-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Umluft-Kühlschranks
mit Gefrierraum und Kühlraum,
insbesondere ein Verfahren, mit dem die Entstehung von Eis auf einer
Sperrplattenvorrichtung, die im Folgenden auch als Drosseleinrichtung bezeichnet
wird, verhindert wird, die in einem Umluftkühlschrank in einem Kühlluft-Strömungskanal
zwischen einem Gefrierraum und einem Kühlraum angeordnet ist.
-
Hintergrund der einschlägigen Technik
-
Ein
Kühlschrank
ist ein Gerät,
das in ihm gelagerte Nahrungsmittel unter Verwendung eines Kühlzyklus
eines Kühlmittels
durch Kompression, Kondensation, Expansion und Verdampfung auf einer
erforderlichen Temperatur hält.
Ein Kühlschrank mit
einem Gefrierraum und einem Kühlraum
ist mit einem Kühlschrankgehäuse und
verschiedenen Komponenten versehen, die an verschiedenen Positionen des
Gehäuses
angebracht sind, um den Kühlzyklus auszuführen. Die
Komponenten zum Ausführen
des Kühlzyklus
sind ein Kompressor, ein Verdampfer, ein Expansionsventil, ein Kondensator,
ein Lüfter
usw. Der Verdampfer ist in einer Wärmetauscherkammer an der Rückseite
der Gefrierkammer vorhanden, wobei das Kältemittel einen Wärmeaustausch
mit der Umgebungsluft ausführt
und zu einem gasförmigen Kältemittel
verdampft wird, während
die Umgebungsluft abgekühlt
wird. Die durch Wärmeaustausch
mit dem Kältemittel
im Verdampfer abgekühlte
Luft wird durch einen Lüfter
ausgeblasen, um zum einen Teil zum Gefrierraum und zum anderen Teil
zum Kühlraum
zu strömen,
wobei die Strömung
der Kühlluft zum
Kühlraum
durch die Drosseleinrichtung eingestellt wird. So wird die dem Gefrierraum
und dem Kühlraum
zugeführte
abgekühlte
Luft durch Wärmeaustausch
mit den dort gelagerten Nahrungsmitteln in Luft relativ hoher Temperatur
umgewandelt, und sie zirkuliert von dort erneut durch den Verdampfer.
-
1 zeigt eine Vorderansicht
eines einschlägigen
Kühlschranks, 2 zeigt einen Schnitt entlang
einer Linie I-I in 1,
und unter Bezugnahme hierauf werden ein einschlägiger Kühlschrank und eine Drosseleinrichtung
im Kühlschrank
erläutert.
-
Das
Innere des Kühlschranks 1 ist
durch eine Sperrwand 30, in die Isoliermaterial eingefüllt ist,
in einen Gefrierraum 3 und einen Kühlraum 4 unterteilt, und
an der Rückwand
des Gefrierraums 3 existiert eine Wärmetauscherkammer 10,
die mit einem Verdampfer 10a versehen ist. In der Sperrwand 30 ist
ein Kühlluft-Auslasskanal 12 ausgebildet,
um die abgekühlte
Luft nach dem Wärmeaustausch
in der Wärmetauscherkammer 10 dem
Kühlraum 4 zuzuführen, gemeinsam
mit Rückströmkanälen 14 und 16 zum
erneuten Zurückführen der
abgekühlten
Luft, die durch den Gefrierraum 3 und den Kühlraum 4 zirkulierte, zum
Wärmetauscherraum 10.
Die Rückströmkanäle 14 und 16 sind
so ausgebildet, dass sie sich nicht mit dem Kühlluft-Auslasskanal 12 überschneiden.
Indessen ist der Auslass des Kühlluft-Auslasskanals 12 mit dem
Kühlluft-Strömungskanal 36 verbunden,
und am Auslass des Kühlluft-Strömungskanals 36 ist
eine Drosseleinrichtung 20 befestigt, um die Strömung abgekühlter Luft
in den Kühlraum 4 zu
steuern, und es existiert eine Anzahl von Kühlluft-Auslassöffnungen 32 und 34 zum
Auslassen der Kühlluft
in den Kühlraum 4.
Außerdem
existieren Temperatursensoren 9 und 11 an der
linken und rechten Innenwand oder der hinteren Innenwand des Kühlraums 4,
um Temperaturen im Kühlraum
zu erfassen. Die Drosseleinrichtung 20 ist mit Sperrplatten 22 und 22a zum
selektiven Verschließen
des Kühlluft-Strömungskanals 36 sowie
Blattfedern 24 und 24a zum Halten der Sperrplatten 22 bzw. 22a versehen,
wobei die Sperrplatten 22 und 22a auf Grundlage
der durch die Kühlraum-Temperatursensoren 9 und 11 gemessenen Temperaturen
mechanisch oder elektrisch gesteuert werden. Die Drosseleinrichtung 20 kann
mit einer Sperrplatte versehen sein, obwohl die in 1 dargestellte Drosseleinrichtung 20 mit
zwei Sperrplatten 22 und 22a versehen ist. Wie
es in 1 dargestellt ist,
ist, wenn zwei Sperrplatten 22 und 22a an der Drosseleinrichtung
vorhanden sind, eine Sperrplatte (eine erste Sperrplatte) 22 so
ausgebildet, dass sie den Kühlluft-Strömungskanal 36 selektiv
verschließt, der
mit der Kühlluftöffnung 32 verbunden
ist, die Kühlluft
in ein mittleres Fach 5 des Kühlraums 4 auslässt, und
die ande re Sperrplatte (eine zweite Sperrplatte) 22a ist
so ausgebildet, dass sie den Kühlluft-Strömungskanal 36 selektiv
verschließt,
der mit der Kühlluftöffnung 34 verbunden
ist, die Kühlluft
in ein unteres Fach 7 des Kühlraums 4 auslässt. In
diesem Fall sind das mittlere und das untere Fach 32 und 34 selbstverständlich gesondert
und einzeln ausgebildet, wobei sich die Temperatursensoren 9 und 11 im
mittleren bzw. unteren Fach 5 bzw. 7 zur jeweiligen
Steuerung der zwei Sperrplatten 22 bzw. 22a befinden.
-
Nun
wird unter Bezugnahme auf die 1 – 3 ein Verfahren zum Steuern
des einschlägigen
Kühlschranks
erläutert.
-
Das
Verfahren zum Steuern des einschlägigen Kühlschranks beginnt mit einem
Vergleich einer durch einen Gefrierraum-Temperatursensor (nicht dargestellt)
gemessenen Gefrierraumtemperatur Tf mit einer Gefrierraum-Bezugstemperatur
Tf.ref zum Bestimmen des Betriebs des Kühlschranks 1 (S1). Wenn
die Gefrierraumtemperatur Tf gemäß dem Vergleichsergebnis
höher als
die Gefrierraum-Bezugstemperatur Tf.ref ist, wird der Kühlschrank
in Betrieb gesetzt. D. h., dass der Kompressor und der Lüfter (nicht
dargestellt) betrieben werden, um den Kühlzyklus auszuführen (S3).
Wenn die Kühlraumtemperatur
Tc nicht der Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref genügt,
werden die Sperrplatten 22 und 22a geöffnet, um
die Kühlluft
in den Kühlraum 4 zu
liefern (S5 und S7). Demgemäß wird die
durch Wärmeaustausch
im Verdampfer abgekühlte
Kühlluft
dem Gefrierraum 3 und dem Kühlraum 4 zugeführt. Dann
wird die Kühlraumtemperatur
Tc erneut mit der Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref verglichen (S9), um die Sperrplatten 22 und 22a zu
schließen
(S10), um ein übermäßiges Abkühlen des
Kühlraums
zu vermeiden, wenn die Kühlraumtemperatur
Tc unter der Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref liegt. Als Nächstes
wird die Gefrierraumtemperatur Tf mit der Gefrierraum-Bezugstemperatur
Tf.ref verglichen, um den Betrieb des Kühlschranks anzuhalten, wenn
die Gefrierraumtemperatur Tf unter der Gefrierraum-Bezugstemperatur Tf.ref
liegt. D. h., dass der Betrieb des Kompressors und des Lüfters angehalten
werden (S13 und S15). Wenn in diesem Zustand die Gefrierraumtemperatur Tf
höher als
die Gefrierraum-Bezugstemperatur Tf.ref ist, werden der Kompressor
und der Lüfter
erneut betrieben, um den Kühlschrank
zu betreiben (S1 und S3). Der Kühlschrank
arbeitet unter Wiederholung des vorstehenden Prozesses, wobei die
Gefrierraum-Bezugstemperatur Tf.ref –18°C beträgt und die Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref 3°C
beträgt.
-
Wenn
indessen die Außentemperatur
Taußen
des Kühlschranks
niedrig ist (ungefähr
10°C), fällt der
Betriebsfaktor des Kühlschranks
unter 20 %, da im Gefrierraum im Wesentlichen kein Wärmeaustausch
besteht, da die Temperaturdifferenz zwischen der Innen- und der
Außenseite
des Kühlschranks nicht
hoch ist, was zu einer niedrigen Betriebshäufigkeit für den Kühlraum führt. Außerdem werden, da die Temperaturdifferenz
zwischen der Kühlraumtemperatur
Tc und der Außentemperatur
Taußen
nicht allzu groß ist,
die Sperrplatten 22 und 22a beinahe nicht geöffnet, was
das Innere des Kühlraums
in einen Zustand ohne Kühlluftzirkulation
versetzt.
-
Beim
einschlägigen
Kühlschrank
bestehen die folgenden Probleme, wenn er bei vergleichsweise niedriger
Außentemperatur
Taußen
verwendet wird.
-
Wenn
der Kompressor und der Lüfter
betrieben werden, während
die Sperrplatten 22 und 22a offen sind, existiert
kein Problem hinsichtlich der Entstehung von Eis an der Drosseleinrichtung 20,
da die Kühlluft
innerhalb des Kühlraums 4 zirkuliert.
Wenn jedoch Nahrungsmittel mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
in den Kühlraum
eingelegt werden oder wenn Außenluft
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit durch Öffnen/Schließen der
Kühlraumtür bei geschlossenen Sperrplatten
und angehaltenem Kompressor und Lüfter, da die Gefrierraumtemperatur
Tf und die Kühlraumtemperatur
Tc der Gefrierraum-Bezugstemperatur Tf.ref bzw. der Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref genügen,
in den Kühlraum
eingeleitet wird, haftet Feuchtigkeit an den Oberflächen der
Sperrplatten 22 und 22a oder am Kühlluft-Strömungskanal 36 um
die Sperrplatten 22 und 22a herum an, um Wassertröpfchen zu
bilden, die zu Eis wachsen. Dies, da die Oberflächentemperatur der Sperrplatten
relativ niedriger als die Kühlraumtemperatur
Tc gehalten ist, wenn die Kühlluft nicht
in den Kühlraum 4 strömt, sondern
um die Sperrplatten 22 und 22a herum stationär ist, wenn diese
geschlossen sind, da die Kühlraumtemperatur der
Temperaturbedingung genügt.
Demgemäß haftet Luft
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, wie von der Außenseite
des Kühlschranks
eingeleitet, oder von Nahrungsmitteln mit hoher Temperatur oder
hoher Feuchtigkeit verdampfte Luft an den Oberflächen der Sperrplatten 22 und 22a der
Drosseleinrichtung 20 an, wodurch sich Eis auf den Sperrplatten 22 und 22a bildet.
Darüber
hinaus verstärkt die
beinahe fehlende Zirkulation von Luft im Kühlraum 4, da die Sperrplatten 22 und 22a geschlossen sind,
die Entstehung von Eis an den Oberflächen der Sperrplatten 22 und 22a,
die relativ niedrige Temperaturen aufweisen. Wie erläutert, wird
diese Eisentstehung schwerwiegender, wenn sich der Kühlschrank
in einem kalten Bereich befindet, d. h., wenn der Betriebsfaktor
des Kühlschranks
niedrig ist, da kaum Luftzirkulations im Kühlraum des Kühlschranks besteht.
Wenn sich einmal Eis an der Drosseleinrichtung 20 gebildet
hat, kann das Öffnen/Schließen der Sperrplatten 22 und 22a nicht
entsprechend der Temperatur im Kühlraum 4 auf
korrekte Weise erfolgen, was zu einem Fehlschlag korrekter Steuerung
des Auslassens von Kühlluft
in den Kühlraum
führt.
Das Ausfallen korrekter Steuerung des Auslassens von Kühlluft in
den Kühlraum
bewirkt ein übermäßiges Abfallen
der Kühlraumtemperatur
Tc unter die Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref, wodurch die Nahrungsmittel übermäßig abgekühlt werden, was die Nahrungsmittel
beeinträchtigt
und den Energieverbrauch erhöht.
-
Um
derartige Probleme zu überwinden,
wurde ein Verfahren zum Schmelzen des Eises auf den Sperrplatten 22 und 22a vorgeschlagen.
Jedoch bestehen bei diesem Verfahren Probleme dahingehend, dass
die Herstellungskosten des Kühlschranks hoch
werden und die Konstruktion desselben kompliziert ist, da ein Heizer
bereitgestellt werden muss.
-
EP 0 717 248 A1 beschreibt
eine Drossel- oder Absperrvorrichtung für einen Umluftkühlschrank,
die von zwei gitterförmigen
Schiebern gebildet wird. Die einzelnen Stege der gitterförmigen Schieber
sind im Querschnitt so ausgebildet, daß beim Verschieben der Schieber
gegeneinander Eis mechanisch entfernt wird.
-
US 4 852 361 beschriebt
eine weitere Drossel- oder Absperreinrichtung für einen Kühlschrank, die von einem Auslaßstutzen
gebildet wird, der mittels einer Klappe verschließbar ist.
Um ein Vereisen der Absperr- oder Drosseleinrichtung zu verhindern, ist
ein Heizelement auf dem Stutzen angebracht.
-
US 5 375 428 beschreibt
einen Steueralgorhythmus für
einen Kühlschrank
mit einem Gefrierfach und einem normalen Kühlraum, der eine Abtauheizung
aufweist. Beim normalen Betrieb dieses bekannten Kühlschranks
wird eine Abtauroutine durchgeführt,
wenn festgestellt wird, daß die
Betriebszeit der Kühlung
größer als
ein vorgegebener Wert ist. Wenn der Abtaubetrieb aktiviert ist,
wird die Abtauheizung eingeschaltet, sobald eine bestimmte Temperaturbedingung
erfüllt
ist.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum
Verhindern der Entstehung von Eis auf einer Sperrplatten- oder Drosseleinrichtung
in einem Kühlschrank
zu schaffen, das ohne Verwendung zusätzlicher Vorrichtungen das
Entstehen von Eis an den Sperrplatten der Sperrplatten- oder Drosseleinrichtung
wirksam verhindern kann.
-
Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen beschrieben.
-
Die
Erfindung stellt somit ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlschranks
bereit, mit dem es allein durch die Steuerung der im Kühlschrank
vorhandenen Kühl-
und Sensorelemente möglich
ist, ein Vereisen der Sperrplatten- oder Drosseleinrichtung wirksam zu
verhindern. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es, dass es den Energieverbrauch verringert und übermäßiges Abkühlen des
Kühlraums
verhindert.
-
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Gefrierraum-Bezugstemperatur –18°C, die Kühlraum-Bezugstemperatur 3°C und die Bezugs-Außentemperatur
8,5°C bis
12,5°C beträgt.
-
Im
Fall eines Kühlschranks
mit zwei Sperrplatten werden zwei Sperrplatten geöffnet, jedoch nicht
selbständig,
sondern zuerst eine erste Sperrplatte, die entfernt vom Kühlluft-Strömungskanal
angeordnet ist, als erste, und eine zweite Sperrplatte nahe dem
Kühlluft-Strömungskanal
als zweite, nachdem eine gegebene Zeitperiode verstrichen ist.
-
Durch
Bereitstellen des oben genannten Systems kann die Entstehung von
Eis an einer Drosseleinrichtung, wenn ein Kühlschrank in einer Umgebung
mit niedriger Temperatur verwendet wird, verhindert werden.
-
Es
ist zu beachten, dass sowohl die allgemeine Beschreibung als auch
die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind
und eine weitere Erläuterung
der beanspruchten Erfindung liefern sollen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, die für
ein weiteres Verständnis
der Erfindung sorgen sollen und die in diese Beschreibung eingeschlossen
sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsbeispiele
der Erfindung, und sie dienen zusammen mit der Beschreibung zum
Erläutern
der Prinzipien der Erfindung.
-
In
den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
-
1 zeigt eine Vorderansicht
eines einschlägigen
Kühlschranks;
-
2 zeigt einen Schnitt entlang
der Linie I-I in 1;
-
3 zeigt ein Flussdiagramm
zum Veranschaulichen eines einschlägigen Verfahrens zum Steuern
eines Kühlschranks;
-
4 zeigt schematisch eine
Vorderansicht eines Kühlschranks,
bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Verhindern der Entstehung von Eis an einer Drosseleinrichtung
in einem Kühlschrank
angewandt ist;
-
5 zeigt ein Flussdiagramm
zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Verhindern der Entstehung
von Eis auf einer Drosseleinrichtung in einem Kühlschrank gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
6a und 6b zeigen Schnitte, die schematisch eine
Drosseleinrichtung mit zwei Sperrplatten zeigen, um die Kühlluftströmung im
Fall von zwei vorhandenen Sperrplatten zu erläutern; und
-
7 zeigt ein Flussdiagramm
zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Verhindern der Entstehung
von Eis auf einer Drosseleinrichtung in einem Kühlschrank gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
-
Nun
wird im Einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Bezug genommen, wobei Beispiele derselben in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht sind. 4 zeigt
schematisch eine Vorderansicht eines Kühlschranks, bei dem ein Verfahren
zum Verhindern der Entstehung von Eis auf einer Drosseleinrichtung
in einem Kühlschrank
gemäß der Erfindung
angewandt ist, und 5 zeigt
ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Verhindern
der Entstehung von Eis auf einer Drosseleinrichtung in einem Kühlschrank
gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Obwohl in 4 ein Kühlschrank
mit zwei Sperrplatten dargestellt ist, ist die Erfindung nicht hierauf
beschränkt,
sondern sie ist auch bei einem Kühlschrank
mit einer Sperrplatte anwendbar. Komponenten der Erfindung, die
mit Komponenten bei der einschlägigen
Technik identisch sind, sind mit denselben Bezugszahlen versehen,
und eine Erläuterung
derselben wird weggelassen. Außerdem
sind die Schritte beim erfindungsgemäßen Verfahren, die mit Schritten
beim einschlägigen
Verfahren identisch sind, mit denselben Bezugszahlen versehen, und
Erläuterungen
derselben werden ebenfalls weggelassen.
-
Die
Erfindung kann die Entstehung von Eis auf einer Drosseleinrichtung
und einem Kühlluftkanal um
die Drosseleinrichtung herum dadurch vermeiden, dass die Temperaturdifferenz
zwischen der Temperatur von Nahrungsmitteln mit hoher Temperatur
und hoher Feuchtigkeit, die in den Kühlraum eingelegt wurden, und
der Temperatur von Außenluft
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, wie in den Kühlraum eingeleitet,
wenn eine Kühlraumtür geöffnet/geschlossen
wird, während
die Umgebungstemperatur des Kühlschranks
niedrig ist, minimiert wird.
-
Die
Konstruktion eines Kühlschranks,
bei dem das Verfahren der Erfindung anwendbar ist, wird nun unter
Bezugnahme auf die 4 erläutert. Die Konstruktion
des Kühlschranks,
bei der das erfindungsgemäße Verfahren
anwendbar ist, ist im Wesentlichen dieselbe wie beim einschlägigen Kühlschrank,
mit der Ausnahme, dass außerhalb
des Kühlschranks
ein Außentemperatursensor 40 vorhanden
ist, um die Umgebung des Kühlschranks,
in der er verwendet wird, zu erfassen, d. h. die Außentemperatur
Taußen
des Kühlschranks,
um den Kühlschrank korrekt
zu steuern. An einer vorgegebenen Position jeder der Sperrplatten 22 und 22a ist
ein Sperrplatten-Temperatursensor 50 zum Erfassen der Oberflächentemperatur
jeder der Sperrplatten 22 und 22a angebracht.
-
Nun
wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 ein Verfahren zum Verhindern
der Entstehung von Eis auf einer Drosseleinrichtung in einem Kühlschrank
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert.
-
Wenn
die durch einen Gefrierraum-Temperatursensor (nicht dargestellt)
gemessene Gefrierraumtemperatur Tf eine Gefrierraum-Bezugstemperatur (im.
Allgemeinen –18°C) Tf.ref
nicht erreicht, wird der Kühlschrank
kontinuierlich betrieben (S1 und S3). Auch werden, wenn die von
Kühlraum-Temperatursensoren 9 und 11 erfasste
Kühlraumtemperatur
Tc die Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref nicht erreicht, Sperrplatten 22 und 22a der
Drosseleinrichtung 20 geöffnet, wodurch Kühlluft vom
Verdampfer in den Gefrierraum 3 und den Kühlraum 4 geliefert
werden kann (S5 und S7). Wenn die Kühlraumtemperatur Tc die Kühlraum-Bezugstemperatur
(im Allgemeinen 3°C)
Tc.ref erreicht, werden die Sperrplatten 22 und 22a der
Drosseleinrichtung geschlossen, um die Kühlluftzufuhr zum Kühlraum 4 abzuschneiden
(S9 und S10). Dann wird der Kühlschrank
betrieben (S13), bis die Gefrierraumtemperatur Tf die Gefrierraum-Bezugstemperatur
Tf.ref erreicht hat, und wenn die Gefrierraumtemperatur Tf die Gefrierraum-Bezugstemperatur
Tf.ref erreicht hat, werden der Kompressor und der Lüfter angehalten
(S15). Die oben genannten Schritte sind dieselben wie die Schritte
bei der einschlägigen
Technik. In diesem Zustand erfasst der Außentemperatursensor 40 die
Außentemperatur
Taußen
des Kühlschranks.
Wenn die Außentemperatur
Taußen
höher als
eine vorgegebene Bezugsaußentemperatur
Taußen.ref
ist, wird der Kühlschrank
auf dieselbe Weise wie bei der einschlägigen Technik gesteuert (S20),
da auf grund des hohen Betriebsfaktors des Kühlschranks mit häufiger Kühlluftzirkulation,
selbst wenn Nahrungsmittel mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
in den Kühlraum eingelegt
werden oder Außenluft
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in den Kühlraum eingeleitet
wird, weniger Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Eis an den Sperrplatten 22 und 22a der
Drosseleinrichtung 20 besteht. Jedoch besteht, wie es bei der
einschlägigen
Technik erläutert
wurde, dann, wenn die Außentemperatur
Taußen
niedriger als die Bezugsaußentemperatur
Taußen.ref
ist, die Möglichkeit
der Entstehung von Eis an den Sperrplatten 22 und 22a und
Teilen um die Sperrplatten 22 und 22a herum, wenn
Luft mit hoher Feuchtigkeit in den Kühlraum 4 eingeleitet
wird. Die Bezugsaußentemperatur Taußen.ref,
die eine Bezugstemperatur für
die Entstehung von Eis ist, ist auf ungefähr 8,5°C – 12,5°C eingestellt. Dies, da der
Betriebsfaktor des Kühlschranks
unter 20 % fällt,
wenn die Außentemperatur Taußen im Bereich
von ungefähr
8,5°C – 12,5°C liegt, mit
kaum verhandener Luftzirkulation im Kühlraum 4 und hoher
Möglichkeit
der Entstehung von Eis an der Drosseleinrichtung 20. Jedoch
liegt die Bezugsaußentemperatur
Taußen.ref
nicht fest, sondern sie kann geeignet eingestellt werden, wobei
Bedingungen wie die Gefrierraum-Bezugstemperatur Tf.ref, die Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref und die Umgebung, in der der Kühlschrank benutzt wird, berücksichtigt
werden. Übrigens
wird, wenn die Außentemperatur
Taußen
niedriger als die Bezugsaußentemperatur
Taußen.ref
ist, ein Öffnen
der Kühlraumtür erfasst
(S20 und S22). Wenn die Kühlraumtür geöffnet wird,
tritt Außenluft
in den Kühlraum 4 ein,
wodurch die Kühlraumtemperatur
Tc ansteigt. Wenn die Kühlraumtemperatur
Tc auf eine Temperatur über einer voreingestellten
Bezugstemperatur Tref ansteigt, werden die Sperrplatten 22 und 22a für eine vorgegebene
Zeitperiode geöffnet,
und der Lüfter
wird betrieben (S26), da aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen
der Drosseleinrichtung 20, der eingeleiteten Außenluft
und dem Kühlraum
die Wahrscheinlichkeit einer Entstehung von Eis auf der Drosseleinrichtung 20 besteht.
D. h., dass ermittelt wird, ob die Temperaturdifferenz Tc – Tc.ref
vor und nach dem Öffnen/Schließen der
Kühlraumtür höher als
eine Bezugstemperatur Tref ist oder nicht. Wenn die Temperaturdifferenz
Tc – Tc.ref
höher als
die Bezugstemperatur Tref ist, werden die Sperrplatten 22 und 22a geöffnet, und
der Lüfter
wird betrieben. Außerdem
werden, wenn die Öffnungszeitperiode
für die
Sperrplatten 22 und 22a und die Lüfterbetriebs-Zeitperiode verstrichen
sind, die Sperrplatten 22 und 22a erneut geschlossen,
und der Lüfter
wird erneut angehalten, um zu einem regelmäßigen Betriebszustand zurückzukehren
(S26). Obwohl die Temperatur vor dem Öffnen der Kühlraumtemperatur beim Berechnen
der Temperaturdifferenz vor und nach dem Öffnen/Schließen der
Kühlraumtemperatur
als mit der Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref als übereinstimmend
angenommen wird, ist es selbstverständlich auch möglich, eine
Temperatur zu verwenden, wie sie vor dem Öffnen der Kühlraumtür durch die Kühlraum-Temperatursensoren 9 und 11 gemessen
würde.
Außerdem
kann die Bezugstemperatur Tref zum Bestimmen der Möglichkeit
einer Entstehung von Eis durch Versuche geeignet eingestellt werden.
Die Zeitperiode zum Öffnen.
der Sperrplatten 22 und 22a sowie die Zeitperiode
zum Ansteuern des Lüfters werden
als Zeitperiode eingestellt, innerhalb der die Temperatur der Sperrplatten 22 und 22a und
die Temperatur des Kühlraums
zur Übereinstimmung kommen.
Dies, da sich auf den Sperrplatten 22 und 22a oder
dem Kühlluft-Strömungskanal,
die sich auf relativ niedriger Temperatur befinden, wegen der Temperaturdifferenz
zwischen der Kühlraumtemperatur
Tc und der Temperatur der eingelegten Nahrungsmittel oder der Außenluft
Eis bildet. Die eingestellte Zeitperiode kann versuchsweise so bestimmt werden,
dass die oben genannte Bedingung erfüllt ist. Als anderes Kriterium
zum Einstellen der Zeitperioden zum Ansteuern der Sperrplatten und
des Lüfters
kann die Zeitperiode verwendet werden, die erforder lich ist, damit
die Oberflächentemperatur
einer Sperrplatte über
0°C erreicht,
was durch Anbringen eines Sperrphatten-Temperatursensors 50 an einer Oberfläche der
Sperrplatte erfolgt, da dann, wenn sich die Oberflächentemperatur
einer Sperrplatte über
0°C befindet,
keine Möglichkeit
besteht, dass die Feuchtigkeit auf der Sperrplattenoberfläche zu Eis
wird. Indessen werden zwar die Sperrplatten 22 und 22a beim
oben genannten Ausführungsbeispiel einhergehend
mit dem Betrieb des Lüfters
betrieben (S26), jedoch können
die Ziele der Erfindung selbst dann erreicht werden, wenn nur die
Sperrplatten 22 und 22a geöffnet werden, während der
Lüfter
nicht angetrieben wird. Wenn jedoch das Öffnen der Sperrplatten 22 und 22a zusammen
mit dem Antrieb des Lüfters
erfolgt, wie oben angegeben, wird die Kühlluftzirkulation im Kühlschrank
aktiver, was wirkungsvolleres Vermeiden von Eisentstehung auf den Sperrplatten 22 und 22a erleichtert.
Die oben genannte Reihe von Steuerungsschritten wird in einen Mikrocomputer
eingegeben, um den Betrieb des Kompressors, des Lüfters und
der Sperrplatten entsprechend verschiedenen Informationen zu steuern, wie
sie von verschiedenen Sensoren an den Mikrocomputer gelangen.
-
Wie
erläutert,
kann das erfindungsgemäße Verfahren
die Entstehung von Eis auf den Sperrplatten 22 und 22a der
Drosseleinrichtung 20 selbst dann verhindern, wenn Nahrungsmittel
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit oder Außenluft
mit hoher Feuchtigkeit in den Kühlraum
eingegeben werden, wenn der Kühlschrank
in einer Umgebung mit niedriger Temperatur verwendet wird. Aus Versuchen,
bei denen die Kühlraumtür geöffnet/geschlossen
wurde, und Versuchen, bei denen eine Beladung mit hoher Temperatur
und hoher Feuchtigkeit eingelegt wurde, ergab sich bei einem Verfahren
zum Verhindern der Entstehung von Eis auf einer Drosseleinrichtung
in einem Kühlschrank
gemäß der Erfindung keine
Eisbildung auf den Sperrplatten 22 und 22a und
dem Teil um die Sperrplatten 22 und 22a herum. Demgemäß ermöglicht das
erfindungsgemäße Verfahren,
die Kosten eines Kühlschranks
zu senken, da es nicht erforderlich ist, eine Einrichtung wie einen Heizer
zum Entfernen von Eis anzubringen, das sich auf den Sperrplatten 22 und 22a ausbildete.
Außerdem
ermöglicht
das Verhindern der Entstehung von Eis auf der Drosseleinrichtung 20 eine
korrekte Steuerung der Drosseleinrichtung 20, was seinerseits
ein übermäßiges Herunterkühlen des
Kühlraums
und Energieverluste vermeidet.
-
Indessen
ist es zu bevorzugen, das Verfahren des Ausführungsbeispiels zu modifizieren,
wenn es bei einem Kühlschrank
mit einer Drosseleinrichtung mit zwei Sperrplatten angewandt werden
soll, die vorhanden sind, um Kühlluft
für jedes
Fach des Kühlraums
zu steuern, da die Möglichkeit
der Eisbildung besteht, wenn die zwei Sperrplatten gleichzeitig geöffnet werden,
da die Kühlluft
nicht gleichmäßig strömt, wie
es in 6a dargestellt
ist, sondern mit starker Strömung
zur Sperrplatte 22a näher
am Kühlluft-Strömungskanal
und mit schwacher Strömung der
Kühlluft
zu der Sperrplatte 22 auf der entfernten Seite, wie es
in 6b dargestellt ist.
Dies ist besonders schwerwiegend, wenn die Sperrplatten 22 und 22a offen
gelassen werden, während
der Lüfter
angehalten ist.
-
Nun
wird unter Bezugnahme auf die 4 und 7 ein Verfahren zum Überwinden
des oben genannten Problems erläutert.
Das Anbringendes Außentemperatursensors 40 zum
Messen der Außentemperatur
Taußen
an der Außenseite
des Kühlschranks 1 und
die Steuerung des Kühlschrankbetriebs
abhängig
von der durch den Sensor 40 gemessenen Außentemperatur
Taußen
sind identisch mit dem oben genannten Ausführungsbeispiel. Außerdem werden,
da dieses Verfahren mit dem oben genannten Verfahren bis zu den
Schritten S22 und S24 identisch ist, in denen das Öffnen der
Kühlraumtür nach dem
Anhalten des Kom pressors und des Lüfters erfasst werden und die
Temperaturdifferenzen vor und nach dem Öffnen und Schließen der
Kühlraumtür verglichen
werden, detaillierte Erläuterungen zu
diesen Schritten weggelassen.
-
Wenn
die Temperaturdifferenz größer als
ein voreingestellter Bezugswert ist, wird eine zweite Sperrplatte,
d. h. die Sperrplatte 22a, für das untere Fach, die näher am Kühlluft-Strömungskanal
ausgebildet ist, geschlossen, und eine erste Sperrplatte, d. h.
eine Sperrplatte 22 für
das mittlere Fach, die entfernter vom Kühlluft-Strömungskanal liegt, wird geöffnet, damit
die Kühlluft
zur Sperrplatte 22 für
das mittlere Fach strömt,
und es wird auch der Lüfter
betrieben (S30). Daher steigt die Luft hoher Temperatur und hoher
Feuchtigkeit im Kühlraum 4 durch
Konvektion zur Sperrplatte 22 für das mittlere Fach hoch, wo die
Strömung
der Luft in die Sperrplatte 22 auf die aus der Sperrplatte 22 austretende
Kühlluft
trifft, wodurch Kontakt der Luft mit hoher Temperatur und hoher
Feuchtigkeit mit der Sperrplatte 22 verhindert ist und
statt dessen die Luft Wärmeaustausch
mit der Kühlluft
ausführt
und nach unten strömt,
um dadurch die Entstehung von Eis auf der Sperrplatte 22 für das mittlere
Fach zu verhindern. Dann erreicht die Luft nach einer Weile die
Sperrplatte 22a für
das untere Fach, von der keine Kühlluft
ausgelassen wird und an der die Tendenz einer Eisbildung besteht,
da keine Kühlluftströmung von
der Sperrplatte 22a aus besteht. Daher wird die Sperrplatte 22a für das untere Fach
zusätzlich
zu einem Zeitpunkt geöffnet,
zu dem sich Eis auf der Sperrplatte 22a für das untere
Fach bilden könnte
(nachdem ab dem Anhalten des Kompressors eine Zeitspanne verstrichen
ist), um die Entstehung von Eis auf der Sperrplatte 22a für das untere
Fach zu verhindern (S32). In diesem Fall kann das Zeitintervall
zwischen dem Öffnen
der Sperrplatte 22 für
das mittlere Fach und dem Öffnen
der Sperrplatte 22a für
das untere Fach abhängig
von Versuchen geeignet bestimmt werden, wobei die Gefrierraum-Bezugstemperatur
Tf.ref, die Kühlraum-Bezugstemperatur
Tc.ref und die Umgebung, in der der Kühlschrank verwendet wird, berücksichtigt
werden. Wie es beim oben genannten Ausführungsbeispiel erläutert ist,
werden, da die Möglichkeit
einer Eisbildung auf den Sperrplatten 22 und 22a der
Drosseleinrichtung nicht mehr existiert, wenn eine bestimmte Zeitperiode
verstrichen ist, die Sperrplatten 22 und 22a sowohl
für das
mittlere als auch das untere Fach geschlossen, und der Lüfter wird
angehalten (S34).
-
Um
Effekte des erfindungsgemäßen Verfahrens
zu verifizieren, werden Versuche mit einem Öffnen/Schließen der
Kühlraumtür und des
Einlegens einer Beladung (Nahrungsmittel) mit hoher Temperatur und
hoher Feuchtigkeit gemäß der einschlägigen Technik
und der Erfindung ausgeführt.
D. h., dass in einem Zustand, in dem die Außentemperatur Taußen 8,5°C – 12,5°C beträgt und der
Kompressor angehalten ist, einerseits die Sperrplatten 22 und 22a sowohl für das mittlere
als auch das untere Fach gleichzeitig gemäß dem bekannten Verfahren geöffnet werden, während andererseits
die Sperrplatte 22 und das mittlere Fach vorab geöffnet wird
und die Sperrplatte 22a für das untere Fach nach 20 Minuten
ab dem Anhalten des Kompressors geöffnet wird, wobei die Zustände der
Eisbildung auf jeder der Sperrplatten 22 und 22a für diese
Fälle verglichen
werden. Im Ergebnis zeigte es sich, dass sich auf einer Oberfläche der Sperrplatte 22 für das mittlere
Fach Eis bildet, während
sich auf einer Oberfläche
der Sperrplatte 22a für das
untere Fach im Fall des Verfahrens der einschlägigen Technik kein Eis bildet,
wohingegen im Fall der Erfindung auf den Sperrplatten 22 und 22a des
mittleren und des unteren Fachs beinahe kein Eis gebildet ist. Darüber hinaus
wird bei der Erfindung, da die Sperrplatte 22 für das mittlere
Fach vorab geöffnet wird,
um Kühlluft
auszulassen, die erhöhte,
hohe Temperatur heruntergekühlt,
und sie sinkt schnell. Wenn die Sperrplatte 22a für das untere
Fach zu sätzlich
geöffnet
wird, um die Kühlluft
auszulassen, wird die abgesunkene Luft weiter gekühlt, wodurch
ein effektives Kühlen
des Inneren des Kühlschranks
möglich
ist.
-
Der
Fachmann erkennt, dass beim Verfahren zum Verhindern der Entstehung
von Eis auf einer Drosseleinrichtung in einem Kühlschrank gemäß der Erfindung
verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden
können,
ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen dieser
Erfindung abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang
der beigefügten
Ansprüche
und ihrer Äquivalente
gelangen.