冷蔵庫の温度制御-コンプレッサーユニット化後

読書時間 7 議事録

Aktualisiert – 2月 21, 2025

Die Kühlschrank Temperatur-Steuerung nach Umrüstung eines Absorbers auf einen Betrieb mit Kompressor-Aggregat ist die zwangsläufige Notwendigkeit, da mit Ausbau der Absorbertechnik auch die Steuerung obsolet wurde.

Wer das Blog hier kennt, wird mutmaßen, dass die Steuerungsaufgabe natürlich via SmartHome erfolgen wird, was einen erheblichen mechanischen Arbeitsaufwand erspart.
Damit liegt der Leser zunächst richtig, aber, für all jene, die das lieber ohne SmartHome, dennoch elektronisch (statt mittels des mitgelieferten mechanischen Thermostats) regeln möchten, gibt es auch eine auf 12 V DC-Bordspannung ausgelegte Möglichkeit.

Ein Grund, zusätzlich zur SmartHome-Variante die elektronische Steuerung zu installieren, kann z.B. sein, den Kühlschrank auch bei Ausfall von SmartHome davon unabhängig steuern zu können.

Beide Lösungen werden nachfolgend dargestellt.

… ohne SmartHome

Der STC-1000 ist ein digitales Thermostat-Modul mit Temperatur-Sensor und 12 V DC Versorgung. Das Modul verfügt über zwei Modi (Heizen / Kühlen) und ist damit universell einsetzbar. Hier wird nur der Schaltausgang Kühlen genutzt.

Nachtrag: Dieses Modul hat sich als NICHT geeignet erwiesen, Support Fehlanzeige. Insoweit geht dieses Gerät wieder retour.

Nachdem sich „billig“ – mal wieder – als Fehlgriff erwiesen hat, wurde nun von dem renommierten italienischen Hersteller LAE der, ebenso mit DC 12 V zu betreibende und von den Einbaumaßen identische, Temperatur-Controller LTR-5CSRD eingebaut.
Er kostet, über die Firma engineer cy etwa 34 Euro (allerdings zzgl. Frachtkosten von 30 Euro), während das selbe Gerät ansonsten in Deutschland für bis zu knapp 140 Euro angeboten wird. Lieferung erfolgte binnen drei Werktagen. Die Regelgenauigkeit ist hier mit durchschnittlich ca. ± 0,5 °C exzellent.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich zwar auf das STC-1000, gilt, wegen identischer Baugröße und prinzipiell gleichen Anschlusses, ebenso für das LTR-5CSRD.

Elektrischer Anschluss

Die DC-Polarität ist beliebig anschließbar, da das Modul über einen Gleichrichter die korrekte Versorgung sicherstellt.

Das Sensorkabel kann bedarfsweise verlängert werden. Die Verlängerung sollte jedoch so kurz als möglich und mit dickerem Querschnitt erfolgen, um den zusätzlichen Kabelwiderstand gering zu halten und den Messwert nicht zu sehr zu verfälschen.

Der Kompressor WEBASTO Compact Classic verfügt über einen mechanischen Thermostaten, der über zwei Anschlüsse (C / T) das Ein- und Ausschalten des Kompressors übernimmt.
Diese beiden Anschlüsse werden mit dem Relaisanschluss Cooling (die beiden Terminals rechts außen) des LTR-5CSRD verbunden.
Wird die eingestellte Temperatur überschritten, schaltet das Relais den Kompressor zwecks Kühlung ein, bei Erreichen der Solltemperatur wieder aus.

Mechanischer Einbau

Dometic-Absorber-Kühlschränke weisen meist zwischen Gefrier- und Kühlschrankabteil eine Blende auf, in die das Bedienteil eingelassen ist.

Da dieses nach Umrüstung nicht mehr benötigt wird, bietet es sich als künftigen Einbauort des LTR-5CSRD-Moduls an.

Gleichzeitig ist das Bandkabel der alten Steuerung ideal als Kabel-Durchziehhilfe für die beiden erforderlichen Kabel (Spannungs-Versorgung und Steuerleitung) geeignet.

Zudem lässt sich in der Kabeldurchführung hinter der Abdeckung eine Bohrung für den Temperatursensor anbringen, um diesen in den Innenraum gelangen zu lassen. So erübrigt sich eine Kabelverlängerung des Sensors und man kann den Sensor auf kürzestem Weg mit wenig Aufwand an den Ort des Geschehens bringen.

Etwas aufwendig gestaltet sich die Herstellung des Ausschnittes in der Blende, wie den dahinter liegenden Gehäuseteil, da das LTR-5CSRD-Modul leider etwas tiefer ist, als die Blende.
Wer über einen Dremel (o.ä.) verfügt, kann den Ausschnitt mit einem Fräser und nachträglichem Feilen herstellen, bzw. mittels eines Eisensägeblattes, ausgehend von dem vorhandenen Drehknopf-Ausschnittes, sowie nachfolgendem Feilen.

Ausbau der Blende

Bei den beidseits zu öffnenden Türen der Dometic Gefrier-Kühl-Kombinationen liegt der Trick im Ausbau darin, dass nach Öffnen einer Seite die beiden rechts und links aus dem Türrahmen ragenden Arretierstifte gleichzeitig eingedrückt werden müssen (was man z.B. mit festem TESA-Band, das man stramm über die Stifte klebt, damit diese eingedrückt bleiben). Dann kann auch die noch geschlossene Seite der Tür geöffnet und die Tür im Ganzen abgenommen werden.

Die Blende wird durch die beiden recht uns links befindlichen Metallzapfen gehalten. Die Zapfen können nach oben herausgezogen werden, um die Blende frei zu geben. Dabei beachten, dass die Kühlschranktüre jetzt oben ebenfalls frei ist und mittels passend gefalteter Pappe, die rechts und links zwischen Tür- und Halterahmen am Kühlschrankgehäuse gegen Herausrutschen gesichert wird!

Es reicht übrigens nur eine der beiden Türen auszubauen, idealerweise die Gefrierfachtüre. Die Kühlschranktüre kann man, vor dem Kühlschrank stehend, mit dem Knie in Kippposition halten, während man die frei gewordene Blende abzieht.

In der Blende befindet sich die Bedienfeld-Elektronik des Absorber-Kühlschranks. Daran befinden sich zwei weiße zweipolige Steckverbinder, sowie ein 10-poliges, graues Bandkabel mit schwarzem Stecker. Alle Stecker können von der Elektronik abgezogen und selbige aus der Halterung gehebelt werden. Das breite, orangefarbene Display-Bandkabel kann durchtrennt oder (gewaltsam) abgerissen werden.

Zu beachten ist, dass der an einem zweiadrigen schwarzen Kabel angeschlossene Magnet weiterhin zur automatischen Schaltung der Innenbeleuchtung benötigt wird. Er hat seinen Platz in einer Halterung in der Blende, senkrecht zur unteren Kühlschranktüre ausgerichtet, das Kabel nach oben.

Alle anderen Komponenten können in die Rundablage wandern.

Die beiden zweiadrigen Anschlusskabel für Spannungsversorgung und Relais werden mit Isolierband an das Bandkabel geklebt. Damit man innen genügend Kabel zum Anschluss an das STC-1000-Modul verfügbar hat und es nicht unbeabsichtigt gänzlich von außen hinaus zieht, wickelt man die zum Anschluss benötigt Enden um einen Bleistift und sichert sie mit Isolierband.
Anschließend wird außen die untere Lüftungsklappe geöffnet und das herabhängende Bandkabel rechts oben vom Kompressor ertastet und damit die beiden Kabel soweit gezogen, dass sie in bequemer Anschlussposition hängen, bzw. bis zum Widerstand des sich innen verkeilenden Bleistiftes.

Jetzt wird der zu fertigende Ausschnitt für das LTR-5CSRD-Modul markiert und mittels Multifunktionswerkzeug und Feile gefertigt. Auf der linken Seite wird etwa ein Zentimeter breiter ausgeschnitten, um für die Kabel einen ausreichenden Durchlass zu schaffen.

Das rechts des Ausschnittes befindliche Loch wird mit einem 12 mm Stufenbohrer im Winkel von 45 Grad in Richtung des Ausschnittes zwecks Durchführung (von innen nach außen) des Magneten und seines schwarzen, zweiadrigen Kabels genutzt.

Der Temperatursensor wird durch eine, von innerhalb des Kühlraumes senkrecht nach oben geführte, 4 mm Bohrung (ca. 4 cm vom vorderen Rand und etwa 2 cm vom linken Rand des Ausschnittes), in den Kühlraum gesteckt, etwa 3 mm in diesen hinein ragend.

Alle drei Kabelenden werden abisoliert und mit, dem Kabelquerschnitt entsprechenden, Aderendhülsen versehen, bevor sie an den, in die Blendenaussparung eingesetzten LTR-5CSRD-Modul, korrekt angeschlossen und Schraubklemmen festgezogen werden, damit kein Wackelkontakt durch Vibrationen während der Fahrt entstehen können.
Das Modul kann leider nur einseitig mit einem orangefarbenen Modulhalter gegen die Front arretiert werden.

Schließlich wird der Magnet in seine Halterung eingesetzt. Darauf achten, dass der Magnet bis zum Anschlag in seiner Halterung positioniert wird, um eine korrekte Funktion zu gewährleisten.

Danach kann die Blende in ihre Position gebracht, die beiden Arretierstifte eingesetzt und die Tür des Gefrierfaches wieder eingehangen werden. Auch hier sind wieder mittels Klebeband die Sicherungsstifte im eingedrückten Zustand zu halten, damit die Scharniere freigegeben und in die Arretierstifte greifen können.

Setup des LAE LTR-5CSRD

Parameter wählen und einstellen

• Für den Zugriff auf das Konfigurationsmenü die Tasten auf/ab + X für 5 Sekunden drücken.
• Mit den Tasten auf または ab den zu ändernden Parameter wählen.
• Mit der Taste auf/ab den Wert anzeigen.
• Die Taste auf/ab gedrückt halten und mit den Tasten auf または ab den gewünschten Wert einstellen.
  Beim Loslassen der Taste auf/ab wird der neue Wert gespeichert und der nächste Parameter angezeigt.
• Zum Verlassen des Menüs die Taste X drücken oder 30 Sekunden warten.

Parameter

• 1SP – Set Point
  – Gewünschte Temperatur
• SPL – Set Point Low (-50 °C .. SPH)
  – Niedrigstes Temperatur-Limit
• SPH – Set Point High (SPL .. +150 °C)
  – Höchstes Temperatur-Limit
• 1Y – Yield (HY / PID*)
  – HY Hysterese Mode (1HY, 1CT)
  – PID* Proportional-Integral-Derivative Mode (1PB, 1IT, 1DT, 1AR, 1CT)
• 1HY – Hysterese (-19,99 .. 19,99 °C)
  – zulässige Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausschalten-
  – positiver Wert = Kühlen / negativer Wert = Heizen
• 1CT – Cycle Time (0 .. 255)
  – Mindestzeitraum zwischen zwei Ein-Schaltaktionen in Sekunden
  (z.B. zum Schutz des Kompressors bei wiederholt kurzen Einschaltintervallen)
• 1PF – Probe Failure (ON / OFF)
  Relais-Status im Fehlerfalle (Standard = OFF)
• OS1 – Offset (-12,5 .. 12,5 °C)
  Korrekturwert der Temperatur-Anzeige

*PID – Im Gegensatz zur Hysterese-Regelung bewirkt der PID-Modus eine Dämpfung der Regelschwingungen über, bzw. unter den Sollwert. Die Regelung ist dynamisch: je näher die Temperatur am Sollwert, desto kürzer die nachfolgende Einschaltzeit. Die Parameterisierung ist sehr sorgsam vorzunehmen, da die Regelgrenzen über die Parameter u.U. zu einer überempfindlichen Regelung führen können. Hierfür verantwortliche Parameter sind:

• 1PB – Proportional band – (-19,9 .. 19,9 °C)
  Regelbreite
• 1IT – Integral action time  – (0 .. 999s)
  Regelzeit
• 1DT – Derivative action time – (0 .. 999s)
  Differenzierzeit

Beispiel

Soll-Temperatur 9,0 °C.
Mit IR-Thermometer gemessene Temperatur im Mittenbereich des Kühlschranks 9 °C.
Vom Display angezeigte Temperatur 12,5 °C.
Differenzwert zum gemessenen Wert -3,5 °C.

• 1SP = 9,0 °C (Sollwert)
• SPL = 8,0 °C (Niedrigstes Temperatur-Limit)
• SPH = 10,0 °C (Höchstes Temperatur-Limit)
• 1HY = 0,1 °C (Hysteres, Temperaturdifferenz Ein / Aus)
• 1CT = 120 Sekunden (Verzögerungszeit Kompressor Ein)
• OS1 = – 3,5 °C (Korrekturwert)

… mit SmartHome

Bei dieser Variante werden ein Temperatur-Sensor, da preislich interessanter, ein Differenz-Temperatur-Sensor vom Typ HM-WDS30-OT2-SM-2, sowie ein mit 12 V DC zu betreibender 4-Kanal-Schaltaktor HM-LC-Sw4-PCB benötigt.

Beide Geräte werden an der Zentrale (CPU oder RaspberryPi) angelernt und mit sprechenden Namen versehen (z.B. DTS_K1 そして SA_K1). Die Bezeichnung K1 bezieht sich auf den jeweils abzufragenden, bzw. zu aktivierenden Kanal.

Die K1 Schaltkontakte des 4-Kanal-Schaltaktors werden mit den Anschlüssen C そして T des Kompressors verbunden. Das Relais wird programmatisch in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des Differenz-Temperatur-Sensors auf Kanal 1 (K1) eingeschaltet, wenn die Temperatur höher als die Solltemperatur, bzw. ausgeschaltet, wenn sie niedriger ist.

Der Temperaturfühler kann durch eine Bohrung knapp oberhalb des Gemüsefaches montiert werden. Auf diese Weise kann der Fühler mit einer Durchziehhilfe auch im eingebauten Zustand des Kühlschrankes montiert werden.

Das Programm zur Steuerung

Die in den nachfolgenden Abbildungen jeweils enthaltene Zeile dom.GetObject kann entfallen: sie dient lediglich dem Aufruf eines Skriptes zur Erfassung der Ein-, bzw. Ausschaltzeit und Berechnung der Betriebsdauer. Auch die letzte Zeile SV_KS_AUS_Set kann entfallen und dient o.g. Zweck.

Die Ein- / Ausschalttemperaturen differieren nominell nur um 0,1 °C und werden um die Hysterese des Sensors und die Zeitdifferenz der Sendeintervalle adaptiert. Messwerte werden in 180 Sekunden-Intervallen übermittelt. Allein hierdurch ergeben sich schon Temperatur-Differenzen von größer 0,1 °C.

Kompressor einschalten

Kompressor ausschalten