專利名稱：制冷設(shè)備以及用于所述制冷設(shè)備的制冷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于組合家用制冷設(shè)備、即用于具有至少兩個可以保持在不同溫度上的儲藏格室的制冷設(shè)備的制冷機，以及制冷設(shè)備本身。
背景技術(shù)：
已知了用于這種組合制冷設(shè)備的不同類型的制冷機。在最簡單的類型中，壓縮機、冷凍格室蒸發(fā)器和標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室蒸發(fā)器在唯一的制冷劑循環(huán)中串聯(lián)。這種類型的制冷機能夠?qū)崿F(xiàn)非常簡單的控制，其中如在具有唯一的格室的傳統(tǒng)制冷設(shè)備中那樣在這些格室中的一個上施加通過溫度傳感器控制的電磁開關(guān)，如雙金屬元件，以便當(dāng)格室中的溫度超過一個預(yù)給定的極限值時閉合壓縮機的供電回路。這樣的制冷機僅僅允許兩個格室的同時冷卻，并且兩個格室中的溫度的獨立調(diào)節(jié)是不可能的。第二種類型的組合制冷設(shè)備包括用于標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室和冷凍格室的彼此獨立的制冷機。因此，這種類型能夠?qū)崿F(xiàn)兩個格室的獨立溫度調(diào)節(jié)并且實現(xiàn)非常好的能量效率，但兩個分離的制冷機的成本較高。因此，在實踐中以下類型非常普遍一個唯一的壓縮機通過分配閥可選地供給冷凍格室蒸發(fā)器或標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室蒸發(fā)器。為了控制分配閥，使用即使在沒有接通分配閥時也連續(xù)地產(chǎn)生損害設(shè)備的總體效率的損耗功率的電子電路。不使用這樣的電路既可以降低設(shè)備的能量消耗也可以降低其成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是實現(xiàn)一種用于組合制冷設(shè)備的制冷機，其允許不同格室的獨立溫度調(diào)節(jié)并且其控制在沒有持續(xù)地能量消耗的電子組件的情況下實現(xiàn)或者在不改變制冷機的工作方式的靜止?fàn)顟B(tài)中其能量消耗至少比干預(yù)控制以便改變制冷機的運行狀態(tài)時小得多。通過以下方式解決所述任務(wù)在用于組合制冷設(shè)備(例如家用冷藏冷動組合)的制冷機中，其具有一個壓縮機和至少兩個在并聯(lián)電路中與電控制的、多穩(wěn)態(tài)的分配閥連接并且可通過所述分配閥選擇性地以制冷劑加載的蒸發(fā)器，具有正溫度系數(shù)電阻特性的第一電流控制開關(guān)與分配閥的串聯(lián)電路與壓縮機電并聯(lián)。只要壓縮機是關(guān)斷的并且電流控制開關(guān)是無電流的，則后者是導(dǎo)通的。這樣，首先在接通壓縮機時也以電流加載分配閥并且由此可以改變其開關(guān)狀態(tài)。如果在短時間之后電流控制開關(guān)進行反應(yīng)，在其中斷流過分配閥的電流，從而在所述分配閥上基本上不產(chǎn)生損耗功率，直至其被重新切換。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)沒有連續(xù)電流消耗的組件的情況下的分配閥控制。優(yōu)選地，第一電流控制開關(guān)與一個二極管串聯(lián)，以便分別僅僅導(dǎo)通所施加的交流電壓的一個半波并且以單極的電壓加載分配閥，所述電壓的符號確定分配閥的開關(guān)方向。與此互補地，為了在相反的方向上轉(zhuǎn)換分配閥，由第二電流控制開關(guān)與第二二極管組成的串聯(lián)電路與第一電流控制開關(guān)和第一二極管的串聯(lián)電路并聯(lián)，其中第二二極管與第一二極管反并聯(lián)地極化。
符合目的地，設(shè)有具有一個輸入端子和兩個分別可選地與所述輸入端子連接的輸出端子的第一通過溫度傳感器控制開關(guān)，其中這些輸出端子中的每一個與電流控制開關(guān)和二極管的串聯(lián)電流中的一個連接。所述布置能夠根據(jù)溫度傳感器上具有的溫度確定分配閥的開關(guān)方向。如果所述溫度是制冷設(shè)備的一個格室的溫度，則可以根據(jù)所述溫度確定分配閥是否向所述格室的蒸發(fā)器供給制冷劑或者截止蒸發(fā)器的制冷劑輸送。作為制冷機的驅(qū)動機組，常用的是具有一個主繞組和一個輔助繞組的電動機，其中應(yīng)在電動機的起動相中向輔助繞組加載電流，以便預(yù)給定電動機的運行方向或者也確保電動機的起動，即使所述電動機在由主繞組產(chǎn)生的電磁力方面位于平衡位置中。為了僅僅在電動機的起動階段中向輔助繞組加載電流，同樣可以為所述輔助繞組配置一個電流控制開關(guān)。因此，本發(fā)明的一個簡單構(gòu)型是通過其可向輔助繞組加載電流的電流控制開關(guān)，其與第一電流控制開關(guān)相同。但供給輔助繞組的電流控制開關(guān)也可以涉及與之前提到的開關(guān)不同的第三電流控制開關(guān)，并且所述第三電流控制開關(guān)與輔助繞組的串聯(lián)電路與分配閥并聯(lián)。這樣可以使用分別具有與輔助繞組或者分配閥的特性(尤其是如功率和開關(guān)時間)理想匹配的開關(guān)特性。為了切換所述分配閥所需的電流強度通常較小，并且很多類型的電流控制開關(guān)在高于分配閥的切換電流的電流強度下才轉(zhuǎn)換。為了也可以使用這樣類型的電流控制開關(guān)，符合目的的是，與分配閥并聯(lián)地并且與至少第一電流控制開關(guān)串聯(lián)地設(shè)置一個負(fù)載電阻。壓縮機和分配閥優(yōu)選彼此電并聯(lián)并且共同與第二通過溫度傳感器控制開關(guān)串聯(lián)。
所述第二通過溫度傳感器控制開關(guān)可以設(shè)置在組合制冷設(shè)備的第二格室上，以便檢測所述格室中的冷卻需求并且在存在冷卻需求時運行壓縮機。是否當(dāng)壓縮機運行時實際上冷卻第二格室取決于第一通過溫度傳感器控制開關(guān)的位置。因此，可以首先滿足第一格室的冷卻需求，直至第一通過溫度傳感器控制開關(guān)切換并且能夠?qū)崿F(xiàn)向第二格室供給制冷劑。電流控制開關(guān)可以涉及真正的正溫度系數(shù)電阻，其導(dǎo)電能力取決于溫度并且其由流過的電流加熱，從而導(dǎo)電能力也間接地取決于電流；但也可以使用電子部件，例如基于三端雙向可控硅開關(guān)元件，其模擬這樣的正溫度系數(shù)電阻的導(dǎo)電能力的電流相關(guān)性，為此無需具有正溫度系數(shù)電阻的溫度-導(dǎo)電能力特性?；旧希谝煌ㄟ^溫度傳感器控制開關(guān)可以設(shè)置在制冷設(shè)備的兩個格室中的較冷的一個上并且第二通過溫度傳感器控制開關(guān)可以設(shè)置在制冷設(shè)備的兩個格室中的較冷的一個上，或者也可以反過來?；旧?，第二通過溫度傳感器控制的開關(guān)通常施加在更頻繁地具有冷卻需求的那個格室上，從而當(dāng)出現(xiàn)冷卻需求時不會不必要地延遲壓縮機的接通。符合目的地，施加有第二通過溫度傳感器控制開關(guān)的那個格室的蒸發(fā)器的至少一部分和施加有第一通過溫度傳感器控制開關(guān)的格室的蒸發(fā)器依次流過制冷劑。這樣確保在第二開關(guān)的格室處出現(xiàn)冷卻需求并且因此使壓縮機開始運行時，可用冷卻功率的至少一部分從壓縮機運行時間開始也有益于第二格室。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點由以下參考附圖的實施例描述得出。附圖示出
圖I :根據(jù)本發(fā)明的組合冷卻設(shè)備的制冷機的示意圖；圖2 :根據(jù)第一構(gòu)型的制冷機的電組件的框圖；圖3 :根據(jù)第二構(gòu)型的制冷機的電組件的框圖；圖4 :根據(jù)第三構(gòu)型的制冷機的電組件的框圖。
具體實施例方式圖I示出具有冷凍格室I和標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2的家用制冷設(shè)備的制冷機。格室1、2分配有蒸發(fā)器3或者4。蒸發(fā)器3、4的噴射位置5、6分別與雙穩(wěn)態(tài)的磁閥7的輸出端連接。標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2的蒸發(fā)器4的輸出端與冷凍格室I的蒸發(fā)器3的輸入端連接，從而與蒸發(fā)器4 一起始終也冷卻蒸發(fā)器3。在蒸發(fā)器3中可以設(shè)有用于在噴射位置5處噴射的制冷劑和用于源自蒸發(fā)器4的制冷劑的盡可能分離的管路，它們在蒸發(fā)器3的輸出端附近才彼此相遇，或者可以基本上在蒸發(fā)器3上設(shè)有一個唯一的管路，制冷劑由蒸發(fā)器4在噴射位置5緊后面匯入到所述管路中。由蒸發(fā)器3吸出的制冷劑流經(jīng)壓縮機8并且經(jīng)由冷凝器9重新到達(dá)磁閥7，從磁閥7其或者輸送給噴射位置5或者輸送給噴射位置6。在兩個格室I、2中的每一個上施加一個通過溫度傳感器22控制的開關(guān)10或者11(參見圖2)。雙金屬元件可以作為溫度傳感器22并且可以同時作為開關(guān)10、11的運動元件；但傳感器22和開關(guān)10、11也可以是空間分離的，其方式是，例如作為溫度傳感器22的電子傳感器施加在格室I或2上，而作為開關(guān)10、11使用通過傳感器的測量信號控制的功率晶體管。在以下的功能描述中考慮開關(guān)10設(shè)置在冷凍格室11中而開關(guān)11設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2中，但相反的布置也是可能的。此外，在圖2中以12表示供電交流電壓的源12、以13表示壓縮機8的電動機的主繞組、以14表示輔助繞組、以15或者16表示兩個二極管并且以17、18或者19表示PTC電阻。 當(dāng)冷凍格室I中的溫度升高超過在開關(guān)10上調(diào)節(jié)的極限值時，閉合開關(guān)10，并且源12的供電電壓施加在主繞組13上和輔助繞組14與PTC 17的串聯(lián)電路上。PTC 17首先導(dǎo)通，從而電流脈沖流過輔助繞組14，所述輔助繞組允許可靠地起動壓縮機8的電動機。同時，供電交流電壓通過開關(guān)11根據(jù)其位置或者施加在磁閥7與PTC18和二極管15的串聯(lián)電路上或者施加在磁閥7與PTC 19與二極管16的串聯(lián)電路上。這樣，首先一個單極電流流過磁閥7，所述單極電流的方向由于二極管15、16的相反的極性而取決于開關(guān)11的位置。如果開關(guān)11經(jīng)受的標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2的溫度高于在開關(guān)11上調(diào)節(jié)的極限值，則在標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2中也存在冷卻需求，并且一個電流流經(jīng)PTC 18和二極管15，所述電流將磁閥7置于供給標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2的蒸發(fā)器4的那個位置中。因為在所述位置中蒸發(fā)器3在制冷劑循環(huán)中連接在蒸發(fā)器4后面，所以有效地冷卻兩個格室1、2，但其中落在標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2上的功率通常是較高的。分別在閉合開關(guān)10時流過磁閥7的開關(guān)電流導(dǎo)致PTC 18的加熱并且因此導(dǎo)致其轉(zhuǎn)變到截止?fàn)顟B(tài)中。PTC的電阻值在導(dǎo)通狀態(tài)中通常是約50 Ω而在截止?fàn)顟B(tài)中通常是IOOkQ。這樣，在磁閥7已經(jīng)占據(jù)所期望的位置之后，流過磁場7的電流基本上中斷，然而仍然流動較小的剩余電流，需要所述剩余電流保持PTC 18的截止?fàn)顟B(tài)。則磁閥7的功率消耗是可忽略的，并且圖2的電路中唯一消耗值得一提的功率的用電器是主繞組13。當(dāng)在壓縮機18的運行過程中標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2的溫度如此程度地下降使得開關(guān)11轉(zhuǎn)換其狀態(tài)，則電壓施加在在所述時刻導(dǎo)通的PTC 19上?，F(xiàn)在流過PTC 19和二極管16的電流將磁閥7置于其第二位置中，在所述第二位置中僅僅向蒸發(fā)器3供給制冷劑。電流的較短時間又足以將PTC 19置于截止?fàn)顟B(tài)中并且使流過磁閥7的電流基本上停止。磁閥7在通電狀態(tài)中通常具有約IOW的功率，相應(yīng)于當(dāng)電壓源的電壓是12220V時接近50mA的電流消耗。這樣的電流與大多在市場上可用的PTC的開關(guān)電流相比是低的。為了對于PTC 18、19可以使用良好可用的、價格便宜的類型，符合目的的是，在切換磁閥7時供給流過PTC 18、19的更強的電流。為此目的，負(fù)載電阻20(如在圖2中通過虛線示出)與磁閥17并聯(lián)。電阻29的損耗功率對整個制冷設(shè)備的效率的影響是可忽略的，因為僅僅在需要轉(zhuǎn)換PTC 18、19那樣的時間長度上向電阻20通電，通常100至200ms。圖3示出一個變換的電路圖，其中PTC的數(shù)量與圖2相比減少一個。相同的組件在圖3中設(shè)有圖2中相同的附圖標(biāo)記并且不再重新進行描述。兩種構(gòu)型的主要區(qū)別在于， 在圖3中輔助繞組14置于在圖2中由負(fù)載電阻20占據(jù)的位置上。磁閥7和輔助繞組14的并聯(lián)電路的電流消耗足以確保更可靠地開關(guān)PTC 18、19，即使使用這些具有IOOmA或以上的觸發(fā)電流的常用類型。所述變型方案的缺點在于比圖2更大的損耗功率，因為通過壓縮機8的運行在輔助繞組14中感應(yīng)出的電壓也可以驅(qū)動流過磁閥7的電流，即使磁閥7通過開關(guān)11和PTC18,19與電壓源12分離。在圖4中示出的構(gòu)型中可以避免所述問題，在所述構(gòu)型中輔助繞組14與磁閥7串聯(lián)。為了在這里確保閉合開關(guān)10時流過輔助繞組14的足夠電流，與磁閥7并聯(lián)地設(shè)有一個負(fù)載電阻21。所述負(fù)載電阻21可以如電阻20那樣涉及簡單的歐姆電阻，但也可考慮使用PTC。后者尤其是符合目的的，以便在切換開關(guān)11時阻止在壓縮機8運行時在輔助繞組14上施加接通脈沖，其可能干擾壓縮機電動機的運行。然而，這樣的PTC 21比PTC 18,19更遲鈍，以便確保不提早中斷在壓縮機電動機起動時流過輔助繞組14的電流。
權(quán)利要求
1.用于組合制冷設(shè)備、例如家用冷藏冷凍組合的制冷機，其具有一個壓縮機(8)、至少兩個在并聯(lián)電路中與電控制的、多穩(wěn)態(tài)的分配閥(7)連接并且可通過所述分配閥(7)選擇性地加載制冷劑的蒸發(fā)器(3，4)，其特征在于，具有正溫度系數(shù)電阻特性的第一電流控制開關(guān)(18 ；19)和所述分配閥(7)的串聯(lián)電路與所述壓縮機(8)電并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷機，其特征在于，所述第一電流控制開關(guān)(18;19)還與第一二極管(15 ；16)串聯(lián)，由第二電流控制開關(guān)(19 ；18)和第二二極管(16 ；15)組成的串聯(lián)電路與所述第一電流控制開關(guān)(18 ;19)和所述第一二極管(15 ;16)的串聯(lián)電路并聯(lián)，其中，所述第一二極管和所述第二二極管(15，16)反并聯(lián)地極化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷機，其特征在于，第一通過溫度傳感器控制開關(guān)(11)具有一個輸入端子和兩個可選地與所述輸入端子連接的輸出端子，與每個輸出端子連接有電流控制開關(guān)-二極管串聯(lián)電路(18，15 ;19，16)中的一個。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的制冷機，其特征在于，所述壓縮機(8)具有電動機，所述電動機具有主繞組(13)和可通過至少一個電流控制開關(guān)(17 ;18，19)加載電流的輔助繞組(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷機，其特征在于，通過其可向所述輔助繞組(14)加載電流的至少一個電流控制開關(guān)是所述第一電流控制開關(guān)(18 ;19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷機，其特征在于，通過其可向所述輔助繞組(14)加載電流的至少一個電流控制開關(guān)是第三電流控制開關(guān)(17)，所述第三電路控制開關(guān)(17)和所述輔助繞組(14)的串聯(lián)電路與所述分配閥(7)并聯(lián)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的制冷機，其特征在于，負(fù)載電阻(20)與所述分配閥(7)并聯(lián)并且至少與所述第一電流控制開關(guān)(18 ；19)串聯(lián)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的制冷機，其特征在于，所述壓縮機(8)和所述分配閥(7)彼此并聯(lián)并且與第二通過溫度傳感器控制開關(guān)(10)串聯(lián)。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的制冷機，其特征在于，所述電流控制開關(guān)(17；18 ；19)中的至少一個是正溫度系數(shù)電阻。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的制冷機，其特征在于，所述電流控制開關(guān)(17；18 ；19)中的至少一個是半導(dǎo)體組件。
11.具有根據(jù)權(quán)利要求8和權(quán)利要求3所述的制冷機的家用制冷設(shè)備，其特征在于，所述第一溫度控制開關(guān)和所述第二溫度控制開關(guān)(11 ;10)分別施加在所述制冷設(shè)備的兩個格室(I ；2)中的一個上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的家用制冷設(shè)備，其特征在于，所述第一溫度控制開關(guān)(11)施加在兩個格室(1，2)中的較冷的一個上，并且所述第二溫度控制開關(guān)(10)施加在兩個格室(1，2)中的較熱的一個上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的家用制冷設(shè)備，其特征在于，所述第一溫度控制開關(guān)(11)施加在兩個格室(1，2)中的較熱的一個上，并且所述第二溫度控制開關(guān)(10)施加在兩個格室(1，2)中的較冷的一個上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的家用制冷設(shè)備，其特征在于，所述第二溫度控制開關(guān)(10)設(shè)置在最頻繁地出現(xiàn)冷卻需求的那個格室上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的家用制冷設(shè)備，其特征在于，施加有所述第二溫度控制開關(guān)(10)的格室(I)的蒸發(fā) 器(3)的至少一部分與施加有所述第一溫度控制開關(guān)(10)的格室的蒸發(fā)器(4)依次流過制冷劑。
全文摘要
用于組合制冷設(shè)備、例如家用冷藏冷凍組合的制冷機包括一個壓縮機(8)和至少兩個在并聯(lián)電路中與電控制的、多穩(wěn)態(tài)的分配閥(7)連接并且可通過所述分配閥(7)選擇性地加載制冷劑的蒸發(fā)器(3，4)。具有正溫度系數(shù)電阻特性的第一電流控制開關(guān)(18；19)和所述分配閥(7)的串聯(lián)電路與所述壓縮機(8)電并聯(lián)。
文檔編號F25D11/02GK102741625SQ201180007865
公開日2012年10月17日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者P·納爾巴赫, V·布勞恩 申請人:Bsh博世和西門子家用電器有限公司