CN100520241C - 冰箱及其运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有对应于多个储藏室的多个蒸发器的冰箱及其运行控制方法，其目的在于提供采用间接冷却方式冷却多个储藏室中的冷冻室，并可以减少用于控制各储藏室制冷剂的阀门数量的循环流路。为此，本发明所提供的冰箱，其特征在于：具有对应于多个储藏室的多个蒸发器；所述多个蒸发器中的两个以上蒸发器串行连接，而剩余的蒸发器与串行连接的两个以上蒸发器并列连接，以形成制冷剂流路；包含控制部，该控制部通过控制在串/并连接的多个蒸发器中流通的制冷剂流向，对直接及间接冷却方式进行组合而冷却所述多个储藏室。

Description

冰箱及其运行控制方法

技术领域

本发明涉及对多个储藏室分别独立进行冷却的冰箱及其运行控制方法，尤其涉及对多个储藏室中的冷冻室以间接冷却方式进行冷却并可以减少用于控制各储藏室制冷剂的阀门数量的冰箱及其运行控制方法。

背景技术

通常，冰箱采用在其内部循环制冷剂的一般的制冷循环，将随着液态制冷剂气化时吸收周围热量而产生的冷气供应到冷冻室及冷藏室等食品储藏室，从而使得存放的各种食品能够长时间保持新鲜。最近，市场上推出了利用这种冷却系统和电热器对作为发酵食品的泡菜进行熟成和存放的泡菜冰箱，这种冰箱已广为普及。

此外，根据用户的各种生活方式及口味的变化，冰箱不再局限于已有的单纯的冷冻、冷藏保管功能，还采用了具有对肉类、鱼类、蔬菜、泡菜等食品进行差别化保管的功能的专门的储藏室(温度可变室)。

这种制冷循环所采用的冷却装置包括将制冷剂压缩为高温高压状态的压缩机、通过与周围进行热交换使被压缩的制冷剂冷凝的冷凝器、将冷凝的制冷剂膨胀为低压状态的毛细管、使膨胀为低压状态的制冷剂与储藏室内的储藏物进行热交换而蒸发的蒸发器，而且这种蒸发器包括对应于多个储藏室设置在各个储藏室中的多个蒸发器。

所述多个蒸发器分别设在冷冻室和冷藏室及变温室中，并对各储藏室独立进行冷却，由于多个蒸发器中没有设置专门的风扇，因此包括冷冻室在内的多个储藏室以直接冷却方式进行冷却。

图1及图2为具有对应于这种多个储藏室的多个蒸发器的现有冰箱的循环流路结构示意图。

如图1及图2所示，现有的冰箱具有：用于压缩制冷剂的压缩机10a、10b；与压缩机10a、10b出口一侧的配管相连接并将经过压缩机10a、10b的制冷剂冷凝为液态制冷剂的冷凝器11a、11b；对经过冷凝器11a、11b的制冷剂进行减压膨胀的毛细管(15a、16a、17a)、(15b、16b、17b)；接收经过毛细管(15a、16a、17a)、(15b、16b、17b)的制冷剂在各个储藏室形成冷气的冷冻室蒸发器(18a、18b)、冷藏室蒸发器(19a、19b)及变温室蒸发器(20a、20b)。

所述毛细管(15a、16a、17a)、(15b、16b、17b)与蒸发器(18a、18b)、(19a、19b)、(20a、20b)分别对应多个储藏室而设置。

并且，在所述冷凝器11a、11b与各毛细管(15a、16a、17a)、(15b、16b、17b)之间设置用于控制经过各冷凝器11a、11b的制冷剂流向的两个三通阀12a、13a或三个截止阀12b、13b、14b。

下面说明在这种具有对应于多个储藏室的多个蒸发器(18a、18b)、(19a、19b)、(20a、20b)的冰箱中用于实现各储藏室的设定温度的循环控制模式。

所述多个(例如3个)储藏室通常分别起到冷冻室、冷藏室及变温室的功能，一般来讲，冷冻室的设定温度范围维持在-15.0℃～-23.0℃，冷藏室的设定温度范围维持在9.0℃～1.0℃，变温室的设定温度范围维持在12.0℃～-12.0℃。

首先，参照制冷剂通道“A”、“B”、“C”、“D”说明图1的循环流路结构。

图1中，对冷冻室和冷藏室进行冷却时，在第一三通阀12a中打开制冷剂通道“A”，关闭制冷剂通道“D”，而在第二三通阀13a中则打开制冷剂通道“B”，关闭制冷剂通道“C”，在这种条件下流通制冷剂使由压缩机10a压缩的制冷剂经过冷凝器11a、毛细管16a之后流入到冷藏室蒸发器19a与冷冻室蒸发器18a，从而冷却冷冻室和冷藏室。

只冷却冷冻室时，在第一三通阀12a中打开制冷剂通道“A”，关闭制冷剂通道“D”，而在第二三通阀13a中则关闭制冷剂通道“B”，打开制冷剂通道“C”，在这种条件下流通制冷剂使由压缩机10a压缩的制冷剂经过冷凝器11a、毛细管17a之后流入到冷冻室蒸发器18a，从而冷却冷冻室。

只冷却变温室时，在第一三通阀12a中关闭制冷剂通道“A”，打开制冷剂通道“D”，在这种条件下流通制冷剂使由压缩机10a压缩的制冷剂经过冷凝器11a、毛细管15a之后流入到变温室蒸发器20a，从而冷却变温室。

此时，第二三通阀13a的制冷剂通道“B”和“C”处于打开或关闭状态均可。这是因为根据第一三通阀12a的制冷剂通道条件，制冷剂不会流入到第二三通阀13a一侧。

其次，参照制冷剂通道“I”、“J”、“K”说明图2的循环流路结构。

图2中，只冷却冷藏室时，在第一截止阀12b中打开制冷剂通道“I”，而在第二及第三截止阀13b、14b中关闭制冷剂通道“J”、“K”，在这种条件下流通制冷剂使由压缩机10b压缩的制冷剂经过冷凝器11b、毛细管15b之后流入到冷藏室蒸发器19b，从而冷却冷藏室。

只冷却变温室时，在第二截止阀13b中打开制冷剂通道“J”，而在第一及第三截止阀12b、14b中关闭制冷剂通道“I”、“K”，在这种条件下流通制冷剂使由压缩机10b压缩的制冷剂经过冷凝器11b、毛细管16b之后流入到变温室蒸发器20b，从而冷却变温室。

只冷却冷冻室时，在第三截止阀14b中打开制冷剂通道“K”，而在第一及第二截止阀12b、13b中关闭制冷剂通道“I”、“J”，在这种条件下流通制冷剂使由压缩机10b压缩的制冷剂经过冷凝器11b、毛细管17b之后流入到冷冻室蒸发器18b，从而冷却冷冻室。

具有如图1及图2所示的循环流路结构的现有冰箱由于冷冻室、冷藏室及变温室的热负荷不同且设定温度也不相同(尤其，变温室的设定温度范围较大)，因此需要对各储藏室单独进行冷却，这需要两个三通阀12a、13a或三个截止阀12b、13b、14b。

即，当冷藏室中存入过量的负荷时(冷藏室中存放大量常温食品时)，虽然冷冻室中可能暂时发生过冷(低于设定温度)现象，但是由于冷冻室的温度为冷冻温度，且通常冷冻保管的食品当保管温度低于-18.0℃时，即使保管温度更低也会保持同样的新鲜度，因此冷冻室的过冷不产生问题。相反，冷藏室和变温室的过冷现象会使食品的恒温性变差，因此在冷藏室和变温室也需要设置单独的蒸发器，并设置两个三通阀12a、13a或三个截止阀12b、13b、14b以用于控制制冷剂，而设置多个阀门导致材料成本的增加和产品批量生产能力的降低。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种冰箱及其运行控制方法，以在具有对应于多个储藏室的多个蒸发器的冰箱的循环流路结构中，对多个储藏室中的冷冻室以间接冷却方式进行冷却，并可以将用于控制各蒸发器制冷剂的阀门数量减少为1个。

本发明的另一目的在于提供一种通过将冷冻室的冷却方式由直接冷却改为间接冷却方式，从而可以提高冷冻室冷却效果的冰箱及其运行控制方法。

为了实现上述目的，本发明所提供的冰箱具有冷藏室、变温室及冷冻室，其特征在于：具有分别对应于冷藏室、变温室及冷冻室的冷藏室蒸发器、变温室蒸发器及冷冻室蒸发器；冷藏室蒸发器、变温室蒸发器及冷冻室蒸发器分别布置在两条并列连接的流路上，其中一条流路中串行连接包含冷冻室蒸发器的两个蒸发器，而另外一条流路中则布置剩余的一个蒸发器，而且在串行连接两个蒸发器的流路中制冷剂先通过冷冻室蒸发器之后再流入到其他蒸发器；并且，通过间接冷却方式冷却冷冻室，通过直接冷却方式冷却冷藏室和变温室。

并且，还包含控制部，该控制部通过控制在两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向，对直接及间接冷却方式进行组合而冷却所述冷藏室、变温室及冷冻室。

并且，在冷冻室蒸发器上设置风扇，以用于通过间接冷却方式冷却所述冷冻室。

还设置制冷剂流向调节装置，以用于调节在两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向；所述控制部控制制冷剂流向调节装置的动作，以用于根据冷藏室、变温室及冷冻室的温度独立冷却冷藏室、变温室及冷冻室。

所述制冷剂流向调节装置为设置在两条并列连接的流路入口的一个三通阀。

并且，本发明所提供的具有冷藏室、变温室及冷冻室的冰箱的运行控制方法包含步骤：监测冷藏室、变温室及冷冻室的温度；将监测到的温度与预先设定的设定温度进行比较，如果冷藏室、变温室及冷冻室的温度超过设定温度范围，则基于冷藏室、变温室及冷冻室的温度控制在所述两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向；及通过控制在所述两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向，对直接及间接冷却方式进行组合而冷却冷藏室、变温室及冷冻室。

并且，在对直接及间接冷却方式进行组合而冷却冷藏室、变温室及冷冻室的步骤中，根据冷藏室、变温室及冷冻室的温度按照冷冻室、冷藏室及变温室的顺序进行冷却，在依次冷却的冷冻室、冷藏室及变温室中冷冻室利用间接冷却方式进行冷却，而其余的储藏室利用直接冷却方式进行冷却。

并且，在对直接及间接冷却方式进行组合而冷却冷藏室、变温室及冷冻室的步骤中，控制设置在冷冻室蒸发器上的风扇的动作，以利用间接冷却方式冷却冷冻室。

附图说明

图1为现有冰箱的第一循环流路结构示意图。

图2为现有冰箱的第二循环流路结构示意图。

图3为依据本发明所提供的冰箱的简要示意图。

图4为本发明第一实施例所提供的冰箱的循环流路结构示意图。

图5为本发明第二实施例所提供的冰箱的循环流路结构示意图。

图6为依据本发明所提供的冰箱的运行控制框图。

图7A及图7B为本发明所提供的冰箱的运行控制方法的工作流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图3为依据本发明所提供的冰箱的剖面图，表示多个(例如3个)储藏室分别被用作冷藏室和变温室及冷冻室的实施例。

图3中，本发明所提供的冰箱具有形成相互隔开的上部的冷藏室32和中间的变温室34及下部的冷冻室36的主体30、分别用于开闭冷藏室32和变温室34及冷冻室36的被开放的前端的冷藏室门33和变温室门35及冷冻室门37。

在所述冷藏室32、变温室34及冷冻室36壁面的某一点设置监测储藏室内温度的冷藏室温度传感器39、变温室温度传感器41及冷冻室温度传感器43，在冷藏室32、变温室34及冷冻室36的内侧后方分别设置用于独立冷却冷藏室32、变温室34及冷冻室36的冷藏室蒸发器38、变温室蒸发器40及冷冻室蒸发器42。

并且，通过在所述冷冻室蒸发器42的一侧设置向冷冻室36内部循环冷气的冷冻室风扇44，使冷冻室36的冷却方式表现为间接冷却方式，从而提高冷冻室36的冷却效果。

并且，在所述主体30的下侧后方设置划分为专门的空间的机械室45，该机械室45中设有压缩机46和冷凝器(参见图4及图5)等。

另外，虽然图3中仅在冷冻室36设置风扇44，仅使冷冻室36采用间接冷却方式，但是根据需要冷藏室32与变温室34中也可以设置专门的风扇，从而使冷藏室32与变温室34也可以从直接冷却方式改变为间接冷却方式。但是，冷藏室32等还需要考虑湿度，因此通常采用直接冷却方式。

图4为本发明第一实施例所提供的冰箱的循环流路结构示意图。

图4中，本发明所提供的冰箱具有压缩制冷剂的压缩机46、与压缩机46出口一侧的配管相连接并通过冷凝风扇49使经过压缩机46的制冷剂与周围进行热交换而进行冷凝的冷凝器48、使经过冷凝器48的制冷剂减压膨胀的第一毛细管52及第二毛细管54、接收经过第一毛细管52及第二毛细管54的制冷剂与储藏室内的空气进行热交换的冷藏室蒸发器38、变温室蒸发器40及冷冻室蒸发器42。

从所述冷冻室蒸发器42出口延伸的配管与连接到冷藏室蒸发器38入口的配管汇合，从而使通过冷冻室蒸发器42的制冷剂再经过冷藏室蒸发器38。并且，最终经过冷藏室蒸发器38与变温室蒸发器40的气态制冷剂重新回流到压缩机46。

并且，在所述冷凝器48与第一毛细管52及第二毛细管54之间设置三通阀50(3-Way Valve)，以用于控制经过冷凝器48的制冷剂流向冷冻室蒸发器42与冷藏室蒸发器38或变温室蒸发器40，而在冷冻室蒸发器42设置用于循环冷气的冷冻室风扇44。

图5为本发明第二实施例所提供的冰箱的循环流路结构示意图，整体循环流路结构与图4相同，只是调换了冷藏室蒸发器38与变温室蒸发器40的位置。

另外，虽然图4及图5中使用三通阀50作为用于控制制冷剂流向的制冷剂流向调节装置，但根据需要还可以使用四通阀。

并且，图4及图5中虽然以3个储藏室被分别用作冷藏室32、变温室34、冷冻室36的情形为例说明循环流路结构，但本发明与冷藏室32、变温室34、冷冻室36无关，可以适用于所有具有3个储藏室的冰箱。

图6为本发明一实施例所提供的冰箱的运行控制框图，除了图3至图5中所表示的装置之外，还包含设定冷藏室32、变温室34及冷冻室36各自的目标温度(Trset，Tmset，Tfset)的温度设定部60和控制冰箱各装置的控制部62。

所述控制部62为控制冰箱的整体动作的微型计算机，该控制部62接收由所述冷藏室、变温室及冷冻室温度传感器(39，41，43)监测的冷藏室32、变温室34及冷冻室36的室内温度，并与用户设定温度(Trset，Tmset，Tfset)进行比较，根据比较结果控制冰箱的运行以分别独立冷却冷藏室32、变温室34、冷冻室36。

并且，当所述控制部62控制冰箱的运行以冷却冷藏室32、变温室34及冷冻室36时，通过控制三通阀50打开或关闭制冷剂通道“E”、“F”，从而控制制冷剂流向，而在对冷冻室36进行冷却时，起动冷冻室风扇44以提高冷冻室36的冷却效果。

下面说明如上所述的冰箱及其运行控制方法的工作过程及作用效果。

图7A及图7B为本发明所提供的冰箱的运行控制方法的工作流程图。

本发明说明具有多个储藏室32、34、36并设置对应于此的多个蒸发器38、40、42，而对多个储藏室32、34、36独立进行冷却的冰箱，通过使多个储藏室32、34、36中的冷冻室36考虑到冷却速度而采用间接冷却方式，而剩下的冷藏室32与变温室34采用直接冷却方式，从而减少用于控制经过各储藏室32、34、36的制冷剂流向的三通阀50数量时的运行控制模式。

首先，当用户设定冷藏室32与变温室34及冷冻室36的控制目标温度(Trset，Tmset，Tfset)时，由冷藏室温度传感器39与变温室温度传感器41及冷冻室温度传感器43监测冷藏室32与变温室34及冷冻室36的温度，并判断是否满足压缩机46的运行条件(S100～S110)。

压缩机46的运行条件取决于储藏室内温度，当由冷藏室温度传感器39监测的冷藏室温度Tr高于冷藏室设定温度Trset或由变温室温度传感器41监测的变温室温度Tm高于变温室设定温度Tmset或由冷冻室温度传感器43监测的冷冻室温度Tf高于冷冻室设定温度Tfset时，认为满足运行条件。

冷藏室设定温度Trset为冷藏室32的控制目标温度，变温室设定温度Tmset为变温室34的控制目标温度，冷冻室设定温度Tfset为冷冻室36的控制目标温度，用户可以通过温度设定部60的温度调节器或按钮等对其进行多步骤的调节。

当满足压缩机46的运行条件时，控制部62首先判断冷冻室温度Tf是否高于冷冻室设定温度Tfset(S120)，如果冷冻室温度Tf高于冷冻室设定温度Tfset，则运行压缩机46并起动冷凝风扇49与冷冻室风扇44，而且控制三通阀50打开制冷剂通道“F”一侧的第一毛细管52并关闭制冷剂通道“E”一侧的第二毛细管54，由此向冷冻室蒸发器42与冷藏室蒸发器38方向供应制冷剂。

此时，在运行所述压缩机46的同时，还起动冷凝风扇49与冷冻室风扇44，从而通过利用间接冷却方式的强制对流快速冷却冷冻室36(S130)。

在所述冷冻室36的冷却过程中通过冷冻室温度传感器43检查冷冻室温度Tf是否达到设定温度Tfset，如果满足冷冻室36的温度条件(S140)，控制部62判断冷藏室温度Tr是否高于冷藏室设定温度Trset(S150)，如果冷藏室温度Tr高于冷藏室设定温度Trset，则与冷却冷冻室36的情形相同，在运行压缩机46的状态下，控制三通阀50打开制冷剂通道“F”一侧的第一毛细管52并关闭制冷剂通道“E”一侧的第二毛细管54，由此向冷冻室蒸发器42与冷藏室蒸发器38方向供应制冷剂。

在运行所述压缩机46时，冷凝风扇49保持运行状态，而冷冻室风扇44则停止运行，因此冷藏室32与冷冻室36通过利用直接冷却方式的自然对流被缓慢冷却(S160)。

在如此对冷藏室32进行冷却的过程中，虽然冷冻室蒸发器42中也会有制冷剂流动，但是由于此时冷冻室风扇44处于停止运行的状态，因此冷冻室36的冷却速度比较缓慢，随之冷冻室36中可能暂时发生过冷现象，但此时由于冷冻保管的食品在更低的温度下也能保持同样的新鲜度，因此冷冻室36的过冷现象不构成太大的问题。

然后，在冷藏室32的冷却过程中通过冷藏室温度传感器39检查冷藏室温度Tr是否达到设定温度Trset，如果满足冷藏室32的温度条件(S170)，控制部62判断变温室温度Tm是否高于变温室设定温度Tmset(S180)，如果变温室温度Tm高于变温室设定温度Tmset，则在运行压缩机46的状态下，控制三通阀50打开制冷剂通道“E”一侧的第二毛细管54，关闭制冷剂通道“F”一侧的第一毛细管52，由此向变温室蒸发器40方向供应制冷剂。

在运行所述压缩机46时，冷凝风扇49保持运行状态，而冷冻室风扇44停止运行，因此变温室34通过利用直接冷却方式的自然对流被缓慢冷却(S190)。

在所述变温室34的冷却过程中通过变温室温度传感器41检查变温室温度Tm是否达到设定温度Tmset，如果满足变温室34的温度条件(S200)，控制部62由冷藏室温度传感器39与变温室温度传感器41及冷冻室温度传感器43监测冷藏室32与变温室34及冷冻室36的温度，并判断是否满足压缩机46的运行停止条件(S210)。

压缩机46的运行停止条件取决于储藏室内温度，当由冷藏室温度传感器39监测的冷藏室温度Tr低于冷藏室设定温度Trset、由变温室温度传感器41监测的变温室温度Tm低于变温室设定温度Tmset而且由冷冻室温度传感器43监测的冷冻室温度Tf低于冷冻室设定温度Tfset时，即认为满足运行停止条件。

当满足压缩机46的运行停止条件时，根据控制部62的控制压缩机46与冷凝风扇49、冷冻室风扇44停止运行(S220)。

另外，图7A及图7B中虽然以按照冷冻室36、冷藏室32、变温室34的顺序冷却多个储藏室的情形为例进行说明，但冷却顺序可根据需要而改变。

综上所述，本发明所提供的冰箱及其运行控制方法在具有对应于多个储藏室的多个蒸发器的冰箱循环流路结构中，通过对多个储藏室中的冷冻室采用间接冷却方式进行冷却，从而将用于控制流过各蒸发器的制冷剂的三通阀数量减少为1个，随之还减少连接到各蒸发器的毛细管数量，从而具有可以减小材料成本和改善产品批量生产能力的效果。

并且，本发明将多个储藏室中的冷冻室的冷却方式由直接冷却改为间接冷却方式，从而可以提高冷冻室的冷却效果。

上述内容只是用来说明本发明所提供的冰箱及其运行控制方法的一个实施例，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明技术思想的情况下，本领域具有通常知识的工作者可以进行各种变更。

Claims (8)

1、一种冰箱，具有冷藏室、变温室及冷冻室，其特征在于：

具有分别对应于冷藏室、变温室及冷冻室的冷藏室蒸发器、变温室蒸发器及冷冻室蒸发器；

冷藏室蒸发器、变温室蒸发器及冷冻室蒸发器分别布置在两条并列连接的流路上，其中一条流路中串行连接包含冷冻室蒸发器的两个蒸发器，而另外一条流路中则布置剩余的一个蒸发器，而且在串行连接两个蒸发器的流路中制冷剂先通过冷冻室蒸发器之后再流入到其他蒸发器；

并且，通过间接冷却方式冷却冷冻室，通过直接冷却方式冷却冷藏室和变温室。

2、根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于还包含控制部，该控制部通过控制在两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向，对直接及间接冷却方式进行组合而冷却所述冷藏室、变温室及冷冻室。

3、根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于在冷冻室蒸发器上设置风扇，以用于通过间接冷却方式冷却所述冷冻室。

4、根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于：

还设置制冷剂流向调节装置，以用于调节在两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向；

所述控制部控制制冷剂流向调节装置的动作，以用于根据冷藏室、变温室及冷冻室的温度独立冷却冷藏室、变温室及冷冻室。

5、根据权利要求4所述的冰箱，其特征在于所述制冷剂流向调节装置为设置在两条并列连接的流路入口的一个三通阀。

6、用于控制权利要求1至5中任意一项所述的冰箱运行的冰箱运行控制方法，其特征在于包含步骤：

监测冷藏室、变温室及冷冻室的温度；

将监测到的温度与预先设定的设定温度进行比较，如果冷藏室、变温室及冷冻室的温度超过设定温度范围，则基于冷藏室、变温室及冷冻室的温度控制在所述两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向；及

通过控制在所述两条并列连接的流路中流通的制冷剂流向，对直接及间接冷却方式进行组合而冷却冷藏室、变温室及冷冻室。

7、根据权利要求6所述的冰箱运行控制方法，其特征在于在对直接及间接冷却方式进行组合而冷却冷藏室、变温室及冷冻室的步骤中，根据冷藏室、变温室及冷冻室的温度按照冷冻室、冷藏室及变温室的顺序进行冷却，在依次冷却的冷冻室、冷藏室及变温室中冷冻室利用间接冷却方式进行冷却，而其余的储藏室利用直接冷却方式进行冷却。

8、根据权利要求6所述的冰箱运行控制方法，其特征在于在对直接及间接冷却方式进行组合而冷却冷藏室、变温室及冷冻室的步骤中，控制设置在冷冻室蒸发器上的风扇的动作，以利用间接冷却方式冷却冷冻室。

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