CN103900339B - 一种风冷冰箱的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风冷冰箱的控制方法，所述风冷冰箱的制冷系统包括压缩机、冷凝器、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、冷凝风机、冷冻风机、冷藏风机、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、环温温度传感器和控制器，所述冰箱的控制器根据所述冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、环温温度传感器检测到的冷藏室温度、冷冻室温度及外部环境温度控制所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机的转速。本发明通过在冰箱上设置测量外部环境温度的环境温度传感器，使冰箱能够结合外部环境温度和内部各间室的温度情况来同时调整压缩机、冷藏风机、冷冻风机和冷凝风机的转速，更加优化了制冷系统，能够更加精确并快速的控制冰箱内的温度，将能耗和噪音降到了最低。

Description

一种风冷冰箱的控制方法

技术领域

本发明涉及一种风冷冰箱的控制方法，特别涉及一种能够根据冰箱外部环境的温度来调节自身冷量输出的风冷冰箱的控制方法，属于电冰箱控制技术领域。

背景技术

一般冰箱内的风机都是定速风机，为了达到外部环境温度较高时冰箱内部所需要的冷量，风机转速都设定的比较高，在各个环境温度下，风机转速不能改变，由此造成了冰箱运行噪音较大，同时能耗较大、制冷系统效率较低的问题。

目前有些冰箱能够根据冰箱的外部环境温度来调节风机的转速，将外部环境温度和压缩机转速分成几个区间，在冰箱内部温度大于设定温度的各种情况下，在各个环境温度和压缩机的转速区间内，冷凝风机的转速不同，其转速随着冰箱热负荷的增大而增大。此控制方法只调整了冷凝风机的转速，而在冷藏室或冷冻室运行时，相应间室的风机仍然以高速运转，并不能达最好的节能效果。

或是将压缩机和变频风扇的转速分成几个区间，在冰箱内部间室的一定运行情况下，压缩机的变频风扇根据不同的环境温度以不同的转速运转。此控制方式也可以达到节能效果，变频风扇转速为同一种变化方式，即使多个变频风扇同时运转时，运用此控制方法各风扇也只能以同一种方式运转，这样对于冰箱制冷系统的节能作用并不是最优的。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述问题和不足，提供能够根据冰箱外部环境温度同时调节冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机转速的一种风冷冰箱的控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种风冷冰箱的控制方法，所述风冷冰箱的制冷系统包括压缩机、冷凝器、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、冷凝风机、冷冻风机、冷藏风机、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、环温温度传感器和控制器，所述冰箱的控制器根据所述冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、环温温度传感器检测到的冷藏室温度、冷冻室温度及外部环境温度T控制所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机的转速。

进一步，将外部环境温度T分为多个连续的温度区间，对应每个温度区间设定所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机的转速值,所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机按设定的转速值运转。

进一步，当所述冷藏室和冷冻室的实际温度均大于相应的设定温度，且实际温度和设定温度的差值大于或等于Δt时，或仅有所述冷冻室的实际温度大于设定温度，且实际温度和设定温度的差值大于或等于Δt时，控制所述压缩机、冷凝风机、冷藏风机和冷冻风机均以最大转速运转。

进一步，仅有所述冷藏室的实际温度大于设定温度，且实际温度和设定温度的差值大于或等于Δt时，控制所述压缩机、冷凝风机和冷藏风机以最大转速运转，冷冻风机同时按所述外部环境温度T所在温度区间对应的设定转速值运转。

进一步，所述冷藏室和/或冷冻室的实际温度大于相应的设定温度，且实际温度和设定温度的差值小于Δt时，判断所述外部环境温度T所处的温度区间，控制所述压缩机、冷凝风机及相应的冷藏风机和/或冷冻风机按所述外部环境温度T处于的温度区间所设定的转速值运转。

进一步，当所述外部环境温度T处于温度最高的温度区间时，所述压缩机设定的转速值为压缩机的最大转速，控制所述压缩机以最大转速运转；当所述外部环境温度T处于其它的温度区间时，对应每个所述温度区间，所述冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机设定的转速值为定值，所述压缩机设定的转速值为一个区间范围，控制所述压缩机在设定的转速区间范围内运转，控制所述冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机按定值转速运转。

进一步，当所述冷藏室和冷冻室同时运行时，控制所述压缩机按设定的转速区间范围的最高转速值运转。

进一步，所述实际温度和设定温度的差值Δt为2℃。

综上所述，本发明提供的一种风冷冰箱的控制方法，通过在冰箱上设置测量外部环境温度的环境温度传感器，使冰箱能够结合外部环境温度和内部各间室的温度情况来同时调整压缩机、冷藏风机、冷冻风机和冷凝风机的转速，更加优化了制冷系统，能够更加精确并快速的控制冰箱内的温度，将能耗和噪音降到了最低。

附图说明

图1本发明的制冷系统示意图。

如图1所示，压缩机1，冷凝器2，冷冻蒸发器3，冷藏蒸发器4，冷凝风机5，冷冻风机6，冷藏风机7，除露管8，过滤器9，电磁阀10，冷藏毛细管11，冷冻毛细管12，第一回气管13，第二回气管14。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种风冷冰箱的控制方法，此风冷冰箱的制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、冷冻蒸发器3、冷藏蒸发器4、冷凝风机5、冷冻风机6、冷藏风机7、控制器、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器及环境温度传感器。

压缩机1排出高温高压制冷剂进入冷凝器2，在冷凝器2内与空气进行热交换，同时冷凝风机5开启，冷凝后的制冷剂进入除露管8除露后进入过滤器9和电磁阀10，由电磁阀10分成两路，其中一路经冷藏毛细管11与冷藏蒸发器4的进口连接，另一路经冷冻毛细管12与冷冻蒸发器3连接，冷藏蒸发器4的出口通过第一回气管13与冷冻蒸发器3的进口连接，冷冻蒸发器3的出口通过第二回气管14与压缩机1连接，制冷剂分别在冷藏蒸发器4和冷冻蒸发器3内蒸发，蒸发后的制冷剂最终从冷冻蒸发器3出来后经第二回气管14流回压缩机1。

冷藏室单独制冷时，制冷剂通过冷藏毛细管11节流后进入冷藏蒸发器4，在冷藏蒸发器4蒸发后再进入冷冻蒸发器3继续蒸发吸热，最后经第二回气管14流回压缩机1。

冷冻室单独制冷时，制冷剂直接通过冷冻毛细管12节流后进入冷冻蒸发器3，制冷剂在冷冻蒸发器3内蒸发，最后经第二回气管14流回压缩机1。

冷藏室和冷冻室都制冷时，制冷剂通过冷藏毛细管11和冷冻毛细管12分别进入冷藏蒸发器4和冷冻蒸发器3，从冷藏蒸发器4出来的制冷剂通过第一回气管13再进入冷冻蒸发器3，和从冷冻毛细管12进入冷冻蒸发器3的制冷剂一起在冷冻蒸发器3内蒸发吸热，最后经第二回气管14流回压缩机1。

冰箱冷藏室和冷冻室的运行情况可以分为三种情况：第一种情况为，当冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于对应的设定温度T_冷藏设定，同时冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于对应的设定温度T_冷冻设定时，冷藏室和冷冻室同时运行，冷凝风机5、冷藏风机7和冷冻风机6同时运转。对于冰箱，冷藏室的设定温度T_冷藏设定一般为2～8℃，冷冻室的设定温度T_冷冻设定一般为-15～-25℃，在冰箱上均设置有用于调节设定温度的旋钮或按键，每个档位对应一个设定温度，用户可以根据需要调整相应的档位，进而设定冷藏室的设定温度T_冷藏设定和冷冻室的设定温度T_冷冻设定。第二种情况为，当只有冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于设定温度T_冷藏设定，冷藏室运行，冷冻室也同时运行，冷凝风机5、冷藏风机7和冷冻风机6同时运转。第三种情况为，当只有冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于设定温度T_冷冻设定，冷藏室不运行，只有冷冻室运行，只有冷凝风机5和冷冻风机6运转。

在冰箱的冷藏室内设置冷藏温度传感器，在冷冻室内设置冷冻温度传感器，在冰箱上设置测量冰箱外部环境温度的环温温度传感器，压缩机1、冷凝风机5、冷藏风机7、冷冻风机6、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器和环温温度传感器均与控制器连接，冷藏温度传感器、冷冻温度传感器和环温温度传感器将冷藏室、冷冻室和冰箱外部环境的温度值传给控制器，控制器综合考虑冰箱内外的温度情况，调整压缩机1、冷凝风机5、冷藏风机7和冷冻风机6的转速。

冷凝风机5、冷藏风机7、冷冻风机6均为变频风机，可以采用无级变频或有极变频的控制方式，根据外部环境温度和冰箱内部间室的温度情况自动调整各风机的转速，压缩机1也可以采用无极变频或有极变频的控制方式。

该控制方法将外部环境温度T分为多个连续的温度区间，分别为T＜T₁、T₁≤T＜T₂、……T_n-1≤T≤T_n、T＞T_n，对应每个温度区间设定压缩机1、冷凝风机5、冷冻风机6和冷藏风机7的转速值，温度区间和转速值均预先存储在控制器中。

温度区间的划分可以根据不同冰箱的情况具体设定，温度区间是按照从低至高，根据冰箱的热负荷、所需制冷量、温度档位的设定、用户使用环境以及性能测试环境温度划分的，本实施例中，以将外部环境温度T分成三个温度区间为例做详细说明，三个温度区间分别为第一温度区间为T＜T1，第二温度区间为T1≤T≤T2，第三温度区间为T＞T2,第三温度区间为温度最高的区间。

无论处于上述三种情况中的哪种情况，即无论是只有冷藏室运行、还是只有冷冻室运行、还是冷藏室和冷冻室同时运行，相对应第一温度区间T＜T1，设定压缩机1的转速值为一区间范围，为S1≤S≤S2，当冷藏室和冷冻室同时运行时，压缩机1以该区间范围内的最大转速值S2运转；相对应第二温度区间，设定压缩机1的转速值为区间范围S3≤S≤S4，其中，S2＜S3，S4＜S_最大，当冷藏室和冷冻室同时运行时，压缩机1以该区间范围内的最大转速值S4运转；相对应第三温度区间，由于外部环境温度T过高，造成冰箱热负荷过大，无论冷藏室的T_冷藏实际和设定温度T_冷藏设定的差值及冷冻室的实际温度T_冷冻实际与设定温度T_冷冻设定的差值如何，只要冷藏室和冷冻室中有一个间室运行，在此温度区间内，设定压缩机1的转速值为最大转速S_最大。压缩机转速值的区间范围是根据冰箱热负荷、所需制冷量、用户使用环境等条件来设定的。

相对应第一温度区间，设定冷凝风机5的转速值为定值LNS1，设定冷冻风机6的转速值为定值LDS1，冷藏风机7的转速值为定值LCS1；相对应第二温度区间，设定冷凝风机5的转速值为定值LNS2，设定冷冻风机6的转速值为定值LDS2，冷藏风机7的转速值为定值LCS2；相对应第三温度区间，设定冷凝风机5的转速值为定值LNS3，设定冷冻风机6的转速值为定值LDS3，冷藏风机7的转速值为定值LCS3。其中，由于外部环境温度越高，冰箱的热负荷越大，所需制冷量就越大，同时为了尽量降低能耗又要保证制冷效果，随着外部环境温度T的升高，设定冷凝风机5、冷冻风机6和冷藏风机7的转速值逐级升高，相应地，环境温度越低，热负荷降低，设定的转速值就越低，冷凝风机5、冷冻风机6和冷藏风机7的转速值与冰箱热负荷成比例关系。

当控制器判断冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于设定温度T_冷藏设定、或者冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于设定温度T_冷冻设定、或者冷藏室和冷冻室的实际温度T_冷藏实际和T_冷冻实际同时大于相应的设定温度T_冷藏设定和T_冷冻设定，且实际温度与设定温度的差值小于Δt时，再进一步判断外部环境温度T所处的温度区间，控制压缩机1、冷凝风机5及相应的冷藏风机7、冷冻风机6按外部环境温度T处于的温度区间所设定的转速值运转。

在处于上述第二种情况，即只有冷藏室运行时，冷藏风机7的转速按外部环境温度T处于的温度区间所设定的转速值LCS1、或LCS2、或LCS3运转，而此过程中冷冻风机6相对于三个温度区间的转速值，比只有冷冻室运行时相对于三个温度区间所设定的冷冻风机6的转速值要低。

当控制器判断冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于设定温度T_冷藏设定、或者冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于设定温度T_冷冻设定、或者冷藏室和冷冻室的实际温度T_冷藏实际和T_冷冻实际同时大于相应的设定温度T_冷藏设定和T_冷冻设定，且实际温度与设定温度的差值大于或等于Δt时，无论外部环境温度T处于哪一个温度区间，均控制压缩机1以最大转速S_最大运转，控制冷凝风机5以最大转速LNS_最大运转，用以快速降低冰箱内部相应间室的温度。而且，在上述第一情况时，即冷藏室和冷冻室同时运行，控制冷藏风机7和冷冻风机6均以最大转速LCS_最大、LDS_最大运转；在上述第二种情况时，即只有冷藏室运行时，控制冷藏风机7以最大转速LCS_最大运转，由于此时冷冻风机6也运转，控制冷冻风机6按外部环境温度T处于的温度区间所设定的转速值LDS1、LDS2、或LDS3偏低的转速值运转；在上述第三种情况时，即只有冷冻室运行时，控制冷冻风机6以最大转速LDS_最大运转。

为了节能和达到最佳制冷效率，冷藏室温度和冷冻室实际温度与相应的设定温度之间的差值Δt优选为2℃，温度差Δt是根据控温的开停机点差值来确定的，如设定温度为5℃，开机点为7℃，停机点为3℃，则确定Δt为2℃，Δt不限定为2℃。

下面举例说明冰箱压缩机1和各个风机在各个外部环境温度区间内和内部各种运行情况下的转速情况：

其中，设定T1为27℃，T2为35℃，Δt为2℃。

运行情况一：

当只有冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于冷冻设定温度T_冷冻设定，并且T_冷冻实际-T_冷冻设定＜2℃时，判断环境温度T＜27℃时，控制器控制压缩机1的转速在第一转速区间1600rpm～2000rpm内，冷凝风机5的转速为950rpm，冷冻风机6的转速为1400rpm。

判断环境温度27℃≤T≤35℃时，控制器控制压缩机1的转速在第二转速区间2800rpm～3200rpm以内，冷凝风机5的转速为950rpm，冷冻风机6的转速为1500rpm。

判断环境温度T＞35℃时，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机5的转速为1050rpm，冷冻风机6的转速为1600rpm。

运行情况二：

当只有冷藏室实际温度T_冷藏实际大于冷藏设定温度T_冷藏设定，并且T_冷藏实际-T_冷藏设定＜2℃时，判断环境温度T＜27℃时，控制器控制压缩机1的转速在第一转速区间1600rpm～2000rpm以内，冷凝风机5的转速为950rpm，冷藏风机7的转速为1200rpm，冷冻风机6的转速为1200rpm。

判断环境温度27℃≤T≤35℃时，控制器控制压缩机1的转速在第二转速区间2800rpm～3200rpm以内，冷凝风机5的转速为950rpm，冷藏风机7的转速为1300rpm，冷冻风机6的转速为1300rpm。

判断环境温度T＞35℃时，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机5的转速为1050rpm，冷藏风机7的转速为1400rpm，冷冻风机6的转速为1400rpm。

运行情况三：

当冷藏室和冷冻室的实际温度T_冷藏实际和T_冷冻实际均大于相应的设定温度T_冷藏设定和T_{冷冻 设定}，且T_冷藏实际-T_冷藏设定＜2℃和T_冷冻实际-T_冷冻设定＜2℃时，判断环境温度T＜27℃时，控制器控制压缩机1的转速在第一转速区间1600rpm～2000rpm内，冷凝风机5的转速为950rpm，冷冻风机6的转速为1400rpm，冷藏风机7的转速为1200rpm。

判断环境温度27℃≤T≤35℃时，控制器控制压缩机1的转速在第二转速区间2800rpm～3200rpm内，冷凝风机5的转速为950rpm，冷冻风机6的转速为1500rpm，冷藏风机7的转速为1300rpm。

判断环境温度T＞35℃时，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机4的转速为1050rpm，冷冻风机6的转速为1600rpm，冷藏风机7的转速为1400rpm。

运行情况四：

当只有冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于冷冻设定温度T_冷冻设定，并且T_冷冻实际-T_冷冻设定≥2℃时，不论外部环境温度在哪个区间内，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机5的转速为1250rpm，冷冻风机6的转速为1800rpm。

运行情况五：

当只有冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于冷藏设定温度T_冷藏设定，并且T_冷藏实际-T_冷藏设定≥2℃时，不论外部环境温度在哪个区间内，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机5的转速为1250rpm，冷藏风机7的转速为1600rpm，冷冻风机6的转速按照三个外部环境温度区间，分别取1200rpm、1300rpm、1400rpm。

运行情况六：

当冷藏室和冷冻室的实际温度T_冷藏实际和T_冷冻实际均大于相应的设定温度T_冷藏设定和T_{冷冻 设定}，且T_冷藏实际-T_冷藏设定≥2℃和T_冷冻实际-T_冷冻设定≥2℃时，不论外部环境温度在哪个区间内，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机5的转速为1250rpm，冷冻风机6的转速为1800rpm，冷藏风机7的转速为1600rpm。

运行情况七：

判断冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于冷藏设定温度T_冷藏设定，且T_冷藏实际-T_冷藏设定≥2℃时，而冷冻室的实际温度T_冷冻实际大于冷冻设定温度T_冷冻设定，且T_冷冻实际-T_冷冻设定＜2℃时，不论外部环境温度在哪个区间内，控制器控制压缩机1的转速为3900，冷凝风机5的转速为1250rpm，冷藏风机7的转速为1600rpm，冷冻风机6的转速则按照三个外部环境温度区间，分别取1400rpm、1500rpm、1600rpm。

运行情况八：

判断冷冻室的温度实际温度T_冷冻实际大于冷冻设定T_冷冻设定且T_冷冻实际-T_冷冻设定≥2℃时，而冷藏室的实际温度T_冷藏实际大于冷藏设定温度T_冷藏设定且T_冷藏实际-T_冷藏设定＜2℃时，不论外部环境在哪个温度区间，控制器控制压缩机1的转速为3900rpm，冷凝风机5的转速为1250rpm，冷冻风机6的转速为1800rpm，冷藏风机7的转速则按照三个外部环境温度区间，分别取1200rpm、1300rpm、1400rpm。

冰箱在各外部环境温度区间内运行时，在上述各种情况下，压缩机1和各个风机转速的取值根据当前环境温度以及用户使用状态所需制冷量进行计算仿真分析，然后再通过实验验证，设定转速以满足要求，考虑的因素不同可能会有不同的取值，但是不影响此控制方式的节能效果。

此风冷冰箱的节能控制方式，通过在冰箱上设置测量外部环境温度的环境温度传感器，使冰箱能够结合外部环境的温度和冰箱内部各间室的温度情况来同时调整压缩机1、冷藏风机5、冷冻风机6和冷凝风机7的转速，达到了降低能耗和噪音的目的，更加优化了制冷系统，能够更加精确并快速的控制冰箱内的温度，将能耗和噪音降到了最低。

如上，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种风冷冰箱的控制方法，所述风冷冰箱的制冷系统包括压缩机、冷凝器、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、冷凝风机、冷冻风机、冷藏风机、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、环温温度传感器和控制器，其特征在于：所述冰箱的控制器根据所述冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、环温温度传感器检测到的冷藏室温度、冷冻室温度及外部环境温度T控制所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机的转速，将外部环境温度T分为多个连续的温度区间，对应每个温度区间设定所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机的转速值,所述压缩机、冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机按设定的转速值运转。

2.根据权利要求1所述的一种风冷冰箱的控制方法，其特征在于：当冷藏室和冷冻室的实际温度均大于相应的设定温度，且实际温度和设定温度的差值大于或等于Δt时，或仅有冷冻室的实际温度大于设定温度，且实际温度和设定温度的差值大于或等于Δt时，控制所述压缩机、冷凝风机、冷藏风机和冷冻风机均以最大转速运转。

3.根据权利要求1所述的一种风冷冰箱的控制方法，其特征在于：仅有冷藏室的实际温度大于设定温度，且实际温度和设定温度的差值大于或等于Δt时，控制所述压缩机、冷凝风机和冷藏风机以最大转速运转，冷冻风机同时按所述外部环境温度T所在温度区间对应的设定转速值运转。

4.根据权利要求1所述的一种风冷冰箱的控制方法，其特征在于：冷藏室和/或冷冻室的实际温度大于相应的设定温度，且实际温度和设定温度的差值小于Δt时，判断所述外部环境温度T所处的温度区间，控制所述压缩机、冷凝风机及相应的冷藏风机和/或冷冻风机按所述外部环境温度T处于的温度区间所设定的转速值运转。

5.根据权利要求4所述的一种风冷冰箱的控制方法，其特征在于：当所述外部环境温度T处于温度最高的温度区间时，所述压缩机设定的转速值为压缩机的最大转速，控制所述压缩机以最大转速运转；当所述外部环境温度T处于其它的温度区间时，对应每个所述温度区间，所述冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机设定的转速值为定值，所述压缩机设定的转速值为一个区间范围，控制所述压缩机在设定的转速区间范围内运转，控制所述冷凝风机、冷冻风机和冷藏风机按定值转速运转。

6.根据权利要求5所述的一种风冷冰箱的控制方法，其特征在于：当冷藏室和冷冻室同时运行时，控制所述压缩机按设定的转速区间范围的最高转速值运转。

7.根据权利要求2至6任一项所述的一种风冷冰箱的控制方法，其特征在于：所述实际温度和设定温度的差值Δt为2℃。