CN110793262A - 制冷器具 - Google Patents

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张孝娟
王强
杨香飞
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Abstract

本发明提供了本发明提供了一种制冷器具，包括：用于储藏物品的间室；可与所述间室连通的蒸发器室，用于冷却风的蒸发器设置于该蒸发器室中；被所述蒸发器冷却的风可在所述间室和蒸发器室之间循环流动；用于检测蒸发器结霜情况的电容式霜传感器，该电容式霜传感器包括第一电极和第二电极；其中，所述第二电极被设置为至少所述蒸发器的部分，所述第一电极与所述蒸发器表面相对并保持预定间隔。从而可以利用电容式霜传感器实时检测蒸发器上的结霜量，并依据对应检测到的电容值的变化量而确定比较准确的蒸发器化霜的开始或结束时间点，提高蒸发器化霜的效率。

Description

制冷器具
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别涉及家用冰箱及其控制方法。
背景技术
家用冰箱在使用过程中，不可避免会在冷藏室和冷冻室的蒸发器上结霜，所以需要定期启动安装在蒸发器上的加热器来给蒸发器除霜，并将化霜水通过排水管道排出。相应地，冰箱的运行控制包括给间室制冷的制冷循环和给蒸发器除霜的化霜循环。
无霜冰箱中的化霜控制常见的是定时化霜，定时化霜有可能在蒸发器表面结霜很少时冰箱就开始化霜，这会造成能源的浪费。此外，上述方法的另一缺陷是：在潮湿季节，用户开门次数增多蒸发器上已积累了很多霜，但未到规定化霜时间，冰箱还未开始化霜，这就会严重影响冰箱的制冷性能。为了克服定时化霜的缺陷，一些改进的化霜控制方法是根据冰箱通电时间、压缩机工作时间、开门次数、环境温度等因素来控制化霜。这些化霜控制方法虽然一定程度上提高了化霜的效率，但考虑的因素很多，程序逻辑复杂。
发明内容
本发明解决的问题之一是冰箱运行过程中如何精确地及时化霜。
为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种制冷器具，包括：用于储藏物品的间室；可与所述间室连通的蒸发器室，用于冷却风的蒸发器设置于该蒸发器室中；被所述蒸发器冷却的风可在所述间室和蒸发器室之间循环流动；用于检测蒸发器结霜情况的电容式霜传感器，该电容式霜传感器包括第一电极和第二电极；其中，所述第二电极被设置为至少所述蒸发器的部分，所述第一电极与所述蒸发器表面相对并保持预定间隔。
从而可以利用电容式霜传感器检测蒸发器的结霜量，并依据该检测得到的电容值或其变化而确定比较准确的蒸发器化霜的开始或结束时间点，提高蒸发器化霜的效率。
将电容式霜传感器中的一个电极设置为蒸发器，使得该传感器在现有技术中的蒸发器室内设置安装更加简单易行，只需要考虑其中另一个电极如何设置即可。
可选的，所述第一电极设置于所述蒸发器室的壁上。
可选的，所述蒸发器室的壁上设置凹槽，所述第一电极设置于该凹槽之中。
如此可以避免第一电极凸出地设置于蒸发器室的壁上而挤压蒸发器室的空间。
可选的，所述凹槽向内凹陷形成所述预定间隔。
该预定间隔是电容式霜传感器进行检测有效空间，随着在该预定间隔内结霜厚度的变化，电容式霜传感器相应地检测得到的电容值也会发生改变。
另外该预定间隔设置于凹槽之内而不会占据蒸发器室的空间，保证原先蒸发器室的热交换空间。
可选的，所述第一电极包括若干个且分别设置于所述蒸发器室的壁上的不同位置，以分别检测所述蒸发器上不同位置的结霜情况。
如此通过检测蒸发器不同位置的结霜情况而准确判定蒸发器的整体结霜状况，从而据此更加准确地判定是否开启化霜。
所述若干个包括两个及两个以上。
可选的，所述第一电极被支撑于所述蒸发器上并与所述蒸发器彼此绝缘。
如此提供了另一种设置安装第一电极的方式，也是比较简单易行的，不需要对蒸发器或蒸发器室做出额外的改造。
可选的，所述第一电极包括若干个且分别被支撑于所述蒸发器上的不同位置，以分别检测所述蒸发器上不同位置的结霜情况。
如此通过检测蒸发器不同位置的结霜情况而准确判定蒸发器的整体结霜状况，从而据此更加准确地判定是否开启化霜。
可选的，若干个所述第一电极彼此串联或并联。
基于不同检测计算方法而可选择地实施第一电极彼此串联或并联。
可选的，所述蒸发器室的壁上设置隔热金属板或金属层，所述第一电极被设置为该隔热金属板或金属层。
如此可以充分利用原有蒸发器室内的结构设置，不需要额外地对蒸发器室进行复杂改造或安装即能实现电容式霜传感器的功能。
可选的，还包括与所述电容式霜传感器连接的控制单元，所述控制单元基于所述电容式霜传感器检测的电容值或其变化控制所述蒸发器化霜的开始和/或结束。
如此可以比较直接准确地判断蒸发器的结霜情况，对控制蒸发器化霜开始或结束的时间点较为精准。从而避免了不必要的化霜，节省能源；也能够在有化霜需求的情况下及时启动化霜，提高制冷系统的工作效率。另外，基于电容值这个单一因素而控制化霜的启动，在控制逻辑上更加简单。
可选的，所述控制单元被设置成：基于所述检测的电容值C2与基准电容值C1的比较结果控制所述蒸发器化霜的开始和/或结束。
所述比较结果既包括C2与C1之间的差值比较结果，也包括C2与C1之间的比例比较结果。
可选的，所述控制单元被设置成：当所述检测的电容值C2减去基准电容值C1而获得的差值大于或等于一预设值△V1时，所述控制单元控制所述蒸发器开始化霜。
可选的，所述控制单元被设置成：当所述检测的电容值C2减去基准电容值C1而获得的差值小于或等于另一预设值△V2时，所述控制单元控制所述蒸发器结束化霜；其中△V1远大于△V2。
可选的，所述基准电容值C1为在所述蒸发器没有结霜的情况下所述电容式霜传感器检测的原始电容值。
可选的，所述控制单元被设置成：当判定蒸发器结束化霜的条件满足时，再经过预设时间T后，所述控制单元才控制所述蒸发器结束化霜。
在结束化霜条件满足时推迟预设时间后再真正地结束化霜有利于化霜水被充分地排出蒸发器室。
可选的，所述第一电极表面涂覆绝缘材料。
如此至少保证第一电极与作为第二电极的蒸发器保证绝缘而避免整个电容式霜传感器失效。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的冰箱的纵切示意图；
图2本发明申请第一实施例中蒸发器室的结构示意图；
图3是图2中电容式霜传感器的第一电极设置于箱体的后壁上的结构示意图；
图4是本发明申请第二实施中电容式霜传感器的第一电极设置于箱体的后壁上的结构示意图；
图5是本发明申请第三实施例中蒸发器室的结构示意图；
图6是基于电容式霜传感器检测的电容值控制蒸发器化霜的流程图。
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做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。
本发明实施例以制冷器具被实施为家用冰箱为例进行说明，本发明既可以适用于两门冰箱，也可以适用于三门冰箱，对开门冰箱或多门冰箱等。
图1是本发明实施例冰箱的纵刨面示意图。如图1所示，本发明的一种实施方式中的家用冰箱，其具有冰箱间室2的箱体1，制冷和化霜系统，以及控制该制冷和化霜系统的控制单元。其中该制冷和化霜系统包括压缩机3、蒸发器4、风扇5、加热器(图中未显示)等元件。控制单元分别与用于检测蒸发器温度的蒸发器温度传感器、检测冰箱间室温度的间室温度传感器以及检测蒸发器结霜情况的电容式霜传感器连接(图中未显示)。在本实施方式中，冰箱间室2是冰箱的冷冻室，其通常的设定温度为零下18度，当然在其它实施方式中，冰箱间室2也可以被设置为冰箱的冷藏室或变温室。
蒸发器4是设置在箱体1的后壁10与盖板6之间的冷冻室蒸发器，放置蒸发器4的空间可以称为蒸发器室，所述后壁10与盖板6即是该蒸发器室的壁。风扇5是临近设置冷冻室蒸发器上方的蒸发器风扇，蒸发器风扇的扇叶水平放置且与箱体1的后壁10与盖板6之间的距离很小。加热器可以是与蒸发器的翅片和制冷剂管道相邻近连接固定在一起的常见电加热丝。蒸发器温度传感器可以是设置在蒸发器上以检测蒸发器的温度。冰箱间室温度传感器可以是设置在冷冻室的内壁上以检测冷冻室内温度。电容式霜传感器设置于蒸发器室中以检测蒸发器4的结霜情况。这三个传感器检测到的温度和蒸发器结霜情况反馈到控制单元的控制电路板中进行处理。控制单元依据处理结果发出相应的控制信号给压缩机3、蒸发器4、风扇5、加热器等元件，从而实现控制冷冻室的制冷和蒸发器4的化霜。
通常情况下，冰箱在启动执行前后两个化霜程序之间具有一定的化霜间隔时间，由于现有技术中设定固定的化霜间隔时间以启动化霜程序存在诸多缺点，例如不能及时进行化霜操作而影响冰箱的制冷性能或频繁地进行化霜操作而浪费能耗等，因此必须依据蒸发器的确切结霜量去启动相应的化霜程序。对此，本发明提出了通过电容式霜传感器实时监控蒸发器的结霜量以达到精确控制化霜的目的。
具体的是，该电容式霜传感器包括第一电极和第二电极；所述第二电极被设置为至少所述蒸发器的部分，所述第一电极与所述蒸发器表面相对并保持预定间隔。随着蒸发器结霜量的变化，电容式霜传感器能够及时地检测第一电极与第二电极之间的电容值及其变化。从而基于上述检测到电容值变化准确判断蒸发器的结霜程度，为是否启动下一次蒸发器化霜提供准确的判断依据。
图2是本发明申请第一实施例中蒸发器室的结构示意图。如图2所示，箱体1的后壁10与盖板6之间限定出蒸发器室。蒸发器4设置与该蒸发器室中，并分别与后壁10和盖板6贴近，以使得风从蒸发器室通过时基本是从蒸发器4的主体穿过，有利于热交换。电容式霜传感器的第一电极8可以设置于作为蒸发器室的两个壁之一的后壁10之上。尤其的是，该后壁10上设置凹槽7，电容式霜传感器的第一电极8设置于该凹槽7之中，如此可以避免第一电极8凸出地设置于后壁10上而挤压蒸发器室的空间。
进一步的，所述凹槽7向内凹陷形成预定间隔9，以使得第一电极8与作为第二电极的蒸发器4表面相对并保持预定间隔9。该预定间隔9是电容式霜传感器进行检测有效空间，随着在该预定间隔9内结霜厚度的变化，电容式霜传感器相应地检测得到的电容值也会发生改变。另外该预定间隔9设置于凹槽7之内而不会占据蒸发器室的空间，保证原先蒸发器室的热交换空间。
图3是图2中电容式霜传感器的第一电极设置于箱体的后壁上的结构示意图。如图3所示，电容式霜传感器的第一电极8设置于蒸发器4在箱体1的后壁10之上的投影区41，如此使得第一电极8能够与作为第二电极的蒸发器4的表面保持相对。
图4是本发明申请第二实施中电容式霜传感器的第一电极设置于箱体的后壁上的结构示意图。如图4所示，该第二实施例与上述第一实施例的不同之处在于：第一电极8被设置为若干个，例如三个。该三个第一电极8分别设置于蒸发器4在后壁10之上的投影区41中的不同位置，例如三个第一电极8分别设置于该投影区41中的左中右位置。如此不同第一电极8分别面对蒸发器4的不同区域，从而在不同第一电极8与蒸发器4的相应不同区域之间可检测相应的电容值及其变化，基于此而获得蒸发器4不同区域的结霜情况。如此可以更加准确地判定蒸发器4的整体结霜状况，从而据此更加准确地判定是否开启化霜。
进一步的是，若干个所述第一电极8彼此串联或并联。基于不同计算蒸发器结霜量的方法而可选择地实施若干第一电极8彼此串联或并联。若是彼此串联，监测的电容值是几个串联金属板对应电容的总和，并基于该总和的电容值评估蒸发器整体的结霜量程度。若是彼此并联，则是同时检测多个不同区域的多个电容值，以此获得不同区域的结霜量，并基于不同区域的结霜量而苹果蒸发器整体的结霜量程度。
图5是本发明申请第三实施例中蒸发器室的结构示意图。蒸发器化霜时，加热器加热而使得蒸发器室内温度升高，从而达到霜融化的效果。为了使加热器加热产生的热量集中于蒸发器室内，尤其是集中于待化霜的蒸发器之上，通常会在蒸发器室的壁上设置金属板或金属层，例如铝板或一层铝箔等，从而将热量反射回到蒸发器上，也避免热量辐射到冰箱间室内而影响其储藏温度。如图5所示，箱体1的后壁10与盖板6之间限定出蒸发器室。蒸发器4设置与该蒸发器室中。构造成蒸发器室的壁的后壁10和盖板6之上分别设置金属板，即第一金属板11设置于后壁10上，第二金属板12设置与盖板6的内表面上。第一金属板11可以被设置为电容式霜传感器中的第一电极，并与被设置为电容式霜传感器中的第二电极的蒸发器4表面保持预定间隔9。如此可以充分利用原有蒸发器室内的结构设置，不需要额外地对蒸发器室进行复杂改造或安装即能实现电容式霜传感器的功能。
上述各个实施例中，第一电极表面均可以涂覆绝缘材料。如此至少保证第一电极与作为第二电极的蒸发器保证绝缘而避免整个电容式霜传感器失效。
在其它实施例中，与上述各个实施例不同之处在于：上述第一电极不是设置于蒸发器室的壁上，而是被支撑于所述蒸发器之上并与所述蒸发器彼此绝缘且保持预定间隔。如此提供了另一种设置安装第一电极的方式，也是比较简单易行的，不需要对蒸发器或蒸发器室做出额外的改造。
进一步的是，所述第一电极包括若干个且分别被支撑于所述蒸发器上的不同位置，以分别检测所述蒸发器上不同位置的结霜情况。如前所述，若干个所述第一电极彼此可以串联或并联。基于不同计算蒸发器结霜量的方法而可选择地实施若干第一电极彼此串联或并联。
图6是基于电容式霜传感器检测的电容值控制蒸发器化霜的流程图。如图6所示，冰箱在出厂中即赋予基准电容值C1一个预设初始值，以作为冰箱开始运行后第一次判断是否启动蒸发器化霜的判断参数。当然也可以在用户第一次使用该冰箱时，冰箱开机后电容式霜传感器第一次测得的电容值即为基准电容值C1。总之，基准电容值C1为在原始状态下蒸发器没有结霜的情况下所述电容式霜传感器检测的原始电容值。
在冰箱随后正常工作过程中，电容式霜传感器不断检测第一电极与作为第二电极的蒸发器之间的电容值及其变化以获得检测的电容值C2。并不断地将检测的电容值C2与基准电容值C1比较，根据比较结果进一步判断是否开始蒸发器的下一次化霜。
当所述检测的电容值C2减去基准电容值C1而获得的差值大于或等于一预设值△V1时，即冰箱控制单元控制所述蒸发器开始化霜。此△V1需要通过制冷实验结合电容式霜传感器测试设定。当实时监测的电容值逐渐变大时，说明蒸发器上的霜在逐渐增长，当霜的增长量已经影响到冰箱的制冷效果时(即电容的变化量达到△V1时)，启动化霜程序。
冰箱执行化霜程序过程中，电容式霜传感器仍然不断检测第一电极与作为第二电极的蒸发器之间的电容值及其变化以获得检测的电容值C2。
当所述检测的电容值C2减去基准电容值C1而获得的差值小于或等于另一预设值△V2时，说明蒸发器结束化霜的条件基本满足了，控制单元可以控制蒸发器结束化霜，但是为了让化霜水被充分地排出蒸发器室，此时可以延迟预定时间T，之后控制单元才真正控制蒸发器结束化霜。其中△V1远大于△V2，因为△V2接近或约等于零，△V2的具体值同样需要通过实验选择设定。当△V2接近或约等于零，则当前第一电极与作为第二电极的蒸发器之间的霜基本融化掉了，说明整个蒸发器上的霜也基本融化掉了，从而满足启动结束化霜的条件。
如此可以比较直接准确地判断蒸发器的结霜情况，对控制蒸发器化霜开始或结束的时间点较为精准。从而避免了不必要的化霜，节省能源；也能够在有化霜需求的情况下及时启动化霜，提高制冷系统的工作效率。另外，基于电容值这个单一因素而控制化霜的启动，在控制逻辑上更加简单。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种制冷器具，包括：
用于储藏物品的间室(2)；
可与所述间室(2)连通的蒸发器室，用于冷却风的蒸发器(4)设置于该蒸发器室中；被所述蒸发器(4)冷却的风可在所述间室(2)和蒸发器室之间循环流动；
用于检测蒸发器(4)结霜情况的电容式霜传感器，该电容式霜传感器包括第一电极(8)和第二电极；
其特征在于，所述第二电极被设置为至少所述蒸发器(4)的部分，所述第一电极(8)与所述蒸发器(4)表面相对并保持预定间隔。
2.如权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，所述第一电极(8)设置于所述蒸发器室的壁上。
3.如权利要求2所述的制冷器具，其特征在于，所述蒸发器室的壁上设置凹槽(7)，所述第一电极(8)设置于该凹槽(7)之中。
4.如权利要求3所述的制冷器具，其特征在于，所述凹槽(7)向内凹陷形成所述预定间隔(9)。
5.如权利要求2所述的制冷器具，其特征在于，所述第一电极(8)包括若干个且分别设置于所述蒸发器室的壁上的不同位置，以分别检测所述蒸发器(4)上不同位置的结霜情况。
6.如权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，所述第一电极(8)被支撑于所述蒸发器(4)上并与所述蒸发器(4)彼此绝缘。
7.如权利要求6所述的制冷器具，其特征在于，所述第一电极(8)包括若干个且分别被支撑于所述蒸发器(4)上的不同位置，以分别检测所述蒸发器(4)上不同位置的结霜情况。
8.如权利要求5或7所述的制冷器具，其特征在于，若干个所述第一电极(8)彼此串联或并联。
9.如权利要求2所述的制冷器具，其特征在于，所述蒸发器室的壁上设置隔热金属板或金属层，所述第一电极(8)被设置为该隔热金属板或金属层。
10.如权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，还包括与所述电容式霜传感器连接的控制单元，所述控制单元基于所述电容式霜传感器检测的电容值或其变化控制所述蒸发器化霜的开始和/或结束。
11.如权利要求10所述的制冷器具，其特征在于，所述控制单元被设置成：基于所述检测的电容值C2与基准电容值C1的比较结果控制所述蒸发器化霜的开始和/或结束。
12.如权利要求11所述的制冷器具，其特征在于，所述控制单元被设置成：当所述检测的电容值C2减去基准电容值C1而获得的差值大于或等于一预设值△V1时，所述控制单元控制所述蒸发器开始化霜。
13.如权利要求12所述的制冷器具，其特征在于，所述控制单元被设置成：当所述检测的电容值C2减去基准电容值C1而获得的差值小于或等于另一预设值△V2时，所述控制单元控制所述蒸发器结束化霜；其中△V1远大于△V2。
14.如权利要求11、12或13所述的制冷器具，其特征在于，所述基准电容值C1为在所述蒸发器没有结霜的情况下所述电容式霜传感器检测的原始电容值。
15.如权利要求10、11或13所述的制冷器具，其特征在于，所述控制单元被设置成：当判定蒸发器结束化霜的条件满足时，再经过预设时间T后，所述控制单元才控制所述蒸发器结束化霜。
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