DE1198837B

DE1198837B - Control device for a refrigerator

Info

Publication number: DE1198837B
Application number: DES91653A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Mueller
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1964-06-23
Filing date: 1964-06-23
Publication date: 1965-08-19

Description

Regelvorrichtung für einen Kühlschrank Die Kühlung von Räumen mit Hilfe des Peltiereffektes hat in den letzten Jahren ständig an Bedeutung gewonnen. Eine ganze Reihe von derartigen Kühlvorrichtungen werden bereits serienmäßig gefertigt. Nach dem heutigen Stand der Technik erscheinen die Peltierkühlvorrichtungen im wesentlichen geeignet, kleinere Wärmemengen zu bewältigen bzw. in Fällen mit besonderen Bedingungen verwendet zu werden.Control device for a refrigerator The cooling of rooms with The help of the Peltier effect has steadily gained in importance in recent years. A whole series of such cooling devices are already in series production. According to the current state of the art, the Peltier cooling devices appear essentially suitable for handling smaller amounts of heat or in cases with special conditions to be used.

Man hat auch schon mehrmals den Vorschlag gemacht, kombinierte Kühlvorrichtungen zu verwenden, z. B. Kühlschränke mit einer Kältemaschine herkömmlicher Bauart und mit einer zusätzlichen thermoelektrischen Kühlvorrichtung, um die Vorteile beider Systeme ausnutzen zu können.The proposal has already been made several times for combined cooling devices to use, e.g. B. refrigerators with a refrigeration machine of conventional design and with an additional thermoelectric cooling device to take advantage of both To be able to exploit systems.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für einen solchen Kühlschrank mit einer Kältemaschine herkömmlicher Bauart und mit einer Peltierelemente aufweisenden elektrothermischen Kühlvorrichtung, die zur Kühlung eines Tiefkühlfaches dient und ihre Wärme an das von der Kältemaschine herkömmlicher Bauart gekühlte Normalkühlfach abgibt, wobei die Kältemaschine herkömmlicher Bauart durch einen dem Normalkühlfach zugeordneten Temperaturfühler und die elektrothermische Kühlvorrichtung durch einen dem Tiefkühlfach zugeordneten Temperaturfühler gesteuert wird.The invention relates to a regulating device for such a device Refrigerator with a refrigeration machine of conventional design and with a Peltier element having electrothermal cooling device for cooling a freezer compartment serves and its heat to that cooled by the conventional refrigeration machine Normal cooling compartment gives off, the refrigerating machine of conventional design by a the temperature sensor assigned to the normal refrigerator compartment and the electrothermal cooling device is controlled by a temperature sensor assigned to the freezer compartment.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist eine allen Erfordernissen des Kühlschranks gerecht werdende automatische Steuerung der in den Kühlschrank eingebauten elektrothermischen Kühlvorrichtungen.The problem underlying the invention is one of all requirements automatic control of the refrigerator in accordance with the requirements of the refrigerator built-in electrothermal cooling devices.

Bekannt ist es, eine Peltierbatterie mit zwei Temperaturfühlern zu überwachen, von denen der eine auf der kalten Seite der Peltierelemente und der andere auf der warmen Seite angeordnet ist. Durch eine solche Steuerung kann zwar eine Schwankung der Umgebungstemperatur berücksichtigt werden, eine Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur des außerdem zur Schrankkühlung dienenden Verdampfers einer zweiten Kühlvorrichtung (meist herkömmlicher Bauart) ist auf diese Weise nicht möglich. Eine solche Steuerung ist aber gerade Aufgabe der Erfindung. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Stromversorgung der Peltierelemente außer durch den Temperaturfühler im Tiefkühlfach auch noch durch einen zweiten Temperaturfühler beeinflußt wird, der als Kaltleiter ausgebildet und dem Verdampfer des Normalkühlfaches zugeordnet ist. Auf diese Weise wird mit sehr einfachen Mitteln die bestehende Schwierigkeit überm-. wunden, einen Kühlschrank der genannten Gattung aus dem warmen Zustand ohne nennenswerte Verzögerung der Abkühlzeit anzufahren.It is known to use a Peltier battery with two temperature sensors monitor, one of which is on the cold side of the Peltier elements and the other is arranged on the warm side. Such a control can a fluctuation in the ambient temperature can be taken into account, a control in Depending on the temperature of the evaporator, which is also used to cool the cabinet a second cooling device (usually of conventional design) is not in this way possible. Such a control is precisely the object of the invention. To this Purpose is proposed according to the invention that the power supply of the Peltier elements In addition to the temperature sensor in the freezer compartment, there is also a second temperature sensor is influenced, which is designed as a PTC thermistor and the evaporator of the normal refrigerator compartment assigned. In this way the existing difficulty becomes clear with very simple means over-. sore, a refrigerator of the type mentioned from the warm state without noticeable delay in the cooling time.

Bei der Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird man mit Vorteil den Schalter für die Peltierelemente mit dem zusätzlichen Schalter für den Stromkreis der Elemente in Reihe anordnen.When designing the subject matter of the invention, one becomes with Advantage of the switch for the Peltier elements with the additional switch for the Arrange the circuit of the elements in series.

Man kann die beiden die Stromversorgung der Peltierelemente beeinflussenden Schalter durch einen zusätzlichen, ihnen parallelliegenden Schalter überbrücken, und erhält so ohne jeden zusätzlichen Aufwand eine sehr einfach arbeitende Abtauvorrichtung, die sogar den bisher erforderlichen Aufwand bekannter Abtaueinrichtungen mindert, indem sie die im allgemeinen für das Abtauen erforderlichen zusätzlichen Mittel erheblichen Umfangs (besondere Heizungen und ähnliches mehr) entbehrlich werden läßt. Die von der warmen Seite der Peltierelemente dem Verdampfer der normalen Kältemaschine zugeführte Wärmeenergie ist beträchtlich und kann daher, wenn die Kältemaschine nicht arbeitet, relativ schnell den Abtauprozeß des Verdampfers bewerkstelligen.The two can influence the power supply of the Peltier elements Bridge the switch with an additional switch lying parallel to you, and thus has a very simple defrosting device without any additional effort, which even reduces the previously required effort of known defrosting devices, by taking the additional resources generally required for defrosting considerable scope (special heaters and the like) can be dispensed with leaves. From the warm side of the Peltier elements to the evaporator of the normal refrigeration machine supplied thermal energy is considerable and can therefore, if the chiller does not work, manage the defrosting process of the evaporator relatively quickly.

Um Fehlbedienungen der neuartigen Anlage mit Sicherheit zu vermeiden, wird man den parallelliegenden zusätzlichen Überbrückungsschalter im Stromkreis der Peltierelemente mit dem Schalter für den Motorkompressor derart koppeln, daß er nur bei ausgeschaltetem Motorkompressor einschaltbar ist. Dadurch wird mit Sicherheit dafür gesorgt, daß von der elektrothermischen Batterie dem Normalverdampfer nur im warmen Zustand und nur dann Wärme zugeführt wird, wenn beabsichtigt ist, den Normalverdampfer abzutauen. Um das zu erreichen, kann man den Überbrückungsschalter auch mit dem Abtauthermostaten koppeln. Selbstverständlich bereitet das Abtauen der Peltierelemente keine Schwierigkeiten, da das Umpolen zum Zweck des Abtauens mit einfachen Mitteln durchführbar und im übrigen bereits bekannt ist. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Darin zeigt F i g. 1 schematisch eine Ansicht (zum Teil geschnitten) eines Kühlschrankes, der gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, F i g. 2 die Kennlinie eines Kaltleiters im Widerstand(R)-Temperatur(T)-Diagramm und die F i g. 3 eine Variante der in F i g. 1 gezeigten Stromversorgungsvorrichtung für die Peltierelemente. In der F i g. 1 ist mit 1 das Außengehäuse, mit 2 die Isolierung und mit 3 das Innengehäuse eines Kühlschrankes bezeichnet, dessen Kühlraum in drei Temperaturzonen unterteilt ist. Innerhalb des Verdampfers 4 wird beispielsweise eine Temperatur von -6° C aufrechterhalten, während im Normalkühlfach 5 etwa -f-6° C und im Tiefkühlfach 6 etwa -18° C herrschen. Der Verdampfer 4 ist dabei Teil eines Kältemittelkreislaufes, der von einem gekapselten Motorkompressor 11 betrieben wird. Die Kältemittelleitungen 12, 13, die Kapillare 14 und der Kondensator 15 sind nur angedeutet. Die elektrische Versorgung des Kompressormotors 11 erfolgt vom Netz 16 über die Leitungen 17 und 18. In der Leitung 18 befindet sich ein Schalter 19, der von dem in Verdampfernähe angeordneten Temperaturfühler 20 betätigt wird. Diese Einflußnahme ist durch die gestrichelte Wirklinie 34 angedeutet.In order to avoid incorrect operation of the new system with certainty, one will couple the parallel additional bypass switch in the circuit of the Peltier elements with the switch for the motor compressor in such a way that it can only be switched on when the motor compressor is switched off. This ensures with certainty that the electrothermal battery only supplies heat to the normal evaporator when it is warm and only when it is intended to defrost the normal evaporator. To achieve this, the bypass switch can also be coupled to the defrosting thermostat. Of course, the defrosting of the Peltier elements does not cause any difficulties, since the polarity reversal for the purpose of defrosting can be carried out with simple means and is otherwise already known. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. In it, F i g. 1 schematically shows a view (partly in section) of a refrigerator which is equipped according to the invention, FIG. 2 the characteristic curve of a PTC thermistor in the resistance (R) -temperature (T) diagram and FIG. 3 shows a variant of the in FIG. 1 shown power supply device for the Peltier elements. In FIG. 1 denotes 1 with the outer housing, with 2 the insulation and 3 with the inner housing of a refrigerator whose cooling space is divided into three temperature zones. Within the evaporator 4, for example, a temperature of -6 ° C is maintained, while in the normal refrigerator compartment 5 about -f-6 ° C and in the freezer 6 about -18 ° C prevail. The evaporator 4 is part of a refrigerant circuit that is operated by an encapsulated motor compressor 11. The refrigerant lines 12, 13, the capillary 14 and the condenser 15 are only indicated. The electrical supply of the compressor motor 11 takes place from the network 16 via the lines 17 and 18. In the line 18 there is a switch 19 which is actuated by the temperature sensor 20 arranged in the vicinity of the evaporator. This influence is indicated by the dashed line of action 34.

Das Tiefkühlfach 6 wird von Peltierelementen 21 gekühlt, die zu einer Batterie zusammengefaßt sind. Ihre warme Seite ist bezüglich der Wärmekopplung in geeigneter Weise (z. B. durch ein Sekundärsystem) mit dem Verdampfer 4 verbunden. In der Figur ist diese Verbindung durch die doppelt gestrichelte Wirklinie 35 angedeutet.The freezer compartment 6 is cooled by Peltier elements 21 which are combined to form a battery. With regard to the thermal coupling, its warm side is connected to the evaporator 4 in a suitable manner (e.g. by a secondary system). In the figure, this connection is indicated by the double-dashed line of action 35.

Die elektrische Versorgung der Peltierelemente 21 erfolgt über den Transformator 22, den Gleichrichter 23 und Leitungen 24, 25. Primärseitig ist der Trafo 22 über Leitungen 26, 27 an das Netz 16 angeschlossen. In der Leitung 26 befindet sich ein Schalter 28, der von dem der kalten Seite der Peltierelemente 21 zugeordneten Temperaturfühler29 (gestrichelte Wirklinie 30) gesteuert wird.The electrical supply of the Peltier elements 21 takes place via the transformer 22, the rectifier 23 and lines 24, 25. On the primary side, the transformer 22 is connected to the network 16 via lines 26, 27 . In the line 26 there is a switch 28 which is controlled by the temperature sensor 29 (dashed active line 30) assigned to the cold side of the Peltier elements 21.

Außerdem ist in der Leitung 26 ein Schalter 31 vorhanden, der durch den Temperaturfühler 32 (strichpunktierte Wirklinie 33) gesteuert wird. Der Temperaturfühler 32 ist dem Verdampfer 4 des Normalkühlfaches 5 zugeordnet und als Kaltleiter ausgeführt. Er unterbricht die Stromversorgung der Peltierelemente, wenn der mit der Kältemaschine betriebene Verdampfer 4 warm ist; d. h., er sorgt dafür, daß die Kälteleistung bei Anlauf des Schrankes aus dem warmen Zustand in gestaffelter Form aufgebraucht wird. Nach dem Einschalten des Schrankes wird nämlich zunächst der Verdampfer 4 des Normalkühlfaches 5 auf die gewünschte tiefe Temperatur herabgekühlt, erst dann schließt der durch den Kaltleiter-Temperaturfübler 32 betätigte Schalter 31, und erst jetzt kann auch die Kühlung des Tiefkühlfaches 6 durch die Peltierelemente 21 erfolgen. In der F i g. 2 ist die R-T-Charakteristik des Kaltleiter-Temperaturfühlers 32 abgebildet.In addition, a switch 31 is present in the line 26, which by the temperature sensor 32 (dash-dotted line 33) is controlled. The temperature sensor 32 is assigned to the evaporator 4 of the normal cooling compartment 5 and is designed as a PTC thermistor. It interrupts the power supply of the Peltier elements when the one with the chiller operated evaporator 4 is warm; d. h., he ensures that the cooling capacity at Start-up of the cabinet from the warm state is used up in staggered form. After switching on the cabinet, the evaporator 4 of the normal refrigerator compartment is first activated 5 cooled down to the desired low temperature, only then does it close the PTC thermistor 32 operated switch 31, and only now can the cooling of the freezer compartment 6 is carried out by the Peltier elements 21. In the F i g. 2 shows the R-T characteristic of the PTC thermistor temperature sensor 32.

Die F i g. 3 zeigt schließlich einen Teil der in der F i g. 1 dargestellten Schaltung mit einem zusätzlichen Schalter 41, mit dessen Hilfe die Schalter 28 und 31 überbrückt werden können. Auf diese Weise kann man die Peltierelemente 21 auch dann einschalten, wenn sich der Verdampfer 4 des Normalkühlfaches 5 auf hohen Temperaturen befindet. Dadurch kann man dem Verdampfer 4 die für den Abtauprozeß erforderliche Wärmeenergie durch die Peltierelemente 21 zuführen. Man spart auf diese Weise die Anwendung einer besonderen Abtauheizung. Den Überbrückungsschalter 41 wird man vorzugsweise mit dem Kompressorschalter 19 derart koppeln, daß er nur eingeschaltet werden kann, wenn der Schalter 19 den Motorkompressor 11 vom Netz 16 getrennt hat. Es ist aber auch eine Kopplung des Überbrückungsschalters 41 mit einem Abtauthermostaten denkbar.The F i g. Finally, FIG. 3 shows part of the FIG. 1 shown Circuit with an additional switch 41, with the help of which the switches 28 and 31 can be bridged. The Peltier elements 21 can also be used in this way then switch on when the evaporator 4 of the normal refrigerator compartment 5 is at high temperatures is located. This allows the evaporator 4 to be used for the defrosting process Supply thermal energy through the Peltier elements 21. In this way you save the Use of a special defrost heater. The bypass switch 41 is preferred couple with the compressor switch 19 in such a way that it can only be switched on when the switch 19 has disconnected the motor compressor 11 from the mains 16. But it is a coupling of the bypass switch 41 with a defrosting thermostat is also conceivable.

Claims

Claims: 1. Control device for a refrigerator with a Refrigeration machine of conventional design and with an electrothermal one having Peltier elements Cooling device that is used to cool a freezer compartment and its heat to the from the refrigeration machine of conventional design gives off normal refrigerator compartment, wherein the refrigeration machine of conventional design by one assigned to the normal refrigerator compartment Temperature sensor and the electrothermal cooling device through one of the freezer compartment assigned temperature sensor is controlled, so there are no indications n e t that the power supply of the Peltier elements (21) except through the temperature sensor (29) in the freezer compartment (6) also influenced by a second temperature sensor (32) is designed as a PTC thermistor and the evaporator (4) of the normal refrigerator compartment (5) is assigned.

2. Control device according to claim 1, characterized in that one on the temperature sensor (29) in the freezer compartment (6) responsive switch (28) for the Peltier elements (21) with an additional on the PTC thermistor temperature sensor (32) responsive switch (31) is arranged in series.

3. Control device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the two provide the power supply the Peltier elements (21) influencing switch (28 and 31) by an additional, them parallel switches (41) can be bridged.

4. Control device according to claim 3, characterized in that the additional bridging switch (41) is coupled to the switch (19) for the compressor motor ( 11) which responds to the temperature sensor (20) in the normal refrigerator compartment (5) in such a way that the additional bridging switch ( 41) can only be switched on when the compressor motor (11) is switched off.

5. Control device according to claim 3, characterized in that the additional Bridging switch (41) is coupled to a defrosting thermostat. Into consideration Drawn publications: German utility model No. 1785 656; U.S. Patents No. 2 998 707, 3 052100.