RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1496324 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 30.06.04 043090.9 (13) (1) T3 Int.Cl. F2D 21/00 (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 18.09.13 Europejski Biuletyn Patentowy 13/38 EP 1496324 B1 (4) Tytuł wynalazku: URZĄDZENIE CHŁODZĄCE Z AUTOMATYCZNIE OKREŚLANYM CZASEM ODSZRANIANIA (30) Pierwszeństwo: 09.07.03 IT MI03139 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.01.0 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 0/02 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 31.12.13 Wiadomości Urzędu Patentowego 13/12 (73) Uprawniony z patentu: WHIRLPOOL CORPORATION, Benton Harbor, US (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 1496324 T3 DEJAN ERGARAC, Comerio, IT (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Robert Teofilak SULIMA GRABOWSKA SIERZPUTOWSKA BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH SP.J. Skr. poczt. 6 00-96 Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
SGS-4216/VAL EP 1 496 324 B1 Opis 2 30 3 40 4 [0001] Niniejszy wynalazek odnosi sie do urządzenia chłodzącego z automatycznie określonym czasem odszraniania przechowywanej żywności, napojów, cieczy albo substancji stałych itp. [0002] Urządzenia chłodzące z systemami automatycznego odszraniania potocznie znane jako lodówki typu no-frost są dostępne od dawna. W tym rodzaju lodówki, na parowniku tworzy się warstwa w postaci lodu, gromadząc się zazwyczaj w kondycjonowanych temperaturowo komorach w zetknięciu z powietrzem obecnym w komorze, z powodu skraplania i następującego po tym zamrażania wilgoci, obecnej w powietrzu zgromadzonym w komorze. Utworzenie się takiej warstwy lodowej ogranicza przekazywanie ciepła pomiędzy kondycjonowanym środowiskiem i parownikiem, zmniejszając w ten sposób wydajność cyklu chłodzenia. [0003] Lodówki typu no-frost oferują system automatycznego odszraniania w oparciu o aktywację elementu z elektryczną rezystancją w stykowym przekazywaniu ciepła z parownika. [0004] Odszraniający element rezystancyjny jest aktywowany ręcznie albo automatycznie przez urządzenia elektroniczne, które kontrolują czas działania kompresora. Nowy cykl odszraniania jest zazwyczaj przeprowadzany, kiedy całkowity czas, w którym działał kompresor osiągnął wcześniej określoną wartość, na przykład 8 godzin. Te 8 godzin może ewidentnie zostać osiągnięte w trakcie trochę różniących się okresów czasu, na przykład z powodu tego, że okresy działania są przerywane przez okresy, w których urządzenie nie działa. Zakładając przykładowo, że kompresor działa przez 0% czasu, czynność odszraniania zostanie automatycznie wykonana co 16 godzin. [000] Czas trwania faktycznego cyklu odszraniania może także być kontrolowany, na przykład na podstawie mocy elementu rezystancyjnego albo rozmiaru parownika. W każdym przypadku odszranianie wymaga znacznej ilości energii elektrycznej. Na przykład, sam cykl odszraniania w powszechnej domowej chłodziarce zużywa około 20 kwh rocznie. [0006] W wielu krajach europejskich, dla lepszego zrównoważenia obciążenia sieci systemu energetycznego zachęca się do zużywania energii elektrycznej nocną. Cena energii jest często wiele niższa w tym okresie czasu, i często spada do jednej czwartej ceny w godzinach szczytu. Na przykład, w wielu krajach zastosowana jest niższa taryfa pomiędzy wieczorem i 6 rano. [0007] Jak już wspomniano, w tradycyjnych systemach automatycznego odszraniania, odszranianie może być przeprowadzone w dowolnym momencie, a zatem w czasie, w którym koszt energii elektrycznej jest najwyższy. [0008] US-A-483804 ujawnia urządzenie chłodzące według części przedznamiennej zastrzeżenia 1. Wspomniane urządzenie ma urządzenie kontrolujące odszranianie, w którym sieć neuronowa generuje sygnał włączenia/wyłączenia odszraniania na podstawie ilości razy kiedy drzwi zostały otwarte/czasu zamknięcia w każdym wcześniej określonym przedziale czasu. [0009] Technicznym celem niniejszego wynalazku jest w związku z tym dostarczenie urządzenia i procesu do odszraniania chłodziarki w porze nocnej, które umożliwia optymalizację czasu rozpoczęcia cyklu odszraniania, przez jego przyspieszenie albo opóźnienie w stosunku do czasu odnoszącego się do użycia chłodziarki (a zatem kompresora), tak aby cykl odszraniania miał miejsce co najmniej częściowo w trakcie godzin niższej taryfy energetycznej. [00] Dalsze cechy i zalety wynalazku staną się lepiej widoczne z opisu korzystnych ale nie jedynych postaci wykonania urządzenia odszraniającego się w porze nocnej i procesu
2 odszraniania dla chłodziarek, zilustrowanych za pomocą nie ograniczających przykładów na towarzyszącym rysunku, na którym: Figura 1 przedstawia w schematycznym widoku poglądowym obwód chłodziarki według niniejszego wynalazku; i 2 30 3 40 4 Figura 2 przedstawia w postaci schematu blokowego proces kontrolujący odszranianie zgodnie z niniejszym wynalazkiem. [0011] W odniesieniu do wspomnianych figur, komora chłodząca zawiera zespół 4 parownika, zawierający w rzeczywistości parownik w kształcie spinki do włosów (hairpintype) będący w stykowym przekazywaniu ciepła z powietrzem obecnym w komorze i przeprowadzanym w kierunku parownika przez wentylator V. Chłodząca ciecz przepływa przez parownik, z którym odpowiednio dopasowany konwencjonalny element rezystancyjny 6 jest w stykowym przekazywaniu ciepła. Parownik tworzy część konwencjonalnej jednostki chłodzącej 7, zawierającej kompresor 8, kondensator 9 i przepustnicę. Element rezystancyjny 6 jest podłączony do źródła 11 prądu i do układu przełącznika bezstykowego 12 (triak), którego wyjście 12a jest sterowane przez mikroprocesor 13. Mikroprocesor 13 steruje zatem otwarciem/zamknięciem przełącznika bezstykowego 12 a także, poprzez linię 14, rozpoczęciem/zatrzymaniem kompresora 8 obwodu jednostki chłodzącej 7. [0012] Mikroprocesor 13 umożliwia realizację obliczeń, i jest podłączony do zegara, do timera 18, do jednostki 17 pamięci dynamicznej i do jednostki 16 pamięci statycznej. [0013] Jednostka 16 pamięci statycznej przechowuje informacje odnoszące się do wartości niniejszych parametrów, takich jak czas działania Tr wymagany przez odszraniający element rezystancyjny 6, jeśli ten czas nie jest określony przez działanie bimetalicznego przełącznika związanego z parownikiem, całkowity czas działania Ts kompresora 8, po którym wymagane jest odszranianie (przykładowo 8 godzin), i maksymalny czas Tdmax pomiędzy dwoma następującymi po sobie czynnościami odszraniania (przykładowo 0 godzin). [0014] Czas odszraniania zawiera zarówno czas działania Tr elementu rezystancyjnego i czas potrzebny dla kompresora do wyeliminowania przegrzania środowiska spowodowanego przez sam element rezystancyjny 6; przykładowo suma tych dwóch czasów jest określona ilościowo jako 3 godziny. W przykładzie występuje tylko jeden przedział czasu niskiej taryfy energii elektrycznej w trakcie doby, zakłada się że występuje ona od wieczorem do 6 rano. [00] Proces odszraniania sterowany przez mikroprocesor wygląda następująco z odniesieniem do figury 3: S1: odczytanie z pamięci statycznej 16 wartości Tdmax (maksymalnego czasu pomiędzy kolejnymi procesami odszraniania), Ts (maksymalny całkowity czas działania kompresora pomiędzy dwoma kolejnymi procesami odszraniania), w odniesieniu do parametrów ustawionych fabrycznie, i których wartość jest optymalizowana w celu uzyskania efektywnego działania odszraniania. S2a: wykonanie procedury odszraniania przez włączenie elementu rezystancyjnego przez przełącznik bezstykowy 12, i wyłączenie kompresora w trakcie włączenia elementu rezystancyjnego 6. S2b: odczytanie aktualnego czasu i daty z zegara i przypisanie wartości odczytanej z zegara do zmiennej Od (zmienna wskazuje moment, w znaczeniu czasu i daty, zatrzymania procedury odszraniania), i przechowanie tej wartości w pamięci dynamicznej 17. S3: zerowanie zmiennej Tc, dostarczanej przez timer 18 i wskazywanie czasu działania kompresora, zerowanie zmiennej Td dostarczonej ponownie przez timer 18 i
3 wskazywanie czasu, jaki upłynął od ostatniego odszraniania, i zerowanie zmiennej Hd, przechowywanej w pamięci dynamicznej 17 i wskazywanie momentu, na który planowane jest rozpoczęcie procedury odszraniania. S4: odczytanie zmiennych Tc i Td z timera 18, które są stale aktualizowane przez timer. S4: sprawdzenie czy wartość Td jest większa niż 3 godziny (3 godziny to tylko przykładowa wartość. W rzeczywistości reprezentuje to czas próbkowania, przed którym nie przeprowadza się predykcji rozpoczęcia przypuszczalnego odszraniania. Wartość ta może zostać zoptymalizowana dowolnie). Jeśli jest większa niż 3, procedura wykonuje S, t.j. rozpoczyna się procedura predykcji, w przeciwnym razie czeka i powtarza S4. S: obliczenie wartości zmiennej Tp równej (Td/Tc)*(Ts-Tc); zmienna określana w ten sposób jest predykcją, otrzymaną na podstawie procentu zużycia kompresora (Td/Tc), czasu który upłynął zanim kompresor działał przez całkowity czas równy Ts (w tym przykładzie Ts = 8 godzin). S6: odczytanie czasu i daty ostatniego odszraniania przechowywanego w pamięci dynamicznej 17 jako Od, dodanie tej wartości do Tp, a zatem określenie czasu i daty przewidywanej jako następny cykl odszraniania i przechowywanie jej w pamięci dynamicznej 17 jako wartość zmiennej Hd1. 2 S7: określenie wartości zmiennej Hd2 jako sumy czasu i daty odczytanej z zegara i obecnych parametrów Tdmax, przechowywanie jej w pamięci dynamicznej 17, aby w ten sposób określać moment następnego odszraniania na podstawie obecnego maksymalnego czasu pomiędzy dwoma następującymi po sobie procesami odszraniania. S8: porównanie wartości Hd2 i Hd1 i określenie wcześniejszej, w celu ustalenia i zatem wybrania, który z dwóch momentów odszraniania jest bliższy w czasie. S9a/S9b: przypisanie do parametru Hd wartości określonej przez porównanie wykonane w punkcie S8. 30 3 S: sprawdzenie czy wartość Hd leży (z uwzględnieniem wartości skrajnych) pomiędzy wieczorem i 3 rano, t.j. czy rozpoczęcie cyklu odszraniania jest zaplanowane w trakcie przedziału czasu niskiej taryfy. Przedział ten nie przeciąga się do 6 rano ponieważ cykl odszraniania jest zaplanowany tak, aby trwał najwyżej 3 godziny. Jeśli leży on pomiędzy tym przedziałem, wykonuje procedurę S11, w przeciwnym razie wykonuje S12. (Czasy reprezentujące wartości skrajne są ewidentnie dostarczone w celu przykładu, i mogą być zróżnicowane według potrzeb). S11: odczytanie obecnego czasu i daty z zegara i sprawdzenie czy są one równe Hd, t.j. czy jest to czas na odszranianie. Jeśli są one równe, wykonywana jest procedura S2a/S2b, w przeciwnym razie wykonywane jest S4 aby kontynuować cykl. 40 S12: sprawdzenie czy wartość Hd leży pomiędzy 3 rano i 2 po południu. Jeśli leży ona w tym przedziale, wykonywane jest S13, w przeciwnym razie S16. S13: sprawdzenie czy wartość Hd1 (zmienna obliczana na podstawie włączania się kompresora) została wybrana dla wartości Hd, w przypadku której jest wykonywany etap S14, w przeciwnym razie S.
4 S14: sprawdzenie czy wartość Tc jest większa lub równa Ts, tj. czy kompresor pracuje już przez więcej niż Ts godzin. Jeśli jest mniejsza, wykonywane jest S4, jeśli jest większa wykonywane jest S. 2 30 3 40 4 S: ustawienie parametru Hd na 3 rano i wykonanie S17, czyli oczekiwania na cykl odszraniania. S16: ustawienie paramtru Hd na wieczorem i wykonanie S17, opóźniając w ten sposób moment rozpoczęcia cyklu odszraniania; jeśli Hd1<Hd2 moment rozpoczęcia cyklu odszraniania jest opóźniony do wymaganego zakresu, przez spowodowanie działania kompresora dłużej niż przez przewidziany czas Ts, następnie aktywowanie go natychmiast po rozpoczęciu zakresu niskiej taryfy. S17: odczytanie obecnego czasu i daty z zegara i sprawdzenie, czy są one równe wartościom Hd ustawionym podczas poprzednich etapów, następnie wykonanie S2a/S2b, tj. cyklu odszraniania, jeśli sprawdzenie jest pozytywne; jeśli negatywne, dokonywane jest S4. [0016] Możliwe są modyfikacje i warianty, dodatkowo do tych, które zostały już określone; na przykład parametry Tdmax, Ts, Tr moga mieć inne wartości, odpowiednio do określonych warunków i urządzenia. Wspomniane parametry mogą być wybierane za każdym razem, tak że stają się zmiennymi (na przykład Ts(Td)), mogą być określane automatycznie przez mikroprocesor 13 według wartości innych zmiennych, takich jak ilość otwarć drzwi 2f, temperatura otoczenia, wilgotność powietrza, itp. Czas Tp w którym działa odszraniający element rezystancyjny może być wcześniej ustawiony albo określony przez (bimetaliczny) przełącznik temperaturowy obecny na parowniku. [0017] W taki sam sposób obliczenie czasu i daty, wykonane w S dla następnego cyklu odszraniania może być oparte na bardziej złożonych algorytmach obliczeniowych z większą ilością zmiennych, takich jak temperatura otoczenia, wilgotność otoczenia albo liczba ile razy otwierano drzwi 2f. [0018] Dodatkowo, Td/Tc może być sprawdzone w procesie następującym po S aby określić czy jest równe 1, tj. czy kompresor 8 pracował przez cały czas następujący po odszranianiu; jeśli Td=Tc=Ts (8 godzin) obliczenie nie jest przeprowadzane i odszranianie ma miejsce natychmiast po tym jak Ts jest osiągnięte. Mogłoby to wskazywać na nieprawidłowe działanie chłodziarki albo na warunki szczególne, takie jak częściowo otwarte drzwi. [0019] W takim przypadku mogą być przeprowadzone odpowiednie sprawdzenia aby wykluczyć awarię. Na przykład ciągłe działanie kompresora 8 przez długi okres czasu mogło by być spowodowane faktem, że ręcznie zostało wybrane szybkie zamrażanie, faktem że temperatura otoczenia zmieniła sie nienaturalnie, faktem że drzwi były ostatnio otwierane, faktem że ustawienia termostatu chłodziarki zostały zmienione, albo innymi czynnikami. [00] W przypadku anomalii takich jak lekko otwarte drzwi albo nieprzewidziany wzrost temperatury, brzęczyk może wydać dźwięk albo wykonany może być inny wizualny albo akustyczny sygnał. [0021] Zegar może być ustawiany ręcznie przez użytkownika albo może być automatycznie sterowany radiem. [0022] Niska taryfa może występować w innym czasie niż od wieczorem do 6 rano. Może istnieć także więcej niż jeden przedział czasu (niskiej taryfy), w trakcie którego możliwe jest przeprowadzenie odszraniania. [0023] Zilustrowana została korzystna postać wykonania, jednakże istnieć mogą inne opracowania wykorzystujące ten sam pomysł wynalazczy.
Zastrzeżenia 1. Urządzenie chłodzące, takie jak chłodziarka, zamrażarka i tym podobne, zawierające parownik (), kompresor (8) i środki (6) elektrycznego odszraniania wspomnianego parownika (), mikroprocesor (13) połączony ze środkami (, 18) mierzącymi czas, dostarczającymi dane do mikroprocesora (13), odnoszącymi się do funkcjonowania kompresora (8) w celu uzyskania ze wspomnianych danych stosunku procentowego działania kompresora (8) i wskazania przewidzianego rozpoczęcia odszraniania (Hdl), znamienne tym, że mikroprocesor (13) jest skonfigurowany tak, aby to wskazanie było porównywane z jednym albo większą ilością przedziałów czasu niskiej taryfy energii w celu przyspieszenia albo opóźnienia, jeśli jest potrzebne, wydajnego rozpoczęcia następnego odszraniania, tak aby miało ono miejsce w trakcie ustalonego przedziału czasu niskiej taryfy energii. 2. Urządzenie chłodzące według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że obliczany jest stosunek procentowy jako czas działania kompresora (Tc), podzielony przez czas całkowity (Td) utworzony przez sumę czasu działania kompresora (Tc) i czasu, w którym kompresor nie działa. 3. Urządzenie chłodzące według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że wartość wskazanego przewidzianego rozpoczęcia odszraniania (Hd1) jest porównywana z wcześniej określoną wartością, wcześniejsza z tych dwóch jest wybierana jako czas aktywowania następnego odszraniania, a wybrana wcześniej wartość jest porównywana z jednym albo większą ilością przedziałów czasu, aby sprawdzić dogodność dopasowania tej wybranej wcześniej wartości do jednego albo innego przedziału, w celu przyspieszenia albo opóźnienia, jeśli jest potrzebne, wydajnego rozpoczęcia następnego oszraniania, tak aby miało miejsce w takcie ustalonego przedziału czasu. Uprawniony: WHIRLPOOL CORPORATION Pełnomocnik: dr inż. Robert Teofilak Rzecznik patentowy
6
7 USTAWIENIE DEFT ODSZRANIANIE POCZĄTEK ODSZRANIANIA POCZĄTEK ODSZRANIANIA POCZĄTEK DEF.
8 DOKUMENTY CYTOWANE W OPISIE Ta lista dokumentów cytowanych przez Zgłaszającego została przyjęta jedynie dla informacji czytającego i nie jest częścią europejskiego opisu patentowego. Została ona utworzona z dużą starannością; Europejski Urząd Patentowy nie ponosi jednak żadnej odpowiedzialności za ewentualne błędy i braki. Dokumenty patentowe cytowane w opisie US 483804 A [0008]