CN100416196C - 风冷变频冰箱及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本专利涉及一种风冷变频冰箱及其控制方法，包括制冷系统、箱体、控制系统三大部分，控制系统通过对温差、降温速率等信息的采集判断，使冰箱在不同的制冷阶段或需求，分别工作在经实验室标定的最大制冷量工作模式、最大能效比工作模式和最节电工作模式，有效的保证了在各种工况条件下冰箱始终可以保持最佳匹配状态，且制冷迅速方便，节能效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种冰箱，以及此种冰箱的风冷变频控制方法。
背景技术
目前现有技术中，传统的电冰箱是在规定的工况下按某一标准要求进行匹配，而在实际应用时，冰箱很少会在匹配时的工况下使用，也就是说在实际应用中冰箱的匹配往往不是最佳的。尤其传统冰箱仅仅依据电冰箱内部的温度为检测对象进行变频调节，没有对冰箱的各种工作条件做综合考虑，无法有效的保证在各种工况条件中冰箱始终保持在最佳匹配状态下工作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种通过对冰箱冷凝温度、蒸发温度、回气温度(冷媒的过热温度与过冷温度)、环境温度、两室温度以及两室降温速率、换热温差、目标温差、压缩机功率等信息进行监控，调整压缩机转速、电子膨胀阀的开度、风机转速以及两室风门的开度等，使冰箱在多种工况下都能工作在最佳匹配状态(通过试验标定的工作模式)的风冷变频冰箱。
本发明的另一个目的在于提供一种应用于上述风冷变频冰箱的控制方法。
本发明的电冰箱是这样实现的，包括制冷系统、箱体、控制系统三大部分，其中制冷系统包括变频压缩机、电子膨胀阀、节流毛细管、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、储液器、冷凝器风扇、蒸发器风扇、腔室风门；控制部分包括主控制器、其分别与键盘显示器、变频压缩机驱动控制器、调速风机控制器、步进电机控制器、腔室温度传感器、化霜温度传感器和环境温度传感器、冷凝温度传感器、蒸发温度传感器、回气温度传感器和压缩机功率传感器连接。其中，调速风机控制器有2个，步进电机控制器有3个。通过变频压缩机、电子膨胀阀和节流毛细管的配合使用，根据冷凝温度、蒸发温度、回气温度(冷媒的过热温度和过冷温度)、以及环境温度等传感器信息，调节压缩机转速、电子膨胀阀开度、风机转速的可控部件，使系统自适用于经实验室标定的不同工况的最佳工作状态。控制系统通过对温差、降温速率等信息的采集判断，使冰箱在不同的制冷阶段或需求，分别工作在经实验室标定的最大制冷量工作模式、最大能效比工作模式和最节电工作模式。
本发明的变频冰箱控制方法包括如下工作步骤：
(1).通电启动；
(2).腔室温度传感器检测腔室温度，将结果传至主控制器，主控制器判断是否符合设定的压缩机开机条件：
如果不符合，则回步骤(2)；
如果符合，则开机制冷，进入下一步骤；
(3).将腔室温度与设定温度进行比较：
如果没有温差超过规定温差上限值的腔室，执行(4).A控制程序；
如果有温差超过规定温差上限值的腔室，执行(4).B控制程序；
所述的规定温差上限值以5°为佳；
(4).A控制程序的工作内容如下：
①腔室风门开度适中，压缩机、蒸发器风机和冷凝器风机中速运转；
②检测腔室温度下降速度：
若低于设定的降温速度上限，改变工作模式，执行B控制程序；
若高于设定的降温速度上限，进入下一步骤；
③腔室温度传感器和蒸发温度传感器检测温度，并与设定温度进行比较：
若没有温差超过规定温差下限值的腔室，进入步骤④；
若有温差超过规定温差下限值的腔室，进入步骤⑤；
所述的规定温差下限值以1°为佳；
④主控制器调整工作模式，系统进入节电模式，并判断是否符合停机条件：
不符合则继续制冷，回到步骤③；
符合则停止制冷，返回工作步骤(2)；
⑤主控制器调整工作模式，使系统能效比最大，并比较腔室温度下降速度和设定的降温速度下限：
若低于设定的降温速度下限，调节压缩机转速，回到步骤②；
若高于设定的降温速度下限，直接回到步骤②；
(4).B控制程序的工作内容如下：
①温差超过规定温差上限值的腔室风门开度最大，其余腔室风门开度适中，压缩机和风机高速运转；
②检测环境温度、冷凝器温度及各传感器温度，据此调节电子膨胀阀的开度，使冷凝器与环境的温差、蒸发器与腔室的温差达到最佳状态以使系统制冷量最大；
③检测压缩机的功率是否超过设定值：
若超过设定值，则减小电子膨胀阀开度，重新执行本步骤；
若不超过设定值，则返回工作步骤(2)；
在上述冰箱工作过程中，设置有定时中断检测化霜程序。定时中断检测化霜程序包括：
①定时中断，检测化霜，如果不需要化霜，则返回；如果需要化霜，则执行下一步；
②压缩机、风机全部停止工作，风门关闭，化霜加热器启动；
③化霜温度传感器进行检测，并将检测结果传至控制器，控制器判定是否结束化霜：若判定结束化霜，则停止加热，回到步骤(2)；
若判定不结束化霜，则执行下一步；
④温度传感器检测加热器是否过热，如果过热，则降低加热器功率；
如果不过热，则返回③。
采用本发明可以有效的保证在各种工况条件中冰箱始终保持在最佳匹配状态下工作，其最佳匹配状态的内涵为：1.实测温度与设定温度相差较大时，以最大制冷量为控制目的匹配系统；2.保持温度期间兼顾节能和温度恒定为控制目的匹配系统。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
本发明的电冰箱是这样实现的，包括制冷系统、箱体、控制系统三大部分，其中制冷系统包括变频压缩机、电子膨胀阀、节流毛细管、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、储液器、冷凝器风扇、蒸发器风扇、腔室风门；控制部分包括主控制器、键盘显示器、变频压缩机驱动控制器、调速风机控制器、步进电机控制器、腔室温度传感器、化霜温度传感器和环境温度传感器、冷凝温度传感器、蒸发温度传感器、回气温度传感器和压缩机功率传感器。其中，调速风机控制器有2个，步进电机控制器有3个。通过变频压缩机、电子膨胀阀和节流毛细管的配合使用，根据冷凝温度、蒸发温度、回气温度(冷媒的过热温度和过冷温度)、以及环境温度等传感器信息，调节压缩机转速、电子膨胀阀开度、风机转速的可控部件，使系统自适用于经实验室标定的不同工况的最佳工作状态。控制系统通过对温差、降温速率等信息的采集判断，使冰箱在不同的制冷阶段或需求，分别工作在经实验室标定的最大制冷量工作模式、最大能效比工作模式和最节电工作模式。
参见图1，上述电冰箱的控制方法包括如下步骤：
(1).通电启动；
(2).腔室温度传感器检测腔室温度，并将结果传至主控制器，主控制器判断是否符合设定的压缩机开机条件：
如果不符合，则回步骤(2)；
如果符合，则开机制冷，进入下一步骤；
(3).将腔室温度与设定温度进行比较：
如果没有温差超过5°的腔室，执行(4).A控制程序；
如果有温差超过5°的腔室，执行(4).B控制程序；
(4).A控制程序的工作内容如下：
①室风门开度适中，压缩机、蒸发器风机和冷凝器风机中速运转；
②测腔室温度下降速度：
若低于设定的阀值1(此处阀值1指降温速度上限)，改变工作模式，执行B控制程序；
若高于设定的阀值1(此处阀值1指降温速度上限)降温速度上限，进入下一步骤；
③腔室温度传感器和蒸发温度传感器检测温度，并与设定温度进行比较：
若没有温差超过1°的腔室，进入步骤④；
若有温差超过1°的腔室，进入步骤⑤；
④控制器调整压缩机改为低速运转，并调节电子膨胀阀和风机转速，使系统进入节电模式，并判断是否符合停机条件：
不符合则继续制冷，回到步骤③；
符合则停止制冷，返回工作步骤(2)；
⑤控制器调节电子膨胀阀的开度及风机转速，使系统能效比最大，并比较腔室温度下降速度和设定的阀值2(此处阀值2指降温速度下限)：
若低于设定的阀值2，调节压缩机转速，回到步骤②；
若高于设定的阀值2，直接回到步骤②；
(4).B控制程序的工作内容如下：
①超过规定温差上限值的腔室风门开度最大，其余腔室风门开度适中，压缩机和风机高速运转；
②检测环境温度、冷凝器温度及各传感器温度，据此调节电子膨胀阀的开度，使冷凝器与环境的温差、蒸发器与腔室的温差达到最佳状态以使系统制冷量最大，使系统处于最大制冷量工作模式；
③检测压缩机的功率是否超过设定值：
若超过设定值，则减小电子膨胀阀开度，重新执行本步骤；
若不超过设定值，则返回工作步骤(2)；
在上述冰箱工作过程中，设置有定时中断检测化霜程序。定时中断检测化霜程序包括：
①定时中断，检测化霜，如果不需要化霜，则返回；如果需要化霜，则执行下一步；
②压缩机、风机全部停止工作，风门关闭，化霜加热器启动；
③化霜温度传感器进行检测，并将检测结果传至控制器，控制器判定是否结束化霜：若判定结束化霜，则停止加热，回到步骤(2)；
若判定不结束化霜，则执行下一步；
④温度传感器检测加热器是否过热，如果过热，则降低加热器功率；
如果不过热，则返回③。
上述方法通过对冰箱内部温度、外部环境温度、冷凝温度、回气温度、压缩机功率、蒸发温度、加热器温度等多方面信息进行监控，根据监控结果综合考虑并选定最佳工作模式，实现在温差较大时冰箱保持最大制冷的工作状态，温差接近设定值时冰箱保持最大能效比的工作状态，温差达到设定值时冰箱保持节电的工作状态，有效的保证了在各种工况条件下冰箱始终可以保持最佳匹配状态，且制冷迅速方便，节能效果显著。
Claims (5)
1 .一种风冷变频冰箱，包括制冷系统、箱体、控制系统三大部分，其中制冷系统包括变频压缩机、电子膨胀阀、节流毛细管、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、储液器、冷凝器风扇、蒸发器风扇、腔室风门，其特征在于，控制系统包括主控制器，主控制器分别与键盘显示器、变频压缩机驱动控制器、调速风机控制器、步进电机控制器、腔室温度传感器、化霜温度传感器和环境温度传感器、冷凝温度传感器、蒸发温度传感器、回气温度传感器和压缩机功率传感器连接，通过对两室降温速率、换热温差、目标温差、压缩机功率信息的采集判断，调整压缩机转速、电子膨胀阀的开度、风机转速以及两室风门的开度，实现在温差较大时冰箱保持最大制冷的工作状态，温差接近设定值时冰箱保持最大能效比的工作状态，温差达到设定值时冰箱保持节电的工作状态。
2. 据权利要求1所述的风冷变频冰箱，其特征在于调速风机控制器有2个，步进电机控制器有3个。
3. 一种根据权利要求1所述的风冷变频冰箱的控制方法，其特征在于，它包括如下工作步骤：
(1).通电启动；
(2).腔室温度传感器检测腔室温度，将结果传至主控制器，主控制器判断是否符合设定的压缩机开机条件：
如果不符合，则回步骤(2)；
如果符合，则开机制冷，进入下一步骤；
(3).将腔室温度与设定温度进行比较：
如果没有温差超过规定温差上限值的腔室，执行(4).A控制程序；
如果有温差超过规定温差上限值的腔室，执行(4).B控制程序；
(4).A控制程序的工作内容如下：
①腔室风门开度适中，压缩机、蒸发器风机和冷凝器风机中速运转；
②检测腔室温度下降速度：
若低于设定的降温速度上限，改变工作模式，执行B控制程序；
若高于设定的降温速度上限，进入下一步骤；
③腔室温度传感器和蒸发温度传感器检测温度，并与设定温度进行比较：
若没有温差超过规定温差下限值的腔室，进入步骤④；
若有温差超过规定温差下限值的腔室，进入步骤⑤；
④主控制器调整工作模式，系统进入节电模式，并判断是否符合停机条件：
不符合则继续制冷，回到步骤③；
符合则停止制冷，返回工作步骤(2)；
⑤主控制器调整工作模式，使系统能效比最大，并比较腔室温度下降速度和设定的降温速度下限：
若低于设定的降温速度下限，调节压缩机转速，回到步骤②；
若高于设定的降温速度下限，直接回到步骤②；
(4).B控制程序的工作内容如下：
①温差超过规定温差上限值的腔室风门开度最大，其余腔室风门开度适中，压缩机和风机高速运转；
②检测环境温度、冷凝器温度，蒸发器温度及各传感器温度，据此调节电子膨胀阀的开度，使冷凝器与环境的温差、蒸发器与腔室的温差达到最佳状态以使系统制冷量最大；
③检测压缩机的功率是否超过设定值：
若超过设定值，则减小电子膨胀阀开度，重新执行本步骤；
若不超过设定值，则返回工作步骤(2)。
4. 根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在前述工作过程中，设置定时中断检测化霜程序。
5. 根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，定时中断检测化霜程序包括：
①定时中断，检测化霜，如果不需要化霜，则返回；如果需要化霜，则执行下一步；
②压缩机、风机全部停止工作，风门关闭，化霜加热器启动；
③化霜温度传感器进行检测，并将检测结果传至主控制器，主控制器判定是否结束化霜：若判定结束化霜，则停止加热，回到步骤
(2)；若判定不结束化霜，则执行下一步；
④温度传感器检测加热器是否过热，如果过热，则降低加热器功率；如果不过热，则返回③。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Hisense (Nanjing) Electrical Appliance Co., Ltd. Assignor: Hisense (Beijing) Electric Co., Ltd. Contract record no.: 2010320000598 Denomination of invention: Air-cooled variable frequency refrigerator and its control method Granted publication date: 20080903 License type: Exclusive License Open date: 20060308 Record date: 20100513 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HISENSE (NANJING) ELECTRIC APPLIANCE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HISENSE (BEIJING) ELECTRICAL EQUIPMENT CO., LTD. Effective date: 20130911 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 266071 QINGDAO, SHANDONG PROVINCE TO: 210038 NANJING, JIANGSU PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130911 Address after: 210038 No. 19 Heng Fei Road, Xingang Development Zone, Jiangsu, Nanjing, China Patentee after: Hisense (Nanjing) Electrical Appliance Co., Ltd. Address before: The appliance research center of Shandong province Qingdao City 266071 No. 11 Jiangxi Road Patentee before: Hisense (Beijing) Electric Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20080903 Termination date: 20140923 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |