Kältegerät mit Eisbereiter
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Kühlraum und einem darin angeordneten Eisbereiter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Überwachen des ordnungsgemäßen Zulaufs von Wasser in den Eisbereitungsbehälter nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Es ist bekannt, im Kühlraum von Kältegeräten Eisbereiter anzuordnen. Hierbei kommen zum einen Eisbereiter zum Einsatz, die mit Wasser gefüllt und von Außen gekühlt werden, wobei das Wasser von Außen nach Innen gefriert und dabei schließlich einen Eiswürfel ergibt. Ferner gibt es so genannte Klareisbereiter, bei denen eine Mehrzahl von Kühlfingern in einen mit Wasser gefüllten Behälter eintaucht. Durch Zirkulation eines Kältemittels im Inneren der Eisfinger werden diese so abgekühlt, dass an den in das Wasser eintauchenden Kühlfingern eine Eisschicht wächst. Sobald die Eisschicht an den Kühlfingern eine gebrauchsfertige Größe erreicht hat, wird sie von den Kühlfingern gelöst. Ein derartiger Klareisbereiter ist in der DE 103 36 834 A1 beschrieben. Derartige Eisbereiter werden im Allgemeinen im Kühlfach einer Kühl-Gefrier-Kombination eingebaut.
Es gibt diese Art von Eisbereitern in einer Vielzahl von Ausführungsformen. Dazu gehören vollautomatische Ausführungen, die an eine Frischwasserleitung angeschlossen werden und die das nach der Eisbereitung im Behälter zurückbleibende Wasser selbständig in die Abwasserleitung pumpen. Der Vorteil dieser Eisbereiter liegt in der einfachen Anwendung, indem sozusagen auf Knopfdruck Klareis produziert wird. Diese Art der Ausführung setzt jedoch voraus, dass an dem Ort, an dem das Kältegerät aufgestellt werden soll, eine Zu- und Abwasserleitung vorhanden ist.
Um unabhängig vom Wasseranschluss zu sein, wurden auch Eisbereiter für Kältegeräte entwickelt, welche mit einem Frischwassertank ausgestattet sind, der das für die
Eisbereitung notwendige Wasser zur Verfügung stellt.
Bei derartigen Eisbereitern kann es zu Funktionsstörungen kommen, die ein weiteres zuverlässiges Bereiten von Klareis beeinträchtigen oder unmöglich machen können. Wenn beispielsweise der Frischwassertank leer ist oder die Zuleitung vom Frischwassertank zum Eisbereiter nicht mehr durchgängig ist, und das Eisbereitungssystem weiter arbeitet, kann es im besten Fall zur Produktion von unvollkommenem Klareis, im schlimmsten Fall aber auch zu Folgedefekten im Eisbereitungssystem kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Störungen bzw. deren negative Auswirkungen auf das Eisbereitersystem möglichst bereits im Vorfeld zu verhindern.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Kältegerät mit einem Eisbereiter mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Überwachen des ordnungsgemäßen Zulaufs von Wasser in den Eisbereitungsbehälter mit den Merkmalen von Anspruch 9.
Erfindungsgemäß wird ein Sensor zur Ermittlung des Füllzustandes für die Eisbereitungsschale bereit gestellt. Anhand dieses Sensors wird die Wassermenge ermittelt, welche aktuell für die Bereitung des Eises zur Verfügung steht. Dieser Sensor ist mit einer Steuerung des Eisbereiters und/oder einer Anzeige verbunden, so dass im Falle einer zu geringen Wassermenge in der Eisbereitungsschale automatisch eine Reaktion erfolgt und/oder der Benutzer zum Eingegriffen veranlasst werden kann. Um Defekte der Wasserversorgung im Eisbereiter sofort zu erkennen und umgehend handeln zu können, wird erfindungsgemäß ein Kontrollmechanismus an der Stelle integriert, an der sich ein möglicher Defekt, unabhängig von seinem Entstehungsort, immer negativ auswirkt. Die Defektursachen können nämlich verschieden sein. So kann z.B. ein leerer Frischwassertank, eine unterbrochene Zulaufleitung oder ein schlecht angeflanschter Frischwassertank die Ursache einer unzulänglichen Wasserversorgung sein. Um diese
diversen Defektquellen alle durch einen einzigen Mechanismus überwachen zu können erfolgt die Kontrolle also nicht an der Seite, an der ein möglicher Defekt verursacht wird, da hier mehrere Systeme zu überwachen wären, sondern es wird in besonders effizienter Form nur ein Kontrollmechanismus eingesetzt und zwar an genau der Stelle, an der sich diverse mögliche Defekte auswirken. Hiermit können verschiedene mögliche Probleme mittels eines einzigen Kontrollmechanismus überwacht und Hilfemaßnahmen sofort eingeleitet werden. Insbesondere kann ein an dieser Stelle eingesetzter Füllstandssensor aber auch noch Zusatzfunktionen erfüllen. So kann er zusätzlich einen Überlaufschutz für den Eisbereitungsbehälter bereitstellen, so dass ein weiterer Sensor eingespart werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform steht der in Eisbereitungsbehälter angeordnete Füllstandssensor mit einem Zeitgeber in Verbindung, so dass die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des Eisbereiters bereits vor einem Defektausfall kontrolliert und damit besonders zuverlässig überprüft werden kann. Es ist davon auszugehen, dass der für die Eisbereitung notwendige Füllstand im regulären Betrieb nach einer bestimmten vorgegebenen Laufzeit einer Wasserpumpe oder eines sonstigen Wasserzuführsystems erreicht sein muss. Ist diese Zeit überschritten, der Füllstand aber nicht erreicht, obwohl weiter Wasser nachläuft, so ist dies ein Hinweis darauf, dass das notwendige Wasser zwar zur Verfügung steht aber am Zulaufsystem etwas nicht in Ordnung ist. Wird der Füllstand jedoch auch nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne nicht erreicht sondern verharrt der Wasserpegel statt dessen auf seinem niedrigen Niveau so ist davon auszugehen, dass der Wasserzulauf vollständig unterbrochen oder der Wassertank leer ist. Steht der Füllstandsdetektor also in Verbindung mit einem Zeitgeber, so ist es möglich definierte Bedingungen zu schaffen und nach einer bestimmten Füllstandszeit eine zuverlässige Aussage über eine mögliche Fehlerursache zu treffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Füllstandssensor so ausgebildet, dass er das Erreichen eines bestimmten Niveaus anzeigt. In einer sehr einfachen Ausführungsform eines Kältegerätes ist es ausreichend, wenn der Füllstandssensor
genau das Niveau anzeigt, welches für eine ordnungsgemäße Eisbereitung erreicht werden muss. Ein solcher Sensor kann sehr einfach und damit kostengünstig sein. Vorteilhafter kann es jedoch auch in diesem Fall sein, wenn der Sensor wenigstens zwei bestimmte Niveaus anzeigen kann. In diesem Fall kann nämlich das für die Eisproduktion notwendig zu erreichende Niveau angezeigt werden und auch ein dieses überschreitendes Niveau, welches das Erreichen der Kapazitätsgrenze des Eisbereitungsbehälters anzeigt und damit eine Überlaufsicherung darstellen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Füllstandsensor als kontinuierlicher Sensor ausgebildet. In diesem Fall kann der gesamte Füllprozess genau überwacht werden und insbesondere in Verbindung mit dem Zeitgeber Rückschluss auf mögliche Defektursachen getroffen werden. Eine derartige Ausführungsform empfiehlt sich für ein Kältegerät, das umfangreichere Steuermechanismen aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Schwimmer als Füllstandsensor vorgesehen. Dieser kann je nach dem ob er mit einem Schalter oder einem Wegaufnehmer gekoppelt ist, besonders einfach sowohl als kontinuierlicher als auch als Grenzsensor genutzt werden. Hierdurch ist es möglich, eine prinzipielle Ausführungsform eines Eisbereiters für unterschiedliche Kühlschranktypen zu konstruieren, welche mit nur geringen Änderungen an unterschiedliche Gütestandards von Kältegerättypen angepasst werden kann. Wird der Schwimmer als kontinuierlicher Sensor verwendet, so lässt sich der entsprechende Eisbereiter gut in einer Luxusausführung eines Kältegeräts verwenden, bei der aufwändige Steuermechanismen vorhanden sind und eine mögliche Information über Fehlerursachen entsprechend für die Steuerung von Eisbereiter oder gar gesamtem Kältegerät genutzt werden kann. Wird der Eisbereiter dagegen in ein einfaches kostengünstiges Kältegerät eingebaut, so kann der Schwimmer mit einem Schalter gekoppelt werden welcher beispielsweise bei Erreichen eines einzigen vorgesehenen Niveaus gleichzeitig den Wasserzulauf abschaltet und die Eisbereitung in Gang setzt, wenn dieses Niveau nicht erreicht wird aber entsprechende Maßnahmen einleitet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Sensor als optischer Sensor beispielsweise in Form eines Lichtleiters ausgebildet. Auch hier ist es prinzipiell möglich sowohl wenige Niveaus zu überwachen als auch über die Überwachung vieler Niveaus eine nahezu kontinuierliche Überwachung vorzusehen, je nach dem wie der Sensor ausgebildet ist. Derartige Sensoren sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Insbesondere ist der Vorteil dieser Sensoren aber, dass sie weniger störungsanfällig sind und auch eventuell in dem Kühlgerät auftretenden starken Temperaturschwankungen gegenüber tolerant sind.
Ein weiterer möglicher Füllstandsensor, der sich insbesondere für die Verwendung als kontinuierlicher Sensor hervorragend anbietet ist ein Füllstandsensor, der mittels zweier Elektroden eine kapazitive Messung der Füllhöhe vornimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Füllstandsensor an den Hauptschalter des Eisbereiters angeschlossen, so dass er veranlassen kann, dass der Eisbereiter bei Unterschreiten des notwendigen Niveaus abgeschaltet oder in einen Stand-By-Modus überführt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren für den Eisbereiter wird also in einer bevorzugten Ausführungsform nach einer für den Wasserzulauf vorgesehenen Zulaufzeit ermittelt, ob der aktuelle Füllstand dem für die Bereitung des Eises notwendigen Füllstand der Eisbereitungsschale entspricht und bei Nichterreichen desselben ein Fehlermechanismus in Gang gesetzt. Wie bereits vorher erläutert kann dabei entweder der tatsächliche Füllstand ermittelt und zur Ableitung einer detaillierteren Fehleranalyse genutzt oder einfach das Erreichen eines bestimmten Niveaus überprüft werden. Beim Abweichen des Füllstands von der gewünschten Sollgröße kann je nach gewünschter Ausführungsform des Kältegeräts entweder eine Meldung für die Bedienperson an einer Anzeige angezeigt werden, so dass diese selbsttätig den Eisbereiter ausschaltet, eventuell notwendiges Wasser nachfüllt oder eine Kontrolle des Geräts vornimmt oder in einem automatisch betriebenen Gerät kann der Eisbereiter automatisch in der Annahme
einer Fehlfunktion abgeschaltet oder in einen Stand-By-Modus überführt werden. Handelt es sich um ein vollautomatisches Gerät, welches an eine Wasserleitung angeschlossen ist, so wäre es sogar möglich, bei einer ausführlichen Analyse anhand eines Vergleichs von Zulaufzeit und zugeführter Wassermenge darauf zu schließen, dass das Zulaufsystem an sich in Ordnung, aber das Wasser abgeschaltet ist und automatisch eine Einschaltung des Wasserzulaufs in Gang zu setzen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Kältegerät mit Kühlfach, Eisbereiter und Frischwasserbehälter und Fig. 2 eine Schemazeichnung des Frischwasserbehälters und des Eisbereiters.
Figur 1 zeigt ein Kältegerät 1 mit geöffneter Tür 2 und einem Innenraum 3. Der Innenraum 3 teilt sich in einen Kühlraum 4 und ein Gefrierfach 5 auf. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist an dem Gefrierfach 5 keine Verschlussklappe dargestellt. Der Kühlraum 4 wird in der Regel durch mindestens einen in der Höhe verstellbaren Fachboden 6 unterteilt. In dem Kühlraum 4 befindet sich ein Eisbereiter 7.
Der Eisbereiter 7 gliedert sich in ein Technikmodul 8, eine Eisschale 9 und einen Frischwasserbehälter 10. In einer weiteren Ausführungsform kann sich der Frischwasserbehälter 10 auch außerhalb des gekühlten Innenraums 3 befinden. Die Funktionsweise des Eisbereiters 7 wird anhand von Figur 2 näher erläutert.
Figur 2 zeigt schematisch den Eisbereiter 8, d.h. einen Teil des Technikmoduls 8
desselben sowie dessen Eisschale 9 und den Frischwasserbehälter 10. Der Frischwasserbehälter 10 ist mit Trinkwasser 1 1 gefüllt, das dem Frischwasserbehälter 10 über eine Frischwasserleitung 12 zugeführt wird. Ein Füllstandsschalter 13 und ein Frischwasserventil 14 sind mit einer Eisbereiter-Steuerung 19 verbunden. Wenn ein gewisser Pegelstand im Frischwasserbehälter 10 erreicht oder unterschritten wird, wird das Frischwasserventil 14 aufgrund der durch den Füllstandsschalter 13 übermittelten Informationen folgerichtig geschalten. Bei diesem Kältegerät 1 sollte also der Frischwasserbehälter 10 mit einem Wasserzulauf verbunden sein, so dass im Bedarffall automatisch Wasser für die Klareisbereitung nachgefüllt werden kann.
Der Frischwasserbehälter 10 kann außerdem bei Bedarf über eine Abwasserleitung 15 vollständig entleert werden. Hierzu wird das Abwasserventil 16 betätigt. Dieses Abwasserventil 16 ist ebenfalls mit der Eisbereiter-Steuerung 19 verbunden.
Für die Eisbereitung wird das Trinkwasser 1 1 mittels einer Pumpe 20 über die Verbindungsleitung 21 in die Eisbereiterschale 22 des Eisbereiters 8 gefördert. Die Pumpe 20 wird durch die Eisbereiter-Steuerung 19 gesteuert. In der Eisbereiterschale 22 befinden sich Eisfinger 23, die bevorzugt eine Temperatur von -2°C bis -6°C aufweisen, und in das Trinkwasser 1 1 getaucht sind. An den Eisfingern 23 blidet sich das Klareis, welches sobald es eine ausreichende Größe angenommen hat, durch Erhitzen der Eisfinger 23 von diesen gelöst wird. Hierbei werden die klaren Eiswürfel 23 nach ihrer Bereitung in der Eisschale 9 abgelegt und stehen zur Entnahme bereit.
Um mögliche Defekte der Wasserversorgung zu erkennen, ist an der Eisbereiterschale 22 ein weiterer Füllstandssensor 25 vorgesehen, welcher die zur Eisbereitung notwendige Füllhöhe in der Eisbereitungsschale 22 detektiert. Dieser ist ebenfalls mit der Eisbereiter-Steuerung 19 verbunden. In der Eisbereiter-Steuerung 19 ist die, für eine ausreichende Füllung der Eisbereiterschale 22 notwendige Laufzeit der Pumpe 20 abgelegt.
Soll eine neue Portion Klareis 24 produziert werden, so muss nach Abschluss der vorherigen Produktion erst einmal Frischwasser aus dem Frischwassertank 10 nachgefüllt werden. Hierzu überprüft die Eisbereiter-Steuerung 19 erst einmal den Füllstand des Frischwassertanks 10 anhand des Sensors 13. Anschließend schaltet sie die Pumpe 20 ein, so dass entsprechend der vorgegebenen Pumpenlaufzeit Wasser nachgefüllt wird. Sobald die Pumpenlaufzeit abgelaufen ist, schaltet die Eisbereiter-Steuerung 19 die Pumpe 20 ab und überprüft anhand des Sensors 25, ob der für die Eisproduktion notwendige Wasserstand in der Eisbereitungsschale 22 erreicht wurde. Ist dies der Fall, so wird die Eisproduktion in Gang gesetzt. Ist dies nicht der Fall, so schaltet die Eisbereiter-Steuerung 19 die Pumpe erneut an und lässt sie noch einmal eine vorgegebene Zeitspanne lang nachlaufen. Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird die Pumpe 20 erneut abgeschaltet und die Füllstand am Sensor 25 überprüft. Ist dieser nunmehr auf dem vorgesehenen Niveau, so gibt die Eisbereiter-Steuerung 19 eine Warnmeldung aus, die auf eine mögliche Verstopfung an der Wasserzuleitung oder einen Pumpenfehler hindeutet, setzt aber anschließend die Eisproduktion in Gang. Ist nach Verstreichen dieser Zeit der notwenige Füllstand immer noch nicht erreicht, so überprüft die Eisbereiter-Steuerung 19 erneut die Füllstandsanzeige 13. Ist die Füllhöhe des Frischwassertanks 10 zu gering, so veranlasst die Eisbereiter-Steuerung 19 dessen Nachfüllung. Ist dagegen diese Füllhöhe ausreichend, so wird eine Warnung ausgegeben, die auf einen schweren Defekt im Wasserzulaufsystem hindeutet.
Bezugszeichenliste:
1 Kältegerät
2 Tür
3 Innenraum
4 Kühlraum
5 Gefrierfach
6 Fachboden
7 Eisbereiter
8 Technikmodul
9 Eisschale
10 Frischwasserbehälter
11 Trinkwasser
12 Frischwasserleitung
13 Füllstandsschalter
14 Frischwasserventil
15 Abwasserleitung
16 Abwasserventil
19 Eisbereiter-Steuerung
20 Pumpe
21 Verbindungsleitung
22 Eisbereiterschale
23 Kältefinger
24 Eiswürfel
25 Füllstandssensor