CN105371567A - 基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱，包括：温度传感探头、发热元件和微处理器；所述微处理器根据所述温度传感探头检测到的所述冰箱外部的环境温度，控制所述发热元件开启，发热元件开始加热冷藏室，以便增加所述制冷系统的开启次数和延长总运行时间，从而降低所述冷冻室的温度。所述冰箱包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室在制冷系统工作时同时制冷；制冷系统的运行时间越长，冷冻室的降温效果越好，根据冰箱外部的环境温度智能地开启设置于冷藏室内部的发热元件，能够延长制冷系统的运行时间和增加开启次数，从而可以拉低冷冻室温度，满足冷冻室的温度要求。

Description

基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱制冷技术领域，尤其涉及一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱。

背景技术

随着人们生活水平的提高，冰箱已经成为了每个家庭必配的家用电器之一。当前冰箱根据温控方式的不同，可分为机械温控和电子温控两类。不过随着电子技术的飞速发展，机械温控冰箱的市场覆盖率越来越低，电子温控冰箱的产量则越来越大。就电子温控冰箱而言，其主要包括单温控、双温控和三温控三类。单温控冰箱又称单低温补偿冰箱，该单低温补偿冰箱只有一个设置于冷藏室的温控器，即温度传感器，通过温度传感器检测冷藏室的温度而控制制冷系统的开关机，冷冻室温度不影响制冷系统的运行。所以对于单低温补偿冰箱而言，因只有一个温度传感器放在冷藏室，所以冷冻室的温度只能随着冷藏室温度的变化而降低或升高。比如：当环温(环境温度)比较低(低于10度)时，冷藏室(一般要求在4度左右)的制冷量要求非常小，那么制冷系统工作很短时间就会停止制冷，但此时冷冻室(一般要求在-18度以下)的温度还没有达到，制冷量不够就会造成冷冻室内的食品变质或存放时间缩短。为了避免这种情况发生，当前普遍的做法包括，一、在冷藏室安装一个加热元件，当环温比较低时，手动打开此加热元件以便对冷藏室进行加热，进而加热温度传感器，以增加制冷系统的工作时间来达到冷冻室温度降低的目的；二、采用双温控控制，在冷冻室也放置一个温度传感器，并在制冷系统中增加一个电磁阀，以便在冷藏室和冷冻室之间进行工作模式的切换。不过针对上述第一种做法，需要人为判断环温是否过低，然后打开低温补偿元件，这种做法不够智能，且如果打开低温补偿元件后忘记关掉，还会大大增加冰箱的工作能耗。针对上述第二种做法，虽然足够智能化，但需要在系统中增加一个电磁阀，整个产品的成本就会大大提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱，能够根据冰箱外部的环境温度智能地开启设置于冷藏室内部的发热元件，以延长制冷系统的运行时间和增加开启次数，从而可以拉低冷冻室温度，满足冷冻室的温度要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，包括：

温度传感探头，设置于冰箱的外部，所述冰箱包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室均由同一路制冷系统进行制冷；

发热元件，设置于所述冷藏室的内部；

微处理器，分别与所述温度传感探头和发热元件连接；

所述微处理器根据所述温度传感探头检测到的所述冰箱外部的环境温度，控制所述发热元件开启，发热元件开始加热冷藏室，以便增加所述制冷系统的开启次数和延长总运行时间，从而降低所述冷冻室的温度。

其中，所述微处理器接收所述温度传感探头检测的所述冰箱外部的环境温度，当所述环境温度小于等于预设温度阈值，则控制所述发热元件开启。

其中，所述微处理器确认当前的环境温度比所述发热元件开启时对应的环境温度至少高出预设温度值，则控制所述发热元件关闭。

其中，所述基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，还包括计时电路，所述计时电路与所述微处理器连接；

所述微处理器接收所述计时电路检测的所述制冷系统的停机时间，当所述停机时间大于等于预设时长，则控制所述发热元件开启。

其中，所述发热元件开启后直至所述微处理器检测到所述制冷系统重新开机，则所述微处理器控制所述发热元件关闭。

其中，在所述制冷系统的延长运行时间中，所述微处理器控制所述制冷系统的制冷能力处于所述制冷系统下限值。

其中，所述温度传感探头设置于冰箱的显示面板。

其中，所述发热元件包括设置于所述冷藏室的内胆的额定功率为6瓦的PTC加热盘。

其中，所述发热元件包括PTC加热盘、P型MOS管、电阻R和稳压二极管；

所述微处理器的控制信号输出端分别连接所述稳压二极管的负极、电阻R的一端和P型MOS管的栅极，所述P型MOS管的漏极连接PTC加热盘，所述P型MOS管的源极连接接地端，所述稳压二极管的正极和电阻R的另一端均接地。

第二方面，提供一种单低温补偿冰箱，包括如第一方面所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置。

本发明的有益效果在于：一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱，包括：温度传感探头、发热元件和微处理器；所述微处理器根据所述温度传感探头检测到的所述冰箱外部的环境温度，控制所述发热元件开启，发热元件开始加热冷藏室，以便增加所述制冷系统的开启次数和延长总运行时间，从而降低所述冷冻室的温度。所述冰箱包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室均由同一路制冷系统进行制冷；制冷系统的开启次数越多和总运行时间越长，冷冻室的降温效果越好，根据冰箱外部的环境温度智能地开启设置于冷藏室内部的发热元件，能够延长制冷系统的总运行时间和增加开启次数，从而可以拉低冷冻室温度，满足冷冻室的温度要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其是本发明提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置的结构图。本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，可应用于市面上各类单低温补偿冰箱。

该基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，包括：

温度传感探头，设置于冰箱的外部，所述冰箱包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室均由同一路制冷系统进行制冷；

发热元件，设置于所述冷藏室的内部；

微处理器，分别与所述温度传感探头和发热元件连接；

所述微处理器根据所述温度传感探头检测到的所述冰箱外部的环境温度，控制所述发热元件开启，发热元件开始加热冷藏室，以便增加所述制冷系统的开启次数和延长总运行时间，从而降低所述冷冻室的温度。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，根据所述温度传感探头检测到的所述冰箱外部的环境温度，选择不同的温度条件(如判断环境温度的数值、分析环境温度的变化趋势等)，以控制所述发热元件开启，此处不再举例赘述。且一旦发热元件开启，则势必逐步提升冷藏室的温度，若制冷系统当前处于停机状态，则会重新启动制冷系统，以便增加制冷系统的开启次数；若制冷系统当前处于开机状态，则会让制冷系统继续运行，以便进一步延长制冷系统的运行时间。

本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，可以应用于单低温补偿冰箱；所述单低温补偿冰箱包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室均由同一路制冷系统进行制冷；制冷系统的运行时间越长，冷冻室的降温效果越好，根据冰箱外部的环境温度智能地开启设置于冷藏室内部的发热元件，能够延长制冷系统的总运行时间和增加开启次数，从而可以拉低冷冻室温度，满足冷冻室的温度要求。

优选地，所述微处理器接收所述温度传感探头检测的所述冰箱外部的环境温度，当所述环境温度小于等于预设温度阈值，则控制所述发热元件开启。

优选地，所述微处理器确认当前的环境温度比所述发热元件开启时对应的环境温度至少高出预设温度值，则控制所述发热元件关闭。

以上两种情况，分别对应于微处理器根据冰箱外界的环境温度控制发热元件开启和关闭的场景。所述预设温度阈值和所述预设温度值可根据市面上不同的单低温补偿冰箱的型号，在不同的环境温度下检测制冷系统的工作状态，进行多次试验测量总结得到。优选地，所述预设温度值为2摄氏度。

优选地，所述基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，还包括计时电路，所述计时电路与所述微处理器连接；

所述微处理器接收所述计时电路检测的所述制冷系统的停机时间，当所述停机时间大于等于预设时长，则控制所述发热元件开启。

需要说明的是，上述停机时间是指最近一次的“单次停机时间”。

优选地，所述发热元件开启后直至所述微处理器检测到所述制冷系统重新开机，则所述微处理器控制所述发热元件关闭。

以上两种情景，分别对应于微处理器根据制冷系统的停机/开机状态控制发热元件开启和关闭的情况。当然，所述计时电路还可以集成于所述微处理器，两者一体化可以大大提高本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置的集成度，缩小其体积并降低成本。所述预设时长可根据市面上不同的单低温补偿冰箱的型号，检测制冷系统的不同的工作状态，进行多次试验测量总结得到。

其中，所述温度传感探头设置于冰箱的显示面板。

将温度传感探头安装在显示面板上，因显示面板与冰箱外的环境，如空气直接接触，所以所述温度传感探头能够直接有效地反映出冰箱外的环境温度。优选地，所述温度传感探头采用25摄氏度/10千欧姆的热敏电阻，当然，本领域技术人员还可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，选用不同形式的温度传感探头以实现检测冰箱外部环境温度的功能，此处不再举例赘述。

优选地，所述发热元件包括设置于所述冷藏室的内胆的额定功率为6瓦的正温度系数(PositiveTemperatureCoefficient,PTC)加热盘。

PTC加热盘由PTC热敏电阻制成，PTC热敏电阻是一种典型的具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值会随着温度的升高呈阶跃性的增高。PTC热敏电阻是由钛酸钡(或锶、铅)为主成分，添加少量施主(Y、Nb、Bi、Sb)、受主(Mn、Fe)元素，以及玻璃(氧化硅、氧化铝)等添加剂，经过烧结而成的半导体陶瓷。PTC加热盘也可称为低环温控制(LowAmbient-temperatureControl,LAC)加热元件。

将额定功率为6瓦的PTC加热盘，贴在冰箱冷藏室的内胆表面，发热快且发热效果更均匀，可有效地避免产生局部温度过高的现象。

本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，提出了一种全新的单低温补偿冰箱低温补偿的技术方案，当单低温补偿冰箱在低环温环境下工作时，能自动打开或关闭LAC加热元件，在保证冷冻室的温度满足正常使用要求的基础上，同时也能避免单低温补偿冰箱的能耗过分增加。

LAC加热元件的开启和关闭，受冰箱外部环境温度和制冷系统停关机时间控制，当检测到冰箱外部环境温度低于预设温度阈值时，则打开LAC加热元件输出，当检测到当前的环境温度比所述发热元件开启时对应的环境温度至少高出预设温度值，则关闭LAC加热元件输出；当制冷系统停机时间超过预设时长时，则打开LAC元件输出，当制冷系统重新开机，则关闭LAC元件输出。

当上述两个条件中的任一条件满足时，制冷系统仅工作在最小制冷输出，以利用制冷系统低制冷输出来增加制冷系统的工作时间，进而使冷冻室温度下降。

其中，在所述制冷系统的延长运行时间中，所述微处理器控制所述制冷系统的制冷能力处于所述制冷系统下限值。

优选地，所述发热元件包括PTC加热盘LAC/1A、P型MOS管、电阻R32和稳压二极管ZD2；

所述微处理器的控制信号输出端分别连接所述稳压二极管ZD2的负极、电阻R32的一端和P型MOS管的栅极，所述P型MOS管的漏极连接PTC加热盘LAC/1A，所述P型MOS管的源极连接接地端，所述稳压二极管ZD2的正极和电阻R32的另一端均接地。

优选地，所述R32为10千欧姆，稳压二极管ZD2的型号为CJBZX84C15，P型MOS管的型号为IRLML2060TRPbF/SOT-23。

以上为一种优选的发热元件的形式，可以实现均匀加热冷藏室的目的。当然，本领域技术人员还可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，选用其他形式的发热元件和其他参数的电子元器件以实现均匀加热冷藏室的功能，此处不再举例赘述。

优选地，所述微处理器为型号MB95F636K/LQFP32的单片机，该单片机的P14/PPG01管脚，即第25管脚通过电阻R31与所述发热元件连接。型号MB95F636K/LQFP32的单片机的基本指令数为136条，指令位长为8位，指令长1-3个字节，数据位长包括1、8和16位，可选择8位或10位分辨率，可配置为"8位定时器×2路通道"或"16位定时器*1路通道"，具有内置定时器功能和输入捕捉功能。计数时钟可从内部时钟(7种)和外部时钟中选择，可输出方波。

本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，将温度传感探头安装在显示面板上以实现环温采样；采用检测制冷系统的停机时间来决定是否有必要打开LAC加热元件；利用制冷系统工作在最低制冷输出增加制冷系统工作时间的方法进一步使冷冻室的温度降低，当制冷系统工作时关闭LAC加热元件，以增加制冷效率并减少能耗的过多增加。

经过试验对比，当单低温补偿冰箱未使用本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置时，在冰箱外部的环境温度为低温10摄氏度时，冷冻室温度只有-10摄氏度左右；当单低温补偿冰箱使用本发明实施例提供的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置时，在冰箱外部的环境温度为低温10摄氏度时，冷冻室温度可以达到-20摄氏度以下。

以下为本发明提供的单低温补偿冰箱的实施例。该单低温补偿冰箱的实施例与上述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置的实施例属于同一构思，下述单低温补偿冰箱的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置的实施例。

该单低温补偿冰箱，包括上述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置。

本发明实施例提供的单低温补偿冰箱，包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室均由同一路制冷系统进行制冷；制冷系统的运行时间越长，冷冻室的降温效果越好，根据冰箱外部的环境温度智能地开启设置于冷藏室内部的发热元件，能够延长制冷系统的运行时间和增加开启次数，从而拉低冷冻室的温度，满足冷冻室的温度要求。

一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置和单低温补偿冰箱，能够根据冰箱外部的环境温度智能地开启设置于冷藏室内部的发热元件，以延长制冷系统的运行时间和增加开启次数，从而可以拉低冷冻室温度，满足冷冻室的温度要求。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，包括：

温度传感探头，设置于冰箱的外部，所述冰箱包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室均由同一路制冷系统进行制冷；

发热元件，设置于所述冷藏室的内部；

微处理器，分别与所述温度传感探头和发热元件连接；

所述微处理器根据所述温度传感探头检测到的所述冰箱外部的环境温度，控制所述发热元件开启，发热元件开始加热冷藏室，以便增加所述制冷系统的开启次数和延长总运行时间，从而降低所述冷冻室的温度。

2.根据权利要求1所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，所述微处理器接收所述温度传感探头检测的所述冰箱外部的环境温度，当所述环境温度小于等于预设温度阈值，则控制所述发热元件开启。

3.根据权利要求2所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，所述微处理器确认当前的环境温度比所述发热元件开启时对应的环境温度至少高出预设温度值，则控制所述发热元件关闭。

4.根据权利要求1所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，所述基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，还包括计时电路，所述计时电路与所述微处理器连接；

所述微处理器接收所述计时电路检测的所述制冷系统的停机时间，当所述停机时间大于等于预设时长，则控制所述发热元件开启。

5.根据权利要求4所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，所述发热元件开启后直至所述微处理器检测到所述制冷系统重新开机，则所述微处理器控制所述发热元件关闭。

6.根据权利要求1所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，在所述制冷系统的延长运行时间中，所述微处理器控制所述制冷系统的制冷能力处于所述制冷系统下限值。

7.根据权利要求1所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，所述温度传感探头设置于冰箱的显示面板。

8.根据权利要求1所述的冰箱外部环境温度的温控装置，其特征在于，所述发热元件包括设置于所述冷藏室的内胆的额定功率为6瓦的PTC加热盘。

9.根据权利要求1所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置，其特征在于，所述发热元件包括PTC加热盘、P型MOS管、电阻R和稳压二极管；

所述微处理器的控制信号输出端分别连接所述稳压二极管的负极、电阻R的一端和P型MOS管的栅极，所述P型MOS管的漏极连接PTC加热盘，所述P型MOS管的源极连接接地端，所述稳压二极管的正极和电阻R的另一端均接地。

10.一种单低温补偿冰箱，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的基于冰箱外部环境温度的低温补偿装置。