CN105157322A - 一种包含化霜规则的无霜风冷冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包含化霜规则的无霜风冷冰箱，包括冷冻室、冷冻蒸发器、化霜加热器、冷藏室、冷藏蒸发器和控制系统；所述控制系统中包含制冷控制逻辑，并根据所述制冷控制逻辑实现所述风冷冰箱的制冷程序，其特征是，所述控制系统中还包含化霜规则，并根据所述化霜规则实现所述风冷冰箱的化霜程序。本发明既保证冰箱在高使用率或恶劣工作环境下运行时的可靠性，又能实现冰箱在低使用率时实现能耗最优，从而达到节能减排的目的。

Description

一种包含化霜规则的无霜风冷冰箱

技术领域

本发明涉及智能家电领域，具体地说是一种无霜风冷冰箱的化霜规则。

背景技术

无霜风冷冰箱采用强制对流的方式，通过风扇电机将冷藏室、冷冻室内的温湿空气与蒸发器腔室进行热交换后，转化为干冷空气送回冷藏室和冷冻室来实现冰箱的制冷功能。

在热交换过程中，湿热空气会在蒸发器上结成霜，并且会随着时间的推移逐渐增多，为了保证冰箱的制冷功能，需要采用一定的控制规则，在一定的周期内将蒸发器上的霜层融化并排出。

目前，无霜风冷冰箱的化霜规则大多为固定周期化霜，冰箱产品设计时往往会顾此失彼。或过分的关注冰箱频繁使用和在恶劣工况运行的情况，而将化霜周期设置较短，造成冰箱化霜频繁，不利于节能；或对于冰箱使用的可靠性考虑不足，将化霜周期设置过长，造成实际使用过程中出现蒸发器冰堵而导致冰箱制冷失效的问题。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种包含化霜规则的无霜风冷冰箱，以期既能保证冰箱在高使用率或恶劣工作环境下运行时的可靠性，又能实现冰箱在低使用率时实现能耗最优。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种包含化霜规则的无霜风冷冰箱，包括冷冻室、冷冻蒸发器、化霜加热器、冷藏室、冷藏蒸发器和控制系统；所述控制系统中包含制冷控制逻辑，并根据所述制冷控制逻辑实现所述风冷冰箱的制冷程序，其特点是，所述控制系统中还包含化霜规则，并根据所述化霜规则实现所述风冷冰箱的化霜程序。

本发明所述的无霜风冷冰箱的特点也在于，

所述化霜规则为：所述冷藏室为自然化霜，所述冷冻室为加热器强制化霜。

所述加热器强制化霜是按如下步骤进行：

参数定义：

定义所述风冷冰箱的运行时间为h小时；并初始化h＝0；

设定强制化霜周期为H小时；

设定环境温度阈值为TEM；

设定第一化霜周期基数为Tmin1小时、第二化霜周期基数为Tmin2小时；

设定第一最长化霜周期为Tmax1小时、第一最长化霜周期为Tmax2小时；

定义压缩机运行时间为S小时；

设定压缩机第一连续运行时间阈值为Smin1小时、压缩机第二连续运行时间阈值为Smin2小时；

定义初始机开停周期的运行率为R0；并初始化R0＝1；

定义化霜周期内的任意一个压缩机开停周期的运行率为Ri，与Ri相邻的前一个压缩机开停周期的运行率为R(i-1)，与Ri相邻的后一个压缩机开停周期的运行率为R(i+1)；

定义初始压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_0；并初始化Teva_0＝-50；

定义化霜周期内的任意一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_i，与Teva_i相邻的前一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_(i-1)，与Teva_i相邻的后一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_(i+1)；

定义第一计数器flag1，并初始化flag1＝0；设定第一计数器阈值为Flag1；

定义第二计数器flag2，并初始化flag2＝0；设定第二计数器阈值为Flag2；

步骤1、所述风冷冰箱上电后，所述运行时间h开始计时；

步骤2、判断h≥H是否成立，若成立，则中断所述制冷程序并执行化霜程序后，执行步骤3；否则，继续制冷流程；

步骤3、检测所述风冷冰箱的环境温度Tem≥TEM是否成立，若成立，则进入步骤4；否则进行步骤5；

步骤4、判断所述运行时间h≥化霜周期基数Tmin1是否成立，若成立，则统计所述冷冻室(1)的开门时间为t1秒；并执行步骤6；否则，继续制冷流程；

步骤5、判断所述运行时间h≥化霜周期基数Tmin2是否成立，若成立，则统计所述冷冻室(1)的开门时间为t2秒；执行步骤7；否则，继续制冷流程；

步骤6、判断式(1)是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将运行时间h清零；否则，执行步骤8；

运行时间h+X1×开门时间t1/3600≥Tmax1(1)

式(1)中，X1表示第一开门系数；

步骤7、判断式(2)是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将运行时间h清零；否则，执行步骤9；

运行时间h+X2×开门时间t1/3600≥Tmax2(2)

式(2)中，X2表示第二开门系数；

步骤8、判断所述压缩机连续运行时间S≥Smin1是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将压缩机连续运行时间S清零；否则执行步骤10；

步骤9、判断所述压缩机连续运行时间S≥Smin2是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将压缩机连续运行时间S清零；否则执行步骤10；

步骤10、将当前压缩机开停周期的开机率Ri与前一个压缩机开停周期的开机率R(i-1)进行比较，当Ri＞R(i-1)时，将flag1的值加1后赋给flag1；

步骤11、判断flag1≥Flag1是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时重新初始化R0＝1；并将flag1清零；否则执行步骤12；

步骤12、将当前压缩机开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_i与前一个压缩机开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_(i-1)进行比较，当Teva_i＜Teva_(i-1)时，则将flag2的值加1后赋给flag2；

步骤13、判断flag2≥Flag2是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时重新初始化Teva_0＝-50；并将flag2清零；否则，继续执行制冷程序；

步骤14、判断冰箱是否重新上电，若重新上电，则返回步骤1顺序进行；否则，返回步骤3顺序进行。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明所设置的冷冻室加热器强制化霜为自适应化霜，通过监测冰箱使用环境温度、冰箱的开机时间、冰箱的运行率、冰箱的开门时间和冷冻蒸发器的蒸发温度等参数的变化，然后按照预设的控制逻辑自动调整化霜周期，控制进入化霜流程的切入点，既保证了冰箱在高使用率或恶劣工作环境下运行时的可靠性，又实现了冰箱在低使用率时实现能耗最优，从而达到了节能减排的目的。

附图说明

图1为本发明无霜风冷冰箱示意图；

图2为本发明化霜规则的流程简图；

图中标号：1冷冻室、2冷冻蒸发器、3化霜加热器；4冷藏室、5冷藏蒸发器。

具体实施方式

本实施例中，如图1所示，一种无霜风冷冰箱，包括冷冻室1、冷冻蒸发器2、化霜加热器3、冷藏室4、冷藏蒸发器5和控制系统；控制系统中包含制冷控制逻辑，并根据制冷控制逻辑控制冷冻蒸发器2对冷冻室1进行制冷；控制冷藏蒸发器5对冷藏室4进行制冷，从而实现风冷冰箱的正常制冷程序，本实施例中的控制系统中还包含化霜规则，当冰箱运行后，控制系统将根据化霜规则检测冰箱当前是否需要中断制冷流程而进入化霜程序；当进入化霜流程后，将开启化霜加热器3对冷冻蒸发器2实施强制化霜；冷藏蒸发器5则按照预设的控制逻辑进行自然化霜，从而实现风冷冰箱的化霜程序。在满足化霜退出条件后，控制系统自行退出化霜流程重新进入制冷流程。如此周而复始实现冰箱的连续可靠工作。

具体的说，化霜规则为：冷藏室4为自然化霜，冷冻室1为加热器强制化霜。

如图2所示，加热器强制化霜是按如下步骤进行：

首先是参数定义：

定义风冷冰箱的运行时间为h小时；并初始化h＝0；每次进入化霜程序，h均清零，然后重新开始计时；

设定强制化霜周期为H小时；

设定环境温度阈值为TEM；

设定第一化霜周期基数为Tmin1小时、第二化霜周期基数为Tmin2小时；

设定第一最长化霜周期为Tmax1小时、第一最长化霜周期为Tmax2小时；

定义压缩机运行时间为S小时，每次进入化霜程序，S均清零，然后重新开始计时；

设定压缩机第一连续运行时间阈值为Smin1小时、压缩机第二连续运行时间阈值为Smin2小时；

定义初始机开停周期的运行率为R0；并初始化R0＝1(即100％)，每次进入化霜程序，R0均重新进行初始化；

定义化霜周期内的任意一个压缩机开停周期的运行率为Ri，与其相邻的前一个压缩机开停周期的运行率为Ri-1，与其相邻的后一个压缩机开停周期的运行率为Ri+1，以此类推；

定义初始压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_0；并初始化Teva_0＝-50；每次进入化霜程序，Teva_0均重新进行初始化；

定义化霜周期内的任意一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_i，与其相邻的前一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_i-1，与其相邻的后一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_i+1，以此类推；

定义第一计数器flag1，并初始化flag1＝0；设定第一计数器阈值为Flag1；

定义第二计数器flag2，并初始化flag2＝0；设定第二计数器阈值为Flag2；每次进入化霜程序，flag1和flag2均清零，然后重新开始计数；

步骤1、风冷冰箱上电后，控制系统即开始检测环境温度Tem、统计冰箱的运行时间h且在每次进入化霜流程后将统计的运行时间h清零、统计冰箱冷冻门的开门时间t1和t2且在每次进入化霜流程后将所统计的开门时间清零、统计压缩机的连续运行时间S且在每次停机后将统计时间S清零、计算每次开停周期的运行率Ri、记录并计算冷冻蒸发温度Teva_i；首先运行时间h开始计时；

步骤2、判断h≥H是否成立，若成立，则中断制冷程序并执行一次化霜程序后，执行步骤3；否则，继续制冷流程；本实施例中，H＝6小时；

步骤3、由于冰箱化霜周期需要根据外界环境温度变化而发生变化；因此，根据冰箱环境温度传感器的反馈进行第一步判断并选择不同的化霜周期基数，检测风冷冰箱的环境温度Tem≥TEM是否成立，若成立，则进入步骤4；否则进行步骤5；本实施例中，TEM＝25℃；

步骤4、判断运行时间h≥化霜周期基数Tmin1是否成立，若成立，则将冷冻门的开门时间等效为一定比值的运行时间，而化霜周期受冷冻室门的打开时间影响；因此统计冷冻室1的开门时间为t1秒；并执行步骤6；否则，继续运行制冷流程；本实施例中，Tmin1＝12h；

步骤5、判断运行时间h≥化霜周期基数Tmin2是否成立，若成立，则统计冷冻室1的开门时间为t2秒；执行步骤7；否则，继续制冷流程；本实施例中，Tmin2＝18h；

步骤6、判断式(1)是否成立，若成立，则中断制冷流程并执行化霜程序；同时将运行时间h清零；否则，执行步骤8；

运行时间h+X1×开门时间t1/3600≥Tmax1(1)

式(1)中，X1×冷冻门的开门时间t1/3600表示第一等效运行时间；X1表示第一开门系数；本实施例中，Tmin1＝96h；X1取值范围为100～200；

步骤7、判断式(2)是否成立，若成立，则中断制冷流程并执行化霜程序；同时将运行时间h清零；否则，执行步骤9；

运行时间h+X2×开门时间t1/3600≥Tmax2(2)

式(2)中，X2×冷冻门的开门时间t2/3600表示第二等效运行时间；X2表示第二开门系数；本实施例中，Tmin2＝192h；X2取值范围为100～200；

步骤8、如果压缩机长时间运行，化霜周期将根据情况及时进行调整；因此需要判断压缩机连续运行时间S≥Smin1是否成立，若成立，则中断制冷流程并执行化霜程序；同时将压缩机连续运行时间S清零；否则执行步骤10；本实施例中，Smin1＝6h；

步骤9、判断压缩机连续运行时间S≥Smin2是否成立，若成立，则中断制冷流程并执行化霜程序；同时将压缩机连续运行时间S清零；否则执行步骤10；本实施例中，Smin2＝4h；

步骤10、如果冰箱的运行率连续升高，化霜周期将根据情况及时进行调整；因此将压缩机开停周期的开机率Ri，与其相邻的前一个压缩机开停周期的开机率Ri-1进行比较，(化霜后，压缩机第一个开停周期的开机率R1与初始值R0进行比较)，即将冰箱每一运行周期的运行率与前一周期进行比对；当Ri＞Ri-1时，将flag1的值加1后赋给flag1；

步骤11、判断flag1连续加值的次数≥Flag1是否成立，若成立，则中断制冷流程并执行化霜程序；同时重新初始化R0＝1；并将flag1清零；否则执行步骤12；本实施例中，flag1＝3；即表示如果连续3个周期运行率均较其前一周期的运行率提高，立即进入化霜流程；

步骤12、如果冷冻蒸发器温度持续降低，化霜周期将根据情况及时进行调整，即监测冰箱冷冻室蒸发器的温度变化(冷冻蒸发器温度取值为：冷冻室制冷阶段的平均值)来调整化霜周期，因此将压缩机开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_i与其相邻的前一个压缩机开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_i-1进行比较；(化霜后，压缩机第一个开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_1与初始值Teva_0进行比较)当Teva_i＜Teva_i-1时，则将flag2的值加1后赋给flag2；本实施例中，flag2＝3；即表示，如果检测到连续3个周期的蒸发温度均较前一周期降低，立即进入化霜，否则继续运行制冷流程；

步骤13、判断flag2连续加值的次数≥Flag2是否成立，若成立，则中断制冷流程并执行化霜程序；同时重新初始化Teva_0＝-50；并将flag2清零；否则，继续执行制冷程序；

步骤14、判断冰箱是否重新上电，若重新上电，则返回步骤1顺序进行；否则，每次化霜结束后均返回步骤3顺序进行。

Claims (3)

1.一种包含化霜规则的无霜风冷冰箱，包括冷冻室(1)、冷冻蒸发器(2)、化霜加热器(3)、冷藏室(4)、冷藏蒸发器(5)和控制系统；所述控制系统中包含制冷控制逻辑，并根据所述制冷控制逻辑实现所述风冷冰箱的制冷程序，其特征是，所述控制系统中还包含化霜规则，并根据所述化霜规则实现所述风冷冰箱的化霜程序。

2.根据权利要求1所述的无霜风冷冰箱，其特征是，所述化霜规则为：所述冷藏室(4)为自然化霜，所述冷冻室(1)为加热器强制化霜。

3.根据权利要求2所述的无霜风冷冰箱，其特征是，所述加热器强制化霜是按如下步骤进行：

参数定义：

定义所述风冷冰箱的运行时间为h小时；并初始化h＝0；

设定强制化霜周期为H小时；

设定环境温度阈值为TEM；

设定第一化霜周期基数为Tmin1小时、第二化霜周期基数为Tmin2小时；

设定第一最长化霜周期为Tmax1小时、第一最长化霜周期为Tmax2小时；

定义压缩机运行时间为S小时；

设定压缩机第一连续运行时间阈值为Smin1小时、压缩机第二连续运行时间阈值为Smin2小时；

定义初始机开停周期的运行率为R0；并初始化R0＝1；

定义化霜周期内的任意一个压缩机开停周期的运行率为Ri，与Ri相邻的前一个压缩机开停周期的运行率为R(i-1)，与Ri相邻的后一个压缩机开停周期的运行率为R(i+1)；

定义初始压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_0；并初始化Teva_0＝-50；

定义化霜周期内的任意一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_i，与Teva_i相邻的前一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_(i-1)，与Teva_i相邻的后一个压缩机开停周期冷冻蒸发温度的平均值为Teva_(i+1)；

定义第一计数器flag1，并初始化flag1＝0；设定第一计数器阈值为Flag1；

定义第二计数器flag2，并初始化flag2＝0；设定第二计数器阈值为Flag2；

步骤1、所述风冷冰箱上电后，所述运行时间h开始计时；

步骤2、判断h≥H是否成立，若成立，则中断所述制冷程序并执行化霜程序后，执行步骤3；否则，继续制冷流程；

步骤3、检测所述风冷冰箱的环境温度Tem≥TEM是否成立，若成立，则进入步骤4；否则进行步骤5；

步骤4、判断所述运行时间h≥化霜周期基数Tmin1是否成立，若成立，则统计所述冷冻室(1)的开门时间为t1秒；并执行步骤6；否则，继续制冷流程；

步骤5、判断所述运行时间h≥化霜周期基数Tmin2是否成立，若成立，则统计所述冷冻室(1)的开门时间为t2秒；执行步骤7；否则，继续制冷流程；

步骤6、判断式(1)是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将运行时间h清零；否则，执行步骤8；

运行时间h+X1×开门时间t1/3600≥Tmax1(1)

式(1)中，X1表示第一开门系数；

步骤7、判断式(2)是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将运行时间h清零；否则，执行步骤9；

运行时间h+X2×开门时间t1/3600≥Tmax2(2)

式(2)中，X2表示第二开门系数；

步骤8、判断所述压缩机连续运行时间S≥Smin1是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将压缩机连续运行时间S清零；否则执行步骤10；

步骤9、判断所述压缩机连续运行时间S≥Smin2是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时将压缩机连续运行时间S清零；否则执行步骤10；

步骤10、将当前压缩机开停周期的开机率Ri与前一个压缩机开停周期的开机率R(i-1)进行比较，当Ri＞R(i-1)时，将flag1的值加1后赋给flag1；

步骤11、判断flag1≥Flag1是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时重新初始化R0＝1；并将flag1清零；否则执行步骤12；

步骤12、将当前压缩机开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_i与前一个压缩机开停周期的冷冻蒸发温度的平均值Teva_(i-1)进行比较，当Teva_i＜Teva_(i-1)时，则将flag2的值加1后赋给flag2；

步骤13、判断flag2≥Flag2是否成立，若成立，则中断所述制冷流程并执行化霜程序；同时重新初始化Teva_0＝-50；并将flag2清零；否则，继续执行制冷程序；

步骤14、判断冰箱是否重新上电，若重新上电，则返回步骤1顺序进行；否则，返回步骤3顺序进行。