CN102706069A - 一种冰箱及其变温室的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冰箱及其变温室的控制方法，冰箱包括变温室和控制变温室温度的控制板，通过绝热隔板将蒸发器所在箱胆分隔成上部的变温室和下部的冷冻室，变温室和冷冻室的背部为风道，蒸发器位于风道的背部，风道内设有变温室风门和风扇，变温室内绝热隔板上设有第一加热器，在风道内对应变温室的背部处设有第二加热器，变温室内侧壁设有温度传感器，该变温室通过制冷和加热两种模式来进行温度控制。本发明通过选择合适的加热器和安装位置，并通过有效的控制方法在节约耗电的前提下，实现变温室在宽气候条件下宽温度范围的调节，从而为用户提供多元化和个性化选择，满足食物储藏需求。

Description

一种冰箱及其变温室的控制方法
技术领域
本发明属于电冰箱的技术领域，特别涉及一种冰箱及其变温室的控制方法。
背景技术
随着经济和社会的发展，人们对生活质量和水平的要求越来越高。其中体现的一方面就是人们在居家生活中对食物储藏的多元化和个性化要求越来越强烈。相应的为满足这种需求，市场上带变温室的电子产品和冰箱越来越多。有单独的变温室产品，也有带变温室的多门冰箱。采用的技术有直冷也有风冷。变温室的温度调节范围一般都包括多个温度区间，譬如从冷藏到冷冻。
中国专利ZL02126608.5公布了一种冰箱的变温室和控制方法，其通过控制风门和风扇电机从而实现对变温室控温，其变温室为一简单的抽屉，位于冷藏室里，没有和冷藏室完全独立间隔出来，不能完全意义上称为变温室，不能实现宽范围的温度调节，且由于位于冷藏室内，其温度控制精度受冷藏影响，同时当该抽屉设定为负温时，会对冷藏底部温度产生一定影响。
而中国专利申请201110089594.4公布一种带两个独立变温室的冰箱和变温室的控制方法。其仅仅以风门关闭时间作为加热丝是否开启的条件，且没有加热丝关闭的条件，有可能出现加热和制冷交替出现的现象,使能耗损失浪费，即加热和制冷没有一个明显的转换区分条件。
综上，现有技术中变温室温度多通过控制风门、风扇和加热丝来实现，但均没有将制冷模式和加热模式明显区分开，存在制冷和加热交替出现的问题，从而影响食物储藏和导致能耗升高；而且变温室温度波动大，影响食物储藏质量。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有技术的不足而提供一种冰箱及其变温室的控制方法，该冰箱通过优化变温室加热器的安装位置，同时优化变温室加热器的开停温度，使变温室温度更加稳定，提高食物储藏质量，该变温室的控制方法中通过设置加热和制冷模式，并设置转换进入模式，避免加热和制冷交替出现，从而节省能耗和提高食物储藏质量。
为解决上述技术问题，本发明第一个技术方案为：
本发明提供一种冰箱，包括变温室和控制变温室温度的控制板，其与冷冻室共用蒸发器所在的箱胆，通过绝热隔板将箱胆上下分隔成上部的变温室和下部的冷冻室，变温室和冷冻室的背部为风道，蒸发器位于风道的背部，风道内设有变温室风门和风扇，变温室内绝热隔板上设有第一加热器，在风道内对应变温室的背部处设有第二加热器，变温室内侧壁设有用来探测变温室实际温度的温度传感器，通过控制板控制第一加热器、第二加热器、变温室风门和风扇的状态实现变温室温度的控制。
所述变温室温度变化范围为-18℃到5℃，变温室温度调节范围大。
优选的，所述第一加热器的功率为7W，所述第二加热器的功率为5W。
本发明第二个技术方案是提供上述冰箱变温室的控制方法：
该冰箱变温室的控制方法通过根据设定温度Ts和变温室内实际温度Tr, 变温室的温度通过控制板控制第一加热器和第二加热器、变温室风门和风扇的状态来选择加热和制冷两种模式进行控制。
具体的，当变温室风门连续关闭td≥t1后，而且变温室内实际温度Tr≤Ts-T1时，变温室进入加热模式进行控制：加热模式下，变温室风门关闭，风扇停止工作，风扇由其他间室控制开停，通过控制第一加热器和第二加热器的开停来实现温度控制；当变温室内实际温度Tr≤Ts-T2时，变温室内加热器接通开始工作；当变温室内实际温度Tr≥Ts-T3时，变温室内第一加热器和第二加热器停止工作，其中T1＞T2＞T3。或者，
当变温室的加热器连续断开th≥t2后，而且变温室内实际温度Tr≥Ts +T4时，变温室进入制冷模式进行控制：在制冷模式下，变温室内第一加热器和第二加热器不工作，通过控制变温室风门和风扇的开停来实现温度控制；当变温室内实际温度Tr≥Ts+T5时，变温室风门和风扇开启，变温室内第一加热器和第二加热器不工作；当变温室内实际温度Tr≤Ts时，变温室风门关闭，其中T4＞T5。
上述加热模式和制冷模式是在变温室的设定温度Ts＞Tb的条件下冰箱变温室的两种工作模式，Tb为边界温度，取-3℃。
而当变温室的设定温度Ts≤Tb时变温室的第一加热器和第二加热器不工作；变温室将在制冷模式下进行控制，Tb为边界温度，取-3℃。
此时，在制冷模式下，变温室内第一加热器和第二加热器不工作，通过控制变温室风门和风扇的开停来实现温度控制；当变温室内实际温度Tr≥Ts+T5时，变温室风门和风扇开启，变温室第一加热器和第二加热器不工作；当变温室内实际温度Tr≤Ts时，变温室风门关闭，风扇由其他间室控制开停，其中T4＞T5。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过优化变温室第一加热器和第二加热器的安装位置和功率，使变温室温度更加均匀，通过优化变温室第一加热器和第二加热器的开停温度，使变温室温度更加稳定，从而提高食物储藏质量；通过设置加热和制冷模式，并设置转换进入模式，避免加热和制冷交替出现，从而节省能耗和提高食物储藏质量，采用有效的控制方法在节约耗电的前提下，来实现变温室在宽气候条件下，宽温度范围的调节，从而为用户提供多元化和个性化选择，满足食物储藏需求。
附图说明                           
图1 为本发明冰箱结构示意图；
图2 为本发明变温室控制原理图；
图3 为本发明变温室控制流程图。
1-变温室风门；2-风扇；3-第二加热器；4-温度传感器；5-风道；6-蒸发器；7-变温室；8-第一加热器；9-绝热隔板；10-冷冻室；Ts-设定温度；Tr-变温室内实际温度；Tb-边界温度（实施例中取-3℃）； T1～T5-常数（实施例中分别取2℃,1℃,0.5℃,2℃,1℃）；td-变温室风门连续关闭时间；th-加热器连续断开时间;t1,t2-常数（实施例中分别均取1小时）。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。
本发明冰箱，包括变温室7和控制变温室温度的控制板，如图1所示，通过绝热隔板9将蒸发器6所在内胆一分为二，隔成两个腔室，上部为变温室7，下部为冷冻室10。变温室7和冷冻室10背部为风道5，风道5背部为蒸发器6，在风道5内安装有变温室风门1和风扇2，在变温室7内的绝热隔板9上安装第一加热器8，在风道5内对应变温室7的背部处设有第二加热器3，第一加热器8和第一加热器3功率分别为7W和5W,当需要时用来加热以控制变温室温度。在变温室7侧壁安装有温度传感器4用来探测变温室7实际温度。变温室7的温度在宽气候条件下可从冷藏室到3星级室自由可调可控，可实现冷藏、冰温、软冷冻、冷冻的温度储藏要求。冷藏室特性温度为5℃，冷冻3星级室特性温度为-18℃，即变温室7可从-18℃至5℃自由可调。
变温室7有加热和制冷两种模式，即通过控制板对第一加热器8和第二加热器3、变温室风门1和风扇2分别进行控制，从而实现对变温室7的温度的控制，如图2和3所示：
当变温室7温度设定Ts≤Tb时，Tb 为-3℃，第一加热器8和第二加热器3将不动作，变温室7只在制冷模式下运行，通过控制变温室风门1的开停来实现对温度的控制；因为在低温设置环境下，如果第一加热器8和第二加热器3工作，有可能会导致加热器安装区域表面温度高于零度，致使该区域温度有可能在零上零下循环波动，从而会影响食物储藏质量。
当变温室7温度设定Ts＞Tb时，Tb 为-3℃，变温室7将通过变温室内实际温度Tr和设定温度Ts及变温室风门1和第一加热器8和第二加热器3的状态来进行判断，自动选择加热模式或制冷模式来实现对温度的控制；
为避免变温室7加热模式和制冷模式交替进行，影响食物储藏和浪费能耗，控制程序中分别设置加热和制冷模式进入条件；通过实际温度的比较和风门及第一加热器8和第二加热器3实际状态的判断，可以避免第一加热器8和第二加热器3误动作，比起仅仅依靠风门关闭时间来判断加热器是否开启更保险。
具体控制方法为：冰箱主控板通过判断用户设置面板（显示板）反馈回的用户设置信息和变温室的温度传感器4的采集温度来进行相应指令控制。如流程图3所示：
1.当变温室7温度设定Ts＞Tb时，变温室7将通过箱内实际温度状态和设定温度及变温室风门1、第一加热器8、第二加热器3状态来进行判断，选择加热模式或制冷模式来实现对温度的控制，Tb 为-3℃：
1）变温室风门1连续关闭td≥t1后，而且变温室7内实际温度Tr≤Ts-T1时，变温室7进入加热模式进行控制：加热模式下，变温室风门1关闭，通过控制第一加热器8和第二加热器3的开停来实现温度控制。当变温室7内实际温度Tr≤Ts-T2时，变温室7加热器接通开始工作；当变温室7箱内实际温度Tr≥Ts-T3时，变温室内第一加热器8和第二加热器3停止工作；t1取1h，T1～T3为常数，本实施例中分别取2℃,1℃,0.5℃。
    2）变温室7内第第一加热器8和第二加热器3连续断开th≥t2后，而且变温室7内实际温度Tr≥Ts +T4时，变温室7进入制冷模式进行控制：在制冷模式下，第一加热器8和第二加热器3不工作，通过控制变温室风门1和风扇2的开停来实现温度控制。当Tr≥Ts+T5时，变温室风门1和风扇2开启；当变温室7内实际温度Tr≤Ts时，变温室风门1关闭，风扇由其他间室控制开停，t2取1h，T4、T5为常数，本实施例中分别取2℃,1℃。
2.当变温室7设定温度Ts≤Tb时变温室内第一加热器8和第二加热器3不工作；变温室7将在制冷模式下进行控制。
因为-2℃为冰温储藏温度的临界点，因此边界温度Tb取比此临界点低1℃的温度即-3℃。在-3℃以上，食物一般处于微冻和冷藏储藏状态，如果在此温度设定范围内，冰箱箱内温度如果波动太大，会导致食物因温度低冻坏或因温度高而变质，故需根据实际温度状态利用加热或制冷模式来进行控制。而在-3℃以下，食物一般处于冷冻储藏状态，箱内温度如果向上波动，会导致食物解冻影响储藏质量，如果往下波动则不会对食物产生本质影响，而且根据变温室热负荷分析，在设置温度为-3℃以下时不需要加热丝进行补偿工作，因此只需用制冷模式进行控制。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种冰箱，包括变温室和控制变温室温度的控制板，其特征在于：其与冷冻室共用蒸发器（6）所在的箱胆，通过绝热隔板（9）将箱胆上下分隔成上部的变温室（7）和下部的冷冻室（10），变温室（7）和冷冻室（10）的背部为风道(5)，蒸发器（6）位于风道（5）的背部，风道（5）内设有变温室风门（1）和风扇（2），变温室（7）内绝热隔板（9）上设有第一加热器（8），在风道（5）内对应变温室（7）的背部处设有第二加热器（3），变温室（7）内侧壁设有用来探测变温室实际温度的温度传感器（4），通过控制板控制第一加热器（8）、第二加热器（3）、变温室风门（1）和风扇（2）的状态实现变温室温度的控制。
2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于：所述变温室（7）温度变化范围为-18℃到5℃。
3.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于：所述第一加热器（8）的功率为7W，所述第二加热器（3）的功率为5W。
4.一种冰箱变温室的控制方法，其特征在于：根据设定温度Ts和变温室（7）内实际温度Tr, 变温室（7）的温度通过控制板控制第一加热器（8）、第二加热器（3）、变温室风门（1）和风扇（2）的状态来选择加热和制冷两种模式进行控制。
5.根据权利要求4所述的冰箱变温室的控制方法，其特征在于：当变温室风门（1）连续关闭td≥t1后，而且变温室（7）内实际温度Tr≤Ts-T1时，变温室（7）进入加热模式进行控制：加热模式下，变温室风门（1）关闭，通过控制第一加热器（8）和第二加热器（3）的开停来实现温度控制；当变温室（7）内实际温度Tr≤Ts-T2时，变温室（7）内加热器接通开始工作；当变温室（7）内实际温度Tr≥Ts-T3时，变温室（7）内第一加热器（8）、第二加热器（3）停止工作，其中T1＞T2＞T3。
6.根据权利要求4所述的冰箱变温室的控制方法，其特征在于：当变温室（7）内第一加热器（8）和第二加热器（3）连续断开th≥t2后，而且变温室（7）内实际温度Tr≥Ts +T4时，变温室（7）进入制冷模式进行控制：在制冷模式下，变温室（7）内第一加热器（8）和第二加热器（3）不工作，通过控制变温室风门（1）和风扇（2）的开停来实现温度控制；当变温室（7）内实际温度Tr≥Ts+T5时，变温室风门（1）和风扇（2）开启；当变温室（7）内实际温度Tr≤Ts时，变温室风门（1）关闭，其中T4＞T5。
7.根据权利要求5或6所述的冰箱变温室的控制方法，其特征在于：变温室（7）的设定温度Ts＞Tb，Tb为边界温度。
8.根据权利要求4所述的冰箱变温室的控制方法，其特征在于：当变温室（7）的设定温度Ts≤Tb时，变温室（7）内第一加热器（8）和第二加热器（3）不工作；变温室（7）将在制冷模式下进行控制，Tb为边界温度。
9.根据权利要求8所述的冰箱变温室的控制方法，其特征在于：在制冷模式下，变温室（7）内第一加热器（8）和第二加热器（3）不工作，通过控制变温室风门（1）和风扇（2）的开停来实现温度控制；当变温室（7）内实际温度Tr≥Ts+T5时，变温室风门（1）和风扇（2）开启；当变温室（7）内实际温度Tr≤Ts时，变温室风门（1）关闭，其中T4＞T5。
10.根据权利要求7或8所述的冰箱变温室的控制方法，其特征在于：边界温度Tb为-3℃。
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