CN110749150A - 一种冷冻风机的转速控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种冷冻风机的转速控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种冷冻风机的转速控制系统，包括请求接收模块、选择模块和控制模块，请求接收模块与选择模块连接，选择模块与控制模块连接。本发明根据冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度的差值△T和压缩机转速可间接反映出冰箱制冷负荷大小的原理，动态调整冷冻风机运行占空比，实现冷冻风机转速随制冷工况动态变化而适时调整，解决了现有技术因冷冻风机采用较大的固定转速运行而导致冰箱噪音偏大以及能耗测试开机率增大的问题，既降低风机运行时产生的噪音，提升用户对冰箱的使用体验，又可相对降低冰箱运行能耗值，最终达到“节能、静音”的目的。

Description

一种冷冻风机的转速控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于智能家电技术领域，涉及到一种冷冻风机的转速控制系统及其控制方法。
背景技术
对于单循环制冷系统的变频风冷冰箱来说，冷冻风机转速的大小影响着冰箱制冷性能的好歹。目前，对于变频风冷冰箱的冷冻风机的转速控制一般采用以较高固定的转速运行或根据环境温度的高低做简单的转速调整；在实际使用过程中，该控制方法存在以下问题：
目前，大多数风冷冰箱冷冻风机都在较高的固定转速下运行，冷冻风机转速亦未能与冰箱实际制冷需求大小做到合理匹配，不能根据冰箱运行实时情况，智能化地对冷冻风机的转速进行调整。在冰箱高负荷时，冰箱制冷需求大，冷冻风机以高转速运行，以保证冰箱快速制冷。然而冰箱在一年中大部分时间内，冰箱运行负荷相对较小，冷冻风机无须仍以高转速运行；其运行噪音相对较大，降低了用户对冰箱的体验。
对于变频冰箱而言，为达到节能降耗的目的，在冰箱负荷较低时，压缩机以较低转速运行。此时，蒸发温度相对较高，并不断地波动变化：在冷藏制冷时，蒸发温度相对较高，仅比冷冻间室温度略低，而冷藏制冷结束，冷冻单独制冷时，蒸发温度又快速降低。若冷冻风机转速不能随冰箱制冷状态的变化而变化，就会出现冷藏制冷时风机高速运行，蒸发温度较高，对冷冻间室起不到制冷作用，反而会起动加热的作用，进而增加了压缩机运行率，不利于冰箱整机能耗的降低。
因此，如何根据冰箱的实时运行情况，智能化地控制冰箱冷冻风机的运行转速，使其与冰箱制冷负荷大小做到合理匹配，既能降低冰箱整机能耗，又可以合理降低冷冻风机运行时产生的噪音，提升用户对冰箱的体验，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种冷冻风机的转速控制系统及其控制方法，通过为不同的制冷负荷需求和风量需求选择不同的风机运行占空比，通过调整冷冻风机运行占空比控制冷冻风机转速，解决了现有技术因冷冻风机采用较大的固定转速运行而导致冰箱噪音偏大以及能耗测试开机率增大的问题，提升用户对冰箱的使用体验。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种冷冻风机的转速控制系统，包括请求接收模块、选择模块和控制模块；
所述请求接收模块，与选择模块连接，请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后或冷冻风机启动后每隔预设时间，将冷冻风机转速选择请求传输给选择模块；
所述选择模块包括温度采集及计算单元、压缩机转速采集单元、判断单元和选择单元；判断单元分别与温度采集及计算单元、压缩机转速采集单元和选择单元连接；所述温度采集及计算单元采集冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度，并计算出二者的差值△T，并将计算的差值△T发送至判断单元；
所述压缩机转速采集单元采集压缩机转速信息，并将当前压缩机转速信息发送至判断单元；
所述判断单元判断当前差值△T所处的预设温度范围与当前压缩机转速所处的预设转速范围，并将实际差值△T对应的预设温度范围和实际压缩机转速对应的预设转速范围传输给选择单元；
所述选择单元根据实际差值△T对应的预设温度范围和实际压缩机转速对应的预设转速范围，选择预设的冷冻风机运行目标占空比，并将选择的冷冻风机运行目标占空比数据传输给控制模块；
所述控制模块接收选择模块中的选择单元发送的冷冻风机运行目标占空比数据，并根据冷冻风机运行目标占空比数据启动冷冻风机或调整冷冻风机当前工作占空比。
进一步地,所述温度采集及计算单元包括温度传感器和温度计算模块。
进一步地,所述压缩机转速采集单元包括转速采集模块。
一种冷冻风机的转速控制方法，包括以下步骤：
SS01、请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后或冷冻风机启动后每隔预设时间段，将风机转速选择请求传输给选择模块；
SS02、选择模块采集压缩机转速并判断所处预设转速范围，同时采集冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度，计算二者差值△T并判断其所处的预设温度范围；
SS03、选择模块根据实际数值△T对应的预设温度范围与实际压缩机转速对应的预设转速范围，并选择预设的冷冻风机目标占空比；
SS04、控制模块根据冷冻风机运行目标占空比数据启动冷冻风机或调整冷冻风机当前工作占空比。
进一步地,所述步骤SS01中，所述请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后，将冷冻风机转速选择请求传输给选择模块，且在冷冻风机启动后每隔预设时间，请求接收模块传输一次风机转速选择请求给选择模块，直至冷冻风机停止运行为止。
进一步地,所述步骤SS01中，所述差值△T根据以下公式计算：△T＝T1-T2，其中，△T为冷冻间室温度与冷冻蒸发器温度的差值，单位℃；T1为冷冻间室温度，即冷冻间室传感器采集温度，单位℃；T2为冷冻蒸发器温度，即冷冻蒸发器室传感器采集温度，单位℃。
本发明的有益效果：
本发明根据冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度的差值△T和压缩机转速可间接反映出冰箱制冷负荷大小的原理，动态调整冷冻风机运行占空比，实现冷冻风机转速随制冷工况动态变化而适时调整，解决了现有技术因冷冻风机采用较大的固定转速运行而导致冰箱噪音偏大以及能耗测试开机率增大的问题，既降低风机运行时产生的噪音，提升用户对冰箱的使用体验，又可相对降低冰箱运行能耗值，最终达到“节能、静音”的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种冷冻风机的转速控制系统的示意图；
图2为本发明中一种冷冻风机的转速控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种冷冻风机的转速控制系统，包括请求接收模块、选择模块和控制模块，请求接收模块与选择模块连接，选择模块与控制模块连接；
请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后或冷冻风机启动后每隔预设时间，将冷冻风机转速选择请求传输给选择模块；
选择模块包括温度采集及计算单元、压缩机转速采集单元、判断单元和选择单元；判断单元分别与温度采集及计算单元、压缩机转速采集单元和选择单元连接；温度采集及计算单元采集冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度，并计算出二者的差值△T，并将计算的差值△T发送至判断单元，其中，温度采集及计算单元包括温度传感器和温度计算模块；
压缩机转速采集单元采集压缩机转速信息，并将当前压缩机转速信息发送至判断单元，其中，压缩机转速采集单元包括转速采集模块；
判断单元判断当前差值△T所处的预设温度范围与当前压缩机转速所处的预设转速范围，并将实际差值△T对应的预设温度范围和实际压缩机转速对应的预设转速范围传输给选择单元；
选择单元根据实际差值△T对应的预设温度范围和实际压缩机转速对应的预设转速范围，选择预设的冷冻风机运行目标占空比，并将选择的冷冻风机运行目标占空比数据传输给控制模块，其中，占空比为风机一个完整的开停周期内风机运行时间所占的百分比；
控制模块接收选择模块中的选择单元发送的冷冻风机运行目标占空比数据，并根据冷冻风机运行目标占空比数据启动冷冻风机或调整冷冻风机当前工作占空比。
请参阅图2所示，一种冷冻风机的转速控制方法，包括以下步骤：
SS01、请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后或冷冻风机启动后每隔预设时间段，将风机转速选择请求传输给选择模块；
请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后，将冷冻风机转速选择请求传输给选择模块，且在冷冻风机启动后每隔一段预设时间，请求接收模块传输一次风机转速选择请求给选择模块，直至冷冻风机停止运行为止。
SS02、选择模块采集压缩机转速并判断所处预设转速范围，同时采集冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度，计算二者差值△T并判断其所处的预设温度范围；
差值△T根据以下公式计算：△T＝T1-T2
其中，△T为冷冻间室温度与冷冻蒸发器温度的差值，单位℃；
T1为冷冻间室温度，即冷冻间室传感器采集温度，单位℃；
T2为冷冻蒸发器温度，即冷冻蒸发器室传感器采集温度，单位℃。
SS03、选择模块根据实际数值△T对应的预设温度范围与实际压缩机转速对应的预设转速范围，并选择预设的冷冻风机目标占空比；
其中，冷冻风机转速与占空比对应关系，如表1所示：
表1冷冻风机转速与占空比对应表
Figure BDA0002236016050000061
将冷冻风机按运行占空比对应转速分成十二个档位，每个占空比对应一个预设风机转速。
将△T温度分成四个预设温度范围，将压缩机转速分五个预设转速范围，任意一个预设温度范围与任意一个预设转速范围搭配，对应一个预设风机转速，如下表2所示：
表2冷冻风机转速选择表
Figure BDA0002236016050000071
SS04、控制模块根据冷冻风机运行目标占空比数据启动冷冻风机或调整冷冻风机当前工作占空比。
冷冻风机选择目标占空比的流程包括以下步骤：首先，冷冻风机有启动需求时，采集冷冻间室温度T1为-18℃和冷冻蒸发器温度为T2为-18.5℃，并计算△T为0.5℃，采集压缩机转速为1800rpm；之后，判定△T温度在“△T≤1”温度范围内，判定压缩机转速在“1680～2370”速度范围内；最后根据表2选择冷冻风机转速档位为S5，根据表1所选择的目标占空比为50％，对应的转速是685rpm，冷冻风机以此状态启动，之后每隔1分钟采集1次冷冻间室、冷冻蒸发器温度和压缩机转速，重新选择冷冻风机运行占空比，调整风机运行转速，如此往复，直至冷冻风机停止运行为止。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种冷冻风机的转速控制系统，其特征在于：包括请求接收模块、选择模块和控制模块；
所述请求接收模块，与选择模块连接，请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后或冷冻风机启动后每隔预设时间，将冷冻风机转速选择请求传输给选择模块；
所述选择模块包括温度采集及计算单元、压缩机转速采集单元、判断单元和选择单元；判断单元分别与温度采集及计算单元、压缩机转速采集单元和选择单元连接；所述温度采集及计算单元采集冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度，并计算出二者的差值△T，并将计算的差值△T发送至判断单元；
所述压缩机转速采集单元采集压缩机转速信息，并将当前压缩机转速信息发送至判断单元；
所述判断单元判断当前差值△T所处的预设温度范围与当前压缩机转速所处的预设转速范围，并将实际差值△T对应的预设温度范围和实际压缩机转速对应的预设转速范围传输给选择单元；
所述选择单元根据实际差值△T对应的预设温度范围和实际压缩机转速对应的预设转速范围，选择预设的冷冻风机运行目标占空比，并将选择的冷冻风机运行目标占空比数据传输给控制模块；
所述控制模块接收选择模块中的选择单元发送的冷冻风机运行目标占空比数据，并根据冷冻风机运行目标占空比数据启动冷冻风机或调整冷冻风机当前工作占空比。
2.根据权利要求1所述的一种冷冻风机的转速控制系统，其特征在于：所述温度采集及计算单元包括温度传感器和温度计算模块。
3.根据权利要求1所述的一种冷冻风机的转速控制系统，其特征在于：所述压缩机转速采集单元包括转速采集模块。
4.根据权利要求1所述的一种冷冻风机的转速控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
SS01、请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后或冷冻风机启动后每隔预设时间段，将风机转速选择请求传输给选择模块；
SS02、选择模块采集压缩机转速并判断所处预设转速范围，同时采集冷冻间室温度和冷冻蒸发器温度，计算二者差值△T并判断其所处的预设温度范围；
SS03、选择模块根据实际数值△T对应的预设温度范围与实际压缩机转速对应的预设转速范围，并选择预设的冷冻风机目标占空比；
SS04、控制模块根据冷冻风机运行目标占空比数据启动冷冻风机或调整冷冻风机当前工作占空比。
5.根据权利要求4所述的一种冷冻风机的转速控制方法，其特征在于：所述步骤SS01中，所述请求接收模块在接收到冷冻风机启动命令后，将冷冻风机转速选择请求传输给选择模块，且在冷冻风机启动后每隔预设时间，请求接收模块传输一次风机转速选择请求给选择模块，直至冷冻风机停止运行为止。
6.根据权利要求4所述的一种冷冻风机的转速控制方法，其特征在于：所述步骤SS01中，所述差值△T根据以下公式计算：△T＝T1-T2，其中，△T为冷冻间室温度与冷冻蒸发器温度的差值，单位℃；T1为冷冻间室温度，即冷冻间室传感器采集温度，单位℃；T2为冷冻蒸发器温度，即冷冻蒸发器室传感器采集温度，单位℃。
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