DE3806205C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen kom­ pressorbetriebenen Kühlschrank mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 27 26 954 ist ein Kühlschrank bekannt, der auf einem energiesparenden Betrieb mit Kältespeicher gerichtet ist. Die US-PS 30 70 973 beschreibt einen Kühlschrank, bei dem ein Temperaturanstieg während eines Abtauvorgangs mit Hilfe eines Kältespeichers verhindert werden soll.

Ferner ist es bekannt, einen Kühlschrank mit einem Kältespeicher­ material zu versehen, um die Kühlleistung eines Kühlkreis­ laufes zu steigern. Ein Beispiel für einen derartigen Kühl­ schrank des Kältespeichertyps ist in der japanischen Ge­ brauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 53-10 586, eingereicht am 9. Oktober 1973 für Kenichi KAGAWA, offenbart. Gemäß dieser japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 53-10 586 sind ein Hilfsverdampfer und ein Hilfskondensator innerhalb eines Gehäuses angeordnet, das das Kältespeicher­ material beinhaltet. Der Hilfsverdampfer und der Hilfskon­ densator sind in Parallelanordnung in einem Flüssigkeits­ kreislauf miteinander verbunden, um die Betriebsleistungs­ fähigkeit des Kühlkreislaufes, insbesondere die Betriebs­ leistungsfähigkeit eines Kompressors zu erhöhen.

Es sind bereits Betrachtungen über die Möglichkeiten der Benutzung von Kältespeichermaterialien in Kühlschränken zum Zwecke des Ausgleichens des Netz-Energieverbrauchs während einer 24-Stunden-Periode durch Verbrauch von Energie ("Nachtstrom"), die ansonsten nicht verbraucht würde, ange­ stellt worden. Ein derartiger Kühlschrank ist wie folgt aufgebaut:

Zum Kühlen von Kühlschrank-Fächern ist ein Hauptverdampfer vorgesehen, und zum Kühlen des Kältespeichermaterials ist ein Kältespeicherverdampfer vorgesehen. Eine zeitgesteuerte Umschalteinrichtung ändert selektiv die Betriebsart des Kühlschranks. In einer ersten Betriebsart (gewöhnlicher Kühlbetrieb) läuft der Kältemittelstrom durch den Hauptverdampfer. In einer zweiten Be­ triebsart werden die Kühlschrankfächer durch den Kältespei­ cher gekühlt. In einer dritten Betriebsart wird der Kältespeicher durch den Kältespeicherverdampfer gekühlt. Der Kältespeicher ist in einer Weise ein­ gebaut, die es gestattet, diesen durch den Kältespeicher­ verdampfer zu kühlen. Ein Thermoheber ist in einer Weise vorgesehen, die eine Wärmeübertragung zwischen dem Haupt­ verdampfer und dem Kältespeicher gestattet. Der Thermoheber ist durch eine Rohrleitung, die einen ge­ schlossenen Kreislauf bildet, verwirklicht, wobei die Rohr­ leitung in sich eine Arbeitsflüssigkeit, beispielsweise ein Kältemittel, enthält. In den Nachtstunden, während derer ein nur geringer Energiebedarf besteht, wird der Kältespeicher vollständig durch den Kältespeicherverdampfer gekühlt. Für eine vorbestimmte Zeitperiode während des Ta­ ges, während der ein größerer Energiebedarf besteht, wer­ den die Kühlschrank-Fächer statt in der ersten Betriebsart, d. h. im gewöhnlichen Kühlbetrieb, der einen großen Ener­ gieverbrauch erfordert, in der zweiten Betriebsart gekühlt, d. h. die Kühlung wird mittels des Kältespeichers durchgeführt. Während der zweiten Betriebsart für die Küh­ lung tauscht der Thermoheber Wärme zwischen dem Kältespei­ cher und dem Hauptverdampfer aus. Ein Kompressor, der während der Kühlung mittels der ersten Betriebsart Kältemittel an den Hauptverdampfer liefert und den größten Anteil an Energie verbraucht, die der Kühlschrank benötigt, wird nicht betrieben. Daher erfordert die zweite Betriebsart weniger Energie als die erste Betriebsart, um die Kühl­ schrank-Fächer zu kühlen.

Indessen steigt bei diesem Kühlschranktyp, wenn die Kühl­ schrank-Fachtür geöffnet oder geschlossen wird, während die umgebende Raumtemperatur hoch ist, wie dies beispielsweise im Sommer der Fall ist, die Temperatur in dem betreffenden Fach aufgrund der hohen Temperatur der Raumluft, die in dieses Fach strömt, an. Dies bewirkt, daß die Kältespei­ cher-Kühlbetriebsart häufig während derjenigen Tageszeitperiode erforderlich wird, der die zweite Kühlbe­ triebsart zugeordnet ist.

Im Gegensatz dazu ist, wenn die Raumtemperatur niedriger ist, d. h. beispielsweise im Winter, der Betrag des Tempe­ raturanstiegs in jedem Fach klein, und zwar selbst dann, wenn die Kühlschrank-Fachtüren häufig geöffnet und ge­ schlossen werden. Als Ergebnis wird die Kältespeicher- Kühlbetriebsart nur wenige Male während derjenigen Tageszeitperiode, der die zweite Kühlbetriebsart zugeordnet ist, durchgeführt. Daher ändert sich die Häufigkeit der Durchführung der zweiten Kühlbetriebsart aufgrund der Ein­ wirkungen der Raumtemperatur. Falls der Kühlschrank derart eingerichtet ist, daß die Fächer mittels der zweiten Kühl­ betriebsart nur für eine vorbestimmte Zeitperiode bestimmter Dauer gekühlt werden, kann der Kältespeicher die erforderliche Kühlkapazität behalten, und zwar selbst dann, wenn (wie im Winter) das Ende der vorbestimmten Zeitperiode erreicht wird. Trotz der verbleibenden, überschüssigen Kühlkapazität wird die Kühlung des Kältespeichers (dritte Betriebsart) über deren vorbestimmte Zeitdauer (bei Nacht) durchgeführt, und zwar obwohl diese höchstwahr­ scheinlich nicht denselben Betrag an Kühlung erfordert wie er erforderlich wäre, wenn die gesamte Kühlkapazität (bei­ spielsweise im Sommer) ausgeschöpft worden wäre. Dies ist jedoch unwirtschaftlich.

Andererseits kann, falls eine übermäßig lange Zeitperiode für die zweite Kühlbetriebsart eingestellt ist, die Kühlka­ pazität des Kältespeichers bis zum Ende der Zeitpe­ riode ausgenutzt werden, die für die zweite Kühlbetriebsart vorgesehen ist. Dies würde der Aufgabe des Ausgleichens des Netz-Energieverbrauchs über den Zeitraum einer 24-Stunden- Periode zuwiderlaufen.

Insoweit sind für die Anordnungen von Kältespeicher-Kühlfä­ chern nicht die Einwirkungen der Raumtemperatur in Betracht gezogen worden. Daher nutzen Kühlschränke dieser Art auch nicht vollständig die Kühlkapazität des Kältespeichers aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Kühlschrank im Hinblick auf einen wirtschaftlichen Betrieb zu verbessern und so zum Ausgleich des Netz-Energieverbrauchs während einer 24-Stunden-Periode beizutragen und die Kühlkapazität des Kältespeichermaterials mit höherem Wirkungsgrad auszunutzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung einen Kühlschrank mit einem Kältespeicher der vorstehend beschriebenen Bauart vor, der die Merkmale des Kennzeichens des Hauptan­ spruches umfaßt.

Der Kühlschrank enthält einen ersten Verdampfer hinter der Rückseite des Nutzraums und einen Kältespeicher in der Decke des Nutzraums.

Das Umschaltventil und das Einwegventil sind elektromagnetisch betätigbar und der zweite Temperaturfühler ist als Thermistor ausgeführt.

Erste Betriebsart

In der ersten Betriebsart (auch als gewöhnliche Betiebsart bekannt) werden die Kühlschrank-Fächer durch einen Hauptver­ dampfer mittels eines normalen Kühlkreislaufes gekühlt.

Zweite Betriebsart

In der zweiten Betriebsart werden die Kühlschrank-Fächer durch Wärmeübertragung zwischen den Kühlschrank-Fächern und dem Kältespeicher gekühlt.

Dritte Betriebsart

In der dritten Betriebsart wird der Kältespeicher durch einen Kältespeicherverdampfer gekühlt.

Die Steuereinrichtung führt eine Zeitsteuerung der ver­ schiedenen Betriebsarten in Übereinstimmung mit der Größe der Belastung, die durch die Belastungserfassungseinrichtung erfaßt ist, aus, um auf diese Weise die Kühlkapazität des Kältespeichers optimal auszunutzen.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung im einzelnen anhand mehrerer Fi­ guren beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Prinzipschaltbild der we­ sentlichen Teile einer Steuerschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kühlkreislaufes gemäß dem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Fig. 3 zeigt - teilweise im Schnitt - eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels für die vorliegende Er­ findung.

Fig. 4 zeigt - teilweise im Schnitt - eine Rückansicht des Ausführungsbeispiels für die vorliegende Er­ findung.

Fig. 5 zeigt - teilweise im Schnitt - eine vergrößerte Teilansicht des Ausführungsbeispiels für die vor­ liegende Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine skalenartige Darstellung, die zur Erläu­ terung der Arbeitsweise des Kühlschranks gemäß der vorliegenden Erfindung dient.

Der Gesamtaufbau des Kühlschranks gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 3 bis 5 gezeigt. Das Innere eines Hauptkörpers 7 des Kühlschranks ist in einen Nutzraum 9 oberhalb eines Kühl-Faches 11 in der Mitte und ein Gemüse-Fach 13 darunter eingeteilt. An den Vorderseiten der Fächer 9, 11 und 13 sind jeweilige adiabatische, d. h. einen Wärmeaustausch behindernde Türen 15, 17, 19 angebracht. An der Rückseite des Nutzraums 9 (Gefrierfach) ist ein Hauptverdampfer­ raum 21 ausgebildet, der von dem Nutzraum 9 abgeteilt ist. Der Hauptverdampferraum 21 weist in sich einen Haupt­ verdampfer 23 auf. Das Innere des Hauptverdampferraums 21 kommuniziert mit dem Inneren des Nutzraums 9 durch einen Rückführungskanal 25, der in einer wärmeisolierenden Wandung 27 ausgebildet ist, welche eine Unterteilung zwi­ schen dem Nutzraum 9 und dem Kühl-Fach 11 darstellt, und außerdem durch eine Kaltluftzuführungsöffnung 29, die in einem oberen Abschnitt des Hauptverdampferraums 21 ausge­ bildet ist. An der Rückseite der Kaltluftzuführungsöffnung 29 ist ein Kaltluftventilator 31 vorgesehen. Der Kaltluft­ ventilator 31 drückt Kaltluft, die durch den Hauptverdampfer 23 erzeugt wird, durch die Kaltluftzuführungsöffnung 29 in den Nutzraum 9, während Luft innerhalb des Gefrier- Faches 9 durch den Rückführungskanal 25 strömt, um zu dem Hauptverdampferraum 21 zurückzukehren. Kaltluft, die durch den Hauptverdampfer 23 erzeugt wird, wird ebenfalls in das Kühl-Fach 11 durch eine Luftzuführungsöffnung oder einen Zuführungskanal (nicht gezeigt) gedrückt, der in einer rückseitigen wärmeisolierenden Wandung ausgebildet ist, während die Luft innerhalb des Kühl-Faches 11 durch das Innere des Gemüse-Faches 13 und den Rückführungskanal 25 strömt, um zu dem Hauptverdampferraum 21 zurückzukehren. Die Luftzuführungsöffnung eines Zuführungskanals (nicht gezeigt) ist mit einem Schieber (nicht gezeigt) versehen, um die Temperatur in dem Kühl-Fach 11 regeln zu können.

Wie im einzelnen in Fig. 5 gezeigt, ist in einer Decke 33 des Kühlschrank-Hauptkörpers 7 ein Käl­ tespeicher 35 vorgesehen, der in wärmeisolierendes Material eingeschlossen ist und einen Kältespeicherverdamp­ fer 37 umgibt. Ein Thermoheber 39, der mit einem elektro­ magnetischen Einweg-Ventil 41 versehen ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, verbindet den Kältespeicherverdampfer 37 mit dem Hauptverdampfer 23 in einer Weise, die eine Wärmeüber­ tragung gestattet, wie dies weiter unten zu beschreiben sein wird. Der Thermoheber 39 besteht aus einer Rohrleitung, die eine in sich geschlossene Schleife bildet und welche eine Kühlflüssigkeit, enthält. Die Ab­ schnitte des in sich geschlossenen Rohrleitungssystems, die dem Hauptverdampfer 23 und dem Kältespeicherverdampfer 37 am nächsten liegen, sind zickzackförmig ausgebildet, um so den Wärmeaustausch zu steigern. Ein Glasröhren-Abtauheizelement 42 ist unterhalb des Hauptverdampfers 23 zum Zwecke eines periodischen Abtauens vorgesehen.

Der Kühlkreislauf wird im folgenden anhand von Fig. 2 be­ schrieben.

Die Ausströmseite eines Kompressors 43 ist durch einen Kon­ densator 45 und ein erstes Kapillarröhrchen 47 mit der Ein­ strömseite eines elektromagnetischen Strömungsweg-Umschalt­ ventils 49 verbunden. Das Umschaltventil 49 hat zwei Aus­ strömöffnungen. Eine erste der zwei Ausströmöffnungen ist durch ein zweites Kapillarröhrchen 51 mit einer Einström­ öffnung des Hauptverdampfers 23 verbunden. Eine zweite der zwei Ausströmöffnungen ist durch ein drittes Kapillarröhr­ chen 55 mit einem Eingang des Kältespeicherverdampfers 37 verbunden. Ein Auströmauslaß des Hauptverdampfers 23 ist durch einen Akkumulator 53 mit der Einströmseite des Kom­ pressors 43 verbunden, wodurch ein Kühlmittel-Strömungsweg für den gewöhnlichen Kühlbetrieb (erste Betriebsart) zum Kühlen des Hauptverdampfers 23 und demzufolge des Inneren der Fächer hergestellt ist.

Der Kältespeicherverdampfer 37 ist in Parallelanordnung mit dem Hauptverdampfer 23 mit dem Akkumulator 53 verbunden, wodurch ein Kältemittel-Strömungsweg für die Kältespeicher- Betriebsart (dritte Betriebsart) zum Kühlen des Kältespei­ cherverdampfers 37 und demzufolge des Kältespeichers 35 hergestellt ist. Wie zuvor bemerkt, ist der Thermoheber 39 thermisch zwischen den Hauptverdampfer 23 und den Kälte­ speicherverdampfer 37 und demzufolge dem Kältespeicher geschaltet. Es ist eine Anordnung derart getroffen, daß ein Kältespeicher-Kühlbetrieb bewirkt werden kann, in welchem der Hauptverdampfer 23 und demzufoge das Innere der Fächer durch Wärmeaustausch zwischen dem Hauptverdampfer 23 und dem Kältespeicher 35 gekühlt werden, wenn das elektromagnetische Ventil 41 geöffnet ist.

Fig. 1 zeigt wesentliche Teile der Steuerschaltung des Kühlschranks gemäß der vorliegenden Erfindung.

Eine Temperatursteuerung 57 arbeitet Programme ab, die in einem ROM (nicht gezeigt) gespeichert sind, und steuert die Erregung und Entregung von Relais 59, 61, 63, 65 in Überein­ stimmung mit Ausgangs-Zeitsteuersignalen aus einer Takt­ schaltung 67, einem Signal von einer Raumtemperatur-Erfas­ sungsschaltung 69 usw. Das Anlegen von logischen "High"- Signalen jeweils an die Basisanschlüsse von Transistoren 71 bis 77, die jeweils mit einem der Relais 59 bis 65 verbunden sind, führt zu einer jeweiligen Erregung der Relais 59 bis 65. Wenn das erste Relais 59 erregt ist, wird ein Kontakt (nicht gezeigt) geschlossen, und als Ergebnis wird der Kom­ pressor 43 durch Energie aus dem öffentlichen Netz oder aus einer Wechselrichtereinrichtung, die beispielsweise einen 120 Hz-Wechselstrom ausgibt, betätigt. Wenn das zweite Re­ lais 61 erregt ist, wird ein Kontakt (nicht gezeigt) ge­ schlossen, und als Ergebnis wird dem elektromagnetischen Ventil 41 Energie zugeführt, was dieses veranlaßt, eine Position einzunehmen, welche eine Bewegung der Arbeitsflüs­ sigkeit in dem Thermoheber 39 und einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältespeicher 35 und dem Hauptverdamp­ fer 23 gestattet. Wenn das dritte Relais 63 erregt ist, wird ein Kontakt (nicht gezeigt) geschlossen, und als Ergebnis wird dem Umschaltventil 49 Energie zugeführt, wodurch eine Umschaltung von dem ersten Srömungsweg für den gewöhnlichen Kühlbetrieb (erste Betriebsart) zu dem zweiten Strömungsweg für den Kältespeicherbetrieb ausgeführt wird. Wenn das vierte Relais 65 mit Energie versorgt ist, wird ein Kontakt (nicht gezeigt) geschlossen, und als Ergebnis wird der Kaltluftventilator 31 betätigt, wodurch Kaltluft in den Fächern umgewälzt wird. Ein Gefriersensor 79, der an sich bekannt ist, enthält einen Thermistor, der einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Ein Ende des Gefriersen­ sors 79 ist mit einer Gleichstromversorgungseinrichtung VCC verbunden, und das andere Ende ist durch einen Widerstand 81 mit Erde verbunden. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Ge­ friersensor 79 und dem Widerstand 81 ist mit einer Tempera­ turerfassungsschaltung 83 verbunden. Wenn die Temperatur des Fachinneren, die durch den Gefriersensor 79 erfaßt wird, über einen vorbestimmten Wert, z. B. -19°C, steigt, gibt die Temperaturerfassungsschaltung 83 ein logisches "High"-Signal an einen der Eingangsanschlüsse des Mikrocomputers 57 aus, und es wird ein gewöhnlicher Kühlbetrieb oder der Kältespei­ chermaterial-Kühlbetrieb durchgeführt. Eine Raumtemperatur­ erfassungsschaltung 85 enthält einen Temperaturfühler 87 und einen A/D-Wandler 89. Der Temperaturfühler 87 ist vorzugsweise ein Thermistor, der einen negativen Temperatur­ koeffizienten hat, welcher die umgebende Raumtemperatur erfaßt. Der A/D-Wandler 89 digitalisiert eine analoge Aus­ gangsspannung an dem Temperaturfühler 87 und liefert ein entsprechendes Signal an einen der Eingangsanschlüsse der Temperatursteuerung 57.

Erste Betriebsart (gewöhnlicher Kühlbetrieb)

Der gewöhnliche Kühlbetrieb wird dadurch durchgeführt, daß der Kompressor veranlaßt wird, dem Hauptverdampfer 23 Kälte­ mittel zuzuführen. Eine Energiezufuhr zu dem zweiten Relais 61 und dem dritten Relais 63 wird durch die Temperatursteuerung 57 abgeschaltet, was dadurch veranlaßt wird, daß ein "Low"- Signal an die Basisanschlüsse des zweiten Transistors 73 und des dritten Tansistors 75 gelegt wird, wodurch das elektromagnetische Ventil 41 geschlossen wird und das elektromagnetische Ventil 49 deaktiviert wird. Als Ergebnis hört der Thermoheber 39 auf zu arbeiten. Der Kältemittel- Strömungsweg in dem Kühlkreislauf wird zu dem Strömungsweg für den gewöhnlichen Kühlbetrieb umgeschaltet. Wenn die Temperatur in dem Nutzraum 9 ansteigt und die Temperaturerfassungsschaltung 83 ein "High"-Signal an einen der Eingangsanschlüsse des Mikrocomputers 57 ausgibt, werden das erste Relais 59 und das vierte Relais 65 durch die Temperatursteuerung 57 erregt, was dadurch bewirkt wird, daß "High"-Signale an die Basisanschlüsse des ersten Transistors 71 und des vierten Transistors 77 gelegt werden. Wenn das erste Relais 59 und das vierte Relais 65 erregt sind, werden der Kompressor 43 und der Kaltluftventilator 31 durch Netzenergie betrieben. Als Ergebnis wird dem Hauptverdampfer 23 Kältemittel zugeführt, und Kaltluft, die dadurch erzeugt wird, wird durch den Kaltluftventilator 31 umgewälzt, um die Kühlschrank-Fächer zu kühlen. Wenn die Temperatur in dem Nutzraum 9 auf den vorgeschriebenen Wert abgesunken ist, wird das "High"-Signal aus der Temperaturerfassungsschaltung 89 abgeschaltet, und das erste Relais 59 und das vierte Relais 65 werden durch den Mikrocomputer entregt. Die "High"-Signale werden nicht länger an die Basisanschlüsse des ersten Transistors 71 und des vierten Transistors 77 gelegt. Als Ergebnis wird der gewöhnliche Kühlbetrieb gestoppt. Auf diese Weise wird die Innentemperatur der Fächer individuell durch den gewöhnlichen Kühlbetrieb unter einer vorgegebenen Temperatur gehalten.

Zweite Betriebsart

In der zweiten Betriebsart werden die Kühlschrank-Fächer mittels des Kältespeichers gekühlt. Dabei wird Wärme zwischen dem Kältespeicher 35 und dem Hauptverdamp­ fer 23 ausgetauscht. Die Energiezuführung zu dem ersten Relais 59 wird mit Hilfe der Temperatursteuerung 57 durch ein "Low"-Signal an der Basis des ersten Transistors 71 abge­ schaltet, und es wird dem dritten Relais 63 Energie mit Hilfe der Temperatursteuerung 57 zugeführt, was dadurch bewirkt wird, daß ein "High"-Signal an die Basis des dritten Tran­ sistors 75 gelegt wird, wodurch der Kompressor 43 deakti­ viert bleibt und das Umschaltventil 49 aktiviert wird. Als Ergebnis wird der Kältemittel-Strömungsweg in dem Kühlkreis­ lauf von dem Strömungsweg für den gewöhnlichen Kühlbetrieb zu dem Strömungsweg für den Kältespeicher-Kühlbetrieb umge­ schaltet.

Wenn die Temperatur in dem Gefrier-Fach 9 ansteigt und die Temperaturerfassungsschaltung 83 ein "High"-Signal an einen der Eingangsanschlüsse der Temperatursteuerung 57 ausgibt, wird dem zweiten Relais 61 und dem vierten Relais 65 Energie zugeführt, wenn die Temperatursteuerung 57 "H"-Signale an die Basisanschlüsse des zweiten Transistors 73 und des vierten Transistors 77 ausgibt. Wenn das zweite Relais 61 und das vierte Relais 65 erregt sind, wird das elektromagnetische Ventil 41 geöffnet, und der Kaltluftventilator 31 wird durch Netzenergie betrieben.

Als Ergebnis wird ein Wärmeaustausch zwischen dem Hauptver­ dampfer 23 und dem Kältespeicher 35 ermöglicht. Eine Kühlflüssigkeit, die in dem Rohrsystem des Thermohebers 39 eingeschlossen ist, absorbiert Wärme von dem Hauptverdampfer 23, in dem die Kühlflüssigkeit von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand verdampft wird. Das Gas strömt längs des Rohrsystems des Thermohebers 39 und steigt zu dem Abschnitt des Kältespeichers 35 auf, worin die gasförmige Arbeitsflüssigkeit abgekühlt und in ihren flüssigen Zustand kondensiert wird, und strömt dann längs des Rohrsystems, um zu dem Hauptverdampfer zurückzu­ kehren. Dort absorbiert die Arbeitsflüssigkeit wiederum Wärme des Gefrier-Faches. Kaltluft, die durch den Hauptver­ dampfer 23 erzeugt wird, wird durch den Kaltluftventilator 31 umgewälzt, um dadurch die Kühlschrank-Fächer zu kühlen. Wenn die Temperatur in Nutzraum 9 auf den vorge­ schriebenen Wert, d. h. beispielsweise -22°C, abgesunken ist, wird das "High"-Signal aus der Temperaturerfassungs­ schaltung 83 abgeschaltet, und das zweite Relais 61 und das vierte Relais 65 werden durch den Mikrocomputer 57 dadurch entregt, daß dieser veranlaßt, daß die "High"-Signale von den Basisanschlüssen des zweiten Transistors 73 und des vierten Transistors 77 abgeschaltet werden. Als Ergebnis wird das elektromagnetische Ventil 41 geschlossen, der Kaltluftventilator 31 wird ausgeschaltet, und die Kühlung mittels des Kältespeichers hört auf. Auf diese Weise werden die Innenräume der Fächer individuell durch den Kühlbetrieb mittels des Kältespeichers unter der voreingestellten Temperatur gehalten. Wie weiter unten klar herausgestellt wird, kann der Kühlbetrieb mittels des Käl­ tespeichers tagsüber nur innerhalb einer einge­ stellten Zeitbandbreite durchgeführt werden.

Dritte Betriebsart

In der dritten Betriebsart wird der Kältespeicher durch Zuführen von Kältemittel zu dem Kältespeicherverdampfer 37 während eines vorbestimmten Zeitintervalls (üblicherweise nachts) gekühlt, wenn der Energieverbrauch niedrig ist. Die Energiezuführung zu dem zweiten Relais 61 wird durch die Temperatursteuerung 57 abgeschaltet, die bewirkt, daß ein "Low"- Signal an die Basis des zweiten Transistors 73 gelegt wird. Dem dritten Relais 63 wird durch die Temperatursteuerung 57 Ener­ gie zugeführt, der bewirkt, daß ein "High"-Signal an die Basis des dritten Transistors 75 gelegt wird. Wenn das zweite Relais 61 entregt ist, wird das dritte Relais 63 erregt, und das Umschaltventil 49 wird betätigt. Als Ergeb­ nis wird der Kältemittel-Strömungsweg von dem Strömungsweg für den gewöhnlichen Kühlbetrieb zu dem Strömungsweg für den Kältespeicher-Kühlbetrieb umgeschaltet. Während diese Be­ dingungen bestehen, veranlaßt die Temperatursteuerung 57, daß ein "High"-Signal an die Basis des ersten Transistors 71 gelegt wird, der seinerseits veranlaßt, daß das erste Relais 59 erregt wird. Dies verbindet den Kompressor 43 mit einer Wechselrichtereinheit (nicht gezeigt), die 120 Hz-Wechsel­ strom ausgibt, was den Kompressor veranlaßt, mit einer hö­ heren Leistung zu arbeiten, als er ansonsten arbeiten würde, wenn er mit dem gewöhnlichen Energieversorgungsnetz ver­ bunden wäre. Dem Kältespeicherverdampfer 37 wird Kältemittel zugeführt, wodurch der Kältespeicherverdampfer 37 und dem­ zufolge der Kältespeicher 35 gekühlt werden. Während dieses Kältespeicher-Kühlbetriebs wird, wenn die Innentem­ peratur der Fächer über den vorgeschriebenen Wert ansteigt, der Kältespeicher-Kühlbetrieb vorübergehend unterbrochen,-u und es wird der zuvor beschriebene gewöhnliche Kühlbetrieb bewirkt, um die Innenräume der Fächer zu kühlen.

Die Kühlkapazität des Kältespeichers 35 ist derart ausgelegt, daß sie selbst dann ausreichend ist, wenn der Kühlbetrieb mittels des Kältespeichers häufig in Situationen mit hoher Temperatur, wie beispielsweise im Sommer usw., durchgeführt wird. Demzufolge kann die Kühlka­ pazität des Kältespeichers 35 in Zeiten niedriger Temperatur, wenn die Häufigkeit des Durchführens des Kühl­ betriebs mittels des Kältespeichermaterials gering ist, zu groß sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist daher eine Anordnung wie im folgenden beschrieben getroffen.

Wie in Fig. 6 gezeigt, bewirkt die Temperatursteuerung 57 eine Steuerung derart, daß in der Periode von 8.00 bis 13.00 Uhr das Fachinnere durch den zuvor beschriebenen gewöhnlichen Kühlbetrieb gekühlt wird, wenn die Fachinnentemperatur über den vorgeschriebenen Wert ansteigt. Desweiteren läuft die Steuerung derart ab, daß in der Periode von 13.00 bis 16.00 Uhr das Fachinnere durch den zuvor beschriebenen Kühlbetrieb mittels des Kältespeichers gekühlt wird, wenn die Fachinnentemperatur über den vorgeschriebenen Wert ansteigt. Außerdem wird von 13.00 bis 16.00 Uhr die mittlere Raumtem­ peratur berechnet. Falls die mittlere Raumtemperatur bei­ spielsweise von 13.00 bis 16.00 15°C oder mehr beträgt, wird das Durchführen des gewöhnlichen Kühlbetriebs anstelle des Kühlbetriebs mittels des Kältespeichers möglich gemacht, wie dies in Fig. 6(A) angegeben ist. In diesem Fall ist - falls die mittlere Raumtemperatur von 13.00 bis 16.00 Uhr 15°C oder mehr beträgt, die Zeitbandbreite, in welcher der Kühlbetrieb mittels des Kältespeichers durch­ führbar ist, die Zeitbandbreite von 13.00 bis 16.00 Uhr. Daran anschließend wird während der Zeitperiode von 16.00 bis 22.00 Uhr der gewöhnliche Kühlbetrieb durchgeführt. Während der Zeitperiode von 22.00 bis 8.00 Uhr am nächsten Tage wird der Kühlbetrieb mittels des Kältespeichermaterials durchgeführt. Wenn indessen die mittlere Raumtemperatur in der Zeit von 13.00 bis 16.00 Uhr beispielsweise niedriger als 15°C liegt, verlängert die Temperatursteuerung 57 das Zeit­ band, in welchem der Kühlbetrieb mittels des Kältespei­ chers durchführbar ist, durch Vornahme einer Ein­ stellung, so daß das Zeitband beispielsweise bis 18.00 Uhr reicht, wie dies in Fig. 6(B) angedeutet ist. In diesem Fall ist, falls die mittlere Raumtemperatur von 13.00 bis 16.00 Uhr niedriger als 15°C liegt, das Zeitband, in welchem der Kühlbetrieb mittels des Kältespeichers durchführbar ist, das Zeitband von 13.00 bis 18.00 Uhr eines Tages. Darauf folgend findet während der Periode von 18.00 bis 22.00 Uhr der gewöhnliche Kühlvorgang statt. Während der Periode von 22.00 bis 8.00 Uhr des nächsten Tages wird der Kältespeicher gekühlt.

Wenn beispielweise die mittlere Raumtemperatur von 13.00 bis 16.00 Uhr niedriger als 15°C ist, wird das Zeitband, in welchem ein Kühlbetrieb mittels des Kältespeichers durchgeführt wird, um zwei Stunden verlängert. Der Kälte­ speicher 35 weist um 16.00 Uhr noch Kühlkapazität auf, weil die niedrige Raumtemperatur nach wie vor Wärme mit dem Hauptverdampfer 23 durch den Thermoheber 39 austauschen kann. Auf diese Weise wird die Kühlkapazität des Kältespei­ chers wirksam ausgenutzt. Das Kühlen des Kältespei­ chers wird verzögert, so daß ein größerer Anteil der Kühlkapazität des Kältespeichers 35 ausgenutzt wer­ den kann. Der Kältespeicher wird nicht nutzlos ge­ kühlt, und es wird keine Energie verschwendet.

Die vorliegende Erfindung wurde in bezug auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben. Indessen sind andere Aus­ führungsbeispiele auf der Grundlage der Prinzipien der vor­ liegenden Erfindung für den Fachmann offensichtlich aus­ führbar. Beispielsweise kann, wenn das Zeitband zum Bewirken des Kühlbetriebs mittels des Kältespeichers verlän­ gert wird, um nach wie vor eine Kühlfachkühlung in dem ver­ längerten Zeitband sicherzustellen, ein Kältespeicher- Temperatursensor nahe dem Kältespeicher vor­ gesehen sein, um die vorhandene Kältespeicher-Kühl­ kapazität zu erfassen. Es wird eine Umschaltung vorgenommen, um ein Kühlen des Kühl-Faches durch den gewöhnlichen Kühl­ betrieb zu gestatten, falls die erfaßte Kühlkapazität unzu­ reichend ist.

Claims (3)

1. Kompressorbetriebener Kühlschrank, mit einem im Nutzraum angeordneten Temperaturfühler und einem ersten Verdampfer und einem Kältespeicher im Nutzraum, wobei der Kältespeicher stärkere Schwankungen im Energiebedarf des Kühlschranks ausgleicht, von einem zweiten Verdampfer gekühlt wird und den ersten Verdampfer über einen in sich abgeschlossenen Kühlkreislauf bei Bedarf kühlt, und mit einem Zeitgeber, welcher auf Zeiträume großen, mittleren und geringen Energiebedarf eingestellt ist und eine Temperatursteuerung ansteuert, welche ein die beiden Verdampfer versorgendes Umschaltventil sowie ein Einwegventil im Kühlkreislauf betätigt und dabei den Kältemittelstrom in Zeiten großen Energiebedarfs durch den ersten Verdampfer und in Zeiten geringen Energiebedarfs durch den zweiten Verdampfer leitet, in Zeiten mittleren Energiebedarfs dagegen den Kältemittelstrom unterbricht und statt dessen das Einwegventil öffnet, um den ersten Verdampfer und damit den Nutzraum des Kühlschranks über den in sich ab­ geschlossenen Kühlkreislauf durch das Kühlpotential des Kälte­ speichers zu kühlen, wobei die Temperatursteuerung in Zeiten geringen Energiebedarfs und im Falle eines unerwünschten Temperaturanstiegs im Nutzraum den Kältemittelstrom von dem zweiten Verdampfer auf den ersten Verdampfer vorübergehend umschaltet, bis dieser Temperaturanstieg ausgeglichen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, außerhalb des Nutzraumes (9) angebrachter Temperaturfühler (87) vorgesehen ist, welcher die Umgebungs­ temperatur registriert und die Temperatursteuerung (57) ansteuert, welche aus dem Signal des Temperaturfühlers (87) einen zeitlichen Mittelwert für die Umgebungstemperatur berechnet und eine Grenztemperatur fest vorgibt und welche den Zeitraum der Nutzraum-Kühlung durch den Kälte­ speicher (35) um eine fest vorgegebene Zeitspanne auf Kosten des nachfolgenden Zeitraums verlängert, wenn die gemittelte Umgebungstemperatur unterhalb der fest vorgegebenen Grenz­ temperatur liegt, dagegen auf die Nutzraum-Kühlung durch den ersten Verdampfer (23) umschaltet, wenn die gemittelte Umgebungstemperatur diese Grenztemperatur übersteigt.

2. Kühlschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verdampfer (23) hinter der Rückseite des Nutzraums (9) und der Kältespeicher (35) in der Decke (33) des Nutzraums (9) angebracht ist.

3. Kühlschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (49) und das Einwegventil (41) elektro­ magnetisch betätigbar sind und daß der zweite Temperaturfühler (87) als Thermistor ausgeführt ist.