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Patent Searching and Data


Title:
REFRIGERATION DEVICE AND OPERATING METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/023689
Kind Code:
A1
Abstract:
A refrigeration device, in particular a household refrigeration device, has a refrigerant circuit which comprises a compressor (7), a switching valve (16), two branches (12, 13) that extend from the switching valve (16), and a first and a second storage compartment (3, 2) that are cooled by the refrigerant circuit, the first storage compartment (3) being cooled solely by the first branch (13). In an alternating operating mode, the switching valve (16) can be switched between a first switching state, in which the first branch (13) is open and the second branch (12) is closed, and a second switching state, in which the first branch (13) is closed and the second branch (12) is open, while the compressor (7) is running. The dwell time of the switching valve (16) is less than 5 minutes at least in the first switching state.

Inventors:
BABUCKE ANDREAS (DE)
FEINAUER ADOLF (DE)
IHLE HANS (DE)
NUIDING WOLFGANG (DE)
ROSNER REINHOLD (DE)
SCHECHINGER SIMON (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/066381
Publication Date:
February 13, 2014
Filing Date:
August 05, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BSH BOSCH SIEMENS HAUSGERAETE (DE)
International Classes:
F25B5/00; F25D11/02; F25B49/02; F25D29/00
Foreign References:
EP2019275A12009-01-28
EP2339276A22011-06-29
EP1424530A12004-06-02
DE102008044387A12010-06-10
EP2136167A12009-12-23
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Kältemittelkreis, der einen Verdichter (7), ein Schaltventil (16) und zwei von dem Schaltventil (16) ausgehende Zweige (12, 13) aufweist, einem ersten und einem zweiten Lagerfach (3, 2), die von dem Kältemittelkreis gekühlt sind, wobei das erste Lagerfach (3) allein über den ersten Zweig (13) gekühlt ist, wobei in einem alternierenden Betriebsmodus das Schaltventil (16) bei laufendem Verdichter (7) zwischen einem ersten Schaltzustand, in dem der erste Zweig (13) offen und der zweite (12) gesperrt ist, und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar ist, in dem der erste Zweig (13) gesperrt und der zweite Zweig (12) offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauer des Schaltventils (16) wenigstens im ersten Schaltzustand kürzer als 5 min ist.

Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerfach (2) allein über den zweiten Zweig (12) gekühlt ist.

Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerfach (2) über beide Zweige (13, 12) gekühlt ist. die zwei Zweige (12, 13) an einem Vereinigungspunkt des zweiten Verdampfers (5) zusammentreffen.

Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauern des Schaltventils (16) im ersten und im zweiten

Schaltzustand länger als 1 min sind.

Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauer des Schaltventils (16) wenigstens im ersten Schaltzustand zwischen 2 und 4 min beträgt.

6. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es im alternierenden Betriebsmodus arbeitet, wenn in beiden Lagerfächern gleichzeitig Kühlbedarf besteht.

7. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn für nur eines der Lagerfächer (2, 3) Kühlbedarf festgestellt wird, das Schaltventil (16) den dem jeweils anderen Lagerfach (3, 2) zugeordneten Zweig (13, 12) sperrt.

8. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauern des Schaltventils (16) im ersten und im zweiten

Schaltzustand durch einen Zeitgeber bestimmt sind.

9. Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauern im ersten und im zweiten Schaltzustand gleich sind.

10. Verfahren zum Betreiben eines Kältegeräts, insbesondere eines

Haushaltskältegeräts, mit einem Kältemittelkreis, der einen Verdichter (7), ein Schaltventil (16) und zwei von dem Schaltventil (16) ausgehende, zueinander parallele Zweige (12, 13) aufweist, einem ersten und einem zweiten Lagerfach (3, 2), die von dem Kältemittelkreis gekühlt sind, wobei das erste Lagerfach (3) allein über den ersten Zweig (13) gekühlt ist, wobei in einem alternierenden

Betriebsmodus das Schaltventil (16) bei laufendem Verdichter (7) zwischen einem ersten Schaltzustand, in dem der erste Zweig (13) offen und der zweite (12) gesperrt ist, und einem zweiten Schaltzustand umgeschaltet wird, in dem der erste Zweig (13) gesperrt und der zweite Zweig (12) offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweildauer des Schaltventils (16) wenigstens im ersten Schaltzustand kürzer als 5 min ist.

Description:
Kältegerät und Betriebsverfahren dafür

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und ein Betriebsverfahren dafür.

Kombinationskältegeräte haben zwei oder mehr Kühlzonen mit unterschiedlichen

Solltemperaturen. Meist ist jeder dieser Kühlzonen ein eigener Verdampfer zugeordnet, und die mehreren Verdampfer sind mit einem gemeinsamen Verdichter in einem

Kältemittelkreis verbunden.

Im einfachsten Falle sind die mehreren Verdampfer im Kältemittelkreis in Reihe geschaltet, so dass sie nur gleichzeitig mit Kältemittel versorgt werden können. Derartige Kältegeräte sind zwar einfach und preiswert, haben aber den Nachteil, dass der Anteil der Kühlleistung, der auf jede Lagerzone entfällt, durch Anordnung und Dimensionierung der Verdampfer fest vorgegeben ist. Aufgrund der unterschiedlichen Solltemperaturen verschiebt sich jedoch das Verhältnis der benötigten Kühlleistungen der Lagerzonen bei wechselnden Umgebungstemperaturen. Daher erreichen derartige Kältegeräte eine hohe Energieeffizienz nur in einem begrenzten Umgebungstemperaturintervall. Um einen energieeffizienten Betrieb auch bei wechselnden Umgebungstemperaturen zu ermöglichen, wird ein Kältemittelkreis benötigt, der es ermöglicht, wenigstens eine der Lagerzonen selektiv zu kühlen, wenn nur in dieser Lagerzone tatsächlich Kühlbedarf besteht. Eine solche selektive Kühlung ist realisierbar durch einen Kältemittelkreis mit zwei parallelen Zweigen und einem Schaltventil, das es erlaubt, jeweils wahlweise einen der beiden Zweige mit Kältemittel zu versorgen.

Die Leistungsfähigkeit des Verdichters ist bei einem modernen Kältegerät so bemessen, dass sie bei einer vorgegebenen maximalen Umgebungstemperatur soeben ausreicht, um den Kühlbedarf aller Lagerzonen des Geräts zu decken. Wenn die maximale zulässige Umgebungstemperatur tatsächlich erreicht wird, muss deshalb der Verdichter

ununterbrochen laufen, um die Solltemperatur zu halten. Bei einer hohen Umgebungstemperatur besteht daher eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass in zwei Lagerzonen gleichzeitig Kühlbedarf auftritt. Dieser Bedarf kann aber nicht gleichzeitig befriedigt werden. Herkömmlicherweise behilft man sich, indem der

Kältemittelstrom zwischen den Verdampfern umgeschaltet wird. Da die Lebensdauer der Schaltventile begrenzt und das Schalten mit einer für den Benutzer eventuell störenden Geräuschentwicklung verbunden ist, ist man herkömmlicherweise bemüht, die Zahl der Ventilbetätigungen zu minimieren, und es wird erst dann vom ersten Verdampfer auf den zweiten umgeschaltet, wenn die Versorgung des ersten Verdampfers zu einer messbaren Abkühlung des von ihm gekühlten Lagerfachs geführt hat, oder unter normalen

Betriebsbedingungen, d.h. wenn nicht z.B. versehentlich eine Tür des Lagerfachs offen gelassen worden ist, einer messbaren Abkühlung hätte führen sollen. Dies ist

typischerweise nach einer Versorgungsdauer von ca. 20 min der Fall.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Energieeffizienz und/ oder die Kälteleistung eines Kältegeräts bzw. eines Betriebsverfahrens für ein Kältegerät zu verbessern.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit einem Kältemittelkreis, der einen Verdichter, ein Schaltventil und zwei von dem Schaltventil ausgehende Zweige aufweist, einem ersten und einem zweiten Lagerfach, die von dem Kältemittelkreis gekühlt sind, wobei das erste Lagerfach allein über den ersten Zweig gekühlt ist, und wobei in einem alternierenden

Betriebsmodus das Schaltventil bei laufendem Verdichter zwischen einem ersten

Schaltzustand, in dem der erste Zweig offen und der zweite gesperrt ist, und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar ist, in dem der erste Zweig gesperrt und der zweite Zweig offen ist, die Verweildauer des Schaltventils im ersten Schaltzustand kürzer als 5 Minuten ist.

Die Folge dieser Maßnahme ist, dass eine Kühlung des ersten Lagerfachs spätestens nach 5 Minuten unterbrochen wird. Diese Zeit ist deutlich kürzer als die normalerweise in einem Kältegerät angestrebte Verdichterlaufzeit - diese versucht man normalerweise möglichst lang, in der Regel 20 Minuten oder länger, zu machen, um Effizienzverluste, die mit einem Ein- und Ausschalten des Verdichters verbunden sind, zu minimieren - mit der Folge, dass ein Verdampfer des ersten Zweiges, der das erste Lagerfach kühlt, während der im ersten Schaltzustand zugebrachten Zeit bei Weitem nicht so stark abkühlt wie bei einer Verweildauer von 20 Minuten oder mehr. Nach dem Übergang in den zweiten Schaltzustand hat dieser Verdampfer Zeit, sich wieder zu erwärmen, so dass auch bei einem späteren erneuten Umschalten in den ersten Schaltzustand keine tiefe Temperatur des Verdampfers erreicht wird. Der Verdampfer arbeitet daher im Mittel bei einer höheren Temperatur, als er dies bei kontinuierlichem Betrieb tun würde. Der Temperaturgradient zwischen dem Verdampfer und der Umgebung des Kältegeräts ist daher relativ gering, und dementsprechend gering ist auch der Wärmezufluss von außen zum Verdampfer. Außerdem führt die relativ hohe Verdampfungstemperatur zu einem erhöhten Druck im Verdampfer, und dementsprechend hoch ist auch die Masse des - bei gegebenem Volumendurchsatz des Verdichters - umgewälzten Kältemittels. Auch dies wirkt sich positiv auf die Energieeffizienz und die Kälteleistung aus. Durch Simulationsrechnungen lässt sich zeigen, dass durch die aus der alternierenden Versorgung der beiden Zweige resultierende mittlere Temperaturerhöhung des ersten Verdampfers der Energieaufwand für die Kühlung des ersten Lagerfachs um mehrere Prozent verringert werden kann oder die Kälteleistung des Geräts gesteigert werden kann.

Das zweite Lagerfach ist einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge allein über den zweiten Zweig gekühlt. Insbesondere in diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn auch die Verweildauer des Schaltventils im zweiten Zustand kürzer als 5 Minuten ist, um die Vorteile der hohen mittleren Verdampferbetriebstemperatur auch in Bezug auf das zweite Lagerfach zu erzielen.

Einer zweiten Ausgestaltung zufolge kann das zweite Lagerfach über beide Zweige gekühlt sein. Hiefür können die zwei Zweige an einem Vereinigungspunkt des das zweiten Lagerfach kühlenden zweiten Verdampfers zusammentreffen, sie können aber auch parallel zueinander über den zweiten Verdampfer verlaufen und sich erst zwischen diesem und einem Sauganschluss des Verdichters vereinigen.

Überraschenderweise wird keine nennenswerte Effizienzverbesserung oder

Kälteleistungsverbesserung beobachtet, wenn die Verweildauer des Schaltventils im ersten und/oder im zweiten Schaltzustand kürzer als 1 Minute ist. Die größte Effizienzverbesserung oder Kälteleistungsverbesserung ist den Simulationsrechnungen zufolge bei einer Verweildauer wenigstens im ersten

Schaltzustand von zwischen 2 und 4 Minuten zu erwarten.

Der alternierende Betriebsmodus sollte wenigstens dann aktiv sein, wenn in beiden Lagerfächern gleichzeitig Kühlbedarf besteht.

Wenn nur für eines der Lagerfächer Kühlbedarf festgestellt wird, sollte das Schaltventil den dem jeweils anderen Lagerfach zugeordneten Zweig sperren. Im einfachsten Fall sind die Verweildauern des Schaltventils im ersten und im zweiten

Schaltzustand durch einen Zeitgeber bestimmt. Die von einem solchen Zeitgeber von Mal zu Mal identisch vorgegebene Verweildauer kann der Einfachheit halber für den ersten und den zweiten Schaltzustand dieselbe sein. Denkbar ist aber grundsätzlich auch, die Verweildauer in den beiden Schaltzuständen mit Hilfe von - bei vielen Kältegeräten ohnehin vorhandenen - Temperaturfühlern an den Verdampfern zu steuern, indem jeweils bei vorgegebenen Umschalttemperaturen des ersten (oder zweiten) Verdampfers in den zweiten (bzw. ersten) Schaltzustand

gewechselt wird. So kann der Temperaturgradient zwischen Verdampfern und Umgebung genau gesteuert werden, doch sind die Verweildauern nicht zwangsläufig von Mal zu Mal identisch.

Erfindungsgegenstand ist auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kältegeräts mit einem Kältemittelkreis, der einen Verdichter, ein Schaltventil und zwei von dem Schaltventil ausgehende, zueinander parallele Zweige aufweist, einem ersten und einem zweiten Lagerfach, die von dem Kältemittelkreis gekühlt sind, wobei das erste Lagerfach allein über den ersten Zweig gekühlt ist, wobei in einem alternierenden Betriebsmodus das Schaltventil bei laufendem Verdichter zwischen einem ersten Schaltzustand, in dem der erste Zweig offen und der zweite gesperrt ist, und einem zweiten Schaltzustand umgeschaltet wird, in dem der erste Zweig gesperrt und der zweite Zweig offen ist, und die Verweildauer des Schaltventils wenigstens im ersten Schaltzustand kürzer als 5 Minuten ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden

Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der

Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können;

stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die

Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen

Kältegeräts; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen

Kältegeräts;

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines von einer Steuerschaltung des Kältegeräts ausgeführten Betriebsverfahrens; und

Fig. 4 eine exemplarische zeitliche Entwicklung der

Verdampfertemperaturen des Kältegeräts aus Fig. 1 oder 2.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Haushaltskältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse 1 , dessen Innenraum in zwei Lagerfächer mit unterschiedlichen Solltemperaturen, hier ein Gefrierfach 2 und ein Normalkühlfach 3, unterteilt ist. Die Unterteilung ist hier eine Wand 4, die wie die Fächer 2, 3 umgebende Wände des Gehäuses 1 mit Isoliermaterial ausgefüllt ist und an deren Vorderkante in der Figur nicht gezeigte Türen des Gefrierfachs 2 und des Normalkühlfachs 3 in geschlossener Stellung anschlagen.

Ein Kältemittelkreis des Geräts umfasst einen Verdichter 7 und eine von dessen

Druckanschluss ausgehende Leitung, an der in an sich bekannter Weise ein z.B. an einer Rückwand des Gehäuses 1 angebrachter Verflüssiger 8 und ein Trockner 9 angeordnet sind. An einem Wegeventil 16 teilt sich die Leitung in zwei parallele Zweige 12, 13. Der Zweig 12 umfasst eine Kapillare 10 und einen das Gefrierfach 2 kühlenden Verdampfer 5, der Zweig 13 eine Kapillare 1 1 und einen das Normalkühlfach 3 kühlenden Verdampfer 6. Die Verdampfer 5, 6 sind hier als Coldwall-Verdampfer dargestellt, es kommen aber auch andere Verdampfertypen in Betracht.

Eine Saugleitung 14 erstreckt sich von Ausgangsanschlüssen der Verdampfer 5, 6 über einen Zusammenfluss 15 zu einem Sauganschluss eines Verdichters 7.

Eine Steuerschaltung 17 zum Ein- und Ausschalten des Verdichters ist mit

Temperaturfühlern 18, 19 verbunden, die am Gefrierfach 2 bzw. dem Normalkühlfach 3 beabstandet von deren Verdampfern 5, 6 angeordnet sind, um einen für die

Lufttemperatur im betreffenden Fach 2, 3 bzw. die Temperatur des darin aufbewahrten Kühlguts repräsentativen Messwert zu erfassen. Die Steuerschaltung 17 ist mit dem Wegeventil 16 sowie einer nicht dargestellten

Benutzerschnittstelle verbunden, an der ein Benutzer in fachüblicher Weise

Solltemperaturen der Fächer 2, 3 einstellen kann. Von diesen Solltemperaturen leitet die Steuerschaltung 17 Einschaltschwellen T2ein, T3ein und Ausschaltschwellen T2aus, T3aus ab, die jeweils ein Intervall vorgegebener Breite um die Solltemperatur jedes Fachs 2, 3 herum definieren.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Kältegeräts in einem zu Fig. 1 analogen Schnitt. Einander entsprechende Komponenten der beiden Ausgestaltungen sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen und werden mit Bezug auf Fig. 2 nur insoweit beschrieben, als Unterschiede zur Fig. 1 vorhanden sind. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausgestaltungen ist, dass gemäß Fig. 2 ein

Zusammenfluss, an dem die beiden Zweige 12, 13 sich wieder vereinigen, auf dem Verdampfer 5, in enger Nachbarschaft zu einer durch das stromabwärtige Ende der Kapillare 10 gebildeten Einspritzstelle 20, angeordnet ist. Diese Anordnung hat zur Folge, dass wenn der Temperaturfühler 19 Kühlbedarf im Normalkühlfach 3 erkennt, beide Verdampfer 6, 5 in Reihe mit Kältemittel versorgt werden. Das in dem Flussdiagramm der Fig. 3 wiedergegebene Arbeitsverfahren wird von der Steuerschaltung 17 des Kältegeräts aus Fig. 1 oder Fig. 2 fortlaufend wiederholt.

In Schritt S1 wird überprüft, ob seit der vorgehenden Durchführung des Verfahrens die vom Temperaturfühler 19 erfasste Temperatur T3 des Normalkühlfachs 3 die

Einschaltschwelle T3ein überschritten hat. Der Verdichter 7 kann zu diesem Zeitpunkt ein- bzw. ausgeschaltet sein. Wenn die Einschaltschwelle T3ein nicht überschritten worden ist, wird in Schritt S2 eine entsprechende Überprüfung für das Gefrierfach 2 durchgeführt.

Falls auch hier die Einschaltschwelle T2ein seit der vorhergehenden Durchführung des Verfahrens nicht überschritten worden ist, wird in Schritt S3 überprüft, ob die

Ausschaltschwelle T3aus des Normalkühlfachs unterschritten wurde. Falls ja, dann muss der Verdichter 7 in Betrieb sein und wird in Schritt S4 ausgeschaltet. Wenn nein, wird eine entsprechende Überprüfung in Schritt S5 für das Gefrierfach 2 durchgeführt. Wenn T2aus unterschritten worden ist, wird ebenfalls in Schritt S4 der Verdichter 7 ausgeschaltet; anderenfalls endet das Verfahren, ohne das der Betriebszustand des Verdichters 7 oder des Wegeventils 16 geändert worden ist.

Wird hingegen in Schritt S1 eine Überschreitung der Einschaltschwelle T3ein festgestellt, dann wird zunächst in Schritt S6 das Wegeventil 16 in diejenige seiner zwei

Schaltstellungen versetzt, in der der Zweig 13 offen und der Zweig 12 gesperrt ist, bevor das Verfahren zu Schritt S8 übergeht.

Wird hingegen in Schritt S2 eine Überschreitung der Einschaltschwelle T2ein des

Gefrierfachs 2 festgestellt, dann wird das Wegeventil 16 in Schritt S7 in die Schaltstellung versetzt, in der der über das Gefrierfach verlaufende Zweig 12 offen und der Zweig 13 des Normalkühlfachs gesperrt ist.

In Schritt S8 wird überprüft, ob der Verdichter 7 in Betrieb ist oder nicht. Wenn nicht, dann wird er in Schritt S9 eingeschaltet. So wird jeweils der Verdampfer desjenigen Fachs mit Kältemittel versorgt, in dem Kühlbedarf festgestellt worden ist. Im Anschluss daran kann das Verfahren enden oder es kann, wie in der Figur gezeigt, zu S3 springen. Ist jedoch der Verdichter 7 zum Zeitpunkt von Schritt S8 bereits in Betrieb, dann bedeutet dies, dass vorher bereits eines der beiden Fächer 2, 3 gekühlt wurde und nun auch das zweite Fach Kühlbedarf hat. Da unmittelbar zuvor Schritt S6 oder S7 durchgeführt worden ist, wird zum Zeitpunkt des Schritts S8 bereits der Zweig 12 oder 13 des zweiten Fachs mit Kältemittel versorgt, so dass in dem zweiten Fach eine Kühlwirkung mit minimaler Verzögerung einsetzt.

In der Folge wird in Schritt S10 ein Zeitgeber gestartet, um eine Verweilzeit At abzumessen. Die Dauer der Verweilzeit At kann zwei unterschiedliche Werte annehmen, je nachdem, in welchem der Fächer 2, 3 als zweites Kühlbedarf aufgetreten ist, oder er kann für beide Fächer identisch sein. Hier beträgt sie für beide Fächer 2, 3 drei Minuten. Die Verweilzeit At ist lang im Vergleich zu einer eventuellen Wartezeit zwischen dem Ende einer Iteration des Verfahrens und dem Beginn der nachfolgenden.

Nach Ablauf der Verweilzeit At wird in Schritt S1 1 das Wegeventil 16 umgeschaltet, d.h. wenn während der Verweilzeit des Schritts S9 der Zweig 12 offen war, wird er nun gesperrt und der Zweig 13 geöffnet, und wenn während der Verweilzeit des Schritts S9 der Zweig 13 offen war, wird nun an seiner Stelle der Zweig 12 geöffnet.

In Schritt S12 wird geprüft, ob der Kühlbedarf des Normalkühlfachs 3 gedeckt ist, d.h. ob T3ein unter T3aus abgefallen ist. Wenn ja, dann bedeutet dies, dass während der

Verweilzeit At der Zweig 13 offen gewesen sein muss und nun der Zweig 12 offen ist, an dem das Gefrierfach 2 liegt. Das Verfahren kann daher an diesem Punkt enden, mit der Folge, dass der weiterhin laufende Verdichter 7 nun den Zweig 12 versorgt. Wird hingegen in Schritt S12 festgestellt, dass der Kühlbedarf des Gefrierfachs 2 gedeckt ist, dann muss während der vorhergehenden Verweilzeit At der Zweig 12 offen gewesen sein, so dass, wenn das Verfahren nun endet, das Kältemittel über den Zweig 13 fließt und das Normalkühlfach 3 kühlt. Ist hingegen keine der Ausschaltschwellen T3aus, T2aus unterschritten worden, dann kehrt das Verfahren zu Schritt S9 zurück, um eine neue Verweilzeit At zu beginnen. Fig. 4 zeigt exemplarisch die zeitliche Entwicklung der Temperatur Tv, die sich aus der Durchführung des Verfahrens der Fig. 2 an einem der Verdampfer 5, 6 des Kältegeräts aus Fig. 1 bzw. am Verdampfer 6 des Kältegeräts der Fig. 2 ergeben kann. Der

Einfachheit halber wird im Folgenden nur der Fall betrachtet, dass Fig. 4 die Temperatur des Verdampfers 6 zeigt; dass im Falle des Kältegeräts aus Fig. 1 ein ähnlicher Verlauf auch am Verdampfer 5 auftreten kann, dürfte anhand der nachfolgenden Erläuterungen unmittelbar einsichtig sein.

Ein Zeitpunkt, an dem eine Überschreitung der Einschaltschwelle T3ein festgestellt (S1 ) und infolgedessen der Verdichter 7 eingeschaltet wird (S9), ist in Fig. 4 mit tO bezeichnet. Da der Verdampfer 6 zum Normalkühlfach 3 gehört, ist die Temperatur Tv des

Verdampfers 6 (die sich im Allgemeinen von der Temperatur T3 des Normalkühlfachs 3 unterscheidet) zu diesem Zeitpunkt einige Grad über 0°C. Mit der nach Einschalten des Verdichters 7 einsetzenden Zufuhr von flüssigem Kältemittel zum Verdampfer 6 über den Zweig 13 nimmt die Verdampfertemperatur Tv schnell ab und kann bereits nach wenigen Minuten 0°C erreichen. In dieser Zeit wird das Verfahren der Fig. 2 mehrfach iteriert.

Wenn dabei kein Kältebedarf im anderen Fach, hier dem Gefrierfach 2, festgestellt wird, wird der Verdampfer 6 kontinuierlich mit Kältemittel versorgt, und seine Temperatur Tv nimmt kontinuierlich ab, wie durch eine gestrichelte Kurve A in Fig. 4 dargestellt. Diese Kurve A konvergiert gegen eine Sättigungstemperatur, die der Siedetemperatur des Kältemittels bei dem vom Verdichter 7 in den Verdampfern 5, 6 aufrechterhaltenen Druck entspricht. Diese Sättigungstemperatur wird im Betrieb des Kältegeräts nicht erreicht, da das Normalkühlfach 3 nicht soweit abgekühlt werden darf. Damit sich die

Verdampfertemperatur Tv der Sättigungstemperatur bis auf eine Differenz von wenigen °C annähert, ist eine kontinuierliche Versorgung des Verdampfers 6 mit Kältemittel über eine Zeitspanne von 20 Minuten oder mehr erforderlich.

Falls kurz nach tO in einer weiteren Iteration des Verfahrens von Fig. 2 auch im

Gefrierfach 2 die Einschaltschwelle T2ein überschritten wird (S1 ), schaltet die

Steuereinheit 17 zum Zeitpunkt t1 , nach Verstreichen der Verweilzeit At des Schritts S10, also frühestens 3 Minuten nach tO, das Wegeventil 16 um, um den Verdampfer 5 zu versorgen. Da der Verdampfer 6 nun von der Kältemittelzufuhr abgeschnitten ist, steigt seine Temperatur durch Wärmeaustausch mit dem Fach 3 wieder an, wie in der durchgezogenen Kurve B dargestellt, so dass, wenn nach abermaligem Verstreichen der Verweilzeit At, zum Zeitpunkt t2, das Wegeventil 16 erneut umgeschaltet wird, die Temperatur des Verdampfers 6 deutlich höher ist als zum Zeitpunkt t1 . Die hohe

Temperatur sorgt für eine schnelle Verdampfung des zugeführten flüssigen Kältemittels, und in der Folge für einen hohen Massendurchsatz und einen entsprechend guten Wirkungsgrad des Verdichters 7.

Zeitspannen, in denen der Verdampfer 6 mit Kältemittel versorgt wird, und solche, in denen er von der von der Versorgung abgeschnitten ist, wechseln sich jeweils im

Zeitabstand At, zu Zeitpunkten t3, t4, ... ab. Die regelmäßige Unterbrechung der Kältemittelzufuhr zum Verdampfer 6 und die daraus resultierende relativ geringe Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer 6 und dem von ihm gekühlten Fach 3 hat zur Folge, dass die Zeit bis zum Erreichen der

Ausschalttemperatur T3aus zum Zeitpunkt tn deutlich länger ist als bei ausschließlicher Versorgung des Verdampfers 6. Da der Verdampfer 6 jedoch in den Zeiten, in denen er mit Kältemittel versorgt wird, eine relativ hohe Temperatur aufweist und dadurch einen effizienten Betrieb des Verdichters 7 ermöglicht, ist der Teil der Zeitspanne [tO, tn], in der der Verdampfer 6 mit Kältemittel versorgt wird, kürzer als die Zeitspanne [tO, tn'], die bei kontinuierlicher Versorgung des Verdampfers 6 mit Kältemittel zum Erreichen der Ausschalttemperatur T3aus erforderlich ist.

Eine zur in Fig. 4 gezeigten Kurve B ähnliche Entwicklung der Temperatur würde man auch am Verdampfer 5 des Kältegeräts aus Fig. 1 beobachten, wenn dieser im Falle gleichzeitigen Kältebedarfs der Fächer 2, 3 alternierend mit dem Verdampfer 6 mit Kältemittel versorgt wird. Beim Kältegerät der Fig. 2 ist für den Verdampfer 5 insofern mit einer abweichenden Entwicklung der Verdampfertemperatur Tv zu rechnen, als im Falle gleichzeitigen Kältebedarfs beider Fächer 2, 3 der Verdampfer 5 nie vollständig von der Kältemittelzufuhr abgeschnitten ist, sondern allenfalls zeitweilig dem Verdampfer 6 in Reihe nachgeschaltet ist. Folglich zirkuliert kaltes Kältemittel ständig im Verdampfer 5, solange der Verdichter 7 läuft, mit der Folge, dass der Temperaturanstieg des

Verdampfers 5 zu den Zeiten, in denen der Verdampfer 6 mit Kältemittel versorgt wird, im Vergleich zur Kurve B verlangsamt ist, oder, falls flüssiges Kältemittel in nicht

vernachlässigbarer Menge bis in den Verdampfer 5 gelangt, dessen Temperatur auch zu Zeiten, in denen der Verdampfer 6 versorgt wird, weiter fällt. So erreicht der Verdampfer 5 bereits kurz nach Einschalten des Verdichters 7 eine zum Kühlen des Gefrierfachs 2 erforderliche tiefe Betriebstemperatur.

BEZUGSZEICHEN

1 Gehäuse

2 Gefrierfach

3 Normalkühlfach

4 Wand

5 Verdampfer

6 Verdampfer

7 Verdichter

8 Verflüssiger

9 Trockner

10 Kapillare

1 1 Kapillare

12 Zweig

13 Zweig

14 Saugleitung

15 Zusammenfluss

16 Wegeventil

17 Steuerschaltung

18 Temperaturfühler

19 Temperaturfühler

20 Einspritzstelle