CN108613473B - 风冷冰箱及其化霜的控制方法、控制系统、控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化霜控制领域，特别涉及风冷冰箱及其化霜的控制方法、控制系统、控制器。本发明基于风冷冰箱高温气体在风道内与蒸发器换热，通过风机运转送入制冷间室；当蒸发器逐渐上霜，换热气体在流动中受到蒸发器上结霜的阻力，风机运转变慢。基于该原理，风机转速可直接反应蒸发器的结霜量，那么，通过判断风机转速，可直接判定蒸发器实际结霜量。当感知风机转速降低到一定的低转速，则意味着蒸发器较多，需要及时启动化霜。由此可解决传统控制方法提前化霜或延迟化霜带来的耗能大、保鲜差的问题，提升了风冷冰箱的节能和保鲜效果。

Description

风冷冰箱及其化霜的控制方法、控制系统、控制器

技术领域

本发明涉及化霜控制领域，特别是涉及风冷冰箱化霜的控制方法、风冷冰箱化霜的控制系统、控制器及风冷冰箱。

背景技术

风冷冰箱，又名无霜冰箱，其利用空气进行制冷，高温空气流经内置的蒸发器时，高温空气与低温蒸发器直接进行热交换，空气温度降低，降温后的空气通过风机吹入冰箱实现制冷。

由于空气中永远存在着水蒸气，水蒸气遇冷会凝结，在不断热交换的过程中，水蒸气在蒸发器上逐渐结霜，为了促使蒸发器正常工作，需要对蒸发器进行除霜处理。目前启动化霜的条件有多种：CN106288613A提供的冰箱化霜控制方法中以压缩机累积多次运行的总时间判断是否需要化霜；CN106091566A、CN107477973A提供的风机控制方法中以温度判断是否需要化霜；CN106403487A根据开门时间结合其他因素判断是否需要化霜，在其他技术中还以环境温湿度相结合作为化霜判断条件。以上判断方案均是以经验值预估结霜量，根据预估量启动化霜。但是这种预估方式在许多情况下并不适用于冰箱的实际适用情况，比如用户使用习惯各不相同，用户每次开门放入的食物种类未知、食物数量未知、实际的含湿量可能完全不同，造成蒸发器结霜情况千差万别，现有的判断条件常常存在如下缺点：

1.提前化霜。如实际结霜量不大(如用户开门时间长，但由于开门并未放入食物，所以实际结霜量可能并不多)，根据开门时长判断结霜量必然造成提前化霜，耗电量增加。同时由于化霜加热会使冰箱内的温度回升，因此箱内食物温度会受热回升、保鲜效果也随之减弱。

2.滞后化霜。如实际结霜量很大(如用户开门时间较短，但放入了太多的含湿量较大的食物，实际结霜量会很多)，但却判断未到化霜条件，还在等更多的开门时间、运行时间或者其他条件，这样由于结霜量增大、制冷效果减弱，严重的会导致用户不制冷的投诉，由于制冷效果差、效率低，耗能也会增加，保鲜效果也大大减弱。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供风冷冰箱化霜的控制方法、风冷冰箱化霜的控制系统、控制器及风冷冰箱，解决风冷冰箱化霜时机与蒸发器实际结霜不对应的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种风冷冰箱化霜的控制方法，其包括：在冰箱稳定运行中采集风机转速R；判断风机转速R是否小于或等于预设转速Rmin；若判断结果为小于或等于，则执行化霜操作。

在本技术方案中，基于蒸发器结霜对气流产生阻力，风机转速下降的原理，通过风机转速推断蒸发器的实际结霜量，并根据结霜量判断是否需要除霜，能及时做出除霜操作，也避免非除霜需求下除霜的操作，节约能耗。

在一些实施例中，优选为，所述化霜操作采用加热器化霜。

在本技术方案中，加热器设置在蒸发器底部，直接通过热量为蒸发器除霜，霜水由排水管引走，提高化霜效率。

在一些实施例中，优选为，风机转速的采集方式为：风机以额定电压运转，通过检测风机所在电控回路的反馈信号确定风机转速。

在本技术方案中，根据风机运行信息判断风机转速，有效掌握风机的实际运行，提高蒸发器结霜量的判断准确性。

在一些实施例中，优选为，所述执行化霜操作之后，所述控制方法还包括：采集蒸发器温度；判断所述蒸发器温度是否达到预设除霜温度；若判断结果为达到，则停止化霜。

在本技术方案中，基于蒸发器无霜或化霜结束后高于一定的温度判断蒸发器是否已化霜完毕，及时终止化霜，节约能耗。

在一些实施例中，优选为，所述在冰箱稳定运行中采集风机转速R之前，所述控制方法还包括：采集冰箱在预设时间段前后的风机转速R_前和风机转速R_后；判断风机转速R_前和风机转速R_后之差的绝对值是否小于或等于△R；若判断结果为小于或等于，则判定冰箱稳定运行。

本技术提供冰箱制冷操作中，冰箱启动后至稳定运行的过程判断，为后续根据风机转速判断蒸发器结霜量提供更加准确的判断环境，提高判断的准确度。

本发明还提供了一种执行所述风冷冰箱化霜的控制方法的控制器，其包括：数据接收模块，用于获取蒸发器温度和不同状态下冰箱的风机转速；判断模块，用于执行上述控制方法，根据风机转速判断冰箱是否需要化霜或根据所述蒸发器温度判断冰箱是否停止化霜操作；信号发送模块，用于将判断模块做出的判断结果发送到冰箱的化霜组件，所述判断结果包括：启动化霜、不启动化霜、继续化霜、停止化霜。

在本技术方案中，用于执行风冷冰箱化霜的控制方法，设置多个功能模块，执行对应操作。基于蒸发器结霜对气流产生阻力，风机转速下降的原理，通过风机转速推断蒸发器的实际结霜量，并根据结霜量判断是否需要除霜，能及时做出除霜操作，也避免非除霜需求下除霜的操作，节约能耗。

本发明还提供了一种风冷冰箱化霜的控制系统，其包括：风机、化霜组件和所述的控制器，风机设置于箱体风道内；所述控制器分别通过电控回路与所述风机和所述化霜组件连接，所述控制器检测风机转速，并根据风机转速判断所述化霜组件是否启动。

本技术方案对应上述的风冷冰箱化霜的控制方法，风机在风道中运行，化霜组件设置在蒸发器上或为蒸发器提供化霜热量，控制器用于控制风机和化霜组件。通过该系统的有效控制通过风机转速推断蒸发器的实际结霜量，并根据结霜量判断是否需要除霜，能及时做出除霜操作，也避免非除霜需求下除霜的操作，节约能耗。

在一些实施例中，优选为，所述的风冷冰箱化霜的控制系统还包括：蒸发器传感器，所述蒸发器传感器与所述控制器电连接，用于检测蒸发器温度；在所述化霜组件进行化霜操作中，所述控制器根据所述蒸发器传感器检测的蒸发器温度判断所述化霜组件是否停止化霜操作。

本技术方案中，通过蒸发器传感器检测蒸发器化霜时和化霜后的温度，及时结束化霜操作。基于蒸发器无霜或化霜结束后高于一定的温度判断蒸发器是否已化霜完毕，及时终止化霜，节约能耗。

在一些实施例中，优选为，所述化霜组件包括设置于蒸发器底部的加热器。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时执行所述的控制方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现所述的控制方法。

本发明还提供了一种风冷冰箱，其包括箱体风道、压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器和所述的控制系统；所述压缩机、所述冷凝器、所述毛细管、所述蒸发器组成制冷剂循环回路；所述蒸发器设置于箱体风道内，在所述箱体风道的气流路径上，所述蒸发器位于风机的上游。

在本技术方案中，包括任一项上述控制系统的冰箱，在制冷工况下，能够在较优化霜时刻对冰箱的蒸发器进行化霜，即避免了化霜不及时，也避免了结霜量少或尚未结冰时启动化霜，降低能耗，更适用冰箱的实际使用状况。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案基于风冷冰箱高温气体在风道内与蒸发器换热，通过风机运转送入制冷间室；当蒸发器逐渐上霜，换热气体在流动中受到蒸发器上结霜的阻力，风机运转变慢。基于该原理，风机转速可直接反应蒸发器的结霜量，那么，通过判断风机转速，可直接判定蒸发器实际结霜量。当感知风机转速降低到一定的低转速，则意味着蒸发器较多，需要及时启动化霜。由此可解决传统控制方法提前化霜或延迟化霜带来的的耗能大、保鲜差的问题，提升了风冷冰箱的节能和保鲜效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例中根据风机转速判断蒸发器化霜的流程示意图；

图2为本发明一个实施例中风冷冰箱化霜的控制方法流程示意图；

图3为本发明一个实施例中控制器的结构示意图；

图4为本发明一个实施例中风冷冰箱化霜的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。“当前”在执行某动作之时的时刻，文中出现多个当前，均为随时间流逝中实时记录。

基于风冷冰箱化霜时机与蒸发器实际结霜不对应的问题，本发明给出了风冷冰箱化霜的控制方法、风冷冰箱化霜的控制系统、控制器及风冷冰箱。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

风冷冰箱在制冷过程中蒸发器维持低温提供冷量，在初始阶段，蒸发器上霜较少，蒸发器对气体的流动阻力较小，风道内气体流动较顺畅，风机维持一定的转速；随着制冷时间的延长或者放入食物湿负荷的增加，蒸发器上的霜会越来越多，蒸发器被堵塞的程度加重，风道风阻力增大，由于主板给到风机的电压仍然不变，风机的转速将会降低。从该原理推论制冷时，风机转速可反应蒸发器实际结霜量。

基于上述原理，本发明提出一种根据风机转速判断蒸发器结霜量，进而判断蒸发器是否需要化霜的风冷冰箱化霜控制方法，如图1所示，其包括：

步骤01，在冰箱稳定运行中采集风机转速R；

风机转速和蒸发器结霜量的对应关系需要建立在冰箱稳定运行的情况下，排除任何非正常运行过程中对风机转速、蒸发器结霜量的影响。

步骤02，判断风机转速R是否小于或等于预设转速Rmin；

当蒸发器结霜后，蒸发器对气体流速造成阻力，风机转速受到影响，随着结霜量增多，风机转速逐步下降，当达到预设转速Rmin时，说明蒸发器结霜量已足够大，需要及时进行除霜，即若判断结果为小于或等于，则执行化霜操作；若判断结果为大于，则返回步骤01。

步骤01、02给出了基于蒸发器实际结霜量进行有效化霜的操作方式，有效解决了传统控制方法提前化霜或延迟化霜带来的耗能大、保鲜差的问题，提升风冷冰箱的节能和保鲜效果。

下面结合风冷冰箱化霜的整体流程给出更为具体的控制方法，如图2所示：

步骤110，采集冰箱在预设时间段前后的风机转速R_前和风机转速R_后；

通过短时间段风机转速的变化情况判断冰箱是否正常、稳定运行。其中预设时间段可选为几秒钟，比如5秒钟。

由于冰箱处于不同的工作状态下(比如在非稳定运行状态，化霜状态，判断是否需要化霜状态等)，本步骤及全文多次提到风机转速均为实时采集。风机运行受冰箱主控板(也可以称控制器)控制，风机和主控板均接入电控回路，风机以额定电压运转，风机的运转信号通过电控回路回传到主控板，主控板分析后确定风机转速。本实施仅给出一种风机转速的采集方法，在其他实施例中还可以使用现有技术中提供的各种方式采集风机转速。

步骤112，判断风机转速R_前和风机转速R_后之差的绝对值是否小于或等于△R；

若判断结果为小于或等于，则判定冰箱稳定运行。

若判断结果为大于，则，继续重复步骤110。

步骤110、步骤112用于判定冰箱是否稳定运行，一旦判定冰箱稳定运行，则进入判定蒸发器结霜量判定。

步骤114，在冰箱稳定运行中采集风机转速R；

步骤116，判断风机转速R是否小于或等于预设转速Rmin；

若判断结果为小于或等于，则执行化霜操作，启动化霜组件对蒸发器进行化霜，化霜水通过排水管排出。

若判断结构为大于，则返回步骤114，继续实时采集风机转速。

化霜处理方式可用多种，比如回风除霜、加热除霜，在本实施例中采用设置于蒸发器上的加热器进行除霜操作。

需要说明的是，步骤114、步骤116是判定蒸发器结霜量并判定蒸发器是否需要化霜的具体步骤。该步骤可以在风冷冰箱制冷模式中实时进行，也可以预设频率采集、判断。

步骤118，在化霜操作中，采集蒸发器温度；

步骤120，判断蒸发器温度是否达到预设除霜温度；

若判断结果为达到，则停止化霜，

若判断结果为未达到，则继续化霜。

未结霜或除霜后的蒸发器的温度通常高于一定的温度，由此判断蒸发器是否已化霜完毕，及时终止化霜，节约能耗。因此，通过蒸发器温度的变化可判断蒸发器化霜是否终止。另一方面，需要说明蒸发器结霜后蒸发器温度下降，通过蒸发器温度传感器可实时采集，不过蒸发器的温度变化无法反应结霜量、结霜厚度。

本技术给出根据风机转速判断蒸发器结霜量，进而控制化霜操作的控制方法，本方法还可以与冰箱开关门次数、时长，冰箱内存放食品数量、种类，制冷间室温度变化等因素相结合进行化霜判断。

接下来给出一种执行上述风冷冰箱化霜的控制方法的控制器，如图3所示，该控制器可以软件程序或硬件设备的方式加载到冰箱的电控板中。

该控制器包括：数据接收模块、判断模块、信号发送模块，其中数据接收模块、信号发送模块均与判断模块进行连接。数据接收模块，用于获取蒸发器温度和不同状态下冰箱的风机转速；判断模块，用于根据上控制方法根据风机转速判断冰箱是否需要化霜或根据蒸发器温度判断冰箱是否停止化霜操作；信号发送模块，用于将判断模块做出的判断结果发送到冰箱的化霜组件，判断结果包括：启动化霜、不启动化霜、继续化霜、停止化霜。

此处提到的风机转速包括了步骤110-步骤120中各种状态下实时采集的转速值。

在一些实施例中，数据接收模块、判断模块、信号发送模块可根据功能或结构设计拆分为更小的单元部件，以细化各单元部件的功能。

本发明还提供了一种风冷冰箱化霜的控制系统，如图4所示，其包括：设置于箱体风道内的风机、化霜组件和上述控制器；控制器分别通过电控回路与风机和化霜组件连接，控制器检测风机转速，并根据风机转速判断化霜组件是否启动。

其中，蒸发器传感器与控制器电连接，用于检测蒸发器温度；在化霜组件进行化霜操作中，控制器根据蒸发器传感器检测的蒸发器温度判断化霜组件是否停止化霜操作。

化霜组件包括设置于蒸发器底部的加热器，蒸发器化霜水流入蒸发器下方的接水盒，然后随排水管排走。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时执行所述的控制方法。

在该技术方案中，执行上述风冷冰箱化霜的控制方法的计算机程序存储在存储器上，处理器执行计算机程序时，可以对蒸发器结霜情况进行准确判断，并及时除霜。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现所述的控制方法。

在该技术方案中，处理器实现上述风冷冰箱化霜的控制方法需要通过计算机程序，这种计算机程序需要存储在计算机可读介质中。这种计算机可读取介质保证了计算机程序能够被处理器执行，从而对冰箱蒸发器结霜程度进行准确判断，避免了无霜除霜或延迟除霜的情况。

本发明还提供了一种风冷冰箱，其包括箱体风道、压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器和控制系统；

压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器组成制冷剂循环回路；蒸发器设置于箱体风道内，在箱体风道的气流路径上，蒸发器位于风机的上游。

间室制冷时，压缩机运行，制冷剂经过冷凝后，再经过毛细管的节流变成低温低压的制冷剂，然后流经蒸发器换热，蒸发器温度降低，风道内的冷冻风机也在运行，将蒸发器的冷量经过出风口带出到箱内。同时，蒸发器在制冷过程中会吸收箱内的湿气集成霜，霜附着在蒸发器翅片和管路表面。制冷过程中，蒸发器维持低温提供冷量，冷冻风机经过主控板给出额定的电压运行转动，将回风经过蒸发器换热送出，经过出风口送出到箱内。在初始阶段，由于蒸发器上霜较少，蒸发器阻力较小，风道内风阻力较小，此条件下风机的转速维持一定的转速；随着制冷时间的延长或者放入食物湿负荷的增加，蒸发器上的霜越来越多，蒸发器被堵塞的程度加重，则风道风阻力增大，此条件下，由于主板给到风机的电压仍然不变，风机的转速将会降低，风机的转速通过电控回路反馈给主板，当主板感知到风机转速降低到一定的低转速时，意味着需要化霜了。到达化霜时机时，蒸发器底部的化霜加热器启动加热，使蒸发器上的霜化为水通过排水管流出到冰箱外部挥发，当化霜传感器感知到达化霜退出温度后，化霜加热停止，化霜完成。

本技术通过一种控制规判断冰箱蒸发器的实际结霜量，当实际结霜量多时才及时启动化霜；可解决传统控制方法提前化霜或延迟化霜带来的的耗能大、保鲜差的问题，提升了风冷冰箱的节能和保鲜效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风冷冰箱化霜的控制方法，其特征在于，包括：

在冰箱稳定运行中采集风机转速R；

判断风机转速R是否小于或等于预设转速Rmin；

若判断结果为小于或等于，则执行化霜操作；

所述执行化霜操作之后，所述控制方法还包括：

采集蒸发器温度；

判断所述蒸发器温度是否达到预设除霜温度；

若判断结果为达到，则停止化霜；

所述在冰箱稳定运行中采集风机转速R之前，所述控制方法还包括：

采集冰箱在预设时间段前后的风机转速R_前和风机转速R_后；

判断风机转速R_前和风机转速R_后之差的绝对值是否小于或等于△R；

若判断结果为小于或等于，则判定冰箱稳定运行。

2.如权利要求1所述的风冷冰箱化霜的控制方法，其特征在于，所述化霜操作采用加热器化霜。

3.如权利要求1所述的风冷冰箱化霜的控制方法，其特征在于，风机转速的采集方式为：风机以额定电压运转，通过检测风机所在电控回路的反馈信号确定风机转速。

4.一种执行权利要求1-3任一项所述风冷冰箱化霜的控制方法的控制器，其特征在于，包括：

数据接收模块，用于获取蒸发器温度和冰箱的风机转速；

判断模块，用于执行权利要求1-3任一项所述控制方法；

信号发送模块，用于将判断模块做出的判断结果发送到冰箱的化霜组件，所述判断结果包括：启动化霜、不启动化霜、继续化霜、停止化霜。

5.一种风冷冰箱化霜的控制系统，其特征在于，包括：风机、化霜组件和权利要求4所述的控制器，所述风机设置于箱体风道内；

所述控制器分别通过电控回路与所述风机和所述化霜组件连接，所述控制器检测风机转速，并根据风机转速判断所述化霜组件是否启动。

6.如权利要求5所述的风冷冰箱化霜的控制系统，其特征在于，还包括：蒸发器传感器，所述蒸发器传感器与所述控制器电连接，用于检测蒸发器温度；

在所述化霜组件进行化霜操作中，所述控制器根据所述蒸发器传感器检测的蒸发器温度判断所述化霜组件是否停止化霜操作。

7.如权利要求5所述的风冷冰箱化霜的控制系统，其特征在于，所述化霜组件包括设置于蒸发器底部的加热器。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时执行如权利要求1-3任一项所述的控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理执行时实现如权利要求1-3任一项所述的控制方法。

10.一种风冷冰箱，其特征在于，包括箱体风道、压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器和权利要求5-7任一项所述的控制系统；

所述压缩机、所述冷凝器、所述毛细管、所述蒸发器组成制冷剂循环回路；所述蒸发器设置于箱体风道内。