專利名稱：制冷機和操作該制冷機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷機，尤其是家用制冷器具，以及涉及一種用于所 述類型的制冷機的操作方法。
背景技術(shù)：
制冷機通常包括連接在制冷劑回路中的壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器。在 工作過程中由壓縮機壓縮且被加熱的制冷劑首先流過冷凝器，其中，它向 熱蓄存器釋放熱，且在該過程中冷凝；然后流過蒸發(fā)器，其中，它由于極 大程度的膨脹而冷卻下來，使得它能夠從冷蓄存器吸收熱量。這樣蒸發(fā)的 制冷劑流回到壓縮機。
在制冷機的絕大部分應(yīng)用中，特別是在家用制冷器具的情況下，壓縮 機不是連續(xù)地操作，而是壓縮機的操作階段和非操作階段交替地進行。然 而，在操作階段，壓縮機將冷凝器中的制冷劑始終保持在高壓下，在蒸發(fā) 器中將制冷劑保持在低壓下，且當壓縮機被斷開時，在冷凝器與蒸發(fā)器之 間產(chǎn)生壓力均衡。在冷凝器中的壓力下降導(dǎo)致在那里的絕熱冷卻，使得包 含在制冷劑中的熱能可能不再釋放到熱蓄存器。相反地，在蒸發(fā)器中，壓 力增大，使得蒸發(fā)器的溫度、以及由蒸發(fā)器冷卻的空間的溫度以不利的方 式增大。
為了使與壓縮機的每次斷開相關(guān)的能量損失最小化，顯而易見的是使 壓縮機的操作階段和非操作階段盡可能長。然而，壓縮機的長的操作階段 和非操作階段可在蓄存器中引起極端的溫度波動。例如如果冷蓄存器是制
冷器的儲存隔間，則溫度的極端波動可導(dǎo)致冷下來的食物制品一時被不適 當?shù)乩鋮s，從而，縮短了它們的儲藏時間，或者它們由于過度冷卻而遭到 破壞。如果食物以比長期儲存溫度低幾度的溫度冷卻，盡管在冷凍器的情 況下很可能不會對冷凍食物造成損壞，但這種類型的臨時的不必的低儲存 溫度加強了熱量從外部向儲存隔間的流入，因此也是不經(jīng)濟的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種不同的解決方案，借助于所述解決方 案，可提高間歇操作的制冷機的效率。
上述目的首先通過以下特征實現(xiàn)在具有連接在制冷劑回路中的壓縮 機、冷凝器和蒸發(fā)器的制冷機的情況下，截止閥設(shè)置在從冷凝器到蒸發(fā)器 的制冷劑路徑中。由于所述閥每當蒸發(fā)器斷開時關(guān)閉，因此，可在蒸發(fā)器 的非操作階段在冷凝器中保持高的壓力。由于截止閥在壓縮機被重新啟動 時打開，因此，借助于高的壓力差膨脹且相應(yīng)冷的制冷劑可立即在蒸發(fā)器 中得到。不再需要壓縮機的預(yù)備啟動階段，但在傳統(tǒng)上，壓縮機需要預(yù)備 啟動階段，以在冷凝器與蒸發(fā)器之間建立冷卻所需的壓力差。
用于在壓縮機斷開時關(guān)閉截止閥、在壓縮機接通時打開截止閥的控制 單元有利地是制冷機的一部分。
控制單元可有利地設(shè)置成在壓縮機斷開時打開或不打開截止閥。特別 是當蒸發(fā)器正被除霜時，壓縮機斷開時打開截止閥是有意義的，因為在這 種情況下，借助于輕微的壓力差膨脹、從而相應(yīng)熱的制冷劑向蒸發(fā)器的流 入完全是有利的，以便實現(xiàn)快速的除霜。
為了進一步加速除霜過程，可為蒸發(fā)器設(shè)置電加熱器。
為了判斷是否需要除霜，控制單元可另外地連接到設(shè)置在蒸發(fā)器上的 結(jié)冰傳感器和/或定時器。
上述目的進一步通過一種用于操作上述類型的制冷機的方法實現(xiàn)，其 中，壓縮機間歇性地操作，且截止閥在壓縮機斷開時被關(guān)閉，或可以是這 種情況截止閥在壓縮機接通時打開。
除霜特別是可以以時間控制的方式定期執(zhí)行，或可在蒸發(fā)器的嚴重結(jié) 冰被探測到時執(zhí)行。


下面，參看附圖描述示例性實施例，將顯見本發(fā)明的進一步的特征和 優(yōu)點。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的制冷機的框圖。
具體實施例方式
制冷機的制冷劑回路從壓縮機1依次通過冷凝器2、截止閥3、節(jié)流器 4和蒸發(fā)器5，返回到壓縮機1。任何現(xiàn)有的設(shè)計、例如繞組蒸發(fā)器(wound evaporator)、線管蒸發(fā)器等適合作為蒸發(fā)器5;圖中示意性示出的是板型蒸 發(fā)器，所述板型蒸發(fā)器具有位于金屬板上的成蜿蜒形延伸的管，成毛細管 的形式的節(jié)流器4集成在板上。
制冷機是家用制冷器具的部件，其設(shè)計通常是公知的，因此在此未被 示出。電子控制單元6借助于溫度傳感器7和結(jié)冰傳感器8控制壓縮機1 的操作和截止閥3的狀態(tài)-打開或關(guān)閉，所述溫度傳感器7安裝在制冷器具 的由蒸發(fā)器5冷卻的儲存隔間中，所述結(jié)冰傳感器8設(shè)置在蒸發(fā)器5自身 上。當壓縮機1處于斷開狀態(tài)時，控制單元6將由溫度傳感器7報告的溫 度與可設(shè)定的上限值進行比較，且如果探測到已超過了極限值，它使壓縮 機1投入操作，且打開截止閥3。來自壓縮機1的先前操作階段的仍儲存在 冷凝器2中的處于高壓下的制冷劑流過節(jié)流器4到達蒸發(fā)器5，且在該過程 中膨脹和冷卻下來。因此，當壓縮機1接通時，在蒸發(fā)器5處可實際沒有 延遲地獲得冷卻能力。
根據(jù)壓縮機1的啟動性能，壓縮機的啟動時間和截止閥3的打開時間 可相對彼此稍微偏錯開，時間偏錯選擇成使由壓縮機的啟動和閥的打開引 起的冷凝器2中的壓力波動最小化。
在壓縮機1運行時，控制單元6將由溫度傳感器7報告的溫度與下限 值比較，且如果溫度下降到低于所述極限值，使壓縮機1再次斷開。此時 進行撿査，以判斷結(jié)冰傳感器8是否表示蒸發(fā)器5發(fā)生了將需要除霜的嚴 重結(jié)冰。如果不是這種情況，控制單元6在壓縮機1被斷開的同時關(guān)閉截 止閥3，以便在壓縮機l的隨后的非操作階段中保持冷凝器2中的過壓。
如果辨別需要除霜，這通?？赡荛g隔多天就會發(fā)生，則截止閥3保持 打開，且在冷凝器2與蒸發(fā)器5之間產(chǎn)生壓力均衡。蒸發(fā)器5中的相關(guān)的 壓力增加一方面引起已包含在蒸發(fā)器5中的制冷劑的絕熱加熱；另一方面 在壓力均衡過程中流過節(jié)流器4的制冷劑的冷卻隨著壓力差的下降而慢下 來，使得在壓力均衡過程即將結(jié)束時，漸熱的制冷劑達到蒸發(fā)器5的上游區(qū)域，從而加熱蒸發(fā)器5。此外，蒸發(fā)器5除霜所需的熱量通過電加熱器9 提供，所述電加熱器同樣由控制單元6控制。
為了在除霜過程中使借助于制冷劑向蒸發(fā)器5的熱量輸入最大化，可 使截止閥3在除霜過程中間歇性地打開。通過采用這種方式，壓力均衡慢 下來，且在壓力均衡過程中在冷凝器2中膨脹并在該過程中冷卻下來的制 冷劑具有在冷凝器2本身中再次加熱的機會，以便隨后在壓力均衡的此后 階段以如此較熱的溫度進入蒸發(fā)器5。
根據(jù)一個可選實施例，通過結(jié)冰傳感器8對蒸發(fā)器5的結(jié)冰的直接監(jiān) 測可變換為例如通過與定時器(未示出)連接的控制單元6對結(jié)冰進行的 間接估計，以便每次在通常形成有需要除霜的冰層的預(yù)定時段結(jié)束之后啟 動除霜過程。
可采取各種措施改善通過控制單元6對結(jié)冰的估計。因此，例如，控 制單元6可連接到門開關(guān)，用于基于門打開的次數(shù)和/或它們的持續(xù)時間估 計因門的打開而導(dǎo)入到器具中的濕氣量，所述門開關(guān)在絕大部分家用制冷 器具中被設(shè)置用于開關(guān)內(nèi)部燈的幵關(guān)。為了能夠更準確地進行所述類型的 估計，也可提供環(huán)境溫度傳感器，所述環(huán)境溫度傳感器能夠估計環(huán)境空氣 的水分含量。
權(quán)利要求
1. 一種制冷機，所述制冷機具有連接在制冷劑回路中的壓縮機(1)、冷凝器(2)和蒸發(fā)器(5)，其特征在于，截止閥(3)設(shè)置在從冷凝器(2)到蒸發(fā)器(5)的制冷劑路徑中。
2. 如權(quán)利要求1所述的制冷機，其特征在于，它具有控制單元(6)， 所述控制單元(6)用于在壓縮機(1)斷開時關(guān)閉截止閥(3)、在壓縮 機(1)接通時打開截止閥(3)。
3. 如權(quán)利要求2所述的制冷機，其特征在于，控制單元(6)被設(shè)置 成在壓縮機(1)斷開時打開或不打開截止閥(3)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的制冷機，其特征在于，控制單元(6)連 接到設(shè)置在蒸發(fā)器(5)上的結(jié)冰傳感器(8)和/或定時器。
5. 如前面權(quán)利要求中任一所述的制冷機，其特征在于，為蒸發(fā)器(5) 設(shè)置電加熱裝置(9)。
6. 如前面權(quán)利要求中任一所述的制冷機，其特征在于，節(jié)流器(4) 設(shè)置在從截止閥(3)到蒸發(fā)器(5)的制冷劑路徑中。
7. —種家用制冷器具，所述家用制冷器具具有前面權(quán)利要求中任一 所述的制冷機。
8. —種用于操作如權(quán)利要求1所述的制冷機的方法，其中，壓縮機 (1)間歇性地操作，其特征在于，截止閥(3)在壓縮機(1)斷開時關(guān)閉，且截止閥(3)在壓縮機(1)接通時打開。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，為了對蒸發(fā)器(5)進行 除霜，截止閥(3)在壓縮機(1)斷開時至少暫時地被打開。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，除霜操作定期執(zhí)行。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，監(jiān)測蒸發(fā)器(5)的結(jié) 且如果探測到蒸發(fā)器(5)的嚴重結(jié)冰，執(zhí)行除霜。
全文摘要
一種用于家用制冷器的制冷機包括被連接形成制冷劑回路的壓縮機(1)、冷凝器(2)和蒸發(fā)器(5)。截止閥(3)設(shè)置在從冷凝器(2)到蒸發(fā)器(5)的制冷劑路徑中。
文檔編號F25B41/04GK101512253SQ200780032059
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者H·伊勒, P·福蒂亞迪斯 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司