CN107270625A - 一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法，宽幅变温冰箱包括箱体、制冷系统和控制系统；箱体的间室包括的冷藏室、变温室和冷冻室；所述控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；以及控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式，从而实现了变温室的零上、零下宽幅变温，解决了现有变温冰箱不能实现零上、零下都变温的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冰箱技术领域，特别涉及一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法。
背景技术
目前冰箱分为直冷冰箱、风冷冰箱和风直冷混合式冰箱。这三种冰箱在设计时制冷系统为固定配置，间室对应设置为直冷或风冷。另外，带变温的变频冰箱，温度变化范围窄，单蒸发器的冰箱制冷速度慢。且一般的变频冰箱并不是零上、零下都能变温。
若是风冷系统做变温室，作为零度以上冷藏间室时，容易出现风干（果蔬水份容易流失），保鲜不利的情况。若是直冷系统做变温室，作为零度以下冷冻间室时，直冷速度比较慢，没有风冷快，而且温度均匀性较差，还需要人工除霜。
因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法，以解决现有变温冰箱不能实现零上、零下都变温的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱，包括箱体，其还包括制冷系统和控制系统；
所述箱体的间室包括的冷藏室、变温室和冷冻室；所述控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；以及控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中，所述制冷系统包括：
冷凝模组，用于吸入气态的制冷剂，经过压缩冷凝后输出液态的制冷剂；
分流模组，用于根据控制系统的控制将液态的制冷剂分三路输出并控制每路的开闭状态；
制冷模组，用于根据各路输入的液态的制冷剂对应气化制冷，调整相应间室的温度达到设定温度；还根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，对应切换为直冷模式、风冷模式或直冷风冷并行模式；
回气模组，用于将制冷模组输出的气态的制冷剂降温后传输给冷凝模组。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中，所述冷凝模组包括压缩机、底部冷凝器、防露管、左冷凝器和右冷凝器；所述压缩机从回气模组吸入气态的制冷剂并压缩成高温高压的气态的制冷剂；气态的制冷剂依次通过底部冷凝器、左冷凝器、右冷凝器进行散热冷却，输出低温高压的液态的制冷剂；防露管在气态的制冷剂流过时发热，用于防露；
所述压缩机、底部冷凝器、防露管、左冷凝器、右冷凝器依次连接，所述右冷凝器连接分流模组，压缩机连接回气模组。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中，所述分流模组包括干燥过滤器和电动阀；
干燥过滤器，用于过滤杂质、吸收制冷中的水分；
电动阀，用于将液态的制冷剂分三路输出，并根据控制系统的控制调整每路液态的制冷剂的输出状态；
所述干燥过滤器连接右冷凝器和电动阀的输入端，所述电动阀的三个输出端均连接制冷模组。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中，所述冷冻毛细管、冷藏毛细管、变温毛细管、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、变温蒸发器、三通管和风门；
液态的制冷剂通过电动阀分配输出后，分别经冷冻毛细管流入冷冻蒸发器、经冷藏毛细管流入冷藏蒸发器、经变温毛细管流入变温蒸发器。制冷剂在冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、变温蒸发器内由液态蒸发为气态，吸收热量进行制冷；风门打开时将冷冻室的风进到变温室；
所述冷冻毛细管的一端连接电动阀的第二输出端，冷冻毛细管的另一端连接冷冻蒸发器的输入端，冷藏毛细管的一端连接电动阀的第三输出端，冷藏毛细管的另一端连接冷藏蒸发器的输入端，变温毛细管的一端连接电动阀的第一输出端，变温毛细管的另一端连接变温蒸发器的输入端，冷藏蒸发器的输出端和变温蒸发器的输出端分别连接三通管的一个进口，三通管的出口连接冷冻蒸发器的输入端，冷冻蒸发器的输出端连接回气模组；所述风门设置在变温室内。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中，所述冷冻蒸发器采用风冷翅片蒸发器，冷藏蒸发器采用直冷背部的扁管蒸发器，变温蒸发器采用直冷背部的扁管蒸发器和风冷翅片蒸发器。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中，所述控制系统包括控制板；控制板上设置有冷冻传感器、冷藏传感器、变温传感器和处理模块；
所述冷冻传感器、冷藏传感器、变温传感器分别检测冷冻室、冷藏室、变温室当前的间室温度并传输给处理模块；处理模块判断各间室温度是否与设定温度相同，不相同则控制压缩机的开停运行及电动阀的三路输出的开闭状态。
所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱中于，当变温室的设置温度为零度以上时，变温毛细管、变温蒸发器通过制冷剂进行工作，风门处于关闭状态；为直冷模式；
当变温室的设置温度为零下第一范围温度时，冷冻室内的风机吹风，风门打开送风至变温室；变温毛细管、变温蒸发器停止工作；为风冷模式；
当变温室的设置温度为零下第二范围温度时，变温毛细管、变温蒸发器通过制冷剂进行工作；风门打开进行送风；为直冷风冷并行模式；
一种采用所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的控制方法，其包括：
步骤A、控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；
步骤B、控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。
相较于现有技术，本发明提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法，宽幅变温冰箱包括箱体、制冷系统和控制系统；箱体的间室包括的冷藏室、变温室和冷冻室；所述控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；以及控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。从而实现了变温室的零上、零下宽幅变温，解决了现有变温冰箱不能实现零上、零下都变温的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的示意图。
图2为本发明实施例提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的结构框图。
图3为本发明实施例提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的制冷系统的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的电动阀开闭状态的流量特性曲线示意图。
图5为本发明实施例提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的控制方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法，适用于风冷系统或风直冷系统、变温冰箱上，具有2门以上、变频压缩机的冰箱。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1和图2，本发明实施例提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱包括箱体10、制冷系统20和控制系统30。本实施例采用3门形式，则所述箱体10的间室包括设置在右侧上方的冷藏室1、设置右侧下方的变温室2和设置在左侧的冷冻室3。所述控制系统30根据各间室（即冷藏室1、变温室2和冷冻室3）的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统20调整对应的间室温度；以及控制系统30根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。
本实施例中，冷藏室的间室温度在0℃~10℃之间可调，冷冻室的间室温度在-18℃~-22℃之间可调。变温室除了可以作为冷藏室、冷冻室外，还可做冷却室（间室温度为14℃）、0℃室、软冷冻室(间室温度为-6℃)、深冷冻室(间室温度为-28℃)，变温室的间室温度在14℃~-28℃之间可调。
请一并参阅图3，所述制冷系统20包括冷凝模组210、分流模组220、制冷模组230和回气模组240。所述冷凝模组210从回气模组240吸入气态的制冷剂，经过压缩冷凝后输出低温高压的液态的制冷剂。分流模组220根据控制系统30的控制将液态的制冷剂分三路输出并控制每路的开闭状态。制冷模组230根据各路输入的液态的制冷剂对应气化制冷，调整相应间室的温度达到设定温度，并切换为直冷模式、风冷模式或直冷风冷并行模式。回气模组240将制冷模组230输出的气态的制冷剂降温后传输给冷凝模组210。
所述冷凝模组210包括压缩机211、底部冷凝器212、防露管213、左冷凝器214和右冷凝器215。所述压缩机211的输入端连接回气模组，压缩机211的输出端、底部冷凝器212、防露管213、左冷凝器214、右冷凝器215的输入端依次连接，所述右冷凝器215的输出端连接分流模组220。所述压缩机211从回气模组240吸入气态的制冷剂并压缩成高温高压的过热的气态的制冷剂，气态的制冷剂依次通过底部冷凝器212、左冷凝器214、右冷凝器215进行散热冷却，输出低温高压的液态的制冷剂。所述防露管213在气态的制冷剂流过时发热，不让水珠出现，起到防露作用。所述压缩机211采用40Hz~150Hz宽频调节的变频压缩机，能根据制冷系统的负荷大小自动变换功率，通过控制系统30（主要是变频驱动板的内部程序）判断开机率、自身功率变化、间室需求、开机时间等参数，从而控制压缩机输出的制冷剂的流量大小和压缩机的运行状态。需要理解的是，冷凝模组210的其他器件功能及其连接方式为现有技术，此处不作详述。
所述分流模组220包括干燥过滤器221和电动阀222。所述干燥过滤器221连接右冷凝器215和电动阀222的输入端A，所述电动阀222的三个输出端（B、C、D）均连接制冷模组230。干燥过滤器221用于过滤杂质、吸收制冷中的水分。电动阀222将液态的制冷剂分三路输出，并根据控制系统30的控制调整每路液态的制冷剂的输出状态。需要理解的是，干燥过滤器221的功能和结构为现有技术，此处不作详述。本实施例通过增加一输入三输出的电动阀222来分流液态的制冷剂，从而达到不同制冷效果。
所述制冷模组230包括冷冻毛细管231、冷藏毛细管232、变温毛细管233、冷冻蒸发器234、冷藏蒸发器235、变温蒸发器236、三通管237和风门238。所述冷冻毛细管231的一端连接电动阀222的第二输出端C，冷冻毛细管231的另一端连接冷冻蒸发器234的输入端，冷藏毛细管232的一端连接电动阀222的第三输出端D，冷藏毛细管232的另一端连接冷藏蒸发器235的输入端，变温毛细管233的一端连接电动阀222的第一输出端B，变温毛细管233的另一端连接变温蒸发器236的输入端，冷藏蒸发器235的输出端和变温蒸发器236的输出端分别连接三通管237的一个进口，三通管237的出口连接冷冻蒸发器234的输入端，冷冻蒸发器234的输出端连接回气模组240。所述风门238设置在变温室内。
其中，所述冷冻蒸发器234采用风冷翅片蒸发器，冷藏蒸发器235采用直冷（制冷类型）背部（设置位置）的扁管蒸发器。变温蒸发器236采用直冷背部的扁管蒸发器和风冷翅片蒸发器，变温室内的风门用于实现由冷冻室通风进到变温室。冷冻蒸发器234、冷藏蒸发器235、变温蒸发器236采用独立并联的形式，通过三通管237连接。电动阀222分配液态的制冷剂流入哪个毛细管，该毛细管就将制冷剂流入相应的蒸发器。毛细管的规格决定了制冷剂的流量大小；也即是说，毛细管的尺寸选定后，流过该毛细管的制冷剂的流量大小与其尺寸相关，进一步决定了流入相应蒸发器的制冷剂的流量大小。制冷剂在蒸发器内压力较低，由液态蒸发为气态，吸收热量从而完成制冷。如图4所示，电动阀222的输入端A与第一输出端B，输入端A与第二输出端C，输入端A与第三输出端D的开闭状态如黑线所示。例如，当A-B，A-D全开时，A-C只能全闭。当A-B，A-D全闭时，A-C全开。A-D进行闭-开-闭切换时，A-B、A-C可以全闭。电动阀222的阀动作范围为0~64，图4中的0、16、32、48、64表示电磁脉冲控制点，此为现有技术，此处不作详述。这些开闭状态决定了液态的制冷剂从电动阀222的哪个输出端（即哪路）输出，还决定了一段时间内制冷剂的流量大小（打开的时间长则流入的制冷剂多，关闭的时间长则流入的制冷剂少），从而决定对应流量的制冷剂在对应的蒸发器中实现吸热效果，再结合风门的开闭，从而实现直冷模式、风冷模式或直冷风冷并行模式的切换。具体过程详见下述的工作原理。各蒸发器输出的气态的制冷剂流入回气模组240。
所述回气模组240包括回气管组件241和回气过渡管242。所述回气管组件241的一端连接冷冻蒸发器234的输出端，回气管组件241的另一端连接回气过渡管242的一端，回气过渡管242的另一端连接压缩机211的输入端。需要理解的是，回气管组件241和回气过渡管242为现有技术，此处对其功能不作详述。
所述控制系统30包括控制板（即主板）；设置在控制板上的冷冻传感器310、冷藏传感器320、变温传感器330和处理模块。所述冷冻传感器310、冷藏传感器320、变温传感器330分别检测冷冻室、冷藏室、变温室当前的间室温度并传输给处理模块（由相应的电子器件组成），处理模块判断各间室温度是否与设定温度相同，相同则不处理，不相同则控制压缩机211的开停运行及电动阀222的三路输出的开闭状态，从而调控对应间室的温度。需要理解的是，控制板通过其板上集成的各电子器件来实现控制功能的，其还有其他现有的控制功能，此处仅阐述与本实施例相关的控制功能。
请继续参阅图1至图4，以3门的宽幅变温冰箱为例，其工作原理为：
所述压缩机211根据处理模块的控制开机运行排出制冷剂。制冷剂依次通过底部冷凝器212、防露管213、左冷凝器214、右冷凝器215、经干燥过滤器221，处理模块控制电动阀222调整三个输出端的制冷剂的输出状态。各输出端输出的制冷剂分别对应流过具有冷冻、冷藏、变温特性温度的冷冻毛细管231、冷藏毛细管232、变温毛细管233，再流入对应的冷冻蒸发器234、冷藏蒸发器235、变温蒸发器236 进行吸热制冷。制冷剂经过回气管组件241、回气过渡管242回到压缩机211。从而实现对应间室的温度调整。
上述过程中，冷冻传感器310、冷藏传感器320、变温传感器330分别检测冷冻室、冷藏室、变温室当前的间室温度并传输给处理模块，处理模块判断各间室温度是否与设定温度相同，相同则不处理，不相同则控制压缩机211的开停运行及电动阀222的三路输出的开闭状态，从而调节制冷效果。同时，变温室的设置温度可实现以下3种工作方式的切换：
1、当变温室的设置温度为零度以上时，变温毛细管233、变温蒸发器236通过制冷剂进行工作，此时风门处于关闭状态；为直冷模式。
2、当变温室的设置温度为零下第一范围温度（0℃ ~ -22℃）时，冷冻室内的风机工作吹风，风门打开进行送风至变温室，实现风冷单系统空气循环制冷，此时变温毛细管233、变温蒸发器236停止工作；为风冷模式。
3、当变温室的设置温度为零下第二范围温度（-22℃~-28℃）时，变温毛细管233、变温蒸发器236通过制冷剂进行工作；同时，风门打开进行送风；直冷、风冷同时运行，为直冷风冷并行模式；此时，制冷速度更快，食品快速通过冰晶带可以减少营养流失；另外还可以达到比冷冻温度-18℃更低的特性温度-28℃，利于长久保鲜。
这样既实现了变温室具有零上、零下宽幅变温的特点，又避免了传统变温冰箱作为冷藏时保鲜差、作为冷冻时制冷慢及需要除霜的缺陷。
基于上述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，本发明还提供一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱的控制方法，请参阅图5，所述控制方法包括：
S100、控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；
S200、控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。
综上所述，本发明提供的风直冷切换式的宽幅变温冰箱及其控制方法，控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式；从而实现了变温室的零上、零下宽幅变温，解决了现有变温冰箱不能实现零上、零下都变温的问题。并且，在直冷风冷并行模式下制冷速度更快，食品快速通过冰晶带可以减少营养流失，解决了现有技术容易出现直冷速度慢、保鲜不利的问题。另外，变温室还能达到比冷冻温度-18℃更低的特性温度-28℃，利于长久保鲜。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种风直冷切换式的宽幅变温冰箱，包括箱体，其特征在于，还包括制冷系统和控制系统；
所述箱体的间室包括的冷藏室、变温室和冷冻室；所述控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；以及控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。
2.根据权利要求1所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，所述制冷系统包括：
冷凝模组，用于吸入气态的制冷剂，经过压缩冷凝后输出液态的制冷剂；
分流模组，用于根据控制系统的控制将液态的制冷剂分三路输出并控制每路的开闭状态；
制冷模组，用于根据各路输入的液态的制冷剂对应气化制冷，调整相应间室的温度达到设定温度；还根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，对应切换为直冷模式、风冷模式或直冷风冷并行模式；
回气模组，用于将制冷模组输出的气态的制冷剂降温后传输给冷凝模组。
3.根据权利要求2所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，所述冷凝模组包括压缩机、底部冷凝器、防露管、左冷凝器和右冷凝器；所述压缩机从回气模组吸入气态的制冷剂并压缩成高温高压的气态的制冷剂；气态的制冷剂依次通过底部冷凝器、左冷凝器、右冷凝器进行散热冷却，输出低温高压的液态的制冷剂；防露管在气态的制冷剂流过时发热，用于防露；
所述压缩机、底部冷凝器、防露管、左冷凝器、右冷凝器依次连接，所述右冷凝器连接分流模组，压缩机连接回气模组。
4.根据权利要求3所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，所述分流模组包括干燥过滤器和电动阀；
干燥过滤器，用于过滤杂质、吸收制冷中的水分；
电动阀，用于将液态的制冷剂分三路输出，并根据控制系统的控制调整每路液态的制冷剂的输出状态；
所述干燥过滤器连接右冷凝器和电动阀的输入端，所述电动阀的三个输出端均连接制冷模组。
5.根据权利要求4所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，所述冷冻毛细管、冷藏毛细管、变温毛细管、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、变温蒸发器、三通管和风门；
液态的制冷剂通过电动阀分配输出后，分别经冷冻毛细管流入冷冻蒸发器、经冷藏毛细管流入冷藏蒸发器、经变温毛细管流入变温蒸发器，制冷剂在冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、变温蒸发器内由液态蒸发为气态，吸收热量进行制冷；风门打开时将冷冻室的风进到变温室；
所述冷冻毛细管的一端连接电动阀的第二输出端，冷冻毛细管的另一端连接冷冻蒸发器的输入端，冷藏毛细管的一端连接电动阀的第三输出端，冷藏毛细管的另一端连接冷藏蒸发器的输入端，变温毛细管的一端连接电动阀的第一输出端，变温毛细管的另一端连接变温蒸发器的输入端，冷藏蒸发器的输出端和变温蒸发器的输出端分别连接三通管的一个进口，三通管的出口连接冷冻蒸发器的输入端，冷冻蒸发器的输出端连接回气模组；所述风门设置在变温室内。
6.根据权利要求5所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，所述冷冻蒸发器采用风冷翅片蒸发器，冷藏蒸发器采用直冷背部的扁管蒸发器，变温蒸发器采用直冷背部的扁管蒸发器和风冷翅片蒸发器。
7.根据权利要求5所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，所述控制系统包括控制板；控制板上设置有冷冻传感器、冷藏传感器、变温传感器和处理模块；
所述冷冻传感器、冷藏传感器、变温传感器分别检测冷冻室、冷藏室、变温室当前的间室温度并传输给处理模块；处理模块判断各间室温度是否与设定温度相同，不相同则控制压缩机的开停运行及电动阀的三路输出的开闭状态。
8.根据权利要求5所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱，其特征在于，当变温室的设置温度为零度以上时，变温毛细管、变温蒸发器通过制冷剂进行工作，风门处于关闭状态；为直冷模式；
当变温室的设置温度为零下第一范围温度时，冷冻室内的风机吹风，风门打开送风至变温室；变温毛细管、变温蒸发器停止工作；为风冷模式；
当变温室的设置温度为零下第二范围温度时，变温毛细管、变温蒸发器通过制冷剂进行工作；风门打开进行送风；为直冷风冷并行模式。
9.一种采用权利要求1所述的风直冷切换式的宽幅变温冰箱的控制方法，其特征在于，包括：
步骤A、控制系统根据各间室的设定温度和当前的间室温度，控制制冷系统调整对应的间室温度；
步骤B、控制系统根据变温室所设的零上温度、零下第一范围温度、零下第二范围温度，分别控制制冷系统对应切换为直冷模式、风冷模式、或直冷风冷并行模式。
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