10.1983 7000 Stuttgart Hochstraße 17

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Verfahren zum Betreiben der Vorgefriereinrichtung eines mit einer elektronischen Steuerung ausgestatteten Gefriergerätes

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 Regler 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 einzulagernden 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.

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Diese bekannten Schnellgefrierschalter können aber nicht mit Sicherheit verhindern, daß heim 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 Ausschaltupunkt des Reglars abzusenken, um auf diese Weise der eingelagerten Grundlast thermische Energie zu entziehen und somit eine im folgenden als "Kältekapazität" bezeichnet Reserve zu schaffen, welche einen Temperaturanstieg über die höchst zulässige Temperatur im Gefriergerät verhindert. Die üblichen Schnellgefrierschalter erhalten somit die Funktion eines "Vorgefrierschalters".

Die auf die beschriebene Art mit Hilfe des Vorgefrierschalters zu schaffende Kältekapazität ist aber in hohem Maße von der thermischen Kapazität des Nutzraumes des Gerätes sowie von der Menge des bereits länger eingelagerten Gefriergutes und dessen Beschaffenheit - der sogenannten "Grundlast" (m„,) - und der unteren Ausschalttemperatur abhängig. Ist diese Grundlast klein, so ist deren Kältekapazität beim Erreichen des vorübergehend tiefer eingestellten unteren Ausschaltpunktes wesentlich geringer, als das bei großer Grundlast der Fall ist. Andererseits wird bei großer Grundlast der untere Ausschaltpunkt erst nach erheblich längerer Laufdauer des Kälteaggregats erreicht und somit in diesem Falle unter Umständen eine wesentlich höhere Kältekapazität geschaffen, als dies für die jeweilige Menge des neu einzufrierenden Gutes - der sogenannten "Neulast¹¹ (m™. ) - erforderlich wäre. Somit wird bei Benutzung bekannter Vorgefrierschalter bei kleiner Neulast und hoher Grundlast mehr Ernergie als nötig verbraucht, während bei niedriger Grundlast und hoher Neulast eine entsprechende Kältekapazität nur durch unwirtschaftliches, sehr tiefes Absenken der unteren Ausschalttemperatur zu erreichen wäre.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Gefriergeräten der eingangs näher beschriebenen Art ein Verfahren zum Vorgefrieren anzugeben, nach welchem die infolge unterschiedlicher Grundlasten (nip,· ) und neue Lasten (nUr_T ) entstehenden Probleme auf einfache Weise zuverlässig behoben werden.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem Einschalten der Vorgefriereinrichtung die folgenden Verfahrensschritte eingeleitet werden:

a) Erfassen der Masse und Art der.neuen Last und Schalten des Kälteaggregats in Dauerlauf

b) Abfragen, ob Vorbedingungen zum Messen und Prüfen bestimmter Betriebsbedinungen erfüllt* sind,

c) Ermitteln des zeitlichen Temperaturgradienten im Nutzraum des Gefriergerätes zur Bestimmung der Grundlast des Gerätes,

d) Ermitteln der idealen Vorgefriertemperatur, bzw. der für die herrschende Grundlast zulässigen Masse der neuen Last,

e) Einstellen dererrechneten Vorgefriertemperatur als neuer Regler-Sollwert und

f) Ausschalten des Vorgefrierschalters nach Erreichen des neuen Regler-Sollwertes und Signalisieren der Einfrierbereitschaft des Gerätes.

Mit dem erfindungsgemäßen Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte wird heim Einschalten der Vorgefrierschaltung dafür gesorgt, daß unabhängig von der jeweiligen Grundlast im Gefriergerät eine optimale Kältekapazität für das neu einzufrierende Gut geschaffen· wird.

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

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,

Fig. 3 und

Fig. h weitere grafische Darstellungen zur Erläuterung einzelner Verfahrensschritte nach dem Flußdiagramm.

In dem Diagramm nach Fig. 2 ist über der Zeit t als Abszisse die Temperaturo)L als Ordinate aufgetragen. Hierin ist mit <\9)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.

Aus diesem Diagramm läßt 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 unter der Voraussetzung

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nach Ablauf des hierdurch repräsentierten konstanten Zeitintervalles im Falle einer großen Grundlast die Temperatur *^L und im Falle einer geringen Grundlast die erheblich tiefer liegende Temperatur ^) erreicht wird. Die jeweils herrschende Grundlast bzw. die thermische Kapazität im Innenraum des Gerätes läßt sich aufgrund dieser Zusammenhänge über den Gradienten der Innentemperatur nach der Zeit bestimmen.

Es sei angenommen, der Vorgefriergang werde bei einer StarttemperaturA^ 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 gegebenenfalls gleichzeitiger Eingabe der Masse m_NL der neuen

Last zunächst das Kälteaggregat in vorübergehenden Dauerlauf

·. im Flußdiagramm

geschaltet. Dann wird nach (I)/geprüft, ob entsprechende Vorbedingungen erfüllt sind, d.h. ob die Gerätetemperatur kleiner als der obere Schaltpunkt des Reglers, in diesem Falle -18° C, ist. Vorbedingung hierzu ist, daß nach dem letzten Schließen der Tür des Gerätes eine insbesondere vom Gerätetyp abhängige Mindestzeit vergangen ist und von der letzten Türöffnung herrührende störende Einflüsse abgeklungen sind.

Sofern die vorstehend genannten Vorbedingungen erfüllt sind, wird, wie weiter vorn erläutert, nach (2) der Temperaturgradient beispielsweise mit Hilfe eines Mikroprozessors er-

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mittelt. Hierbei muß jedoch berücksichtigt werden, daß dieser Gradient der Punktion = F/. ν nicht nur von der Grundiast ni_GL, sondern ebenfalls von der absoluten Temperatur im Geräteinneren abhängig ist, da sich mit sinkender Temperatur auch deren Absinkgeschwindigkeit ändert.

Diese aus dem Diagramm nach Fig. 3 hervorgehenden Zusammenhänge, nach denen sich das Temperaturmittel (*ϋ^2~^Λ/±)^ί ² ändert, haben ihre Ursache in dem bei sinkender Verdampfertemperatur schlechter werdenden Wirkungsgrad des Kälteaggregats und der mit dem Absinken der Innentemperatur größer werdenden Temperaturdifferenz zur Außentemperatur und dem dadurch hervorgerufenen größer werdenden Wärmeeinfall durch die Wärmeisolierung des Gerätes. Aus diesem Grunde kann aus der Größe des bei einer beliebigen Ausgangstemperatur unterhalb des oberen Schaltpunktes gemessenen Temperaturgradienten nach der Zeit noch nicht exakt auf die Grundlast m„, geschlossen werden. Will man nicht von einer festen Ausgangstemperatur'tS abhängig sein, so muß weiterhin bekannt sein, bei welcher Temperatur der Gradient gemessen wurde.

Es muß daher nach (3) zunächst ein rechnerischer Zwischenwert ^mGL ^{aus dem} S^eS^enwär'^fciS^en Temperaturgradienten nach der Zeit errechnet werden, wobei

ist (Auswertung des Gradienten mit der Annahme ^o~^±~^o*~^'±*⁼

c = konstant).

Um auch die absolute Temperatur im Meßintervall zu berücksichtigen, muß nach (h) m_nr * mit dem Faktor nu,/m»,-* aus Fig. h multipliziert werden, um die Grundlast von m„_T zu erhalten. Aus der auf diese Weise aus (k) exakt gewonnenen Grundlast m„, ^und der beim Einleiten des Vorgefriervorganges eingegebenen Größe der einzulegenden neuen Last m™ wird dann über eine Funktion mit

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zwei Variablen, die für den speziellen Fall ideale Vorgefriertemperatur λΛ berechnet. Diese wird dann ler-Programm als neue Sollgröße übergeben.

temperatur λΛ berechnet. Diese wird dann dem Temperaturreg-

Sobald diese Temperatur i/V erreicht ist, wird im letzten Schritt des Verfahrens die Einlegebereitschaft für die eingangs eingestellte Menge der Neulast m™ optisch und/oder akustisch signalisiert. Im Falle, daß die eingangs eingegebene Menge der neuen Last für die tatsächlich vorhandene Grundalst und die somit durch den Vorgefriervorgang zu schaffende Kältekapazität zu hoch ist, kann vorgesehen sein, daß die höchste, für diesen Fall zulässige Neulast durch eine optische Anzeige angegeben wird.

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Claims

Patentanspruch

Verfahren zum Betreiben der Vorgefriereinrichtung eines mit einer elektronischen Steuerung ausgestatteten Gefriergerätes, insbesondere eines Haushalts-Gefrierschrankes oder einer Haushalts-Gefriertruhe, gekennzeichnet durch die folgende, beim Einschalten der Vorgefriereinrichtung eingeleiteten Verfahrensschritte:

a) Erfassen der Masse und der Art der neuen Last (1%,) ^und Schalten des Kälteaggregats in Dauerlauf,

b) Abfragen, ob Vorbedingungen zum Messen und Prüfen bestimmter Betriebsbedingungen erfüllt sind,

c) Ermitteln des zeitlichen Temperaturgradienten im Nutzraum des Gefriergerätes zur Bestimmung der Grundlast (fflp_T) des Gerätes,

d) Ermitteln der idealen Vorgefriertemperatur, bzw. Bestimmen der für die herrschende Grundlast (iHqt) zulässigen Masse der neuen Last (nkr_T )»

e) Einstellender errechneten Vorgefriertemperatur als neuer Regler-Sollwert und

f) Ausschalten des Vorgefrierschalters nach Erreichen des neuen Regler-Sollwertes und Signalisieren der Einfrierbereitschaft des Gerätes.