PL201063B1 - Chłodziarka z izolującą cieplnie obudową - Google Patents

Abstract

Ch lodziarka z izoluj ac a cieplnie obudow a (2), pa- rownikiem (6) i dwiema, otoczonymi przez obudow e ch lodzonymi przez parownik do ró znych zadanych temperatur komorami (3, 4), zród lem do zasilania pa- rownika (6) p lynnym czynnikiem ch lodniczym, pierw- szym czujnikiem temperatury (17) i jednostk a steru- j aca (13), do sterowania prac a zród la zasilaj acego parownik (6), w zale zno sci od temperatury mierzonej przez pierwszy czujnik temperatury (17), mierz acy temperatur e powietrza w cieplejszej z dwóch komór (3) i drugiego czujnika temperatury (18), znamienna tym, ze drugi czujnik temperatury (18) mierzy temperatur e komory (4) ch lodniejszej z dwóch komór (3, 4), przy czym jednostka steruj aca (13) utrzymuje pierwszy trybu pracy, za pomoc a zród la zasilaj acego parownik (6), jak d lugo temperatura mierzona przez drugi czujnik tempe- ratury (18) le zy poni zej okre slonego z góry progu, tak, ze temperatura mierzona za pomoc a pierwszego czuj- nika temperatury (17) pozostaje w zadanym zakresie. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201063 (21) Numer zgłoszenia: 369369 ^{(13) B1} (22) Data zgłoszenia: 10.01.2003 ^{(51) Int.Cl.}

F25D 11/02 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: F25D 29/00 (2006.01)

10.01.2003, PCT/EP03/00185 G05D 23/19 (2006.01) (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

24.07.2003, WO03/060402 PCT Gazette nr 30/03 (54)

Chłodziarka z izolującą cieplnie obudową

(30) Pierwszeństwo: 21.01.2002,DE,10202134.1	(73) Uprawniony z patentu: BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERATE GMBH,Monachium,DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 18.04.2005 BUP 08/05	(72) Twórca(y) wynalazku: Helmut Konopa,Leipheim,DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2009 WUP 03/09	(74) Pełnomocnik: Dziarnowska Monika, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.

(57) Chłodziarka z izolującą cieplnie obudową (2), parownikiem (6) i dwiema, otoczonymi przez obudowę chłodzonymi przez parownik do różnych żądanych temperatur komorami (3, 4), źródłem do zasilania parownika (6) płynnym czynnikiem chłodniczym, pierwszym czujnikiem temperatury (17) i jednostką sterującą (13), do sterowania pracą źródła zasilającego parownik (6), w zależności od temperatury mierzonej przez pierwszy czujnik temperatury (17), mierzący temperaturę powietrza w cieplejszej z dwóch komór (3) i drugiego czujnika temperatury (18), znamienna tym, że drugi czujnik temperatury (18) mierzy temperaturę komory (4) chłodniejszej z dwóch komór (3, 4), przy czym jednostka sterująca (13) utrzymuje pierwszy trybu pracy, za pomocą źródła zasilającego parownik (6), jak długo temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury (18) leży poniżej określonego z góry progu, tak, że temperatura mierzona za pomocą pierwszego czujnika temperatury (17) pozostaje w żądanym zakresie.

PL 201 063 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest chłodziarka z izolującą cieplnie obudową, parownikiem i dwiema, otoczonymi przez obudowę i chłodzonymi przez parownik do różnych żądanych temperatur komorami.

Znanymi chłodziarkami tego rodzaju są, na przykład chłodnie szafkowe z umieszczoną wewnątrz komorą zamrażalnika, której ścianki zwykle są utworzone przez parownik. Ponieważ do tej komory zamrażalnika, którą na dużej części powierzchni otacza od zewnątrz parownik, ciepło może przeniknąć z zewnątrz tylko przez małą część jej powierzchni, osiąga ona zdecydowanie niższe temperatury przechowywania niż zasadnicza komora chłodnicza takiej chłodziarki.

Zwykle, temperatura w obydwóch komorach takiej chłodziarki jest regulowana za pomocą czujnika temperatury, który jest umieszczony na parowniku i mierzy jego temperaturę. Jeśli do pracy komory zamrażalnika temperatury parownika muszą uzyskiwać wartości niższe od 0°C, przy dłuższej pracy chłodziarki na powierzchni parownika tworzy się warstwa szronu lub lodu. Ta warstwa doprowadza do cieplnego izolowania parownika od zasadniczej komory chłodniczej chłodziarki powodując, że wraz ze zwiększającym się oblodzeniem, parownik przejmuje coraz mniej ciepła. Skutkiem tego są coraz krótsze czasy pracy źródła zasilającego parownik w płynny czynnik chłodzący, niż na przykład wymaga parownik, aby w określonym z góry żądanym zakresie utrzymać temperaturę mierzoną przez czujnik. Zmniejszająca się wraz ze zwiększającym się oblodzeniem wydajność chłodzenia parownika prowadzi jednakże do tego, że temperatury w komorach chłodniczych chłodziarki są coraz wyższe. Chłodziarka nie może już dobrze pełnić swojej funkcji i istnieje zagrożenie, że przechowywane tam artykuły spożywcze ulegną przedwczesnemu zepsuciu. Jeśli użytkownik dostrzeże tę sytuację i jednocześnie stwierdzi, że parownik prawie nie pracuje, wtedy może on łatwo dojść do błędnego przypuszczenia, że chłodziarka jest uszkodzona.

Celem wynalazku jest opracowanie chłodziarki wspomnianego na wstępie rodzaju, w której zwiększające się oblodzenie parownika nie może powodować niepożądanego wzrostu temperatur wewnątrz komór i której sposób pracy przy nadmiernym oblodzeniu nie skłania użytkownika do przypuszczenia, że jest uszkodzona, lecz pozwala mu intuicyjnie zrozumieć, że niezbędne jest odszronienie.

Chłodziarka z izolującą cieplnie obudową, parownikiem i dwiema, otoczonymi przez obudowę i chłodzonymi przez parownik do różnych żądanych temperatur komorami, źródłem do zasilania parownika płynnym czynnikiem chłodniczym, pierwszym czujnikiem temperatury i jednostką sterującą, do sterowania pracą źródła zasilającego parownik, w zależności od temperatury mierzonej przez pierwszy czujnik temperatury, mierzący temperaturę powietrza w cieplejszej z dwóch komór i drugiego czujnika temperatury, charakteryzuje się według wynalazku tym, że drugi czujnik temperatury mierzy temperaturę komory chłodniejszej z dwóch komór, przy czym jednostka sterująca utrzymuje pierwszy trybu pracy, za pomocą źródła zasilającego parownik, jak długo temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury leży poniżej określonego z góry progu, tak, że temperatura mierzona za pomocą pierwszego czujnika temperatury pozostaje w żądanym zakresie.

Korzystnie, parownik tworzy ściankę, odgraniczającą od siebie dwie komory, a jednostka sterująca zmienia tryb pracy z pierwszego trybu pracy na drugi tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury przekracza pierwszy określony z góry próg, przy czym reguluje ona średnią wydajność źródła zasilającego parownik w drugim trybie pracy na wyższą wartość niż w pierwszym trybie pracy.

Jednostka sterująca zmienia również korzystnie drugi tryb pracy na pierwszy tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury leży poniżej drugiego ustalonego z góry progu, przy czym ten drugi próg jest niższy od pierwszego, przy czym zwłaszcza w drugim trybie pracy jednostka sterująca nieprzerwanie zasila źródło zasilające parownika.

Korzystnie, jednostka sterująca dysponuje trzecim trybem pracy nastawialnym przez użytkownika, w którym nie zasila ona źródła zasilającego parownika a chłodziarka ma urządzenie grzejne do ogrzewania parownika, zaś jednostka sterująca jest ustawiona na napędzanie urządzenia grzejnego w trzecim trybie pracy, przy czym jednostka sterują ca jest ustawiona na zmianę trzeciego trybu pracy na pierwszy lub na drugi tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury przekracza trzeci próg.

Na skutek tego, że pierwszy czujnik temperatury w chłodziarce według wynalazku jest umieszczony w ten sposób, że mierzy on temperaturę powietrza w cieplejszej z dwóch chłodzonych komór chłodziarki, jest wykluczone, że nadmierne oblodzenie parownika może doprowadzić do niepożądanego wzrostu temperatury w tej komorze. Zamiast tego, fazy pracy źródła czynnika chłodniczego niezbędne

PL 201 063 B1 z powodu oblodzenia do utrzymania żądanej temperatury w komorze kontrolowanej przez czujnik są coraz dłuższe. Użytkownik może, więc w tym wypadku usłyszeć, że chłodziarka pracuje i nie wyciąga fałszywych wniosków, co do stanu jej funkcjonowania.

Chłodziarka zaopatrzona w drugi czujnik temperatury służący do pomiaru temperatury chłodniejszej z dwóch komór ma drugi czujnik temperatury niezastosowany jak zwykle czujniki temperatury umieszczone na przykład na parowniku w tym celu, aby stale utrzymywać temperaturę parownika w żądanym zakresie, lecz służy on zasadniczo, jako środek ostrożności zapobiegający błędom w sterowaniu, które mogłyby wyniknąć z wyłącznego zastosowania pierwszego czujnika temperatury przy niezwykle niskich temperaturach otoczenia lub przy nastawieniu bardzo słabego chłodzenia. Jeśli mianowicie nastawione jest bardzo słabe chłodzenie lub temperatura otoczenia, w której jest umieszczona chłodziarka jest nieznacznie wyższa niż temperatura żądana w cieplejszej przestrzeni wewnętrznej, wtedy prowadzi to do bardzo krótkich faz pracy źródła czynnika chłodniczego, które mogą być niewystarczające, aby utrzymać dostatecznie niską wartość temperatury w chłodniejszej z dwóch komór. W celu uniknięcia tego problemu przewiduje się, że jednostka sterująca, która steruje pracą źródła czynnika chłodniczego jest ustawiona na zmianę pierwszego trybu pracy lub zwykłego trybu pracy, jak długo temperatura parownika mierzona przez drugi czujnik temperatury lub w drugiej komorze leży poniżej określonego z góry progu i w pierwszym trybie pracy steruje pracą źródła temperatury w ten sposób, że temperatura mierzona za pomocą pierwszego czujnika temperatury w cieplejszej komorze pozostaje w żądanym zakresie. Jeśli jednak temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury przekracza pierwszy, określony z góry, próg przewiduje się, że jednostka sterująca przełącza pracę w pierwszym trybie na pracę w drugim trybie, przy czym średnią wydajność źródła w drugim trybie pracy reguluje na wyższą wartość niż w pierwszym. W drugim trybie pracy jednostka sterująca korzystnie napędza źródło w sposób ciągły.

Jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury nie osiąga określonego z góry drugiego progu, leżącego poniżej pierwszego, jednostka sterująca dokonuje z powrotem przełączenie drugiego trybu pracy na pierwszy.

Aby w razie potrzeby odszronić parownik, w prostym wykonaniu chłodziarki oczywiście wystarczające jest jej wyłączenie i po całkowitym odszronieniu ponownie włączenie. Jednostka sterująca dysponuje jednakże nastawialnym przez użytkownika trzecim trybem pracy lub trybem odszraniania, w którym nie zasila ona źródła. Jeśli chłodziarka posiada urządzenie grzejne do ogrzewania parownika, może być przewidziane, że w tym trzecim trybie pracy jednostka sterująca jest ustawiona na sterowanie urządzeniem grzejnym w celu przyspieszenia odszraniania.

Ponadto jednostka sterująca, korzystnie jest ustawiona na samoczynne przełączanie z trzeciego trybu pracy na pierwszy lub drugi tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury przekracza trzeci próg, który wskazuje na całkowite odszronienie parownika. W tym wykonaniu do odszronienia parownika wystarczy więc, że użytkownik wydaje jednostce sterującej odnoszący się do tego rozkaz; po dokonanym odszronieniu jednostka sterująca bez jakiegokolwiek udziału użytkownika wraca z powrotem do normalnej pracy chłodzenia.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny chłodziarki, w której może być zastosowany omawiany wynalazek, fig. 2 - schemat, na którym pokazano różne elementy funkcjonalne chłodziarki i fig. 3A do fig. 3C przedstawiają przebieg temperatur mierzonych przez czujniki temperatury chłodziarki w funkcji czasu i fazy pracy parownika chłodziarki.

Na fig. 1, jako przykład wykonania omawianego wynalazku, przedstawiono widok perspektywiczny chłodni szafkowej z otwartymi drzwiami 1. Izolująca cieplnie obudowa 2 chłodni szafkowej mieści w sobie przestrzeń wewnętrzną, która jest rozdzielona na podstawową komorę chłodniczą komorę 3 i komorę zamrażalnika komorę 4. Komora 4 mająca w przekroju kształt zbliżony do kwadratu jest umieszczona w górnym rogu przestrzeni wewnętrznej. Na swoim przednim boku zwróconym do drzwi 1 posiada ona zamykaną, pokazaną na fig. 1 na wpół otwartą pokrywę 5. Cztery ścianki przylegające do przedniego boku prostopadłościanu są utworzone przez parownik 6, na którego zewnętrznej powierzchni są widoczne przewody rurowe 1 do czynnika chłodniczego.

Pod komorą 4 zamrażalnika jest zamontowany płaski, dający się wyciągnąć do przodu pojemnik 8. Rozciąga się on na całej długości dna komory 4 i służy do zbierania wody z topniejącego szronu, która przy odszranianiu parownika 6 kapie z niego do dołu.

Na schemacie na fig. 2 są przedstawione różne elementy funkcjonalne chłodziarki. Widoczna jest obudowa 2, przedstawiona tu jako zamknięte drzwi 1 oraz wewnątrz obudowy podstawową komorę

PL 201 063 B1 chłodniczą 3 i komorę 4 zamrażalnika otoczoną przez parownik 6. Przewód ssący 9 do odparowanego środka chłodniczego ciągnie się od parownika 6 do sprężarki 10. Wychodzący ze sprężarki 10 przewód ciśnieniowy 11 do odparowanego czynnika chłodniczego, zanim dotrze do parownika 6 przebiega przez skraplacz 12 montowany na tylnej stronie obudowy 2.

Jednostka sterująca 13, służąca do sterowania pracą parownika 6, jest połączona z elementami obsługi 15 lub wskaźnikami 16 montowanymi na płycie czołowej 14 obudowy 2 oraz z dwoma czujnikami temperatury 17, 18, z których pierwszy 17 jest montowany wewnątrz podstawowej komory chłodniczej komory 3 lub na jej ścianie w pewnej odległości od parownika 6 do mierzenia temperatury powietrza panującej w podstawowej komorze 3. Drugi czujnik temperatury 18 jest montowany na parowniku 6 i mierzy temperaturę komory 4.

Jednostka sterująca 13 ma trzy tryby pracy. W pierwszym trybie pracy włącza ona sprężarkę 10 w zależności od temperatury T_N mierzonej, przez czujnik temperatury 17 i wyłącza ją w celu utrzymania tej temperatury T_N w założonym zakresie tolerancji wokół wartości docelowej, która jest nastawiona przez użytkownika na jednym z elementów obsługi 15.

Na fig. 3A pokazano przebieg temperatury T_N w podstawowej chłodniczej komorze 3 mierzonej przez czujnik temperatury 17 w funkcji czasu t. Jeśli temperatura T_N leży na górnej granicy zakresu tolerancji, wtedy jednostka sterująca 13 włącza sprężarkę 10 i utrzymuje ją w pracy tak długo, dopóki temperatura T_N nie osiągnie dolnej granicy zakresu tolerancji. Odpowiednie fazy pracy sprężarki 10 są przedstawione na fig. 3B.

W miarę upływu czasu, w wyniku dostawania się do wnętrza wilgoci przy otwieraniu i zamykaniu drzwi 1 lub z powodu wody parującej z przechowywanego chłodzonego towaru, na parowniku 6 tworzy się warstwa szronu, która go coraz bardziej izoluje od podstawowej chłodniczej komory 3. Dlatego prędkość chłodzenia w fazach pracy sprężarki 10 z biegiem czasu jest coraz mniejsza i czas faz pracy sprężarki 10 wydłuża się. Dzięki temu jest wykluczone niepożądane ogrzewanie chłodzonego towaru w podstawowej komorze 3.

Ponieważ w komorze 4 zamrażalnika warstwa szronu na parowniku 6 przyrasta na ogół wolniej niż w podstawowej komorze 3, zwiększający się czas faz pracy sprężarki 10 prowadzi do przebiegu temperatury w komorze zamrażalnika T_E pokazanego na fig. 3C. Wraz z wydłużającym się czasem faz pracy sprężarki 10 wykazuje on tendencję spadkową, która jest nieszkodliwa dla trwałości artykułów spożywczych przechowywanych w komorze zamrażalnika.

Im niższa jest temperatura otoczenia, w której jest ustawiona chłodziarka, tym wolniejszy jest wzrost temperatury T_N i tym większy jest odstęp czasu między dwiema fazami jej pracy. Jeśli jednostka sterująca 12 posiadałaby tylko czujnik temperatury 17 do pomiaru temperatury powietrza w podstawowej komorze chłodniczej mogłoby to prowadzić do tego, że przy wystarczającym chłodzeniu w podstawowej chłodniczej komorze 3 w komorze 4 zamrażalnika temperatura byłaby niepożądanie wysoka. Przeciwdziała temu drugi czujnik temperatury 18. Na fig. 2 pokazano drugi czujnik temperatury 18 montowany na parowniku 6. Ściśle biorąc, przy takim umieszczeniu drugiego czujnika 18, mierzona przez niego temperatura różni się od temperatury T_E panującej w komorze 4 zamrażalnika. Ta różnica jest jednak mała, gdyż parownik 15 tworzy dużą część powierzchni komory 4 zamrażalnika i przepływ ciepła przez przednią i tylną ścianę komory 4 w porównaniu z przepływem ciepła przez jego cztery ścianki utworzone przez parownik 15 jest mały. Alternatywnie, w celu mierzenia jego temperatury, drugi czujnik 18 mógłby być umieszczony w komorze zamrażalnika 4 w odstępie od parownika 6.

Jeśli drugi czujnik temperatury 18 sygnalizuje jednostce sterującej 12 temperaturę poniżej krytycznego pierwszego progu, na przykład -5°C, wtedy dokonuje ona przełączenia na drugi tryb pracy, w którym sprężarka 10 jest napędzana nieprzerwanie, niezależnie od temperatury T_N mierzonej przez czujnik temperatury 17. Dopiero jeśli temperatura parownika spadnie poniżej drugiego progu, na przykład -10°C, a zatem zagwarantowane jest wystarczające chłodzenie komory zamrażalnika, jednostka sterująca powraca do pierwszego trybu pracy.

Dla uproszczenia, te dwa progi mogą być ustalone z góry przez producenta chłodziarki. Na ogół użytkownik nie ma potrzeby ustalania ich samodzielnie. Jednakże może być korzystne, jeśli jednostka sterująca 13 zapewnia użytkownikowi możliwość całkowitego zablokowania drugiego trybu pracy. Dzięki temu można zaoszczędzić na energii, gdy komora zamrażalnika jest pusta i temperatury można przyjąć na poziomie pierwszego progu w ten sposób, że nie prowadzi to do zepsucia chłodzonego towaru.

Ponadto w wyniku uruchomienia odpowiedniego elementu obsługi 15 jednostka sterująca 13 zostaje przestawiona na trzeci tryb pracy, tryb odszraniania. Ten tryb pracy po prostu może polegać

PL 201 063 B1 na tym, że jednostka sterująca może wyłączyć sprężarkę, ale przy wyłączonej sprężarce kontroluje temperaturę mierzoną przez drugi czujnik temperatury 18 i w wypadku osiągnięcia dodatniej temperatury Celsjusza, która wskazuje na całkowite odszronienie parownika 6, jednostka sterująca wraca do pierwszego lub drugiego trybu pracy.

Aby przyspieszyć proces odszraniania, parownik 6 może być zaopatrzony w (nieprzedstawione) urządzenie grzejne, które jest sterowane za pomocą jednostki sterującej 13, tak długo jak znajduje się ona w swoim trzecim trybie pracy.

W celu odszronienia chłodziarki wystarczy więc, że użytkownik raz włączy odpowiedni element obsługi 15 uruchamiający proces odszraniania. Po zakończeniu odszraniania chłodziarka automatycznie podejmuje ponownie normalną pracę chłodzenia. Użytkownik, w odpowiadającym mu późniejszym momencie, musi jedynie usunąć wodę ze stopionego szronu zebraną w pojemniku 8.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Chłodziarka z izolującą cieplnie obudową, parownikiem i dwiema, otoczonymi przez obudowę i chłodzonymi przez parownik do różnych żądanych temperatur komorami, źródłem do zasilania parownika płynnym czynnikiem chłodniczym, pierwszym czujnikiem temperatury i jednostką sterującą, do sterowania pracą źródła zasilającego parownik, w zależności od temperatury mierzonej przez pierwszy czujnik temperatury, mierzący temperaturę powietrza w cieplejszej z dwóch komór i drugiego czujnika temperatury, znamienna tym, że drugi czujnik temperatury (18) mierzy temperaturę komory (4) chłodniejszej z dwóch komór (3, 4), przy czym jednostka sterująca (13) utrzymuje pierwszy tryb pracy, za pomocą źródła zasilającego parownik (6), jak długo temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury (18) leży poniżej określonego z góry progu, tak, że temperatura mierzona za pomocą pierwszego czujnika temperatury (17) pozostaje w żądanym zakresie.
2. 2. Chłodziarka według zastrz. 1, znamienna tym, że parownik (6) tworzy ściankę, odgraniczającą od siebie dwie komory (3, 4).
3. 3. Chłodziarka według zastrz. 1, znamienna tym, że jednostka sterująca (13) zmienia tryb pracy z pierwszego trybu pracy na drugi tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury (18) przekracza pierwszy określony z góry próg, przy czym reguluje ona średnią wydajność źródła zasilającego parownik (6) w drugim trybie pracy na wyższą wartość niż w pierwszym trybie pracy.
4. 4. Chłodziarka według zastrz. 3, znamienna tym, że jednostka sterująca (13) zmienia drugi trybu pracy na pierwszy tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury (18) leży poniżej drugiego ustalonego z góry progu, przy czym ten drugi próg jest niższy od pierwszego.
5. 5. Chłodziarka według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że w drugim trybie pracy jednostka sterująca (13) nieprzerwanie zasila źródło zasilające parownika (6).
6. 6. Chłodziarka według zastrz. 3, znamienna tym, że jednostka sterująca (13) dysponuje trzecim trybem pracy nastawialnym przez użytkownika, w którym nie zasila ona źródła zasilającego parownika (6).
7. 7. Chłodziarka według zastrz. 6, znamienna tym, że chłodziarka ma urządzenie grzejne do ogrzewania parownika (6), a jednostka sterująca (13) jest ustawiona na napędzanie urządzenia grzejnego w trzecim trybie pracy.
8. 8. Chłodziarka według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że jednostka sterująca (13) jest ustawiona na zmianę trzeciego trybu pracy na pierwszy lub na drugi tryb pracy, jeśli temperatura mierzona przez drugi czujnik temperatury (18) przekracza trzeci próg.