CN110388786B - 风冷冰箱节电运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷冰箱节电运行方法，在运行过程中，电控装置每间隔5秒判断一次四项退出条件；四项退出条件有至少一项满足时，退出风冷冰箱节电运行方法；当四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置在每一次开机条件满足时开启压缩机，同时打开冷藏风门，并在压缩机关闭时或LCWC≤‑1℃时关闭冷藏风门；电控装置以节能调频方法调节压缩机的运行频率。当TLJ≥T1时，完成一次风冷冰箱节电运行的循环，进行化霜，化霜后重新运行本风冷冰箱节电运行方法。本发明能够消除现有技术中不利于降低能耗的因素，使冰箱以更稳定地工况运行，减少总的压缩机开启次数，减少开机大电流所消耗的能量，达到节能的目的。

Description

风冷冰箱节电运行方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种风冷冰箱的节电运行方法。

背景技术

冰箱早已进入千家万户，是多数家庭中低温储存食品的必备电器。随着环境问题日益突出，人们的环保意识不断增强，国家对电器的能耗方面的要求也越来越强，冰箱也在向着绿色、节能的方向不断发展，各大品牌商也推出不少节能冰箱产品。

现有的节能技术很多是从冰箱的发泡层厚度、发泡剂材料以及改进压缩机等方面来压缩能耗的。

现有风冷冰箱具有成熟的运行方法，依靠压缩机的运行来使蒸发器处产生冷量，依靠风机和风门启闭为冰箱间室送冷，并根据成熟的化霜控制方法适时打开蒸发器处的电加热装置，对蒸发器进行化霜。

申请人的研究团队仔细研究了冰箱的实际运行过程，发现现有的运行方法中存在如下不利于降低能耗的因素：

一、第一项因素基于冰箱的基本运行状态，即：①作为一个众所周知的事实，正常情况下，冰箱在其运行过程中绝大部分是关门存储食品状态，开门取放物品仅占冰箱运行总时间的非常微小的一部分。②冰箱整体对外的传热系数和传热面积恒定不变，除非冰箱结构被破坏。③正常运行状态下，冰箱内温度变化幅度较小，长期来看呈稳定状态。

基于以上事实，根据传热公式φ＝KA×⊿t（φ为传热量，K为总传热系统，A为总传热面积，⊿t为传热温差），引起传热量变化的主要因素为冰箱外的环境温度。在环境温度的条件下，单位时间内冰箱整体与外界的热交换量（散失冷量）保持稳定。

我们知道，压缩机制冷与冰箱散冷构成一对动态平衡的因素，压缩机的制冷速度与冰箱散冷速度越能做到均衡匹配，则压缩机稳定运行时间越长，启停次数就能减少，从而起到节能的效果――一个主要因素是节约了冰箱启动过程中的大电流带来的高能耗，这就好比开车，如果稳定地定速巡航，将比时快时慢开完同样距离要更省油。

现有技术中，还没有根据环境温度对压缩机运行频率进行线性调节的技术方案，压缩机运行频率在不同温度条件下与冰箱对外散失冷量的速度匹配度不均匀（有时高些有时低些），因而成为不利于降低能耗的因素。

二、第二项因素是冷藏风门的启停控制完全基于冷藏室的设定温度。当冷藏室的温度高于冷藏室的设定温度1℃以上时（冷藏室实际温度为冷藏室温度设定温度+1℃时即打开冷藏风门），开启冷藏风门，将冷冻室蒸发器处的冷量送入冷藏室。当冷藏室的温度低于冷藏室的设定温度1℃以上时，关闭冷藏风门。

由于冷藏风门的启停中不考虑压缩机的启动因素，因而会导致提高压缩机启停次数。这是因为：

现有的控制方法中，开机温度高于冷冻室设定温度1℃，冷冻室温度大于等于开机温度时，开启压缩机；关机温度低于冷冻室设定温度1℃，冷冻室温度小于等于开机温度时，关闭压缩机。压缩机启动过程中冷藏室风门大概率处于关闭状态，这会导致压缩机停止后较短时间内，冷藏室温度就高于冷藏室的设定温度1℃以上，从而导致冷藏室风门打开，将冷冻室蒸发器的冷量送往冷藏室，这部分冷量就不能用于维持冷冻室的低温状态，从而导致冷冻室的温度会相对更快地上升到开机温度，再次启动压缩机。

发明内容

本发明的目的在于消除现有技术中不利于降低能耗的因素，提供一种风冷冰箱节电运行方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种风冷冰箱节电运行方法，风冷冰箱具有制冷系统、送风系统、电控装置、用于采集环境温度的环温传感器、用于采集冷藏室温度的冷藏温度传感器和用于采集冷冻室温度的冷冻温度传感器，制冷系统包括通过制冷剂管路循环连通的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，蒸发器用于提供冷量，蒸发器处设有电加热器；

冷藏室门体处设有冷藏门开关，冷冻室门体处设有冷冻门开关；

送风系统包括风道、设置在风道内用于向冷藏室供冷风的冷藏风门和设置在风道内用于向冷冻室供冷风的冷冻风机，电控装置通过线路连接环温传感器、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、电加热器、压缩机、冷藏门开关、冷冻门开关、冷藏风门和冷冻风机；环温传感器采集的实时环境温度值为TH，冷藏温度传感器采集的实时冷藏室温度为TC，冷冻温度传感器采集的实时冷冻室温度为TD，TH、TC和TD均为实数且单位均为℃；电控装置内存储有冷藏室温度修正参数LCXZ、冷藏室温差参数LCWC、压缩机累计运行时间参数TLJ、预设的压缩机累计运行时间上限参数T1、冷藏门开门次数参数LCC、冷冻门开门次数参数LDC、冷藏门开门持续时间参数LCS、冷冻门开门持续时间参数LDS、压缩机节能状态连续工作最长时间值TMAX、冷藏室设定温度参数TLCS以及冷冻室设定温度参数TLDS；

TLJ的单位为小时；T1和TMAX的单位均为小时且55小时≤T1≤72小时；电控装置通过冷藏门开关采集冷藏门开门次数以及开门持续时间，并通过冷冻门开关采集冷冻门开门次数以及开门持续时间，LCC和LDC的单位均为次；LCS和LDS的单位为分钟；LCXZ、TLCS和TLDS的单位均为℃；

本发明的风冷冰箱节电运行方法按以下步骤进行：

在上一个化霜周期结束、电控装置关闭电加热器时，电控装置记录本次化霜持续时间THS，将TLJ的值重置为零并重新开始计时，将LCC和LDC的值重置为零并重新开始计数，开启风冷冰箱节电运行方法；THS的单位为分钟；

风冷冰箱节电运行方法的运行过程中，电控装置每间隔5秒判断一次以下四项退出条件；

第一项退出条件是： 35分钟≤THS≤40分钟；

第二项退出条件是：LCC+LDC≥M1次，M1为自然数且3≤M1≤6；

第三项退出条件是：LCS+LDS≥M2分钟，M2为自然数且2≤M2≤5；

第四项退出条件是：TLJ≥TMAX， 2≤TMAX≤5小时；

以上四项退出条件有至少一项满足时，退出风冷冰箱节电运行方法，电控装置按照现有的风冷冰箱运行方法控制冰箱的运行；

当以上四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置在每一次开机条件满足时开启压缩机，同时打开冷藏风门，并在压缩机关闭时或LCWC≤-1℃时关闭冷藏风门；

LCWC＝TC－TLCS+LCXZ；

LCXZ大于等于-2℃且小于等于1℃；

开机条件是：TD≥TLDS+1℃；

当TLJ≥T1时，完成一次风冷冰箱节电运行的循环，电控装置控制压缩机处于停止状态，关闭冷藏风门和冷冻风机，开启电加热器，进行化霜，化霜后重新运行本风冷冰箱节电运行方法。

压缩机采用变频压缩机，在风冷冰箱节电运行方法的运行过程中，当以上四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置按以下节能调频方法调节压缩机的运行频率；

节能调频方法是：压缩机的最高频率为PMAX，压缩机的最低频率为PMIN；PMAX和PMIN的单位均为Hz；

当TH≤10℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMIN；

当TH≥32℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMAX；

当10＜TH＜32℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMIN+（PMAX-PMIN）×（TH-10）/22。

当TH≤10℃时，LCXZ为-1℃或-2℃；

当10℃＜TH≤25℃时，LCXZ＝-1+（TH-10）/15；

当25℃＜TH≤38℃时，LCXZ＝（TH-25）/13。

当38℃＜TH时，LCXZ＝1。

开机条件满足时开启压缩机，同时打开冷藏风门，能够使冷藏室达到较低的温度，在关闭压缩机后冷藏室的温度能够更晚满足冷藏风门的开启条件。冷藏风门的开启条件为现有技术，是TC≥TLCS+1℃。这样，冷藏室就更晚消耗冷冻室蒸发器处的冷量，进而使得冷冻室的温度能够更晚满足开机条件，这样就延长了压缩机两次启动之间的间隔时间，减少了总的压缩机开启次数，减少开机大电流所消耗的能量，达到节能的目的。

本发明中的节能调频方法，能根据环境温度对压缩机运行频率进行线性调节，与环境温度越低、冰箱冷量散失得越慢，因而压缩机运行频率应当相应越低的技术追求相适应，进而使得压缩机运行频率在不同温度条件下与冰箱对外散失冷量的速度匹配度更为均匀，这样一方面使压缩机的运行工况在整体上更为稳定（类似于汽车的定速巡航），另一方面也能够避免压缩机频繁启动和停止，实现更好的节能效果。

四项退出条件能够防止因运行本风冷冰箱节电运行方法而导致冰箱冷藏室或冷冻室温度过高，避免蒸发器霜层过厚，避免运行风冷冰箱节电运行方法可能导致的负面影响。

冷藏室温差参数LCWC的取值贴近于冰箱工况，能够得出稳定而准确的冷藏室温度修正参数LCXZ的值，为控制冰箱的运行状态提供更准确的数据，从而对冰箱的运行状态进行更优的控制。

总之，本发明能够消除现有技术中不利于降低能耗的因素，使冰箱以更稳定地工况运行，减少总的压缩机开启次数，减少开机大电流所消耗的能量，达到节能的目的。

具体实施方式

风冷冰箱节电运行方法，风冷冰箱具有制冷系统、送风系统、电控装置、用于采集环境温度的环温传感器、用于采集冷藏室温度的冷藏温度传感器和用于采集冷冻室温度的冷冻温度传感器，制冷系统包括通过制冷剂管路循环连通的压缩机、冷凝器、节流装置（毛细管或膨胀阀）和蒸发器，蒸发器用于提供冷量，蒸发器处设有电加热器；

冷藏室门体处设有冷藏门开关，冷冻室门体处设有冷冻门开关；

送风系统包括风道、设置在风道内用于向冷藏室供冷风的冷藏风门和设置在风道内用于向冷冻室供冷风的冷冻风机，电控装置通过线路连接环温传感器、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、电加热器、压缩机、冷藏门开关、冷冻门开关、冷藏风门和冷冻风机；环温传感器采集的实时环境温度值为TH，冷藏温度传感器采集的实时冷藏室温度为TC，冷冻温度传感器采集的实时冷冻室温度为TD，TH、TC和TD均为实数且单位均为℃；电控装置内存储有冷藏室温度修正参数LCXZ、冷藏室温差参数LCWC、压缩机累计运行时间参数TLJ、预设的压缩机累计运行时间上限参数T1、冷藏门开门次数参数LCC、冷冻门开门次数参数LDC、冷藏门开门持续时间参数LCS、冷冻门开门持续时间参数LDS、压缩机节能状态连续工作最长时间值TMAX、冷藏室设定温度参数TLCS以及冷冻室设定温度参数TLDS；

TLJ的单位为小时；T1和TMAX的单位均为小时且55小时≤T1≤72小时；电控装置通过冷藏门开关采集冷藏门开门次数以及开门持续时间，并通过冷冻门开关采集冷冻门开门次数以及开门持续时间，LCC和LDC的单位均为次；LCS和LDS的单位为分钟；LCXZ、TLCS和TLDS的单位均为℃；

风冷冰箱节电运行方法按以下步骤进行：

在上一个化霜周期结束、电控装置关闭电加热器时，电控装置记录本次化霜持续时间（即电加热器的持续开启时间）THS，将TLJ的值重置为零并重新开始计时，将LCC和LDC的值重置为零并重新开始计数，开启风冷冰箱节电运行方法；THS的单位为分钟；

风冷冰箱节电运行方法的运行过程中，电控装置每间隔5秒判断一次以下四项退出条件（刚进入风冷冰箱节电运行方法时立即进行一次四项退出条件的判断）；

第一项退出条件是： 35分钟≤THS≤40分钟；

第二项退出条件是：LCC+LDC≥M1次，M1为自然数且3≤M1≤6次；

第三项退出条件是：LCS+LDS≥M2分钟，M2为自然数且2≤M2≤5分钟；

第四项退出条件是：TLJ≥TMAX， 2≤TMAX≤5小时；

THS、M1、M2以及TMAX等参数的具体值，由设计人员根据冰箱型号在出厂前进行设定。

以上四项退出条件有至少一项满足时，退出风冷冰箱节电运行方法，电控装置按照现有的风冷冰箱运行方法控制冰箱的运行；

当以上四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置在每一次开机条件满足时开启压缩机，同时打开冷藏风门，并在压缩机关闭时或LCWC≤-1℃时关闭冷藏风门；

LCWC＝TC－TLCS+LCXZ；

LCXZ大于等于-2℃且小于等于1℃；

在LCWC≤-1℃时关闭冷藏风门，可以防止冷藏室温度过低。

开机条件是：TD≥TLDS+1℃；

当TLJ≥T1时，完成一次风冷冰箱节电运行的循环，电控装置控制压缩机处于停止状态，关闭冷藏风门和冷冻风机，开启电加热器，进行化霜，化霜后重新运行本风冷冰箱节电运行方法。

开机条件满足时开启压缩机，同时打开冷藏风门，能够使冷藏室达到较低的温度，在关闭压缩机后冷藏室的温度能够更晚满足冷藏风门的开启条件。冷藏风门的开启条件为现有技术，是TC≥TLCS+1℃。这样，冷藏室就更晚消耗冷冻室蒸发器处的冷量，进而使得冷冻室的温度能够更晚满足开机条件，这样就延长了压缩机两次启动之间的间隔时间，减少了总的压缩机开启次数，减少开机大电流所消耗的能量，达到节能的目的。

压缩机采用变频压缩机，在风冷冰箱节电运行方法的运行过程中，当以上四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置按以下节能调频方法调节压缩机的运行频率；

节能调频方法是：压缩机的最高频率为PMAX，压缩机的最低频率为PMIN；PMAX和PMIN的单位均为Hz（赫兹）；

当TH≤10℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMIN；

当TH≥32℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMAX；

当10＜TH＜32℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMIN+（PMAX-PMIN）×（TH-10）/22。

当TH≤10℃时，LCXZ为-1℃或-2℃；

当10℃＜TH≤25℃时，LCXZ＝-1+（TH-10）/15；在-1℃至0℃之间取值，大于-1℃且小于等于0℃，呈线性变化。

当25℃＜TH≤38℃时，LCXZ＝（TH-25）/13。在0℃至1℃之间取值，大于0℃且小于等于1℃，呈线性变化。

当38℃＜TH时，LCXZ＝1。

冷藏室温差参数LCWC具有4段取值范围，TH≤10℃时的取值范围对应环境温度最低的状况，此时冷藏室风门开启时间最短，冷藏室内各处温度不均匀性较强，冷藏温度传感器处的温度容易偏高，因此通过将LCXZ的值取为负值，来对冷藏室内的温度进行修正。

当10℃＜TH≤25℃时，冷藏温度传感器高于冷藏室内平均温度的差值基本呈线性降低，因而此时LCXZ的取值线性升高，最高为0℃。

当25℃＜TH≤38℃时，冷藏温度传感器测得的温度容易低于冷藏室平均温度，因此LCXZ的取值为正值，来对冷藏室内的温度进行修正。同时，此时冷藏温度传感器测得的温度低于冷藏室内平均温度的差值基本呈线性降低，因而此时LCXZ的取值线性升高。

当38℃＜TH时，冷藏温度传感器测得的温度低于冷藏室内平均温度的差值基本不再变化，定值为1℃。

本发明中的节能调频方法，能根据环境温度对压缩机运行频率进行线性调节，与环境温度越低、冰箱冷量散失得越慢，因而压缩机运行频率应当相应越低的技术追求相适应，进而使得压缩机运行频率在不同温度条件下与冰箱对外散失冷量的速度匹配度更为均匀，这样一方面使压缩机的运行工况在整体上更为稳定（类似于汽车的定速巡航），另一方面也能够避免压缩机频繁启动和停止，实现更好的节能效果。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.风冷冰箱节电运行方法，风冷冰箱具有制冷系统、送风系统、电控装置、用于采集环境温度的环温传感器、用于采集冷藏室温度的冷藏温度传感器和用于采集冷冻室温度的冷冻温度传感器，制冷系统包括通过制冷剂管路循环连通的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，蒸发器用于提供冷量，蒸发器处设有电加热器；

冷藏室门体处设有冷藏门开关，冷冻室门体处设有冷冻门开关；

送风系统包括风道、设置在风道内用于向冷藏室供冷风的冷藏风门和设置在风道内用于向冷冻室供冷风的冷冻风机，电控装置通过线路连接环温传感器、冷藏温度传感器、冷冻温度传感器、电加热器、压缩机、冷藏门开关、冷冻门开关、冷藏风门和冷冻风机；环温传感器采集的实时环境温度值为TH，冷藏温度传感器采集的实时冷藏室温度为TC，冷冻温度传感器采集的实时冷冻室温度为TD，TH、TC和TD均为实数且单位均为℃；电控装置内存储有冷藏室温度修正参数LCXZ、冷藏室温差参数LCWC、压缩机累计运行时间参数TLJ、预设的压缩机累计运行时间上限参数T1、冷藏门开门次数参数LCC、冷冻门开门次数参数LDC、冷藏门开门持续时间参数LCS、冷冻门开门持续时间参数LDS、压缩机节能状态连续工作最长时间值TMAX、冷藏室设定温度参数TLCS以及冷冻室设定温度参数TLDS；

TLJ的单位为小时；T1和TMAX的单位均为小时且55小时≤T1≤72小时；电控装置通过冷藏门开关采集冷藏门开门次数以及开门持续时间，并通过冷冻门开关采集冷冻门开门次数以及开门持续时间，LCC和LDC的单位均为次；LCS和LDS的单位为分钟；LCXZ、TLCS和TLDS的单位均为℃；

其特征在于按以下步骤进行：

在上一个化霜周期结束、电控装置关闭电加热器时，电控装置记录本次化霜持续时间THS，将TLJ的值重置为零并重新开始计时，将LCC和LDC的值重置为零并重新开始计数，开启风冷冰箱节电运行方法；THS的单位为分钟；

风冷冰箱节电运行方法的运行过程中，电控装置每间隔5秒判断一次以下四项退出条件；

第一项退出条件是： 35分钟≤THS≤40分钟；

第二项退出条件是：LCC+LDC≥M1次，M1为自然数且3≤M1≤6；

第三项退出条件是：LCS+LDS≥M2分钟，M2为自然数且2≤M2≤5；

第四项退出条件是：TLJ≥TMAX， 2≤TMAX≤5小时；

以上四项退出条件有至少一项满足时，退出风冷冰箱节电运行方法；

当以上四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置在每一次开机条件满足时开启压缩机，同时打开冷藏风门，并在压缩机关闭时或LCWC≤-1℃时关闭冷藏风门；

LCWC＝TC－TLCS+LCXZ；

LCXZ大于等于-2℃且小于等于1℃；

开机条件是：TD≥TLDS+1℃；

当TLJ≥T1时，完成一次风冷冰箱节电运行的循环，电控装置控制压缩机处于停止状态，关闭冷藏风门和冷冻风机，开启电加热器，进行化霜，化霜后重新运行本风冷冰箱节电运行方法。

2.根据权利要求1所述的风冷冰箱节电运行方法，其特征在于：压缩机采用变频压缩机，在风冷冰箱节电运行方法的运行过程中，当以上四项退出条件均不满足，且TLJ＜T1时，电控装置按以下节能调频方法调节压缩机的运行频率；

节能调频方法是：压缩机的最高频率为PMAX，压缩机的最低频率为PMIN；PMAX和PMIN的单位均为Hz；

当TH≤10℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMIN；

当TH≥32℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMAX；

当10＜TH＜32℃时，电控装置控制压缩机的运行频率为PMIN+（PMAX-PMIN）×（TH-10）/22。

3.根据权利要求1或2所述的风冷冰箱节电运行方法，其特征在于：

当TH≤10℃时，LCXZ为-1℃或-2℃；

当10℃＜TH≤25℃时，LCXZ＝-1+（TH-10）/15；

当25℃＜TH≤38℃时，LCXZ＝（TH-25）/13；

当38℃＜TH时，LCXZ＝1。