CN104154703A - 变频冰箱的频率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冰箱的技术领域，更具体地，涉及变频冰箱的频率控制方法。变频冰箱的频率控制方法，包括：S1.变频压缩机按照设定的频率运行，运行设定开机时间T后变频压缩机停机；S2.变频压缩机在等待设定停机时间K后开机；S3.设定开机率N＝T/T+K；S4.变频压缩机实际运行，变频压缩机运行实际开机时间t后变频压缩机停机；变频压缩机在等待实际停机时间k后开机，实际开机率n＝t/t+k；S5.设定开机率N与实际开机率n比较，若实际开机率n小于设定开机率N，下一次变频压缩机降低运行频率，降低变频压缩机的转速；若实际开机率n大于设定开机率N，判定为变频压缩机的制冷量不足，在下一次变频压缩机的运行中提高变频压缩机的运行频率，提高变频压缩机的转速。

Description

变频冰箱的频率控制方法

技术领域

 本发明涉及冰箱的技术领域，更具体地，涉及变频冰箱的频率控制方法。

背景技术

目前由于节能的要求，变频冰箱的应用越来越多，利用变频冰箱的节能主要是利用压缩机在低频率的状态下制冷量小，而压缩机的效率变化不大。当压缩机的制冷量小时，由于蒸发器等制冷系统没有变化，出现蒸发温度上升，冷凝温度降低，从而使压缩机在实际时的制冷效率提高，冰箱出现节能。在冰箱需要的热负荷较大时，压缩机可以采用较高的频率来提高电机的转速，从而出现压缩机的制冷量大，适应高温环境或高热负荷的需求。但目前对于变频压缩机的频率选择主要是通过设计环境感温头来探测冰箱所处于的实际使用环境温度，利用环境温度初步确认压缩机的运行频率，同时也考虑到了设定温度的变化，如设定温度与冰箱间室内的温度差较大时，也会采用不同的频率，或者特殊的功能要求，如速冻、速冷、制冰等，压缩机也会选择较高的频率运行。在控制板的设计中，通过各种对频率的要求判定，输出信号给压缩机的变频板，指导压缩机采用对应的运行频率。上述这种频率的选择都是设计程序提前给定，对于复杂的变化环境，包括使用环境可能因为考虑不周而出现不完全的节能。

目前的变频冰箱的频率变化都是受到环境温度、设定温度、设定功能、或者判定为无霜冰箱的化霜后进行频率变化，如环境温度变低时，冰箱的热负荷小，压缩机要求的制冷量小，可以通过调低压缩机的频率后，降低压缩机的电机转速，从而提供较小制冷量的频率，当环境温度升高时，冰箱要求的热负荷大，则要求压缩机的制冷量大，通过主控板发出信号给变频板，提高电机的频率，使压缩机高速运转，提供较大的制冷量。如果设定温度与实际温度差别较大时，说明冰箱要求的冷量较多，也可以通过主控板向变频板发出信号，要求高转速度运行。同样，对于一些特殊的功能要求，如速度冷、速度冻命令发出后，也会对压缩机要求高转速运行，以及无霜冰箱的化霜后，第一次运行都会进行高频率运行。这些频率的变化都是由于有其它的指令要求，对变频板发出频率变化的命令，从而产生不同的频率，使变频压缩机的制冷量发生变化，适应这些指令的要求，达到设计的目的。这些频率的变化要求都是提前设计好，如果冰箱的实际环境不在设计的范围内，压缩机的运行状态可能不是最好，而且许多的节能都是针对某一种特殊的环境设计，并没有做到全环境下的节能目的。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供变频冰箱的频率控制方法，通过对压缩机运行的频率进行采样分析后，自动调整压缩机的频率，以保证压缩机在各种环境下都工作在设计的一定运行率范围内，而不考虑冰箱所处的环境温度、冰箱的实际使用状态、冰箱的设定温度、冰箱的化霜与否状态、以及特殊的功能指令等。这种变频率冰箱不只适用于有程序控制的电脑冰箱，也适用于机械温控的机械式变频冰箱。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

变频冰箱的频率控制方法，其中，包括以下步骤：

S1. 变频压缩机按照设定的频率运行，变频压缩机运行设定开机时间T后变频压缩机停机；

S2. 变频压缩机在等待设定停机时间K后开机；

S3. 变频板对设定开机率N计算，设定开机率N＝T/T+K；

S4. 变频压缩机实际运行，变频压缩机运行实际开机时间t后变频压缩机停机；变频压缩机在等待实际停机时间k后开机，变频板对实际开机率n计算，实际开机率n＝t/t+k；

S5. 设定开机率N与实际开机率n比较，若实际开机率n小于设定开机率N，下一次变频压缩机降低运行频率，降低变频压缩机的转速；

若实际开机率n大于设定开机率N，判定为变频压缩机的制冷量不足，在下一次变频压缩机的运行中提高变频压缩机的运行频率，提高变频压缩机的转速。

本发明中，上述词语含义：设定开机时间T、设定停机时间K、设定开机率N＝T/T+K、实际开机时间t、实际停机时间k、实际开机率n＝t/t+k。

本发明中，运行频率——冰箱压缩机在冰箱的制冷过程中，依不同需求而发生不同的频率状态运行，这种运行频率对应压缩机有不同的电机转速，它可以是连续性变化，也可以是间断式变化。

运行率----指冰箱开机与停机的时间比率，也就开机运行时间占有总的时间(开机时间与停机时间总和)的比例。

进一步的，所述步骤S5中，若间室的温度达到了设定温度的要求，变频压缩机停机。

可选的，所述步骤S5中，变频压缩机运行到最长的设定停机时间K后强制停机。所述的设定停机时间K由变频压缩机的程序设定。

进一步的，等待冰箱内的温度到达设定温度的要求，变频压缩机等待设定停机时间K后再开机。

进一步的，所述的设定停机时间K由变频压缩机的程序设定。

具体的，变频压缩机先按照某一种频率运行，作为初始设计频率，可以根据实际开始的要求进行选定，然后压缩机运行一定的时间，这一时间有可能是冰箱内的温度控制要求，如冷藏与冷冻室的温度都达到了设计的要求，压缩机必须停机，也有可能是设计程序中规定了一个压缩机运行的最长时间，如半小时后，强制性停机，然后等待压缩机开机。这一开机主要是由冰箱内的温度控制器进行要求的，如果压缩机的停机是冰箱内的温度达到要求后进行的，则会自动等待冰箱内的温度升高后，达到温控器要求的开机温度，如果是强制性停机，则压缩机的停机时间是由程序或压缩机自己的保护时间决定。通过上述的开机与停机时间，可以由变频板对压缩机的运行时间进行计算，如果压缩机的运行率小于某一个值或范围，则下一次压缩机会降低运行的频率，降低压缩机的转速，从而降低制冷量，提高压缩机的运行率，如果计算后的压缩机运行率高于某一值或范围，则判定为压缩机的制冷量不足，在下一次压缩机的运行中提高压缩机的运行频率，提高压缩机的转速，从而提高压缩机的制冷量，降低运行率，使保证压缩机的运行率一直在某一个设计的运行率范围内工作，如运行率在70～80%，这样冰箱的运行状态始终以较小的制冷量满足制冷系统节能要求，而不考虑冰箱在什么环境温度下工作，也不需要主控板对变频板提供频率变化的信号要求。

在冰箱的实际使用中，当环境温度升高时，如果压缩机的频率不发生变化，则运行率会变大，说明冰箱要求的制冷量在加大，这样的状态对于突然调低了冰箱间室的设定温度，启动速冷、速冻的功能是相同，对于无霜冰箱的化霜来说，在化霜完成后，需要的制冷量也会加大，通过运行率进行判定。

通过这种由运行率的方式来调整变频冰箱的频率，主要表现在主控板与变频板之间不需要通信协议，只是当冰箱内的温度达到要求后切断变频压缩机的电源，实现完全停机，所以本发明不仅仅适用于有程序控制的电脑冰箱，对于机械温控的冰箱同样适用。

与现有技术相比，有益效果是：本发明可以比较简单地通过运行率来主动调整冰箱的运行频率，从而主动适应冰箱的使用状态的变化要求。本发明提供的变频冰箱控制方法，也为机械温控的冰箱提供了采用变频压缩机的技术可行性。本发明采用此技术的变频冰箱始终保持冰箱的节能最佳状态，在各种环境下都尽量提供较小制冷量，提高蒸发温度，达到全环境下的节能效果。

附图说明

图1是本发明的时间功率示意图。

图2是本发明的连接结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1、2所示，变频冰箱的频率控制方法，其中，包括以下步骤：

S1. 变频压缩机1按照设定的频率运行，变频压缩机1运行设定开机时间T后变频压缩机1停机；

S2. 变频压缩机1在等待设定停机时间K后开机；

S3. 变频板2对设定开机率N计算，设定开机率N＝T/T+K；

S4. 变频压缩机1实际运行，变频压缩机1运行实际开机时间t后变频压缩机1停机；变频压缩机1在等待实际停机时间k后开机，变频板2对实际开机率n计算，实际开机率n＝t/t+k；

S5. 设定开机率N与实际开机率n比较，若实际开机率n小于设定开机率N，下一次变频压缩机1降低运行频率，降低变频压缩机1的转速；

若实际开机率n大于设定开机率N，判定为变频压缩机1的制冷量不足，在下一次变频压缩机1的运行中提高变频压缩机1的运行频率，提高变频压缩机1的转速。

本实施例中，上述词语含义：设定开机时间T、设定停机时间K、设定开机率N＝T/T+K、实际开机时间t、实际停机时间k、实际开机率n＝t/t+k。

本发明中，运行频率——冰箱压缩机在冰箱的制冷过程中，依不同需求而发生不同的频率状态运行，这种运行频率对应压缩机有不同的电机转速，它可以是连续性变化，也可以是间断式变化。

运行率----指冰箱开机与停机的时间比率，也就开机运行时间占有总的时间(开机时间与停机时间总和)的比例。

进一步的，所述步骤S5中，若间室的温度达到了设定温度的要求，变频压缩机1停机。

可选的，所述步骤S5中，变频压缩机1运行到最长的设定停机时间K后强制停机。

进一步的，等待冰箱内的温度到达设定温度的要求，变频压缩机1等待设定停机时间K后再开机。

所述的设定停机时间K由变频压缩机1的程序设定。

具体的，变频压缩机先按照某一种频率运行，作为初始设计频率，可以根据实际开始的要求进行选定，然后压缩机运行一定的时间，这一时间有可能是冰箱内的温度控制要求，如冷藏与冷冻室的温度都达到了设计的要求，压缩机必须停机，也有可能是设计程序中规定了一个压缩机运行的最长时间，如半小时后，强制性停机，然后等待压缩机开机。这一开机主要是由冰箱内的温度控制器进行要求的，如果压缩机的停机是冰箱内的温度达到要求后进行的，则会自动等待冰箱内的温度升高后，达到温控器要求的开机温度，如果是强制性停机，则压缩机的停机时间是由程序或压缩机自己的保护时间决定。通过上述的开机与停机时间，可以由变频板对压缩机的运行时间进行计算，如果压缩机的运行率小于某一个值或范围，则下一次压缩机会降低运行的频率，降低压缩机的转速，从而降低制冷量，提高压缩机的运行率，如果计算后的压缩机运行率高于某一值或范围，则判定为压缩机的制冷量不足，在下一次压缩机的运行中提高压缩机的运行频率，提高压缩机的转速，从而提高压缩机的制冷量，降低运行率，使保证压缩机的运行率一直在某一个设计的运行率范围内工作，如运行率在70～80%，这样冰箱的运行状态始终以较小的制冷量满足制冷系统节能要求，而不考虑冰箱在什么环境温度下工作，也不需要主控板对变频板提供频率变化的信号要求。

针对本发明，目前的发明方式多都通过环境感温头或功能命令控制要求对变频压缩机发出频率变化要求的指令，如当环境温度发生变化时，环境感温头会感知信息，通过将此数据与控制板程序设计中的数据进行对比分析后，确定变频压缩机应该处于的运行频率， 如果现在运行的频率与要求的频率不一致，变频板将按新的频率调整压缩机的电机转速，从而提供满足设计要求的制冷量。这些发明都需要采用环境感温头，说明环境温度的变化对冰箱的负荷变化影响比较大，需要通过感温头直接发出控制信号，另外还有冰箱的特殊功能命令，如速冻等需要高频率或电机高转速的要求等。

本发明是从冰箱节能的角度考虑，尽量调低压缩机的制冷量，但要保证冰箱的开机与停机的比率，所以，本发明是通过控制变频冰箱压缩机的开机与停机的运行率来调整压缩机的运行频率。运行率的大小是由设计来确定，如控制压缩机的运行率在70~80%之间，这样不管冰箱所处的环境温度如何，使用的状态如何，特殊控制命令如何，都是通过控制压缩机的运行率来适应这些变化。在图1中，可以看出：T1、T3、T5、T6分别为压缩机的运行时间，T2、T4、T7分别为压缩机停机的时间，P1、P2、P3、P4分别为变频压缩机1在不同频率下的压缩机功率，频率高的功率大，H1为无霜冰箱的化霜功率。当压缩机用P1的对应频率运行时，运行时间达到T1时，冰箱内的温度达到了要求，控制板3发出信号或直接停止压缩机的供电，压缩机停机，停机的时间为T2，此时冰箱要求开机，在这开机的时候，计算运行率，它的计算公式为：n1=T1/(T1+T2),如果计算的n1结果小于设计要求的运行率，则压缩机进行频率降低运行，对应的压缩机功率为P2，此时压缩机用较小的功率运行T3的时间，达到了停机的要求，然后停机T4的时间后，冰箱的温度上升到开机的要求，此时重新计算新的开机率n2，则n2=T3/(T3+T4),也有可能为n2=(T1+T3)/(T1+T2+T3+T4),新计算的n2重新与设计要求的运行率进行对比，确定是否需要调整变频压缩机1的频率，如果n2还是小于设计要求的运行率，则压缩机会以更低的频率对应的功率P3进行运行。反之，则提高频率运行。对于无霜冰箱来说，冰箱会在一定的时间内有一个化霜的过程，如表现出的功率为H1，可以采用规定的时间进行限制，如T6为规定的某频率下的最长运行时间，在此频率下如果运行的时间达到T6，则先强制停止压缩机的运行，有可能此时冰箱内的温度本没有达到停机的要求，所以还一直要求压缩机运行制冷，但压缩机或变频板2都会设计有压缩机保护的停机时间T7，如果在此时间内启动，则说明运行率高于设计的要求，也可以通过T6与T7的时间进行计算运行率，压缩机可以调高运行的频率，对应压缩机的功率为较高的P4。

由于本发明对主控板的要求不高，不需要了解冰箱更多的环境信息，所以对于机械温控的冰箱也可以采用这种方式，如图2中的3也可以为温控器，取代控制板，由温控器感受到冰箱内的温度变化，是否达到开机与停机的要求后，控制变频压缩机1的变频板2电源，从而控制压缩机的开机与停机，同时变频板2也具有控制压缩机的开机与停机功能。而压缩机的频率变化选择同样是通过压缩机的运行率进行选择。

本发明避开开发前对冰箱在各种使用状态下的冷量需求判定，通过利用压缩机的运行率主动实时进行频率或冷量调整，简化了产品的设计要求，同时也为机械温控冰箱采用变频压缩机1提供技术方案。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.变频冰箱的频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 变频压缩机（1）按照设定的频率运行，变频压缩机（1）运行设定开机时间T后变频压缩机（1）停机；

S2. 变频压缩机（1）在等待设定停机时间K后开机；

S3. 变频板（2）对设定开机率N计算，设定开机率N＝T/T+K；

S4. 变频压缩机（1）实际运行，变频压缩机（1）运行实际开机时间t后变频压缩机（1）停机；变频压缩机（1）在等待实际停机时间k后开机，变频板（2）对实际开机率n计算，实际开机率n＝t/t+k；

S5. 设定开机率N与实际开机率n比较，若实际开机率n小于设定开机率N，下一次变频压缩机（1）降低运行频率，降低变频压缩机（1）的转速；

若实际开机率n大于设定开机率N，判定为变频压缩机（1）的制冷量不足，在下一次变频压缩机（1）的运行中提高变频压缩机（1）的运行频率，提高变频压缩机（1）的转速。

2.根据权利要求1所述的变频冰箱的频率控制方法，其特征在于：所述步骤S5中，若间室的温度达到了设定温度的要求，变频压缩机（1）停机。

3.根据权利要求1所述的变频冰箱的频率控制方法，其特征在于：所述步骤S5中，变频压缩机（1）运行到最长的设定停机时间K后强制停机。

4.根据权利要求1或2所述的变频冰箱的频率控制方法，其特征在于：等待冰箱内的温度到达设定温度的要求，变频压缩机（1）等待设定停机时间K后再开机。

5.根据权利要求1或3所述的变频冰箱的频率控制方法，其特征在于：所述的设定停机时间K由变频压缩机（1）的程序设定。