CN105605847A - 直冷冷藏冰箱及其控温方法和除霜方法 - Google Patents

Abstract

一种直冷冷藏冰箱及其控温方法和除霜方法，所述直冷冷藏冰箱设置两个或两个以上温度传感器进行温度检测；所述控温方法通过两个或两个以上的温度传感器分别监测冷藏蒸发器和间室的温度，PCB电控板根据温度传感器的监测数据与预设值的比较决定压缩机的启停控制；所述除霜方法根据冰箱通电累计时间判断是否进行开始除霜程序和除霜时间来判断是否结束除霜。本发明具有以下有益效果：1.使用两个以上的温度传感器测得或两个以上的温度值用于逻辑控制使得压缩机启停更加的精准，冷量使用率提高，节省使用成本。2.采用自动除霜程序解决了手动除霜耗时长效率低而且由于长时间的制冷产生过厚的霜层影响传热，进而增大开机率产生不必要的能耗损失。

Description

直冷冷藏冰箱及其控温方法和除霜方法

技术领域

本发明涉及直冷冷藏冰箱及其控制系统领域，特别涉及一种使用两个或两个以上的温度传感器的小容积直冷冷藏冰箱及其自动控温方法和自动除霜方法。

背景技术

随着智能家电的推出，传统冰箱几乎都采用机械式温度控制器以调节冰箱间室的温度，在冰箱长期使用中，通过开关门以及食物本身水分的蒸发都会使得间室结霜，如果不及时除霜就会影响冰箱的制冷效果，间接的增加能耗。在这个大力倡导节能低碳的时代，家用电器中冰箱是长时间通电的电器之一，据有关资料显示，如果每台冰箱每天能节省0.005KWH的电能，一年来能为国家节省大量的电能，进而减少资源的消耗以及环境的危害。

中国专利文献号CN104913589A于2015年9月16日公开了一种冰箱间室温度动态补偿的精确控温方法，具体公开了包括以下步骤：步骤A：通过间室温度传感器检测冰箱间室的温度，通过环境温度传感器检测外界环境的温度；步骤B：根据环境温度值和冰箱间室的设定温度得出温度补偿值；步骤C：将测得的冰箱间室温度减去温度补偿值得出冰箱间室的实际温度，比较实际温度和设定温度，并根据两者的比较结果控制压缩机的运行。该控温方法只能根据间室温度与外界温度的比较控制压缩机运行，其麻木的进行控温，造成间室冷量的使用率低，能耗相对上升，而且对食物储藏有一定影响。

中国专利文献号CN105157323A于2015年12月16日公开了一种风冷冰箱的除霜方法和除霜系统，具体公开了除霜方法包括步骤：A、预先将环境温度从低到高分为多个温度区间；B、检测环境温度并判断环境温度所处的温度区间；检测蒸发器的温度并判断蒸发器的温度是否小于预设温度；计算压缩机累计的工作时间；C、在蒸发器的温度小于预设温度时，根据环境温度所处的温度区间和压缩机累计的工作时间，启动对蒸发器的除霜；D、压缩机停机，除霜加热器通电加热，给蒸发器除霜；E、在蒸发器的温度上升到高于预设温度时，除霜加热器停止加热，并在预设时间之后，启动压缩机。该除霜方法通过计算压缩机累计工作时间和压缩机累计工作时间，进而启动除霜程序，其除霜效果不够精准，而且能耗较高。

因此，针对上述存在缺陷，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种控温精准、冷量使用率高、开机率小、能耗低、储藏合理、准确方便除霜的直冷冷藏冰箱及其控温方法和除霜方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种直冷冷藏冰箱，包括冷藏蒸发器、用于控制压缩机启停的PCB电控板和用于压缩机电源是否供电的控制开关，所述控制开关安装于门上；其特征在于：还包括安装于冷藏蒸发器上用于检测冷藏蒸发器温度的温度传感器，以及安装于间室用于监测间室温度的温度传感器，共采用两个或两个以上的温度传感器采集温度参数用于PCB板逻辑控制；所述温度传感器和控制开关分别电性连接PCB电控板。

一种直冷冷藏冰箱的控温方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1,冰箱通电，控制开关接通，电路保护数分钟，此段时间内PCB板不发出压缩机启动信号，保持压缩机停机状态；

步骤2，温度传感器A、B……监测到冷藏蒸发器的温度T_A、T_B……，温度传感器a、b……监测到间室温度T_a、T_b……；

步骤3，判断是否满足压缩机启动条件：T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，T_SA、T_SB……及T_sa1、T_sb1……为用于判断开机的预设温度参数；

步骤4，如果满足压缩机启动条件T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，PCB电控板执行压缩机启动程序，压缩机启动运行，制冷系统开始制冷，冰箱内间室温度开始下降；如果不能满足压缩机启动条件T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，则压缩机继续保持停机状态；

步骤5，当满足压缩机启动条件，压缩机开始运行后，监测温度传感器a、b……的温度T_a、T_b……；

步骤6，判断是否满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，T_sa2、T_sb2……为用于判断停机的预设温度参数；

步骤7，如果判断满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，PCB电控板执行压缩机停机程序，压缩机停机，制冷系统停止制冷，冰箱内间室温度开始回升；如果不能够满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，则压缩机继续运行。

采用上述控温方法的有益效果是：通过使用两个或两个以上的温度传感器监测间室温度，可以更加精确的了解间室的温度波动情况，避免了传统机械式温控器单点监测间室温度的不精确；此外，压缩机过早或过晚开机对于食物的储藏都有一定的影响，过早开机导致间室冷量使用率低下，使得冷量使用没有达到饱和状态，另外过早开机还会引起整个制冷系统开机率的增大，间接导致能耗的上升，为用户带来不必要的费用；过晚开机间室的冷量不能够完全满足食物的冷量要求，达不到保湿保鲜的作用。综上所述，两个或两个以上的温度传感器监测间室温度及蒸发器温度可以使得冷量使用率最大化，也使得食物的储藏更加合理。

一种直冷冷藏冰箱的除霜方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，冰箱通电，PCB控制板开始记录冰箱累计通电时间τ₁；

步骤2，判断冰箱通电累计时间τ₁是否大于等于预设冰箱累计通电时间τ_s1；

步骤3，如果τ₁≥τ_s1，PCB电控板开始执行除霜程序，除霜程序启动，压缩机停止工作；如果不能满足τ₁≥τ_s1，冰箱继续正常运行；

步骤4，当满足开始除霜的条件后，PCB板开始执行除霜程序，并记录开始除霜后的冰箱通电时间τ₂；

步骤5，判断开始除霜后的冰箱通电时间τ₂是否大于等于预设冰箱除霜时间τ_s2；

步骤6，如果τ₂≥τ_s2，PCB电控板执行结束除霜程序，且冰箱累计通电时间τ₁及冰箱开始除霜后的冰箱通电时间τ₂均归零，冰箱继续正常运行；如果不能够满足τ₂≥τ_s2，PCB电控板继续执行除霜程序。

采用上述除霜方法的有益效果是：通过PCB控制板的计时功能，记录PCB控制板通电累计时间和开始除霜程序后的冰箱通电时间来执行自动除霜程序的启停，一方面它解决了小型直冷冷藏冰箱手动除霜的不便性；另外，手动除霜是通过在使用过程中观察蒸发板上的霜厚以及排水槽中的冰块累计量再进行手动除霜，靠感觉或经验判断是否除霜，不但麻烦，而且判断不准确，过多或过少的除霜次数都会对冰箱使用造成一定影响；此外，如果在外出差，忘记除霜了就会导致霜层太厚，影响制冷效果，能耗升高，而本自动除霜程序是由PCB控制板自动监控定期除霜，不会因为霜层太厚而影响制冷效果的。

本发明具有以下有益效果：其一,使用两个或两个以上的温度传感器进行温度监测使得压缩机启停更加的精准，最大程度的使用制冷系统的冷量，避免机械温控器单点监测温度引起过早过晚开机造成的影响，降低了能耗，为用户节省了使用成本。其二，采用自动除霜程序解决了手动除霜耗时效率低而且由于长时间的制冷产生过厚的霜层影响传热，进而增大开机率产生不必要的能耗损失的问题。上述的控温方法和除霜方法对于小型直冷冷藏冰箱节能控制起到一定推动作用。本发明具有控温精准、冷量使用率高、开机率小、能耗低、储藏合理、准确方便除霜的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例的控温流程控制图。

图2为本发明一实施例的除霜流程控制图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

本直冷冷藏冰箱，包括冷藏蒸发器、用于控制压缩机启停的PCB电控板和用于压缩机电源是否供电的控制开关，所述控制开关安装于门上；还包括安装于冷藏蒸发器上用于检测冷藏蒸发器温度的温度传感器，以及安装于间室用于监测间室温度的温度传感器，共采用两个或两个以上的温度传感器采集温度参数用于PCB板逻辑控制；所述温度传感器

参见图1，本直冷冷藏冰箱的控温方法，包括以下步骤：

步骤1，冰箱电源线插头接通电源，PCB电控板的计时模块开始计时，打开门上面的控制开关，电路保护数分钟，压缩机保持停机状态。

步骤2，在冰箱通电后，温度传感器A、B……监测到冷藏蒸发器的温度T_A、T_B……，温度传感器a、b……监测到间室温度T_a、T_b……；

步骤3，PCB板在获得T_A、T_B……与T_a、T_b……后，与压缩机启动程序的预设值T_SA、T_SB……及T_sa、T_sb……进行比较，做出是否允许压缩机启动的逻辑判定；

步骤4，如果判断满足压缩机启动条件T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，PCB电控板执行压缩机启动程序，压缩机启动运行，制冷系统开始制冷，冰箱内间室温度开始下降；如果不能满足压缩机启动条件T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，则继续保持停机状态；

步骤5，当满足压缩机启动条件后，PCB板发出压缩机启动的信号，压缩机启动运行，制冷系统开始制冷，冰箱内部间室温度开始下降；

步骤6，温度传感器a、b……监测的间室温度T_a、T_b……，与压缩机停机程序的预设值T_sa2、T_sb2……比较，做出是否允许压缩机停机的逻辑判定；

步骤7，如果判断满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，PCB电控板执行压缩机停机程序，压缩机停机，制冷系统停止制冷，冰箱内间室温度开始回升；如果不能够满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，则压缩机继续运行。

通过判断两个或两个以上的温度传感器监测到的温度值与预设值之间的关系来决定压缩机的启停，两个或两个以上的测温点监测间室温度使得系统启停较单点更加精准，更加合理的利用系统产生的冷量，让每一份冷量都得以使用。根据试验数据，蒸发板上的温度变化速度要比间室温度的变化速度快，使用机械式温控器的冰箱通过采集制冷系统的温度来控制压缩机的启停，不能够真实反映冰箱内储存食物或物品所处环境的温度，采用两个或两个以上的测温点进行温度监测控制，不仅监测制冷系统冷藏蒸发器的温度，而且监测冰箱内间室的温度，增加了温度控制信息采集点，更能够真实反映冰箱内的使用温度，使其处在合理的温度范围内，提高了用户对于冰箱的使用感受，而且两个或两个以上的测温点进行温度监控，开机必须同时满足两个或两个以上的温度监测点的温度要求，在保证间室内温度的精准控制的同时，保证了在每个开停周期的停机段的蒸发板上的化霜情况，保证了冷藏蒸发器蒸发板的传热状况良好，开机率就能够有保证，不会造成因霜层累积影响蒸发板传热而增大开机率，造成不必要的能耗增大，当进入一天24h中低使用率(开门次数少)时间段时，冰箱开门次数减少，此时开机率相较于高使用率(开门次数多)时间段的开机率有所降低，在此情况下，传统机械温控冰箱通过蒸发板上的温度决定启停，由于制冷系统上的温度变化速度较间室内温度变化快，在采用两个或两个以上的温度传感器控制时，即使制冷系统蒸发器蒸发板上的温度满足了开机条件，但是由于间室温度变化慢，还处在合理的温度范围内，且不满足开机温度条件，则能较传统机械式温控系统开机率更低，能够有效降低能耗，比如在晚上、凌晨等低使用率(开门次数少)时间段，节能效果更加明显。

例如：采用两个测温点进行控制，设定温度传感器A的预设值为T_SA＝4℃，温度传感器a的预设值分别为T_sa1＝8℃、T_sa2＝7℃；当T_A≥T_SA＝4℃且T_α≥T_sa1＝8℃时，PCB电控板启动压缩机，系统运行开始制冷；当T_α≤T_sa2＝7℃时，PCB电控板控制压缩机停机。

参见图2，本直冷冷藏冰箱的除霜方法，包括以下步骤：

步骤1，冰箱电源线插头接通电源，PCB控制板开始记录冰箱累计通电时间τ₁；

步骤2，判断冰箱通电累计时间τ₁是否大于等于预设冰箱累计通电时间τ_s1；

步骤3，如果τ₁≥τ_s1，PCB电控板开始执行除霜程序，除霜程序启动，压缩机停止工作；如果不能满足τ₁≥τ_s1，冰箱继续正常运行；

步骤4，当满足开始除霜的条件后，冰箱开始除霜，并记录开始除霜后的冰箱通电时间τ₂；

步骤5，判断开始除霜后的冰箱通电时间τ₂是否大于等于预设冰箱除霜时间τ_s2；

步骤6，如果τ₂≥τ_s2，PCB电控板执行结束除霜程序，且冰箱累计通电时间τ₁及冰箱开始除霜后的冰箱通电时间τ₂归零，冰箱继续正常运行；如果不能够满足τ₂≥τ_s2，PCB电控板继续执行除霜程序。

通过统计冰箱累计通电时间和开始除霜程序后的冰箱通电时间与预设的除霜开始与结束的条件——冰箱在每个化霜周期内化霜前累计通电时间和预设的除霜程序开始后的化霜时间，判断除霜程序的开始与结束，这就意味着避免了手动除霜的盲目性和不准确性，如果长时间出差或者忘记观察冰箱的霜量没有来得及除霜，会导致霜的积累。众所周知，蒸发器表面霜的累积是影响冰箱传热的最大因素，由此可见，自动除霜的重要性。此外，除霜程序开始的条件(即冰箱在每个化霜周期内化霜前累计通电时间)是根据正常情况手动除霜的霜量反推冰箱使用时间，在保证除霜效果的同时，保证使用感受及对能耗的影响；除霜持续时间(即压缩机最小停机时间)是根据除霜试验时冰箱是否完全除完霜(如试验条件：环境温度30℃、相对湿度75％，判断标准：蒸发器蒸发板上无冰无水珠、排水槽无冰无水)采集的数据。

例如：设定化霜开始条件，PCB电控板在每个化霜周期内化霜开始前累计通电时间预设值τ_s1＝168h(7天)，化霜持续时间预设值τ_s2＝150min；当冰箱通电开始计后，PCB电控板累计通电时间τ₁＝168h，执行除霜程序，即除霜开始；当除霜持续时间τ₂＝150min，除霜程序结束，τ₁、τ₂归零，冰箱继续正常运行。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种直冷冷藏冰箱，包括冷藏蒸发器、用于控制压缩机启停的PCB电控板和用于控制压缩机电源是否供电的控制开关，所述控制开关安装于门上；其特征在于：还包括安装于冷藏蒸发器上用于检测冷藏蒸发器温度的温度传感器，以及安装于间室用于监测间室温度的温度传感器，共采用两个或两个以上的温度传感器采集温度参数用于PCB板逻辑控制；所述温度传感器和控制开关分别电性连接PCB电控板。

2.一种如权利要求1所述直冷冷藏冰箱的控温方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1,冰箱通电，控制开关接通，电路保护数分钟，此段时间内PCB板不发出压缩机启动信号，保持压缩机停机状态；

步骤2，温度传感器A、B……监测到冷藏蒸发器的温度T_A、T_B……，温度传感器a、b……监测到间室温度T_a、T_b……；

步骤3，判断是否满足压缩机启动条件：T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，T_SA、T_SB……及T_sa1、T_sb1……为用于判断开机的预设温度参数；

步骤4，如果满足压缩机启动条件T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，PCB电控板执行压缩机启动程序，压缩机启动运行，制冷系统开始制冷，冰箱内间室温度开始下降；如果不能满足压缩机启动条件T_A≥T_SA、T_B≥T_SB……且温度T_a≥T_sa1、T_b≥T_sb1……，则压缩机继续保持停机状态；

步骤5，当满足压缩机启动条件，压缩机开始运行后，监测温度传感器a、b……的温度T_a、T_b……；

步骤6，判断是否满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，T_sa2、T_sb2……为用于判断停机的预设温度参数；

步骤7，如果判断满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，PCB电控板执行压缩机停机程序，压缩机停机，制冷系统停止制冷，冰箱内间室温度开始回升；如果不能够满足压缩机停机条件T_a≤T_sa2、T_b≤T_sb2……，则压缩机继续运行。

3.一种如权利要求1所述直冷冷藏冰箱的除霜方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，冰箱通电，PCB控制板开始记录冰箱累计通电时间τ₁；

步骤2，判断冰箱通电累计时间τ₁是否大于等于预设冰箱累计通电时间τ_s1；

步骤3，如果τ₁≥τ_S1，PCB电控板开始执行除霜程序，除霜程序启动，压缩机停止工作；如果不能满足τ₁≥τ_S1，冰箱继续正常运行；

步骤4，当满足开始除霜的条件后，PCB板开始执行除霜程序，并记录开始除霜后的冰箱通电时间τ₂；

步骤5，判断开始除霜后的冰箱通电时间τ₂是否大于等于预设冰箱除霜时间τ_S2；

步骤6，如果τ₂≥τ_S2，PCB电控板执行结束除霜程序，且冰箱累计通电时间τ₁及冰箱开始除霜后的冰箱通电时间τ₂均归零，冰箱继续正常运行；如果不能够满足τ₂≥τ_S2，PCB电控板继续执行除霜程序。