在超冷模式下运行温度区域的制作方法

本发明涉及一种用于运行制冷设备、尤其家用制冷设备的至少一个可个别调温的温度区域的方法，在该方法中，温度区域的温度被测量并且该温度区域自动切换到超冷模式。本发明还涉及一种制冷设备，该制冷设备具有至少一个可个别调温的温度区域，每个温度区域具有至少一个用于测量温度区域的温度的温度传感器，其中制冷设备可设置为用于确定测量温度的偏差，并根据偏差的大小决定是否将该温度区域自动切换到超冷模式。本发明尤其能够有利地适用于具有冷冻室作为温度区域的家用制冷设备。

背景技术：

1、现代家用制冷设备，如冰箱和/或冰柜的冷藏室和/或冷冻室都有所谓的超冷模式。超冷模式的作用是将在超冷模式之外使用的正常模式下设定的额定冷藏室(空气)温度降低一段时间，从而使制冷设备在这段时间内的制冷能力比正常模式下有所提高，这样，放入的温热物品就能比正常模式下更快地冷却。这反过来又提高了食品质量。

2、例如，jp-h03137475a公开了一种家用制冷设备，在该家用制冷设备中，必须手动激活超冷模式。此外，还已知一些家用制冷设备，它们能识别出由于冷藏室温度的显著变化而放入了大量的温热食品，然后自动切换到超冷模式。在这两种情况下，超冷模式的持续时间都是受限的，因为此时温热物品已经冷却下来，并且原来的额定冷藏室温度足以使物品保持低温。然而，目前用于自动检测何时应激活超冷模式的方法的缺点是非常容易出错。

3、jp-h05203320a公开了一种用于在超冷模式下运行冷藏室的方法，其中超冷模式下的额定温度是根据冷藏室门之前打开的时间长短来设定的。

4、ep3667209a1公开了一种家用制冷设备，该家用制冷设备包括布置在储藏室中的冷气分配系统，该冷气分配系统具有垂直冷气导向段和水平冷气导向段，其中水平冷气导向段从垂直冷气导向段中分支出来，在该垂直冷气导向段中，冷气流可以沿着内空间的后壁在该内空间的高度方向上流动，在水平冷气导向段中，冷气流可以在所述内空间的深度方向上流动，水平冷气导向段形成冷气道，在该冷气道中，冷气流可以流过水平冷气导向段，在顶板和与顶板连接的底板之间流动，其中顶板具有用于储藏物的放置区，该放置区由导热材料形成，其中放置区设置成用于在放置于放置区上的储藏物与在冷气道中在水平冷气导向段的运行状态中流动的冷气流之间形成热桥。

技术实现思路

1、本发明的任务是至少部分地克服现有技术的缺点，尤其提供具有改进的自动超冷模式的温度区域运行。这种改进尤其与激活超冷模式的开始时间、激活超冷模式的结束时间和/或其额定温度有关。

2、所述任务根据独立权利要求的特征解决。在从属权利要求中尤其可以得出优选的实施方式。

3、所述任务通过一种用于运行制冷设备的至少一个可个别调温的温度区域的方法解决，其中，

4、-测量温度区域的温度；

5、-根据制冷设备的物理模型计算温度区域的温度，该物理模型描述在不考虑物品装载情况下(也就是将物品放入温度区域和/或将物品从温度区域取出)温度区域的热特性；

6、-确定至少一个测量温度和至少一个计算温度之间的偏差；

7、-根据偏差的大小自动决定：对于该温度区域是否切换到超冷模式。

8、通过该方法实现的优点是，可以避免用于激活自动超冷模式的错误触发，例如，如果门长时间打开，或者如果放入的物品放置在分配给温度区域的温度传感器附近。此外，使用物理模型还能更精确地确定和有针对性地设定超冷模式下特别有效的额定温度，以及更精确地确定和有针对性地设定温度区域在超冷模式下运行的时间段。这反过来又能特别快速有效地冷却温热的冷藏物，从而实现节能并减少由于制冷设备压缩机运行产生的噪音。

9、制冷设备的温度区域可以理解为，例如，可以通过外门关闭的可冷却存储空间，如可以冷却到冰点以上温度的冷藏室或可以冷却到冰点以下温度的冷冻室。在此，冷藏室的超冷模式可以专门设计，以确保相关的区域温度保持在冰点以上。

10、不过，温度区域也可以理解为安置在冷藏空间中的室，该室可以通过外门关闭并通过(内)门与冷藏空间隔开，例如集成的冷冻室、冷藏室或其他特殊冷藏室。温度区域可以是品尝室，其中的冷藏物应在特定时间或尽快达到可调节的食用温度。

11、制冷设备可以是带或不带冷冻室和/或其他特殊冷藏室(如品尝室等)的冰箱、冷冻箱、组合式冰箱/冰柜、冷柜等。不过，制冷设备也可以是酒柜。尤其，制冷设备是家用制冷设备。

12、温度区域的空气温度(也称为“区域温度”)通过分配给该温度区域的至少一个温度传感器进行测量。

13、制冷设备的物理模型对应于实际制冷设备在确定的额定区域温度下运行时温度区域热特性的数学模型近似描述，例如制冷设备的状态描述或状态方程。物理模型可以尤其根据模型中映射的设备参数的测量值和/或实际运行中的推导值以及根据设备特定几何形状和隔热性能、所使用的温度调节方法和制冷设备的环境温度计算温度区域的温度。例如，设备参数可包括制冷设备和/或制冷回路中仅一个压缩机的电能消耗、制冷回路蒸发器的温度、压缩机转速、阀门(如制冷回路膨胀阀)和活门的姿态、风扇转速、除霜期间加热装置的热功率、光源的能耗、门传感器是否输出传感器信号等。因此，物理模型对温度区域的热特性的描述尤其包括物理模型基于制冷设备实际确定(例如通过相应的传感器测量或根据实际值或状态推导出)的设备参数或其值来确定温度区域的热特性。

14、尤其，物理模型还可以考虑到开门对温度区域热特性的影响。在一个特别简单的拓展方案中，假定门打开时与环境进行预定的空气量交换。门打开对温度区域热特性的影响可根据环境温度来建模。在一个更好地描述真实的热特性的拓展方案中，还可以考虑开门的持续时间：开门时间越长，可以假定交换的空气量越大。

15、一个拓展方案是，该物理模型描述ep3667209a1中公开的制冷设备。

16、由于制冷设备中的热波动的时间常数远大于计算区域温度所需的时间，因此，读取模型中设备参数值加上计算所需区域温度的计算时间与测量区域温度之间的微小时间差实际上是微不足道的，因此，测量温度和根据模型计算的温度实际上可以对于同一时间点存在。

17、物理模型在不考虑(设备侧无法检测到的)物品装载的情况下对温度区域的热特性的描述尤其意味着，它不考虑在温度区域放入(通常温热的)物品或从温度区域取出物品的情况。相反，该模型可以包括对温度区域内具有固定地预定的热容量的物品的描述，但是该热容量并不改变。这一点并不重要，因为已经处于温度区域中的冷物品对温度计算的影响相对较小。

18、如果现在将放入温热物品放入到制冷设备或温度区域中，则这会导致计算温度会在一定时间内偏离测量温度，直到这些物品充分冷却为止。制冷设备可根据偏差的大小来决定是否需要增加(通过超冷模式实现的)制冷量，以有效地冷却物品。

19、例如，可以通过制冷设备的数据处理装置、在数据技术上与制冷设备耦合的网络服务器、在数据技术上与制冷设备耦合的云计算机等进行模型计算、确定测量温度与计算温度之间的偏差和/或决定是否开启超冷模式。

20、在一个拓展方案中，只有在需要确定偏差时，才通过物理模型计算区域温度。这就释放了这些阶段之外的计算能力，并消耗更少的能源。一种实施方案是，制冷设备被设置为检测与温度区域相关的门(外门和/或内门)的开门和关门，例如通过门传感器(如磁传感器、微动开关、摄像头等)，并设置为在检测到开门和/或关门时启动该方法。开门和/或关门被认为是可能放入温热物品的指示。

21、一个拓展方案是，超冷模式之外的温度区域以正常模式运行，在该正常模式中，温度区域的实际温度在用户侧设定或者被调节到自动设定的较高的额定区域温度。

22、将确定的温度区域切换到超冷模式尤其包括：对于该温度区域激活超冷模式。这尤其可以包括：对于该确定的温度区域从其正常模式切换到超冷模式。如果超冷模式结束，则可以切换回正常模式。

23、根据偏差的大小自动决定是否为该温度区域切换到超冷模式，这尤其包括这样一种趋势，即偏差越大，超冷模式越有可能被激活或开启。例如，开启超冷模式的决定可以由制冷设备的数据处理装置、在数据技术上与制冷设备耦合的网络服务器、在数据技术上与制冷设备耦合的云计算机等做出。是否对确定的温度区域切换到超冷模式的决定也可以这样描述：对是否对确定的温度区域切换到超冷模式进行决定，如果决定赞成，则对该温度区域激活超冷模式，否则不激活。

24、一种实施方案是，当偏差大小达到或超过预定(“第一”)量度时，切换到超冷模式。例如，该量度可以是阈值。例如，第一量度可以通过实验或经验和/或模拟来确定。

25、一种实施方案是，当偏差达到或超过第一量度一段预定时间后，切换到超冷模式或者激活或启动超冷模式。这样实现的优点是，短期的异常值，尤其被测区域温度的异常值，不会导致超冷模式的激活，从而进一步降低了错误可能性。例如，如果测量温度和计算温度之间的温度差在量值上达到或超过x分钟，则可以切换到超冷模式。

26、一种实施方案是，当达到或已经达到超冷模式的固定地预定的持续时间时，终止超冷模式。这种持续时间通常可长达20小时，但并不限于此。

27、一种实施方案是，当与偏差大小相关的超冷模式持续时间结束时，终止超冷模式。这样就能在超冷模式下实现特别有效的冷却效果。在此，尤其预定：偏差越大，冷却持续时间越长。一个拓展方案是，根据达到偏差大小超过第一量度的不同值，或根据达到进一步的、甚至更高的阈值，分阶段规定不同的持续时间。偏差超过第一量度越大，持续时间就越长。例如，不同的持续时间可以是3小时、10小时、20小时等。

28、一种实施方案是，当偏差的大小低于预定的(“第二”)量度时，终止超冷模式。这样实现的优点是，超冷模式可以精确地在恢复正常模式的条件首次满足时终止。由此，与固定地预定的持续时间相比，通过超冷模式可以达到特别有效的冷却效果。第二量度可以与第一量度相对应，或者也可以偏离第一量度(“滞后”)，例如高于或低于第一量度。

29、一种实施方案是，根据偏差的大小来确定超冷却模式下的额定区域温度。这为确定超冷模式的持续时间提供了额外或替代的可能性，以便使超冷模式适应特别有效的冷却。例如，偏差越大，额定温度就越低。

30、一种实施方案是，根据函数来确定偏差，该函数包括特定时间点的测量温度和计算温度之间的温度差。这样做的好处是可以特别快速地激活超冷模式。在一个拓展方案中，这个函数可以是温度差本身。如果温度差达到或超过预先设定的阈值，则切换到超冷模式。在另一种拓展方案中，该函数可以包括将温度差与其他参数相关联，例如温度差乘以一个或多个特定系数和/或与一个或多个特定加数相加。

31、一种实施方案是，根据函数来确定偏差，该函数将几个时间点的测量温度和计算温度之间的温度差相联系。这也可以称为“时间积分”的温度差。通过这种方案，可自动启动超冷模式，尤其在无误差和有效的情况下。根据这种方案计算出的偏差尤其是由至少两个在不同时间点确定的温度差相加而成的值。

32、一个拓展方案是，时间积分的温度差包括在一个(尤其并行的)时间窗口内加总的温度差。

33、一个拓展方案是，时间积分的温度差与在门打开或门关闭后的预定时间间隔ti记录的测量温度tmeas(ti)和计算温度tcalc(ti)之间的温度差δt(ti)的加总相对应。尤其，这些温度差δt(ti)可以用个别的权重γi加权。例如，权重γi可以通过实验或经验来确定。预定的时间间隔ti尤其对应于大于时间测量步长或采样率的时间间隔。例如，时间间隔可以是3分钟、10分钟、20分钟、30分钟等。它们之间可以是等距的，但并非必须如此。相应地，可根据以下计算出偏差：

34、

35、该函数可包括时间积分温度差或其单个温度差，一般与其他参数相关联，例如时间积分温度差和/或其单个温度差乘以一个或多个特定系数和/或与一个或多个特定加数相加。例如，时间积分温度差也可以是一段时间内的平均温度差和/或多个加总的单个温度差的平均温度差。

36、一个拓展方案是，超冷模式的持续时间和/或超冷模式中的额定区域温度根据门打开和/或门关闭之间的持续时间来确定。由此，可以有利地考虑温度区域内的冷却空气与环境空气之间的空气质量交换，而这种空气质量交换取决于门打开和/或关闭之间的持续时间。

37、所述任务还通过一种制冷设备、尤其家用制冷设备来解决，该制冷设备设置成使上述方法运行。该制冷设备的设计可以与上述方法类似，反之亦然，并具有相同的优点。

38、制冷设备尤其可以具有：至少一个可个别调温的温度区域，给该温度区域配置至少一个用于测量温度区域温度的温度传感器；数据处理装置，该数据处理装置设置用于使制冷设备的物理模型运行并据此计算出温度区域的温度，该物理模型描述在不考虑用户操作的情况下温度区域的热特性；设备控制装置，该设备控制装置设置用于确定测量温度与计算温度之间的偏差并根据偏差的大小决定是否将该温度区域切换到超冷模式。