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WO2006047797A1 | 2006-05-11 | |||
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US4272969A | 1981-06-16 | |||
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DE2704562A1 | 1978-08-10 | |||
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BOHIGAS X ET AL: "Room-Temperature Magnetic Refrigerator Using Permanent Magnets", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 36, no. 3, May 2000 (2000-05-01), XP011032453, ISSN: 0018-9464
LI ET AL: "A practical model for analysis of active magnetic regenerative refrigerators for room temperature applications", INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION, ELSEVIER, PARIS, FR, vol. 29, no. 8, 22 November 2006 (2006-11-22), pages 1259 - 1266, XP005775726, ISSN: 0140-7007
Kühl- und/oder Gefriergerät
Ansprüche
1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem magnetischen Kühler, mit einem kalten Wärmetauscher zur Kühlung des Kühl- und/oder Gefrierraums des Gerätes sowie mit Mitteln zur Erfassung eines für die Temperatur des kalten Wärmetauschers repräsentativen Wertes, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Steuer- oder Regelungseinheit aufweist, mittels derer die Temperatur und/oder die Menge des dem kalten Wärmetauscher zugeführten Wärmeträgermediums derart einstellbar ist, dass die Temperatur des kalten Wärmetauschers im Kühlbetrieb nicht unter 0 0 C sinkt.
2. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Pumpe zur Förderung des Wärmeträgermediums aufweist und daß die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, daß sie die Förderleistung der Pumpe verändert.
3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, daß sie die Stärke oder Position des in dem magnetischen Kühler wirkenden Magnetfeldes verändert.
4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass die Temperatur des kalten Wärmetauschers auf einen vorgegebenen Sollwert oder in einem Sollwertbereich eingeregelt wird.
5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kühler und/oder die Pumpe derart ausgeführt sind, daß sie im Dauerbetrieb laufen. |
Kühl- und/oder Gefriergerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem magnetischen Kühler, mit einem kalten Wärmetauscher zur Kühlung des Kühl- und/oder Gefrierraums des Gerätes sowie mit Mitteln zur Erfassung einer für die Temperatur des kalten Wärmetauschers repräsentativen Wertes.
Kühl- und/oder Gefriergeräte mit magnetischer Kühlung arbeiten nach dem Prinzip des sogenannten magnetokalorischen Effektes. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass der magnetische Kühler Wärmetauschereinheiten aufweist, die aus einem Material bestehen oder ein Material aufweisen, das sich bei der Magnetisierung erwärmt und das bei der Entmagnetisierung eine Temperaturerniedrigung erfährt. Wird ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Sole oder ein Alkoholgemisch, durch die auf diese Weise erwärmte Wärmetauschereinheit geführt, erfährt es eine Temperaturerhöhung. Wird es demgegenüber durch die kalte Wärmetauschereinheit geführt, erfährt es dementsprechend eine Temperaturemiedrigung. Das auf diese Weise gekühlte Wärmeträgermedium wird sodann durch den sogenannten kalten Wärmetauscher geführt, der im oder im Bereich des Kühl- bzw. Gefrierraums angeordnet ist und zu dessen Kühlung dient.
Bei vorbekannten Kühl- und/oder Gefriergeräten ist es üblich, dass der magnetische Kühler mit Pumpe beim Erreichen eines Temperaturausschaltwertes ausgeschaltet wird. Dies bedeutet, dass der magnetische Kühler sowie die Pumpe ausgeschaltet werden, wenn der Wärmetauscher bzw. der zu kühlende Raum einen bestimmten unteren Temperaturwert erreicht hat. Sodann erfolgt bei ausgeschaltetem magnetischen Kühler und Pumpe die Erwärmung des Kühl- bzw. Gefrierraums sowie des kalten Wärmetauschers. Die Einschaltung des magnetischen Kühlers mit Pumpe erfolgt erst dann wieder, wenn der kalte Wärmetauscher vollständig abgetaut wurde. Das erneute Einschalten kann beispielsweise bei einer Temperatur des kalten Wärmetauschers von +5 0 C erfolgen.
Diese Vorgehensweise ist insofern nachteilig, als dass der Energieverbrauch des Gerätes vergleichsweise hoch ist und darüber hinaus aufgrund des periodischen Betriebs des magnetischen Kühlers und der Pumpe Temperaturschwankungen bestehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dieses hinsichtlich des Energieverbrauchs verbessert ist und bei dem Temperaturschwankungen vermieden oder auf ein Minimum reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Gerät eine Steuer- oder Regelungseinheit aufweist, mittels derer die Temperatur und/oder die Menge des dem kalten Wärmetauscher zugeführten Wärmeträgermediums derart einstellbar ist, dass die Temperatur des kalten Wärmetauschers im Kühlbetrieb nicht unter +0 0 C sinkt. Dies bedeutet, dass die Steuer- oder Regeleinheit die Kälteleistung derart einstellt, dass der kalte Wärmetauscher keine Temperatur von unter 0 0 C annimmt, wodurch dessen Vereisung wirksam verhindert werden kann. Aufgrund der verringerten Kälteleistung ist der kalte Wärmetauscher entsprechend der Größe des
Kühl- und/oder Gefrierraumes vergleichsweise groß auszulegen, um insgesamt die erforderliche Kühlung bereitstellen zu können.
Das Gerät kann eine Pumpe zur Förderung des Wärmeträgermediums aufweisen und die Steuer- oder Regelungseinheit kann derart ausgeführt sein, dass sie auf die Förderleistung der Pumpe einwirkt. Denkbar ist somit beispielsweise, die Förderleistung der Pumpe zu reduzieren, d. h. die Fördermenge des von der Pumpe geförderten Wärmeträgermediums zu verringern, um sicherzustellen, dass der kalte Wärmetauscher keine Temperaturen von unter 0 0 C erreicht.
Ebenso ist es denkbar, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie auf die Stärke und/oder Position des in dem magnetischen Kühler wirkenden Magnetfeldes einwirkt. Denkbar ist somit ferner, die Kälteleistung beispielsweise durch eine Reduzierung des Magnetfeldes zu verringern. Wirkt ein schwächeres Magnetfeld ein, ist der magnetokalorische Effekt entsprechend verringert und es kommt es zu einer geringeren Erwärmung bzw. Abkühlung des durch den magnetischen Kühler strömenden Wärmeträgermediums, so dass dementsprechend auch die Kälteleistung des kalten Wärmetauschers reduziert ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinheit derart ausgeführt ist, dass die Förderleistung der Pumpe und/oder die Magnetisierung im magnetischen Kühler in Abhängigkeit einer Regelabweichung, d. h. der Abweichung des gemessenen Wertes von einem Sollwert oder Sollwertbereich erfolgt. Liegt die gemessene Temperatur bereits im Bereich des Temperatur-Sollwertes, kann eine Veränderung der Förderleistung der Pumpe oder der Magnetisierung im magnetischen Kühler nicht erforderlich sein bzw. je nach Regelabweichung kommt eine Steigerung oder Verringerung der Förderleistung der Pumpe bzw. der Stärke des Magnetfeldes in Betracht.
Denkbar ist es somit, die Förderleistung der Pumpe und/oder die Stärke oder Position des Magnetfeldes als Stellgrößen eines Regelkreises einzusetzen, dessen Sollgröße ein Temperaturwert oder auch einen Temperaturbereich darstellt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der magnetische Kühler und/oder die Pumpe zur Förderung, des Wärmeträgermediums derart ausgeführt sein können, dass sie im Dauerbetrieb laufen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass erfindungsgemäß ein Abtauzyklus nicht erforderlich ist, da der kalte Wärmetauscher nicht oder allenfalls kurzzeitig bei Temperaturen unter 0 0 C betrieben wird. Sollte die Temperatur des kalten Wärmetauschers doch unter 0 0 C fallen, kann vorgesehen sein, dass azyklisch ein Abtauzyklus eingeschoben wird, sollte dies erforderlich sein. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass aufgrund des gleichmäßigen und konstanten Betriebes des magnetischen Kühlers und/oder der Pumpe der Energieverbrauch des Gerätes gegenüber vorbekannten Geräten verringert ist und dass auch Temperaturschwankungen nicht oder nur in verringertem Maße auftreten.
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