具有补偿加热器的冰箱
[技术领域]
本发明涉及一种冰箱,尤其关于一种具有补偿加热器的冰箱。
[背景技术]
当不同的储藏室(例如冷冻室和冷藏室)由相同一个制冷循环冷却且压缩机的启动和停机由一个储藏室(例如冷藏室)的温度来控制时,当环境温度较低,例如低于5度时,由于冷藏室内的温度也低到无法达到开机温度,这会导致制冷循环的压缩机不启动,从而另一个储藏室(例如冷冻室)的温度可能会过高。为了解决这个问题,一个常见的办法是给在冷藏室的温控器附近设置具有固定功率的补偿加热器,以提高温控器附近的温度,从而启动制冷循环以冷却冷冻室。
[实用新型内容]
本发明的目的提供一种有利于解决制冷系统在环境温度低时不工作的问题且有利于避免浪费能量的冰箱。
上述目的可通过独立权利要求中的特征实现。本发明的优选实施例是附图、说明书和从属权利要求的主题。
本发明的一个方面关于一种冰箱。冰箱包括冷藏室和冷冻室;用以冷却冷藏室和冷冻室的制冷循环,所述制冷循环包括串联的压缩机和至少一个蒸发器;温控器,所述温控器控制所述压缩机开机和停机;以及用以升高所述温控器所检测区域的温度的补偿加热器;其特征在于,所述补偿加热器的输出功率基于环境温度而可调节,所述补偿加热器的输出功率随着环境温度的升高而降低。
由于补偿加热器的功率可以随着环境温度调节,具体地,补偿加热器的输出功率随着环境温度的升高而降低,因此当环境温度较低时,补偿加热器可以具有较高的输出功率,因此可更加有效地升高检测区域的温度以使制冷循环运行以降低冷冻室的温度,从而可以避免压缩机在环境温度较低时不工作而无法使冷冻室保持在预设温度的情况发生。另一方面,当环境温度较高时,补偿加热器可以具有较小的输出功率,也就是说降低补偿加热器对检测区域的温度影响,这可以避免制冷循环过于频繁地开机而造成不必要的能量消耗且使冷冻室的温度过冷而导致质量抱怨的问题。
应当理解,作为“所述补偿加热器的输出功率随着环境温度的升高而降低”的一个实施例,补偿加热器的输出功率和环境温度之间的关系可以是线性变化的关系或按照特定曲线变化的关系,作为另一个实施例,补偿加热器的输出功率和环境温度之间也可以为阶梯式的关系,即每个温度范围可以对应补偿加热器的一个输出功率。或者,在某个温度范围内,补偿加热器的输出功率与环境温度之间按照线性变化、曲线变化和阶梯式变化中的一种关系(例如线性变化关系),而在另一个温度范围内,补偿加热器的输出功率与环境温度之间按照线性变化、曲线变化和阶梯式变化中的另一种关系(例如曲线变化关系或阶梯式变化关系)。
冷藏室适于冷藏食物,因此冷藏室的温度大于零度,例如储藏温度介于2-8度之间的储藏室或者稍微大于零度储藏室(也称为“冰温室”)。
应当理解,本发明除了可以应用于仅具有冷冻室和冷藏室两个储藏室的冰箱之外,还可以应用于具有除了这两个储藏室之外的其它储藏室的冰箱。
在一个实施例中,冰箱可以只具有一个制冷循环,即冰箱的制冷系统是单循环制冷系统,该制冷循环可以包括一个或多个串联的蒸发器,例如制冷循环可以包括用以分别冷却冷藏室和冷冻室的第一蒸发器和第二蒸发器,或者制冷循环包括一个用以冷却冷冻室和冷藏室的蒸发器。在一个替换的实施例中,除了用以冷却冷藏室和冷冻室的制冷循环之外,冰箱也可以具有用以冷却其他储藏室的其它制冷循环,该其它制冷循环可以独立上述制冷循环,也可以与用以冷冻室和冷藏室的制冷循环例如并联。
在一个实施例中,补偿加热器可以是加热丝,在另一个实施例中,补偿加热器也可以通过灯等其他可发热元件形成。
在一个可能的实施例中,所述补偿加热器的输出功率的调节范围位于4瓦到10瓦之间。
在一个可能的实施例中,包括至少一个与所述补偿加热器串联、并具有可变阻值的调节电阻。该调节电阻与环境温度之间可以呈现线性变化或接近线性的曲线变化的关系。调节电阻可以包括一个或多个具有可变阻值的可变电阻。当调节电阻由多个电阻组成时,这些电阻可以并联或串联形成调节电阻。
在一个可能的实施例中,所述调节电阻的调节范围位于500欧姆到3000欧姆内。
在一个可能的实施例中,所述调节电阻包括正温度系数热敏电阻。从而即使冰箱具有机械式控制器,补偿加热器的功率也可以基于环境温度而自动调节,从而机械温控冰箱也可以调节补偿加热器的功率,这提供了一种高成本效率的方案。
在一个可能的实施例中,所述调节电阻包括与所述热敏电阻并联的适配电阻。从而可以对热敏电阻进行微调以形成想要的阻值调节范围。
在一个可能的实施例中,冰箱可以包括用以关闭所述补偿加热器的自动开关以及手动开关,所述自动开关基于环境温度而断开或闭合,所述自动开关和所述手动开关并联后与所述补偿加热器串联,所述电阻与所述自动开关串联并位于所述自动开关和所述补偿加热器之间,所述电阻与所述手动开关并联。
在一个可能的实施例中,冰箱可以包括用以打开或关闭所述补偿加热器的自动开关以及手动开关,在手动开关闭合时所述补偿加热器的输出功率大于在所述自动开关闭合且所述手动开关断开时所述补偿加热器的输出功率。
在一个可能的实施例中,冰箱可以包括用以冷却所述冷藏室的蒸发器,所述补偿加热器与所述蒸发器连接,所述温控器包括固定在所述蒸发器上的感温头。
本发明的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
[附图说明]
作为说明书的一部分且用以提供对本发明的进一步理解,以下附图图解本发明的具体实施方式,且与说明书一起用来说明本发明的原则。其中,
图1是根据本发明一个优选实施例冰箱的示意性剖视图;
图2是根据本发明一个优选实施例冰箱的制冷系统示意图;
图3是根据本发明一个优选实施例冰箱的电路系统示意图;
图4是根据本发明一个优选实施例补偿加热器的功率和环境温度变化关系图;
图5是根据本发明一个优选实施例PTC电阻和环境温度变化关系图。
[具体实施方式]
请参照图1和图2,冰箱1包括具有冷藏室12a和冷冻室12b的隔热箱体11。冰箱1还包括连接箱体11的门13a、13b以分别关闭相应的储藏室12a、12b。
冰箱100包括用以冷却冷藏室12a和冷冻室12b的制冷系统2。制冷系统2包括压缩机20、用以冷却冷藏室12a的第一蒸发器21、用以冷却冷藏室12b的第二蒸发器22、毛细管23以及冷凝器24。在本实施例中,制冷系统2是单循环制冷系统,即仅包括一个制冷循环25,在一个制冷循环25中,制冷剂依次流过压缩机20、冷凝器24、毛细管23以及串联的第二蒸发器22和第一蒸发器21,并返回压缩机20。由于压缩式制冷原理在本领域中已经是习知的,因此在此不再赘述。
图3是根据本发明一个优选实施例冰箱的电路系统9示意图。请参照图3,冰箱1包括用以控制压缩机20开机和停机的机械式温控器3。温控器3包括基于所测区域温度的变化而自动闭合或关闭的启停开关31,并通过启停开关3的状态来决定压缩机20的通电和断电。
启停开关31可以基于感温头测得的温度闭合或断开进而控制压缩机20的启停。在本实施例中,温控器3的感温头固定在第一蒸发器21上,即温控器3检测第一蒸发器21的温度。温控器3基于检测得的第一蒸发器21的温度控制压缩机20的启动和停止。应当理解,在一个替换的实施例中,温控器3也可以检测其他区域的温度,例如温控器3检测冷藏室12a内的温度,并基于检测得的温度控制压缩机20的启动和停止。
当温控器3测得的温度达到或高于预设的开机温度时,温控器3开启压缩机20,压缩机20通电运行,以降低冷藏室12a和冷冻室12b内的温度。当温控器3测得的温度达到或低于预设的关机温度时,温控器3停止压缩机20,压缩机21断电而停止运行。压缩机20两端连接有由并联的电阻和电容组成的运行电路8。
冰箱1包括用以升高温控器3所检测区域的温度的补偿加热器4,从而即使温度较低时,温控器3仍可以控制压缩机20运行。在本实施例中,补偿加热器4与板管式的第一蒸发器21连接,从而补偿加热器4的热量可以尽快传递给温控器3的感温头。
补偿加热器4包括用以控制补偿加热器4的开停的自动开关5以及需要用户手动控制的手动开关6,其中自动开关5可以基于环境温度而断开或闭合。在本实施例中,自动开关5包括干簧管,且当环境温度低于预定值(例如13摄氏度,可上下浮动2度)时,自动开关5闭合,当环境温度高于预设值时,自动开关5断开。
自动开关5和手动开关6并联后再与补偿加热器4串联,从而自动开关5和手动开关6均可控制补偿加热器4的启停。当手动开关5闭合时,补偿加热器3以最大输出功率Pmax(例如10瓦)工作。当用户需要加大冷冻室12b的冷冻能力时,用户可以闭合手动开关5,以增加压缩机20的开机时间。
如图3所示,补偿加热器4与设有启停开关31的空载线路32并联后与压缩机20串联。因此,当压缩机20运行时,即启停开关31闭合时,电流通过空载线路32和压缩机20,补偿加热器4不工作。当压缩机20停止运行(即启停开关31断开)且自动开关5或手动开关6闭合时,补偿加热器4通电运行。
电路系统9还可以包括连接在补偿加热器4和压缩机20之间的过热保护器,以防止补偿加热器4温度过高。电路系统9还可以包括与补偿加热器4并联的照明元件92以及用以控制照明元件92的关闭的门开关91。
根据本发明实施例,补偿加热器4的输出功率基于环境温度而可调节。补偿加热器4的输出功率随着环境温度的升高而降低。补偿加热器4的输出功率和环境温度之间大约成曲线关系或至少在一定温度范围内成线性关系,如图4所示。
如图4所示,当环境温度为5度时,补偿加热器4的输出功率Pfmax可以小于Pmax,Pfmax可以例如是8瓦。当环境温度为10度时,补偿加热器4的输出功率降至大约6瓦;当环境温度为15度时,补偿加热器4的输出功率约等于4瓦。实验证明,随着环境温度的升高,通过降低补偿加热器4的输出功率,可以避免压缩机20过于频繁地工作而导致过冷,但同时可以保证压缩机20可以启动而防止冷冻室12b不制冷的问题。
在本实施例中,冰箱1包括与补偿加热器4串联、并具有可变阻值的调节电阻7。如图5所示,调节电阻7的阻值可随着环境温度的增大而增大,从而补偿加热器4的输出功率随着环境温度的增大而减小。
优选地,调节电阻7可以包括至少一个正温度系数热敏电阻(PTC电阻)71。PTC电阻71的阻值可以随着环境温度的升高而升高,并与环境温度之间呈线性或接近线性的曲线关系,或者至少在部分温度范围内PTC电阻71的阻值与还环境温度之间成线性或接近线性的曲线关系。PTC电阻可以设置在例如冰箱1的前侧以暴露于环境温度。
在本实施例中,PTC电阻71的阻值的可调节范围了为500欧姆至3000欧姆之间。如图5所示,当环境温度为5度时,调节电阻7的阻值最小,大约为500欧姆,当环境温度为15度时,调节电阻7的阻值增加大约3000欧姆以降低补偿加热器4的功率。
优选地,调节电阻7还可以包括与PTC电阻并联的适配电阻72,以微调PTC电阻的可调节范围。
调节电阻7与自动开关5串联并位于自动开关5和补偿加热器4之间,且调节电阻7与手动开关6并联。从而,当用户闭合手动开关6(例如为了速冻食物),调节电阻7不起作用,补偿加热器4可以具有最大功率Pmax,这可以在用户需要速冻食物时使用。当自动开关5闭合且手动开关6断开时,调节电阻7可以调节补偿加热器4的输出功率,从而当环境温度较低时,调节电阻7具有相对较小的阻值,补偿加热器4的输出功率为Pfmax(Pfmax<Pmax),以使温控器3所检测区域的温度可以尽快升高到预设的开机温度,以使冷冻室12b的温度可以保持到预设温度(例如-18度);当环境温度较高时,调节电阻7具有较大的阻值(例如3000欧姆),以此降低补偿加热器4的功率,以降低补偿加热器4的温度补偿作用,但仍足够使压缩机20运行以将冷冻室12b保持在预设温度。
在以上实施例中,冰箱1具有自动开关5和手动开关6,调节电阻7仅在自动开关5闭合、手动开关6断开的模式下运行,且在手动开关6闭合的模式下当理解,本发明并不局限于这种实施例,在其他的实施例中,冰箱1可以仅设有自动开关5和手动开关6中任意一个,且调节电阻7在自动开关5或手动开关6闭合时调节补偿加热器4的输出功率。
结合图1至图5说明的单个零部件的各种实施例可以任何给定的方式互相组合,以实现本发明的技术效果。此外,本发明不限于所示实施例,通常情况下也可使用所示手段外的其他手段,只要这些手段也可达到相同的效果即可。