CN111520942B - 冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱，包括：通过管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、冷冻换热器和冷藏换热器，与管路的冷凝器管路段并联的第一支路，可开断冷凝器管路段和第一支路的第一阀门组件，控制第一阀门组件在化霜模式时连通第一支路断开冷凝器管路进行化霜的控制器。本发明采用电动切换阀改动冷媒流路，实现冰箱系统正常制冷与热气化霜，并且在冷藏蒸发器上增加蓄冷模块，将逆循环化霜期间产生的冷量保留，在冰箱恢复制冷后，冷藏蒸发器可长时间不制冷。在正常冰箱制冷周期内，冷藏蒸发器停止制冷后，可由蓄冷模块继续给冷藏室提供冷量，减少冷藏蒸发器制冷频率，降低冷媒迁移的频率，从而降低冷媒迁移损失，降低冰箱能耗。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及白色家电领域，特别是涉及一种冰箱。

背景技术

随着冰箱容积逐渐增大，双系统冰箱逐渐成为市场主流冰箱。但是传统双蒸发器系统或者多蒸发器系统存在的问题为：传统双蒸发器或者多蒸发器系统需要采用电加热化霜，化霜效率低，化霜功耗高，化霜期间冷冻室温度回升较高。而现有技术中，公开有采用逆循环化霜替代电加热化霜，理论上化霜效率远高于电加热器化霜，可避免电加热器化霜导致的化霜时间长，化霜功耗高、化霜期间冷冻室温度回升较高等问题。但是由于冰箱普遍采用低温冷媒，在环境温度较低时，冰箱系统的排气压力很低，无法达到四通阀换向的最小压力，四通阀无法换向，不能真正实现逆循环热气化霜。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中冰箱化霜效率低的技术问题，提出一种冰箱。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种冰箱，包括：通过管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、冷冻换热器和冷藏换热器，与管路的冷凝器管路段并联的第一支路，可开断冷凝器管路段和第一支路的第一阀门组件，控制第一阀门组件在化霜模式时仅连通第一支路进行化霜的控制器。

管路位于冷冻换热器的出口端上设有第二阀门组件，所述第二阀门组件可开断的三个控制端上分别连接有：管路的冷藏换热器管路段的入口、与冷藏换热器管路段并联的第二支路，与冷藏换热器入口端连通的第三支路，所述第三支路上设有化霜毛细管。

本发明还包括：位于所述冷藏换热器换热流道上的冷藏风机和蓄冷模块，位于所述冷冻蒸发器换热流道上的冷冻风机，连接在所述冷凝器出口端且与第一支路并联的冷冻毛细管。

第二阀门组件在运行所述化霜模式的具体控制为：控制器控制第二阀门组件仅连通第三支路。

在具体的实施例中，冰箱的控制模式包括：依次循环运行的制冷模式、强冷模式和化霜模式。

第一阀门组件和第二阀门组件在制冷模式或强冷模式的具体控制为：控制器控制第一阀门组件连通冷凝器管路、断开第一支路，并根据所述蓄冷模块的温度控制第二阀门组件切换连通冷藏换热器管路段或第二支路。

进一步的，所述根据蓄冷模块的温度控制第二阀门组件具体包括：判断蓄冷模块的温度是否大于预设冷藏温度值，若是，控制第二阀门组件仅连通冷藏换热器管路，若否，控制第二阀门组件仅连通第二支路。

其中，第二阀门组件仅连通冷藏换热器管路段后，当所述蓄冷模块的温度小于蓄冷模块的预设工作值时，控制器控制所述第二阀门组件仅连通第二支路。

压缩机在制冷模式的具体控制为：当冷冻室温度小于或等于预设冷冻温度，且冷藏室温度小于或等于预设冷藏温度时关闭压缩机。

进一步的，在运行强冷模式时，当距离运行化霜模式的时间小于预设时间t1时，所述控制器控制所述第二阀门组件仅连通第二支路。

进一步的，当所述冰箱的冷藏室温度小于预设冷藏温度，且冷藏风机的运行时间大于预设最短运行时间时，控制器控制冷藏风机关闭。

进一步的，当所述化霜模式的运行时间大于预设化霜时间，或者化霜温度大于预设化霜温度时，停机预设时间后再运行制冷模式。

与现有技术比较，本发明根据冰箱运行模式的不同，通过预设温度、预设温差、时间、各温度传感器的温度的变化与差异，分别在冰箱系统的制冷运行、强冷运行、化霜运行三个阶段采用电动切换阀改动冷媒流路，同时控制各个风机的开、停和冷藏蒸发器、冷冻蒸发器、压缩机的开启与关闭，实现冰箱系统正常制冷与热气化霜，并且在冷藏蒸发器上增加蓄冷模块，将逆循环化霜期间产生的冷量保留，在冰箱恢复制冷后，冷藏蒸发器可长时间不制冷。在正常冰箱制冷周期内，冷藏蒸发器停止制冷后，可由蓄冷模块继续给冷藏室提供冷量，减少冷藏蒸发器制冷频率，降低冷媒迁移的频率，从而降低冷媒迁移损失，降低冰箱能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明实施例中制冷模式的结构示意图；

图3为本发明实施例中强冷模式的结构示意图；

图4为本发明实施例中化霜模式的结构示意图；

图5为本发明实施例中四通电动切换阀根据蓄冷模块温度控制的流程图；

图6为本发明实施例制冷模式中冷藏风机根据冷藏室温度控制的流程图；

图7为本发明实施例中压缩机根据冷冻室温度和冷藏换热器开启状态控制的流程图；

图8为本发明实施例中四通电动切换阀的控制流程图；

图9为本发明实施例强冷模式中冷藏风机根据冷藏室温度控制的流程图；

图10为本发明实施例中化霜模式的控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

如图2至4所示，本发明提出了一种冰箱，包括通过管路依次循环连接的压缩机1、冷凝器2、冷冻毛细管7、冷冻换热器6和冷藏换热器4，以及第一支路11、第一阀门组件8和控制器。其中冷冻换热器6和冷藏换热器4为蒸发器，第一阀门组件8设置在压缩机1至冷凝器2之间的管路上，可控制管路中冷凝器管路段的开断，同时第一支路11连接在第一阀门组件8上与冷凝器管路段并联，且冷冻毛细管7的管路也与第一支路11并联，通过控制第一阀门组件8可开断第一支路11和冷凝器管路段，控制器在冰箱运行化霜模式时控制第一阀门组件8连通第一支路11并断开冷凝器管路段，使从压缩机1出来的高温高压冷媒直接流向冷冻换热器6进行化霜。解决了冰箱系统由于四通阀换向压力较低无法采用热气化霜的问题，同时化霜效率相较于电加热化霜更高，化霜时间短。

本发明还包括：冷藏风机、冷冻风机、冷凝风机和蓄冷模块10，冷凝风机和冷冻风机分别对应冷凝器2和冷冻换热器6，位于对应的换热流道上。冷藏风机和蓄冷模块10位于冷藏换热器4的换热流道上。蓄冷模块10可在冷藏蒸发器流通冷媒时积蓄冷量，冷藏蒸发器不流通冷媒时蓄冷模块10散发其积蓄的冷量给冷藏室降温。

管路上位于冷冻换热器的出口端设有第二阀门组件9，第二阀门组件9的输出端上设有可开断的三个控制端，三个控制端上分别连接有：管路的冷藏换热器管路段的入口、与冷藏换热器管路段并联的第二支路12，与冷藏换热器入口端连通的第三支路13，第三支路13上设有化霜毛细管3，运行化霜模式时第二阀门组件9连通第三支路13，断开冷藏换热器管路段的入口和第二支路12，使冷媒经过化霜毛细管和冷藏换热器回流至压缩机。

本发明的控制模式具体包括依次循环运行的制冷模式、强冷模式和化霜模式。在制冷模式和强冷模式中，第一阀门组件8和第二阀门组件9的具体控制为：控制器控制第一阀门组件8开启冷凝器管路段断开第一支路11，并根据蓄冷模块10的温度控制第二阀门组件9仅连通冷藏换热器管路段或第二支路12。

在运行化霜模式时，控制器控制第一阀门组件8连通第一支路11并断开冷凝器管路段，控制第二阀门组件9仅连通第三支路13，使冷冻换热器6变成冷凝器进行化霜。

其中控制器根据蓄冷模块10的温度控制第二阀门组件9具体包括：控制器判断蓄冷模块10的温度是否大于预设冷藏温度值，若是，说明蓄冷模块10的温度过高，无法对冷藏室进行制冷，并需要冷藏换热器4制冷进行蓄冷，因此控制第二阀门组件仅连通冷藏换热器管路段，若否，说明蓄冷模块10温度满足制冷要求，控制第二阀门组件9仅连通第二支路12，使冷藏换热器关闭，通过蓄冷模块对冷藏室进行制冷。其中，在第二阀门组件仅连通冷藏换热器管路段后，当蓄冷模块10的温度小于蓄冷模块的预设工作值时，说明蓄冷模块积蓄的冷量满足要求，控制器控制第二阀门组件仅连通第二支路，断开冷藏换热器管路段使冷藏换热器停止制冷。

压缩机在制冷模式下的具体控制为：仅当冷冻室温度小于或等于预设冷冻温度，且冷藏室温度小于或等于预设冷藏温度时，关闭压缩机1，在关闭压缩机1的同时关闭冷凝风机和冷冻风机。在强冷模式下，压缩机保持常开。

在运行强冷模式时，若蓄冷模块10的温度大于预设温度，且距离开始运行化霜模式的时间大于或等于预设时间t1时，则控制器将第二阀门组件9切换至仅连通冷藏换热器管路段的入口，给蓄冷模块10进行降温。若距离运行化霜模式的时间小于预设时间t1时，控制器控制第二阀门组件9仅连通第二支路12，由蓄冷模块代替冷藏蒸发器进行制冷。

在运行制冷模式、强冷模式或化霜模式时，当冷藏室温度小于预设冷藏温度，且冷藏风机的运行时间大于预设最短运行时间时，控制器控制冷藏风机关闭，若冷藏室的温度大于或等于预设冷藏温度时或冷藏风机的运行时间小于预设最短运行时间，控制器控制冷藏风机开启。

当化霜模式的运行时间大于预设化霜时间，或者化霜温度大于预设化霜温度时，停机预设时间后运行再制冷模式。

在具体的实施例中，蓄冷模块的蓄冷剂为结冰温度为0℃~-20℃的溶液材料，可采用塑料袋或者塑料盒收纳，蓄冷剂具体可以为无机盐共混物或者为丙三醇、氯化钠和水的混合物。蓄冷冰袋或者蓄冷冰盒可放置在冷藏蒸发器的蒸发腔内。蓄冷冰袋或者蓄冷冰盒与冷藏蒸发器管路充分接触。蓄冷模块可将逆循环化霜期间产生的冷量吸收并保留在箱体内，同时为系统提供热量，保证化霜可持续运行；在冰箱恢复制冷后，冷藏蒸发器可长时间不制冷，冰箱节能效果良好。

第一阀门组件8为电动切换阀，电动切换阀的入口端表示为A1，冷凝器管路段与电动切换阀的接入端为B1，第一支路与电动切换阀的接入端为C1。第二阀门组件为四通电动切换阀，四通电动切换阀的入口端表示为A2，第二支路与四通电动切换阀的接入端为D2，第三支路与四通电动切换阀的接入端为B2，管路的冷藏换热器管路段的入口与四通电动切换阀的接入端为C2。

制冷模式、强冷模式和化霜模式在实施例中的具体控制如下：

制冷模式运行阶段（四通电动切换阀接通A1-B1通路，关闭A1-C1通路）

预设蓄冷模块工作温度最低值T1；由用户预设的冷藏室温度值Tc设、冷冻室温度值Tf设。

如图5所示，蓄冷模块10为系统提供冷量时，冷藏蒸发器处于关闭状态，此时四通电动切换阀接通A2-D2通路，关闭A2-B2、A2-C2通路。当温度传感器检测到蓄冷模块的温度Tx＞Tc设，说明蓄冷模块温度较高，控制器将四通电动切换阀切换至A2-C2通路，冷藏蒸发器开始制冷，此时蓄冷模块开始吸收冷量；冷藏蒸发器运行并持续制冷时，系统流程图如附图2所示，此时四通电动切换阀接通A2-C2通路，关闭A2-B2、A2-D2通路。当温度传感器检测到蓄冷模块的温度Tx≤T1，说明蓄冷模块温度足够低，已蓄有足够冷量，控制器将四通电动切换阀切换至A2-D2通路，关闭冷藏蒸发器，冷藏蒸发器不再制冷，转而由蓄冷模块提供冷量。

如图6所示，冷藏风机的具体控制为：当冷藏风机关闭时，若温度传感器检测到冷藏室温度Tc＞Tc设，则说明此时冷藏室温度较高，需要制冷，则控制器打开冷藏风机，此时可由冷藏蒸发器提供冷量，也可由蓄冷模块提供冷量；冷藏风机持续开启时，若温度传感器检测到冷藏室温度Tc≤Tc设，说明此时冷藏室温度较低，不需要制冷，则控制器将冷藏风机关闭，此时冷藏蒸发器与蓄冷模块的冷量不再输送到冷藏室。

如图7所示，冷藏风机、冷藏蒸发器可以同时运行，此时由冷藏蒸发器为冷藏室提供冷量；冷藏风机、冷藏蒸发器可以同时关闭，此时系统中不需要为冷藏室提供冷量；也可以冷藏风机开、冷藏蒸发器关，此时由蓄冷模块为冷藏室提供冷量；也可以冷藏风机关、冷藏蒸发器开，此时蓄冷模块吸收冷藏蒸发器制造的冷量。

冷冻蒸发器和冷冻风机的具体控制为：当冷冻蒸发器、冷冻风机处于关闭状态时，冷冻室温度持续上升，当温度传感器检测到Tf＞Tf设时，冷冻室需要冷量，则控制器运行压缩机与冷凝风机，同步运行冷冻蒸发器、冷冻风机，冷冻蒸发器制冷，冷冻风机将冷量输送到冷冻室。

当四通电动切换阀接通A2-C2通路使冷藏蒸发器运行时，无论冷冻室的温度如何，冷冻蒸发器、冷冻风机都需要运行以完成正常制冷循环。所以，只要Tf＞Tf设、四通电动切换阀接通A2-C2通路这两个条件满足其一，控制器就会运行压缩机与冷凝风机，同步运行冷冻蒸发器与冷冻风机，进行正常制冷循环；当冷冻蒸发器、冷冻风机持续运行时，若温度传感器检测到Tf≤Tf设，则继续检测冷藏蒸发器的运行状态，否则冷冻蒸发器、冷冻风机继续开启。若四通电动切换阀接通A2-D2通路，冷藏蒸发器为关闭状态，则控制器关闭冷冻蒸发器、冷冻风机、压缩机与冷凝风机，此时系统处于正常制冷运行的停机状态。所以需要同时满足冷冻室温度Tf≤Tf设、四通电动切换阀接通A2-C2断路这两个条件，控制器才会将冷冻蒸发器、冷冻风机、压缩机与冷凝风机关闭，使系统停机。

强冷模式运行阶段（四通电动切换阀接通A1-B1通路，关闭A1-C1通路）

压缩机处于常开状态，冷冻蒸发器、冷凝风机、冷冻风机也处于常开状态；仅有冷藏蒸发器、冷藏风机的开闭状态变化；预设时间t1、t2、t4；t1为距离化霜开始时的最短时间；t2为冷藏风机的最短时间, 制冷期间（即制冷和强冷期间）压缩机累计运行最大时间为t4。

如图8所示，若蓄冷模块的温度Tx＞Tc设，且此时距离开始化霜的时间t≥t1，则控制器将四通电动切换阀A2-C2通路，冷藏蒸发器运行，蓄冷模块吸收冷藏蒸发器制取的冷量；蓄冷模块持续吸收冷量，当其温度降低至Tx≤T1时，或者此时距离开始化霜的时间t＜t1，控制器将四通电动切换阀切换至A2-D2通路，冷藏蒸发器关闭，由蓄冷模块储存的冷量来代替冷藏蒸发器制取的冷量。

当此时距离开始化霜的时间t＜t1时，冷藏蒸发器将会关闭。这是为了在进入化霜前，蓄冷模块能够有一定的时间吸热、放冷，能够达到较高温度，在进入化霜后，可以立即吸冷，为系统提供热量，保证化霜可持续运行。

如图9所示，当冷藏室温度Tc≤Tc设，且冷藏风机的运行时间t´≥t2，则冷藏风机关闭，不再向冷藏室输送冷风，使蓄冷模块能够尽可能提供较多冷量至冷藏室，保证冷藏室的散热，也能使蓄冷模块较快达到较高温度。之后冷藏室温度持续上升，当上升至冷藏室温度Tc＞Tc设时，冷藏风机运行，由蓄冷模块或者冷藏蒸发器提供冷量，风机将冷量输送到冷藏室以制冷。

化霜模式运行阶段（四通电动切换阀接通A1-C1通路，关闭A1-B1通路；四通电动切换阀接通A2-B2通路，关闭A2-C2、A2-D2通路）

当压缩机制冷期间的累计运行时间t´´´≥t4时，进入化霜阶段。在化霜阶段，冷冻风机、冷凝风机为常闭状态；预设一个化霜传感器检测的化霜温度的最大温度值T2，化霜运行的最大时间t3。

如图10所示，系统处于化霜阶段时，若化霜传感器检测的化霜温度Th≥T2，或者化霜时间t´´≥t3时，代表化霜完成，则退出化霜，关闭压缩机、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器，系统停机预设时间后，系统再次开启，进入正常制冷模式（四通电动切换阀接通A1-B1通路，关闭A1-C1通路），开始下一次循环。其中，冷藏风机在化霜模式的运行、关闭控制与制冷时相同。

以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冰箱，其特征在于，包括：通过管路依次循环连接的压缩机、冷凝器、冷冻换热器和冷藏换热器，位于所述冷藏换热器换热流道上的蓄冷模块，与管路的冷凝器管路段并联的第一支路，可开断冷凝器管路段和第一支路的第一阀门组件，控制第一阀门组件在化霜模式时仅连通第一支路进行化霜的控制器，所述管路位于冷冻换热器的出口端上设有第二阀门组件，所述第二阀门组件可开断的三个控制端上分别连接有：管路的冷藏换热器管路段的入口、与冷藏换热器管路段并联的第二支路，与冷藏换热器入口端连通的第三支路，所述第三支路上设有化霜毛细管，所述冰箱的控制模式包括：依次循环运行的制冷模式、强冷模式和化霜模式，在强冷模式下，压缩机保持常开，在运行所述强冷模式时，当距离开始运行化霜模式的时间小于预设时间t1时，所述控制器控制所述第二阀门组件仅连通第二支路。

2.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，还包括：位于所述冷藏换热器换热流道上的冷藏风机，位于所述冷冻蒸发器换热流道上的冷冻风机。

3.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，还包括：连接在所述冷凝器出口端且与第一支路并联的冷冻毛细管。

4.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述第二阀门组件在运行所述化霜模式的具体控制为：控制器控制第二阀门组件仅连通第三支路。

5.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述第一阀门组件和第二阀门组件在制冷模式或强冷模式的具体控制为：控制器控制第一阀门组件仅连通冷凝器管路段，并根据所述蓄冷模块的温度控制第二阀门组件在连通冷藏换热器管路段与连通第二支路之间切换。

6.如权利要求5所述的冰箱，其特征在于，所述根据蓄冷模块的温度控制第二阀门组件具体包括：判断蓄冷模块的温度是否大于预设冷藏温度值，若是，控制第二阀门组件仅连通冷藏换热器管路段，若否，控制第二阀门组件仅连通第二支路。

7.如权利要求6所述的冰箱，其特征在于，所述第二阀门组件仅连通冷藏换热器管路段后，当所述蓄冷模块的温度小于蓄冷模块的预设工作值时，控制器控制所述第二阀门组件仅连通第二支路。

8.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述压缩机在制冷模式的具体控制为：当冷冻室温度小于或等于预设冷冻温度，且冷藏室温度小于或等于预设冷藏温度时关闭压缩机。

9.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，当所述冰箱的冷藏室温度小于预设冷藏温度，且冷藏风机的运行时间大于预设最短运行时间时，控制器控制冷藏风机关闭。

10.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，当所述化霜模式的运行时间大于预设化霜时间，或者化霜温度大于预设化霜温度时，停机预设时间后运行制冷模式。

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