專利名稱：制冷裝置以及控制制冷裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所要求保護(hù)的制冷裝置以及
如權(quán)利要求8的前序部分所要求保護(hù)的控制制冷裝置的方法。
背景技術(shù)：
制冷裝置是已知的，其中所述制冷裝置具有兩個(gè)單獨(dú)的制冷劑回 路，其具有壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和冷凝器。這種制冷裝置的內(nèi)部大體上被 劃分為兩個(gè)制冷區(qū)域，即被構(gòu)造為冷凍艙室和制冷艙室。兩個(gè)蒸發(fā)器 分別設(shè)置在每個(gè)制冷區(qū)域內(nèi)。
控制器利用這兩個(gè)制冷區(qū)域內(nèi)的溫度傳感器確定所述區(qū)域內(nèi)出現(xiàn) 的溫度。如果溫度上升高于對應(yīng)的預(yù)設(shè)最大溫度，則控制器啟動對應(yīng) 的壓縮機(jī)，以便借助于制冷器從感興趣的制冷區(qū)域排出熱量。如果在 兩個(gè)制冷區(qū)域內(nèi)同時(shí)達(dá)到預(yù)設(shè)最大溫度，則兩個(gè)壓縮機(jī)被啟動，從而 壓縮機(jī)至少同時(shí)運(yùn)行特定的時(shí)間段。這通常造成破壞性的振動。同樣， 在兩個(gè)壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，噪音達(dá)到頻率上可感知為太吵的級別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供制冷裝置以及用于控制制冷裝置的方法， 從而僅僅在異常的情況中同時(shí)操作兩個(gè)壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)在正常的 狀態(tài)中基本上在不同的時(shí)間操作。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的制冷裝置以及 具有權(quán)利要求8的特征的用于控制制冷裝置的方法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榭刂破?可以作為預(yù)確定的條件的函數(shù)在不同的操作模式中操作，所以控制器 還可以對不同的條件(狀態(tài))做出不同的響應(yīng)。因而，根據(jù)本發(fā)明， 正常模式設(shè)置成，控制器僅僅在不同的時(shí)間操作壓縮機(jī)。在正常條件 下取消這兩個(gè)壓縮機(jī)的同時(shí)操作。然而，在反常的條件下即在異常的
4情況中，控制器仍可同時(shí)操作兩個(gè)壓縮機(jī)。因而可以防止在反常的情 況中制冷區(qū)域內(nèi)的溫度上升太高，因而損害所存儲的物品。然而，在 正常的條件下避免了兩個(gè)壓縮機(jī)同時(shí)操作時(shí)導(dǎo)致的明顯的振動和高噪 音級別。
一個(gè)制冷劑回路裝備有用于冷凍艙室的壓縮機(jī)和蒸發(fā)器，另一個(gè) 制冷劑回路裝備有用于制冷艙室的壓縮機(jī)和蒸發(fā)器。共用的冷凝器被 提供用于這兩個(gè)制冷劑回路。然而，在本發(fā)明的一個(gè)示意性實(shí)施例中， 兩個(gè)制冷劑回路設(shè)有它們各自的冷凝器。
在冷凍艙室和制冷艙室這兩者中設(shè)置溫度傳感器。控制器連接至 這兩個(gè)傳感器，并因而可以在任何時(shí)間確定冷凍艙室和/或制冷艙室內(nèi) 出現(xiàn)的溫度。溫度傳感器大體上直接連接至蒸發(fā)器，并測量制冷劑的 溫度。借助于這種措施還可以獲得冷凍艙室和/或制冷艙室內(nèi)的溫度。 在本發(fā)明的一個(gè)有利示意性實(shí)施例中，控制器連接至用于獲取外部溫 度的傳感器。在該示意性實(shí)施例中，外部溫度體現(xiàn)了與操作模式有關(guān) 的預(yù)確定的條件之一，控制器以所述操作模式被操作。例如，可以設(shè)
置成只要外部溫度超過30'C，控制器就從正常模式切換出(退出)。 對于這種大小的外部溫度，可以出現(xiàn)的是，冷凍艙室和/或制冷艙室內(nèi) 的溫度上升得非常快，從而達(dá)到可允許的最大溫度，這是在需要對壓 縮機(jī)停機(jī)的低溫在對應(yīng)的另一艙室內(nèi)被達(dá)到之前出現(xiàn)的。在這種反常 狀態(tài)中，本發(fā)明允許控制器切換至另一模式并在異常情況中允許兩個(gè) 壓縮機(jī)的并行操作。
然而，這種反常的情況不僅是外部溫度的函數(shù)。在大量暖物品被 一次引入時(shí)，同樣出現(xiàn)反常情況。在冰層在蒸發(fā)器上形成時(shí)，也出現(xiàn) 這種情況，對熱量向制冷劑的傳遞造成負(fù)面影響。在所有這些情況中， 反常情況意味著壓縮機(jī)分別必須操作非常長的時(shí)間段，從而可以在制 冷區(qū)域內(nèi)恢復(fù)對應(yīng)所需的溫度。在正常條件中，每個(gè)壓縮機(jī)以特定的 操作周期操作。例如，在一個(gè)周期內(nèi)，壓縮機(jī)在周期時(shí)間的20%的時(shí) 間段內(nèi)操作，并且在周期時(shí)間的剩余80%內(nèi)被停機(jī)。壓縮機(jī)操作的時(shí) 間間隔指的是相對啟動時(shí)間段。如果我們假設(shè)在具有兩個(gè)壓縮機(jī)的制 冷裝置中每個(gè)壓縮機(jī)在周期時(shí)間的20%內(nèi)操作，則在壓縮機(jī)并不同時(shí)操作而是一個(gè)在另一個(gè)之后操作時(shí)，這導(dǎo)致了正常條件中的40%的相 對啟動時(shí)間段。
如果出現(xiàn)反常情況，則相對啟動時(shí)間段增加。這在相對啟動時(shí)間 段達(dá)到100%之前是可行的。如果壓縮機(jī)將必須操作較長時(shí)間從而在制 冷區(qū)域內(nèi)達(dá)到所需的溫度，則不再可以在不同的時(shí)間操作這兩個(gè)壓縮 機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，控制器可以從正常模式切換至另一操作模式。在該 另一操作模式中，特別地允許兩個(gè)壓縮機(jī)的同時(shí)操作。這種措施確保 了，以盡可能小的振動以及盡可能低的噪音級別來運(yùn)行制冷裝置，而 仍可以確保甚至在異常狀況中在制冷區(qū)域內(nèi)均勻地達(dá)到所需的溫度， 并且沒有物品變質(zhì)。
目前，制冷裝置經(jīng)常裝備有自動除霜機(jī)構(gòu)。在壓縮機(jī)上的冰層達(dá) 到特定的厚度時(shí)，啟動除霜操作。這以多種方式被確定，并且與本發(fā) 明無關(guān)。從而，在除霜操作的過程中，對應(yīng)的制冷區(qū)域并未被明顯加 熱，蒸發(fā)器大體上在單獨(dú)的室內(nèi)設(shè)置，而借助于蒸發(fā)器室與制冷區(qū)域 之間的風(fēng)扇完成空氣交換。在除霜操作的過程中，風(fēng)扇被停機(jī)，從而 在該時(shí)間的過程中蒸發(fā)器室與制冷區(qū)域之間沒有空氣交換。同樣，在 除霜操作過程中，蒸發(fā)器被加熱，從而冰融化。除霜時(shí)間是冰層厚度 的函數(shù)。
除霜操作還可以導(dǎo)致反常的狀態(tài)。如果除霜時(shí)間超過壓縮機(jī)的正 常停機(jī)時(shí)間，則相關(guān)的制冷區(qū)域內(nèi)的溫度上升到高于控制器必須重啟 壓縮機(jī)的溫度，直至正常狀態(tài)被再次恢復(fù)。
在用于控制制冷裝置的方法的一個(gè)特別有利的示意性實(shí)施例中， 一個(gè)制冷區(qū)域被優(yōu)先化(優(yōu)先處理)。優(yōu)先的制冷區(qū)域大體上是冷凍艙 室。如果如果在這兩個(gè)制冷區(qū)域內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)制冷的需求，也就是說控 制器啟動壓縮機(jī)的溫度在這兩個(gè)制冷區(qū)域內(nèi)大致同時(shí)被達(dá)到，則控制 器首先啟動針對冷凍艙室的壓縮機(jī)。這防止了存儲在冷凍艙室內(nèi)的物 品解凍并因而受到損害。實(shí)際上，制冷艙室內(nèi)的溫度暫時(shí)地被允許上 升高于設(shè)定溫度。然而，物品并不損害，由于僅僅暫時(shí)的溫度增加。
然而，為了確保制冷艙室內(nèi)的溫度并不上升太高，設(shè)置了冷凍艙 室的壓縮機(jī)被操作的最大切換時(shí)間。即使冷凍艙室內(nèi)的溫度在該最大切換時(shí)間內(nèi)并未達(dá)到壓縮機(jī)的停機(jī)溫度，冷凍艙室的壓縮機(jī)也被停機(jī) 并且制冷艙室的壓縮機(jī)被啟動。該壓縮機(jī)現(xiàn)在僅僅針對最大切換時(shí)間 被啟動。在此之后，切換回到冷凍艙室的壓縮機(jī)。在正常的條件中， 這樣一種狀態(tài)因而緩慢地被達(dá)到，其中針對冷凍艙室的制冷要求以及 針對制冷艙室的制冷要求一個(gè)在另一個(gè)之后出現(xiàn)。


結(jié)合參照附圖詳細(xì)說明的示意性實(shí)施例的說明將清楚本發(fā)明的其 它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中 _
圖1示出了冰箱-冷凍器的示意圖；并且 圖2示出了壓縮機(jī)周期的不同的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的冰箱-冷凍器1具有冷凍艙室3和制冷艙室4。在兩 個(gè)制冷區(qū)域3、 4內(nèi)分別配置專門的制冷劑回路。冷凍艙室蒸發(fā)器5從 冷凍艙室冷凝器9借助于管線12供應(yīng)有制冷劑。加熱的制冷劑借助于 管線12被輸送至冷凍艙室壓縮機(jī)，并最終借助于管線13流回到冷凍 艙室冷凝器中。用于制冷艙室4的對應(yīng)的制冷劑回路包括通至制冷艙 室蒸發(fā)器的管線15、制冷艙室蒸發(fā)器6、通至制冷艙室壓縮機(jī)的管線 14、制冷艙室壓縮機(jī)8、通至制冷艙室冷凝器的管線16以及制冷艙室 冷凝器10。
控制器12被設(shè)置成控制冷凍艙室壓縮機(jī)7和制冷艙室壓縮機(jī)8。 冷凍艙室或制冷艙室溫度借助于由冷凍艙室傳感器18或制冷艙室傳 感器19所確定的溫度被調(diào)節(jié)。從而，在控制冰箱-冷凍器1時(shí)還可以 考慮外界溫度，外部傳感器17也連接至控制器2。
圖2示出了不同的壓縮機(jī)周期，其還被用于進(jìn)一步說明本發(fā)明。 圖2a利用實(shí)線示出了第一示意性序列的冷凍艙室壓縮機(jī)7的壓縮機(jī)周 期。圖2b示出了制冷艙室壓縮機(jī)8的相關(guān)的壓縮機(jī)周期。完整的壓縮 機(jī)周期在時(shí)間Al開始并在時(shí)間A2結(jié)束。控制器在正常模式中在該時(shí) 間操作。周期時(shí)間Al/A2的大小設(shè)置成，冷凍艙室壓縮機(jī)7的運(yùn)行時(shí)間加上制冷艙室壓縮機(jī)8的運(yùn)行時(shí)間在任何情況中短于周期時(shí)間 Al/A2。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)先的冷凍艙室壓縮機(jī)7在該正常模式中首先啟 動。在特定的運(yùn)行時(shí)間之后，該化:縮機(jī)7被再次停機(jī)。制冷艙室壓縮 機(jī)8僅僅在時(shí)間Bl啟動，該時(shí)間與冷凍艙室壓縮機(jī)7的運(yùn)行時(shí)間的結(jié) 束處相同或稍微在其之后。這確保了在控制器的正常操作模式中，這 兩個(gè)壓縮機(jī)7、 8并不同時(shí)操作而是一個(gè)在另一個(gè)之后操作。這種措施 明顯地減小了噪音和振動負(fù)載。在制冷艙室壓縮機(jī)8的運(yùn)行時(shí)間結(jié)束 之后，在于時(shí)間A2的新的周期時(shí)間開始之前仍存在一時(shí)間段，在所述 時(shí)間段內(nèi)，這兩個(gè)壓縮機(jī)7、 8都不操作，并且如果在控制器處于正常 模式時(shí)狀態(tài)改變則該時(shí)間段可用于更長的壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間。
現(xiàn)在，控制器2借助于捕獲裝置(在此未示出)確認(rèn)冰層已經(jīng)在 兩個(gè)蒸發(fā)器5、 6上形成，需要除霜操作。因此，控制器從正常模式切 換至除霜模式。因此，在運(yùn)行時(shí)間在時(shí)間A2處結(jié)束時(shí)，冷凍艙室壓縮 機(jī)被加熱。在時(shí)間A3，控制器確認(rèn)冰層已經(jīng)被消除，并且冷凍艙室蒸 發(fā)器7可以再次運(yùn)行。
針對制冷艙室蒸發(fā)器6的除霜操作在制冷艙室壓縮機(jī)8的運(yùn)行時(shí) 間的終點(diǎn)之后開始，所述制冷艙室壓縮機(jī)8的運(yùn)行時(shí)間在時(shí)間B2開始。 在于此所述的示意性序列中，在制冷艙室蒸發(fā)器6上形成比在冷凍艙 室蒸發(fā)器5上厚度更小的冰層。因此，像在時(shí)間A3的較短的時(shí)間之后 終止除霜操作。
控制器確認(rèn)在兩個(gè)制冷區(qū)域3、 4中溫度在除霜操作過程中已經(jīng)明 顯上升，從而這兩個(gè)壓縮機(jī)7、 8必須被立刻啟動，而不造成損害所存 儲的物品的危險(xiǎn)性。因?yàn)槔鋬雠撌?內(nèi)的損害的危險(xiǎn)性被評估為高于 制冷艙室4內(nèi)的危險(xiǎn)性，所以優(yōu)先的冷凍艙室壓縮機(jī)7首先被啟動。 為了再次達(dá)到所期望的冷凍艙室溫度，冷凍艙室壓縮機(jī)將必須操作一 時(shí)間段，該時(shí)間段大于除霜操作之前的操作時(shí)間，但是在加上制冷艙 室壓縮機(jī)8的類似較長的所需的操作時(shí)間之后仍小于所設(shè)置的周期時(shí) 間Al/A2?，F(xiàn)在，為了可以盡可能迅速地降低制冷艙室4內(nèi)的溫度， 冷凍艙室壓縮機(jī)7在一短時(shí)間之后被停機(jī)并且制冷艙室壓縮機(jī)8被啟 動。但是制冷艙室壓縮機(jī)并未以所需的完全運(yùn)行時(shí)間操作，而是同樣
8在一短時(shí)間之后被停機(jī)，并且冷凍艙室壓縮機(jī)7在此啟動。這兩個(gè)壓 縮機(jī)7、 8的交替啟動繼續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到對于這兩個(gè)壓縮機(jī)的必要的 運(yùn)行時(shí)間?？刂破魅缓笄袚Q回到正常模式。甚至在于此所述的除霜模 式中，盡管改變的狀況，各壓縮機(jī)也從未同時(shí)操作。因此，在該模式 中并不出現(xiàn)高噪音和振動負(fù)載。
在圖2a和圖2c中用虛線示出了另一示意性序列?？刂破?在正 常模式中操作壓縮機(jī)7、 8直至第二周期時(shí)間A2/A4的結(jié)束。在時(shí)間 A4，然而，控制器借助于外部傳感器7確認(rèn)外部溫度超過3(TC。在該 外部溫度，壓縮機(jī)7、 8的運(yùn)行時(shí)間期望必須達(dá)到這樣的程度，即所述 運(yùn)行時(shí)間之和大于所設(shè)置的周期時(shí)間。在該時(shí)間，控制器切換至并行 模式，在所述并行模式中，還允許這兩個(gè)壓縮機(jī)7、 8的同時(shí)操作。然 而，控制器被構(gòu)造成在這種模式中，運(yùn)行時(shí)間的重疊盡可能的小。因 此，冷凍艙室壓縮機(jī)7在周期時(shí)間A4的開始處啟動。盡管冷凍艙室壓 縮機(jī)在時(shí)間B4仍運(yùn)行，但是制冷艙室壓縮機(jī)8也被啟動。時(shí)間B4被 選擇成，制冷艙室壓縮機(jī)8的運(yùn)行時(shí)間在下一周期時(shí)間A5的開始處終 止。因此，這兩個(gè)周期時(shí)間的重疊僅僅與從制冷艙室壓縮機(jī)8的運(yùn)行 時(shí)間的開始至冷凍艙室壓縮機(jī)7的運(yùn)行時(shí)間的結(jié)束的時(shí)間段有關(guān)。這 確保了即使在反常的情況中，噪音和振動負(fù)載也被保持得盡可能的低， 并且僅僅在一短時(shí)間段內(nèi)增加。
在該并行的模式中，在壓縮機(jī)7、 8的運(yùn)行時(shí)間之和將要超過周期 時(shí)間時(shí)，總是切換控制器。這不僅僅是由于高的外部溫度而發(fā)生，還 在大量的熱物品一次性被引入到冷凍艙室或制冷艙室內(nèi)時(shí)發(fā)生。在這 種情況中，控制器可切換至并行模式限定的時(shí)間段。
附圖標(biāo)記列表
1 冰箱-冷凍器
2 控制器
3 冷凍艙室
4 制冷艙室
5 冷凍艙室蒸發(fā)器
6 制冷艙室蒸發(fā)器7 冷凍艙室壓縮機(jī)
8 制冷艙室壓縮機(jī)
9 冷凍艙室冷凝器
10 制冷艙室冷凝器
11 通至冷凍艙室壓縮機(jī)的管線
12 通至冷凍艙室蒸發(fā)器的管線
13 通至冷凍艙室冷凝器的管線
14 通至制冷艙室壓縮機(jī)的管線
15 通至制冷艙室蒸發(fā)器的管線
16 通至制冷艙室冷凝器的管線
17 外部傳感器
18 冷凍艙室傳感器
19 制冷艙室傳感器
10
權(quán)利要求
1.一種制冷裝置(1)，包括被劃分成至少兩個(gè)制冷區(qū)域(3、4)的內(nèi)部，其中每個(gè)制冷區(qū)域(3、4)通過蒸發(fā)器(5、6)被冷卻，并且設(shè)置至少兩個(gè)壓縮機(jī)(7、8)，以向各蒸發(fā)器(5、6)供應(yīng)制冷劑，所述制冷裝置還包括用于操作所述壓縮機(jī)(7、8)的控制器(2)，其特征在于，所述控制器(2)可以作為預(yù)限定條件的函數(shù)而在不同的操作模式中操作，對于正常模式而言設(shè)置成，所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)(7、8)僅僅在不同的時(shí)間被操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè) 制冷區(qū)域被構(gòu)造為冷凍艙室(3)和制冷艙室(4)，針對每個(gè)制冷區(qū)域(3、 4)設(shè)置單獨(dú)的制冷劑回路，其中所述制冷劑回路包括壓縮機(jī)(7、 8)、蒸發(fā)器(5、 6)和冷凝器(9、 10)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷裝置，其特征在于，所述控制器(2) 分別連接至所述冷凍艙室(3)內(nèi)的和所述制冷艙室(4)內(nèi)的溫度傳 感器(18、 19)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，所述控制器(2) 連接至用于獲取外部溫度的傳感器(17)，并且外部溫度的極限值被設(shè) 定為預(yù)限定的條件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷裝置，其特征在于，在所述外部溫 度超過30'C的極限值時(shí)，所述控制器(2)從正常模式退出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)(7、 8)的相對啟動時(shí)間段之和被設(shè)為預(yù)限定的條件，并且在所述壓縮機(jī)的 相對啟動時(shí)間段全部超過100%極限時(shí)，所述控制器(2)從正常模式 退出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，除霜時(shí)間被設(shè) 為預(yù)確定的條件，并且在蒸發(fā)器(5、 6)的除霜時(shí)間超過預(yù)確定的極 限值時(shí)，所述控制器(2)從正常模式退出。
8. —種制冷裝置(1)的控制方法，其中所述制冷裝置包括至少 兩個(gè)制冷區(qū)域(3、 4)和兩個(gè)壓縮機(jī)(7、 8)，其特征在于，所述壓縮 機(jī)(7、 8)在預(yù)確定的條件中在不同的時(shí)間操作，并且如果對應(yīng)的條 件極限被超過，則所述壓縮機(jī)可以在同一時(shí)間操作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述至少兩個(gè)制 冷區(qū)域(3、 4)具有同時(shí)制冷的需求時(shí)， 一個(gè)制冷區(qū)域(3)是優(yōu)先的， 并且為該優(yōu)先的制冷區(qū)域(3)所設(shè)置的壓縮機(jī)(7)首先被操作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對于所述優(yōu)先的 制冷區(qū)域(3)的壓縮機(jī)(7)的操作時(shí)間并不長于預(yù)確定的最大切換 時(shí)間，并且針對非優(yōu)先的制冷區(qū)域(4)的壓縮機(jī)然后被操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及制冷裝置(1)，其包括被劃分成至少兩個(gè)制冷區(qū)域(3、4)的內(nèi)部，每個(gè)制冷區(qū)域(3、4)通過蒸發(fā)器(5、6)被冷卻，并且具有至少兩個(gè)壓縮機(jī)(7、8)以便向蒸發(fā)器(5、6)供應(yīng)制冷劑；以及用于操作壓縮機(jī)(7、8)的控制器(2)。本發(fā)明的特征在于，控制器(2)可以針對預(yù)限定的條件在不同的操作模式中操作。在正常模式中，所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)(7、8)僅僅在不同的時(shí)間操作。
文檔編號F25D29/00GK101568778SQ200780047632
公開日2009年10月28日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者G·豪斯曼, H·伊赫勒 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司