專利名稱：除霜加熱裝置的功率調(diào)節(jié)方法和具有集成的除霜加熱裝置的致冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)除霜加熱裝置的供電電壓調(diào)節(jié)致冷裝置的除霜加熱裝置的功率的方法以及具有集成的除霜加熱裝置的致冷裝置，特別是用來實(shí)施所述的方法。
在致冷裝置中，舉例來說例如在冰箱中就存在著問題，在制冷的蒸發(fā)器上形成冰。這些冰起隔絕的作用，使得蒸發(fā)器和冷卻室之間的冷交換變得困難。由于這個原因，冰必須被時常除去。對此，許多致冷裝置，尤其是所謂的無霜裝置，都具有除霜加熱裝置。
這種除霜加熱裝置例如借助于冰傳感器控制，其方式是，當(dāng)測得的冰量超過一個界限值，則進(jìn)行除霜過程，如果不再測得冰，則中斷除霜過程。然而，這種冰傳感器是很耗費(fèi)的，而且具有有限的可靠性。此外，需要多個傳感器，以便能夠可靠地估計(jì)冰的總量(其厚度可以從一個地方到另一個地方變化)。
因此，一種優(yōu)選的解決方案是，利用定時器周期性地以預(yù)先固定給定的持續(xù)時間控制除霜過程。這種控制是簡單的，價(jià)廉物美和可靠的。然而，它也有缺點(diǎn)，對于已知的冰量的除霜實(shí)際所要求的時間與除霜加熱裝置的功率有關(guān)，因此也與它的供電電壓數(shù)值有關(guān)。但是，從外部電源網(wǎng)絡(luò)提供的供電電壓不是必然地在電網(wǎng)的每個地方都等于規(guī)定的額定電壓，相反，它可以隨時間及隨地點(diǎn)在規(guī)定的波動范圍內(nèi)圍繞額定電壓變化。
如果供電電壓太低，則會發(fā)生，預(yù)定的除霜持續(xù)時間對于完全的除霜是不夠的，所以冰量經(jīng)過多次除霜循環(huán)總是變大，這會對致冷裝置的功能能力產(chǎn)生不利影響。
如果預(yù)先規(guī)定除霜持續(xù)時間，使得即使在供電電壓在許可的數(shù)值范圍內(nèi)的最小值時也保證完全的除霜，則當(dāng)供電電壓高時，會要比除霜實(shí)際要求的釋放更多的熱，緊接著這些熱量必須通過致冷機(jī)多次工作重又排出，這使致冷裝置的經(jīng)濟(jì)性受到不利影響。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種致冷裝置的除霜加熱裝置功率調(diào)節(jié)的新方法以及一種新的致冷裝置，尤其是用于實(shí)施本發(fā)明的方法，它可以克服所述的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)是通過具有下面的方法步驟的、致冷裝置的除霜加熱裝置的運(yùn)行方法來解決的(a)求得輸入除霜加熱裝置的供電電流的電壓值，(b)根據(jù)所求得的電壓值確定供電電流的工作比，(c)以根據(jù)所確定的工作比鍵控的供電電流對除霜加熱裝置供電。
所述的任務(wù)另外通過一種具有集成的除霜加熱裝置的致冷裝置來解決，該致冷裝置尤其是用于實(shí)施本發(fā)明的方法，具有一個用于檢測在除霜加熱裝置的供電端子上的電壓值并且以一個與所檢測的電壓值有關(guān)的工作比產(chǎn)生鍵控的控制信號的檢測電路，并且具有一個通過該控制信號操作的、用于輸入除霜加熱裝置的供電電流的斷續(xù)器。
在至今公開的用于在致冷裝置中用于蒸發(fā)器除霜的方案中，除霜加熱裝置與電網(wǎng)電壓無關(guān)地未被鍵控，也就是以100％的工作比接通。正如上面已經(jīng)提及的，這會導(dǎo)致，在出現(xiàn)電壓波動時或是加熱太多或太少，因?yàn)榧訜峁β适桥c除霜加熱裝置的供電電壓的平方成正比地變化的。如果加熱太少，除霜過程常常是不完全的，如果加熱太多，這就與不必要多的能量消耗相聯(lián)系。通過根據(jù)供電電壓(一般是電網(wǎng)電壓)鍵控除霜加熱裝置(包括必要時的流槽(Rinnen)加熱)，避免了這些問題，其方式是，除霜加熱裝置的相對接通持續(xù)時間隨著供電電壓增加而降低。
由于簡單的可實(shí)現(xiàn)性，工作比與供電電壓的關(guān)系最好通過具有至少兩個、最好三個或四個不連續(xù)的值的階梯函數(shù)來給出。
在供電電壓的允許的波動范圍內(nèi)，該階梯函數(shù)可以具有至少兩個、最好三或四個不連續(xù)的值。
階梯函數(shù)的使用與供電電壓數(shù)值范圍的分為多個間隔的劃分相應(yīng)，其中，為每個間隔配置該階梯函數(shù)的這些不連續(xù)值的一個。為了使加熱功率的波動范圍在每個間隔內(nèi)大約保持相同，最好這樣確定這些間隔界限，即，上限和下限有一個對于所有間隔基本上相等的比，最好是具有1.1和1.2之間的比值。
在根據(jù)發(fā)明方法的一個特別優(yōu)選的方案中，直到超過一個預(yù)定的低電壓時才采用鍵控。如果該低電壓沒有被達(dá)到，那么加熱是連續(xù)的，也就是以為1的工作比供電，該低電壓應(yīng)為額定電壓的至少2/3，在額定電壓為230伏交流(VAC)時大約是150VAC，最好為額定電壓的至少70(165VAC)。在超過所述的低電壓時，加熱被鍵控地運(yùn)行。
本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)參照所屬的附圖由以下實(shí)施例的說明得出。它表示，

圖1致冷裝置的一個第一示意圖，本發(fā)明在該致冷裝置上實(shí)現(xiàn)，圖2根據(jù)發(fā)明的致冷裝置的一個第二示意圖，圖3加熱功率作為本發(fā)明除霜加熱裝置供電電壓的函數(shù)的特性曲線。
圖1非常示意性地示出一個無霜致冷裝置，本發(fā)明在該致冷裝置上實(shí)現(xiàn)。致冷裝置以傳統(tǒng)的方式包括一個絕熱的殼體1，在該殼體的內(nèi)部構(gòu)成了用于冷貯物的存儲室2以及一個與該存儲室2通過隔壁3隔開的、通過隔壁3上的一些孔口4連通的蒸發(fā)器室5。在蒸發(fā)器室5中有一個通過一個制冷機(jī)供給致冷劑的的板狀蒸發(fā)器7以及一個除霜加熱裝置8，它與該蒸發(fā)器緊密接觸。
除霜加熱裝置8可通過一個斷續(xù)器9在控制電路10的控制下供給加熱電流。除霜加熱裝置8在此通過端子11與制冷機(jī)6并聯(lián)地連接在供電線路上，其額定供電電壓在此是230V交流(230VAC)。斷續(xù)器9優(yōu)選是大功率晶體管或晶閘管。
控制電路10接收與端子11并聯(lián)連接的電壓測量電路12的電壓測量信號。根據(jù)接收的測量值，控制電路10按下圖處理控制斷續(xù)器9的工作比160-186VAC100％相對的接通持續(xù)時間
186-216VAC74％相對的接通持續(xù)時間(接通時間22秒，斷開時間8秒)216-252VAC55％相對的接通持續(xù)時間(接通時間16秒，斷開時間14秒)從252VAC起40％相對的接通持續(xù)時間(接通時間12秒，斷開時間18秒)圖2是根據(jù)本發(fā)明的無霜致冷裝置的第二種構(gòu)型的示意圖。與已經(jīng)結(jié)合圖1說明的部件相同的部件具有相同的參考標(biāo)號，并且不再重復(fù)描述，這兩種構(gòu)型的主要區(qū)別是，在根據(jù)圖2的構(gòu)型中，電壓測量電路12不是設(shè)置在端子11和斷續(xù)器9之間，而是在斷續(xù)器9后面直接與除霜加熱裝置8并聯(lián)，因此其輸入電壓可以不受接在前面的電路部件干擾影響地被檢測，為了使測量電路12的控制結(jié)果與斷續(xù)器9的工作比無關(guān)，測量電路12與一個二極管13串聯(lián)并且和一個電容器14并聯(lián)，它們的作用是，使供電電壓的兩個半波之一的最大值保持不變地施加于電壓測量電路12上。
圖3以曲線圖形式表示上述的實(shí)施例的結(jié)果與未鍵控的加熱相比較。
在未鍵控的加熱時，加熱功率與電壓平方成正比地增加，如通過圖3中虛線的曲線表示的。在額定電壓為230VAC時，加熱功率在此等于100％。如果致冷裝置的實(shí)際供電電壓不是230V，而是例如為160VAC，加熱功率只能達(dá)到大約50％。如果對于除霜過程預(yù)先調(diào)節(jié)一個固定的加熱時間間隔，它是這樣確定大小的，即，在額定電壓時在蒸發(fā)器7上預(yù)期的冰量完全融冰，則在160VAC時只有這個量的一半融冰。如果實(shí)際的供電電壓超過額定電壓，則除霜加熱裝置8在除霜時比所要求的產(chǎn)生更多的熱量。舉例來說，在290VAC時已經(jīng)達(dá)到大約160％的加熱功率。這就是說，60％加熱能根本不被需要用于除霜并且僅是增加了致冷裝置的能量平衡的負(fù)荷。
根據(jù)本發(fā)明，從160VAC到290VAC的供電電壓范圍被分為具有前面表格式說明的限度的4個間隔，其中，每個間隔對應(yīng)有一個固定的工作比。電壓間隔的上限和下限在此的比大約為1.15，所以在一個間隔內(nèi)，除霜加熱裝置的功率位于額定功率的100±15％的范圍內(nèi)。
通過加熱功率與給定加熱功率的這種很小的偏差，使得蒸發(fā)器的均勻和更好的、可復(fù)現(xiàn)的除霜即使在電壓強(qiáng)烈波動時是可能的。
一般可以說，在電壓間隔的數(shù)量增加時，相對給定除霜功率的偏差在大的電壓范圍上變小，并且反之。
可以理解，這些電壓間隔也可以被另外地進(jìn)行選擇，如果舉例來說，它們被選擇得更小，則它們的數(shù)量提高，則與給定除霜功率的偏差變得更小。例如，可以設(shè)想10VAC電壓間距。當(dāng)然，相對的接通持續(xù)時間必須與這些電壓間距相適配。
然而，在此應(yīng)考慮，分別在固定的時間間隔期間周期性地除霜的策略是以這樣的先決條件為基礎(chǔ)的，即，在兩個除霜過程之間在蒸發(fā)器7上積聚的冰量保持恒定。當(dāng)然，這個先決條件沒有被準(zhǔn)確地完成，而是所形成的冰量可根據(jù)使用條件(調(diào)節(jié)的冷卻溫度，門孔口數(shù)量)或環(huán)境條件(溫度、空氣濕度)變化。雖然在技術(shù)上沒有問題，使得在除霜過程時放出的熱量保持到很小的百分?jǐn)?shù)或者精確地保持恒定，但是，如果待除霜的冰量強(qiáng)烈地波動，與之相關(guān)聯(lián)的耗費(fèi)幾乎沒有帶來優(yōu)點(diǎn)。令人感興趣的供電電壓范圍的間隔的這樣的劃分，即，在各個間隔中，加熱功率的變化不多于大約±15％，作為在熱能的可復(fù)現(xiàn)性以及實(shí)現(xiàn)的簡易性之間的合適的妥協(xié)。
可以理解，鍵控的周期也可與上面所列舉的例子不同。在上述的例子中周期是30秒。周期也可以被選擇得大些(例如1分鐘)或小些(例如15秒)當(dāng)如這里所考察的情況那樣，如果除霜加熱裝置8的供電電流是交流電，重要的是，鍵控(Tastung)的周期包括多個交流電的周期，以便保證工作比和加熱功率之間的線性關(guān)系。在通常的交流電流頻率為50或60Hz時，如果鍵控周期大于1秒，這個要求無論如何被滿足。
權(quán)利要求
1.運(yùn)行致冷裝置的除霜加熱裝置的方法，具有以下方法步驟(a)求得輸入除霜加熱裝置的供電電流的電壓值，(b)根據(jù)所求得的電壓值確定供電電流的工作比，(c)借助根據(jù)所確定的工作比鍵控的供電電流對除霜加熱裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，工作比作為所求得的電壓值的減小的階梯函數(shù)被確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是，階梯函數(shù)在電壓值的允許的波動范圍內(nèi)具有至少兩個、最好是三個或四個不連續(xù)的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征是，電壓的數(shù)值范圍劃分為多個間隔，為它們分別配置一個固定的工作比，每個間隔的上限對下限的比在1.1和1.2之間。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征是，對150VAC之下的、最好是在165VAC之下的電壓值配置的工作比為1。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征是，供電電流是交流電流，并且用鍵控頻率鍵控，該鍵控頻率是交流頻率的分?jǐn)?shù)。
7.具有集成的除霜加熱裝置(8)的致冷裝置，其特征是，設(shè)有一個用于檢測在除霜加熱裝置(8)的供電端子(11)上的電壓值并且用于以一個與檢測的電壓值相關(guān)的工作比產(chǎn)生鍵控的控制信號的檢測電路(10，12)，并且設(shè)有一個通過控制信號操作的、用于輸入除霜加熱裝置(8)的供電電流的斷續(xù)器(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的致冷裝置，其特征是，工作比是作為所求得的電壓值的減小的階梯函數(shù)確定的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的致冷裝置，其特征是，階梯函數(shù)具有至少2個、最好3個或4個不連續(xù)的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征是，電壓的數(shù)值范圍劃分為多個間隔，對它們分別配置一個固定的工作比，每個間隔的上限與下限的比在1.1和1.2之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10之一的致冷裝置，其特征是，檢測電路(10，12)對150VAC之下、最好165VAC之下的電壓值分配為1的工作比。
全文摘要
在具有集成的除霜加熱裝置(8)的致冷裝置中，設(shè)有一個用于檢測在除霜加熱裝置(8)的供電端子(11)上的電壓值并且用于以一個與檢測的電壓值相關(guān)的工作比產(chǎn)生鍵控的控制信號的檢測裝置(10，12)，并且設(shè)有一個通過控制信號操作的、用于輸入除霜加熱裝置(8)的供電電流的斷續(xù)器(9)。通過該斷續(xù)器根據(jù)所檢測的電壓值調(diào)節(jié)供電電流的工作比，以便限制除霜加熱裝置的起源于電壓波動的功率波動。
文檔編號F25D21/08GK1771419SQ200480009317
公開日2006年5月10日 申請日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者伊利亞斯·馬內(nèi)塔斯, 格奧爾格·施特勞斯 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司