CN102478340A - 防结露加热装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防结露加热装置及其方法。该防结露加热装置包括一加热器、一温度传感器、一湿度传感器；一电源，用于为加热器提供电源；一开关单元，用于控制电源与加热器的接通和断开；一MCU，用于存储加热器开启时间周期以及与温度、湿度以及该加热器开启时间周期相对应的参数数据，采集并处理温度传感器和湿度传感器的温度和湿度数据，计算加热器加热时间，控制开关单元的接通和断开以及检测并存储开关单元接通的时间。本发明通过综合考虑温度和湿度，并且根据温度和湿度调整加热器的加热时间，从而能够最大效率的防止结露的产生，有效的减少冰箱的能耗。

Description

防结露加热装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种防结露加热装置及其方法，特别是涉及一种用于冰箱防结露的加热装置及其方法。

背景技术

对于控制防结露加热装置来防止结露的冰箱，经常通过在冰箱的控制模块中设定有固定的控制程序来实现防结露加热装置的工作。在现有的技术当中，这种设定通常都是固定的时间周期或者根据环境湿度直接将防结露加热装置设置在一个较高的开停比或者保持较长的工作时间来防结露的，即只考虑防结露加热装置的特定工作方式保证冰箱在高湿度下(比如湿度85％以上)不结露，这样同时能够满足使得该冰箱在较低的湿度范围下也同样不结露。但是这两种特定的工作方式是不变的，一旦设定完毕就不会根据冰箱外面环境的湿度而变化，因此存在程序单一，无法有效的防结露并且能耗高。

因此人们想到了通过在冰箱上设置探测湿度的装置来控制冰箱防结露装置工作状态的方法来达到准确的控制防结露的操作过程，但是仅依据湿度控制防结露装置，不能有效的在不同温度和湿度的情况下解决防结露的问题，不能有效的节省功耗，提高效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术防结露装置中忽略了温度对结露产生的影响，并且设置在一个较高的开停比或者保持较长的工作时间来防结露，从而不能有效防止结露的缺陷，提供一种防结露加热装置及其方法，该防结露加热装置及其方法可以综合考虑温度和湿度，并且根据温度和湿度调整工作时间，因而高效的防止结露。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种防结露加热装置，该防结露加热装置包括一加热器、一湿度传感器，一电源，一开关单元，其特点是该防结露加热装置还包括：

一温度传感器、用于检测防结露加热装置所处的环境的温度；

一MCU，用于存储温度、湿度、加热器开启时间周期的参数数据以及加热器开启时间周期，采集并处理温度传感器和湿度传感器感知的温度和湿度数据，计算加热器加热时间，控制开关单元的接通和断开以及检测并存储开关单元接通的时间。

较佳地，该防结露加热装置还包括一个驱动单元，该驱动单元连接于MCU和开关单元之间，用于驱动开关单元。

较佳地，该加热器包括若干加热丝、铝箔以及一输入端口；

其中所述铝箔覆盖在所述加热丝的表面，所述加热丝通过输入端口与开关单元电连接。

较佳地，该防结露加热装置还包括两个滤波器，用于稳定温度传感器和湿度传感器输出的数据信号。

较佳地，该开关单元为继电器。

较佳地，该电源为交流电源或直流电源。

本发明还提供了一种如上述的防结露加热装置的防结露的方法，其特点是包括以下步骤：

S₁₀₁、MCU读取温度传感器和湿度传感器检测的防结露加热装置所处的环境的温度和湿度数据；

S₁₀₂、MCU处理该温度和湿度数据并计算加热器加热时间；

S₁₀₃、MCU控制开关单元接通，从而开启加热器；

S₁₀₄、MCU检测开关单元的接通时间是否小于等于加热器加热时间，若检测结果为否，则断开开关单元，停止加热器的加热；若检测结果为是，则重复步骤S₁₀₄。

较佳地，该防结露加热装置还包括一驱动单元，在步骤8₁₀₃中还包括以下步骤：

MCU控制该驱动单元，从而使得开关单元接通。

较佳地，在步骤S₁₀₄中还包括以下步骤：

MCU控制该驱动单元，从而使得开关单元断开。

较佳地，在步骤S₁₀₂中包括下式：

T＝K*(P*Q)

其中，T为加热器加热时间，K为基于加热器开启时间周期的系数，P为基于湿度的系数，Q为基于温度的系数。

较佳地，在步骤S₁₀₁中包括以下步骤：

以预定的时间周期读取温度传感器和湿度传感器检测的环境的温度和湿度数据。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过综合考虑温度和湿度，并且根据温度和湿度调整工作时间，从而能够彻底的防结露，此外由于综合考虑温度和湿度，因而设定的工作时间能够最大效率的利用本发明的防结露加热装置，有效的减少冰箱的能耗，并且能够有效的避免湿度传感器的误差区间对该防结露加热装置使用寿命的影响。

附图说明

图1为本发明的防结露加热装置较佳实施例的电路结构图。

图2为本发明的防结露加热装置较佳实施例中加热器的结构图。

图3为本发明的防结露加热装置较佳实施例中继电器接通和断开的波形图。

图4为本发明的防结露加热方法的较佳实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1中所示为本发明的防结露加热装置的电路结构图，其中该防结露加热装置包括一MCU1(微控制器)、一温度传感器2、一湿度传感器3、一加热器4、一继电器5、一驱动单元6、一电源7以及滤波器81和82。其中该MCU1分别与滤波器81和82以及驱动单元6电连接，该驱动单元6与继电器5电连接，该继电器5还分别与电源7和加热器4电连接，该滤波器81和82分别与温度传感器2和湿度传感器3电连接。

所述继电器5在本发明中的作用为开关单元，用于控制电源与加热器的接通和断开，本领域的技术人员还可以采用其他种类的元件和器件的开关单元来实现形同的控制电源的接通和断开的作用；该MCU1用于存储温度、湿度、加热器开启时间周期的参数数据以及该加热器开启时间周期，采集并处理温度传感器和湿度传感器的温度和湿度数据，计算加热器加热时间，控制继电器的接通和断开以及检测并存储继电器接通的时间，该驱动单元6用于稳定地驱动继电器5，所述滤波器81和82用于稳定的输出温度传感器2和湿度传感器3采集的温度和湿度的数据。

其中本领域的技术人员可以根据需要和要求选择其它的温度传感器、湿度传感器和继电器来实现相应的检测温度和湿度以及控制电源的功能。此外本实施例中电源7为一交流电源，本领域的技术人员可以根据冰箱的具体需要和要求选择其他种类的电源，例如，直流电源等。

其中在本实施例中所述的滤波器81用于稳定温度传感器的输出，该滤波器81包括电阻811和812，电容813和电解电容814，如图1所示，其中电阻811通过电容813和电解电容814接地，电阻811还分别和MCU1和温度传感器2电连接，此外电阻811还通过电阻812与滤波器81中的参考电源电连接。

所述的滤波器82用于稳定湿度传感器的输出，并且该滤波器82的内部结构与滤波器81的内部结构相同，这里就不在赘述。

此外在本实施例中电阻811和821阻值为2KΩ，电阻812和822的阻值为10KΩ，电容813和823为0.022μF，电解电容814和824为10μF，本领域的技术人员可以根据具体需要和要求采用不同的滤波器结构和器件来达到的输出温度传感器2和湿度传感器3采集的温度和湿度的数据。

本实施例中采用的加热器4的结构如图2所示，其中该加热器4包括一加热丝41、铝箔42以及一输入端口43，其中所述铝箔42覆盖在所述加热丝41的表面，所述加热丝41通过输入端口与继电器5电连接。其中本领域的技术人员可以根据冰箱的具体结构，要求和需要采用不同形状，数量的加热丝和铝箔，以及不同类型的与继电器5电连接的输入端口。

本实施例的工作原理如下：

温度传感器2和湿度传感器3采集冰箱所处环境的温度和湿度数据，并经过滤波器81和82过滤，去除毛刺信号后发送到MVU1，MCU1按照预存储其中的加热器开启时间周期，在一个加热器开启时间周期开始时，接收所述温度和湿度的数据，并且MCU按照预存储于该MCU1中的温度、湿度和时间周期的参数数据，对接收到的温度和湿度数据进行处理，生成温度和湿度系数并通过下述的公式计算加热器加热时间T。

T＝K*(P*Q)

其中，K为基于预存储于该MCU1的加热器开启时间周期的系数，P为基于湿度的系数，Q为基于温度的系数。

上述的时间周期的系数K、温度的系数Q和湿度的系数P是分别与加热器开启时间、温度和湿度有关的量，其取值是通过实验得到的经验值，例如，当本实施例中的防结露加热装置用于LG公司的GR-K37YFSL型号的冰箱时，优选地，采用的加热器开启时间周期的系数K的参数数值为12，采用的温度系数Q和湿度系数P如下表1和表2所示。

表1

湿度系数P	湿度
		0.1	0～10％
0.19	11％～20％
		0.28	21％～30％
0.37	31％～40％
		0.46	41％～50％
0.55	51％～60％
		0.64	61％～70％
0.72	71％～80％
		0.82	81％～90％
0.92	91％～100％

表2

温度系数Q	温度(℃)
		0.3	0～20
0.6	20～28
		0.76	28～38
0.9	38～

其中上述的MCU1中预设的储温度、湿度、加热器开启时间周期的参数数据以及加热器开启时间周期，本领域的技术人员可以根据不同型号的冰箱的尺寸等具体需要和要求，进行一定的修改。

此后在MCU1的该加热器开启时间周期内，该MCU1控制驱动单元6使得继电器5接通，从而使得电源7与加热器4接通，因而开启加热器4，与此同时，MCU1存储该加热器4开启的时间。

例如，加热器开启时间周期T_cycle为10秒，冰箱所处环境的温度和湿度分别为25℃和50％，通过上述公式和表1和表2中所示的温度、湿度和时间周期的参数数据，确定温度系数Q为0.6，湿度系数P为0.46，从而可以计算出加热器加热时间T为3.312秒，所以在该加热器开启时间周期T_cycle的10秒内，MCU1控制加热器4开启3.312秒。

然后该MCU1检测该加热器4开启的时间长度是否达到了MCU1计算得出的加热器加热时间T，若检测结果为是，则该MCU1控制驱动单元6使得继电器5断开，从而关闭该加热器4。

最后，MCU1等待进入下一个时间周期。从而通过在不同时间周期内检测温度和湿度，实时的调整加热器加热时间T，其中图3所示为继电器5接通和断开的波形图，由图3可见在三个连续的MCU1预设的加热器开启时间周期T_cycle中，每个加热器开启时间周期对应不同的温度和湿度，所以MCU1计算得到的加热器加热时间T₁、T₂和T₃都不相同，所以本发明的防结露加热装置可以不断的调整加热器的加热时间，从而达到最大效率的利用本发明实现防结露的目的。

图4所示为本发明的防结露加热方法的流程图，其中包括以下步骤：

步骤100，防结露加热装置初始化，对装置中的各个部分上电。

步骤101，在MCU预设的一个加热器开启时间周期中，该MCU读取温度传感器和湿度传感器检测的防结露加热装置所处的环境的温度和湿度的数据。

步骤102，MCU根据预设的温度、湿度和加热器开启时间周期的参数数据与采集到的环境的温度和湿度的数据对比，从而得到与温度、湿度和加热器开启时间周期对应的温度、湿度和加热器开启时间周期的参数数据，并根据公式T＝K*(P*Q)计算加热器加热时间T。

其中K为基于预存储于该MCU1的加热器开启时间周期的系数，P为基于湿度的系数，Q为基于温度的系数。

步骤103，MCU控制驱动单元，从而使得继电器接通，接通电源和加热器，因而开启加热器。

步骤104，MCU检测继电器的接通时间是否小于等于加热器加热时间，若检测结果为否，进入步骤105，否则重复步骤104。

步骤105，MCU控制该驱动单元，从而使得继电器断开，停止加热器的加热。

步骤106，MCU等待进入下一个时间周期并返回步骤101。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种防结露加热装置，该防结露加热装置包括一加热器、一湿度传感器，一电源，一开关单元，其特征在于，该防结露加热装置还包括：

一温度传感器、用于检测防结露加热装置所处的环境的温度；

一MCU，用于存储加热器开启时间周期以及与温度、湿度以及该加热器开启时间周期相对应的参数数据，采集并处理温度传感器和湿度传感器感知的温度和湿度数据，计算加热器加热时间，控制开关单元的接通和断开以及检测并存储开关单元接通的时间。

2.如权利要求1所述的防结露加热装置，其特征在于，该防结露加热装置还包括一个驱动单元，该驱动单元连接于MCU和开关单元之间，用于驱动开关单元。

3.如权利要求1所述的防结露加热装置，其特征在于，该加热器包括若干加热丝、铝箔以及一输入端口；

其中所述铝箔覆盖在所述加热丝的表面，所述加热丝通过输入端口与开关单元电连接。

4.如权利要求1所述的防结露加热装置，其特征在于，该防结露加热装置还包括两个滤波器，用于稳定温度传感器和湿度传感器输出的数据信号。

5.如权利要求1所述的防结露加热装置，其特征在于，该开关单元为继电器。

6.如权利要求1-5任一项所述的防结露加热装置，其特征在于，该电源为交流电源或直流电源。

7.一种如权利要求1所述的防结露加热装置的防结露的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S₁₀₁、MCU读取温度传感器和湿度传感器检测的防结露加热装置所处的环境的温度和湿度数据；

S₁₀₂、MCU处理该温度和湿度数据并计算加热器加热时间；

S₁₀₃、MCU控制开关单元接通，从而开启加热器；

S₁₀₄、MCU检测开关单元的接通时间是否小于等于加热器加热时间，若检测结果为否，则断开开关单元，停止加热器的加热；若检测结果为是，则重复步骤S₁₀₄。

8.如权利要求7所述的防结露的方法，其特征在于，该防结露加热装置还包括一驱动单元，在步骤S₁₀₃中还包括以下步骤：

MCU控制该驱动单元，从而使得开关单元接通。

9.如权利要求8所述的防结露的方法，其特征在于，在步骤S₁₀₄中还包括以下步骤：

MCU控制该驱动单元，从而使得开关单元断开。

10.如权利要求7所述的防结露的方法，其特征在于，在步骤S₁₀₂中包括下式：

T＝K*(P*Q)

其中，T为加热器加热时间，K为基于加热器开启时间周期的系数，P为基于湿度的系数，Q为基于温度的系数。

11.如权利要求7所述的防结露的方法，其特征在于，在步骤S₁₀₁中包括以下步骤：

以预定的时间周期读取温度传感器和湿度传感器检测的环境的温度和湿度数据。

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