CN112611154B - 一种并联双系统冰箱及除霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联双系统冰箱及除霜控制方法。所述并联双系统冰箱包括压缩机、冷凝器、冷冻毛细管、冷藏毛细管、冷藏蒸发器、冷冻蒸发器以及电磁三通阀、单向阀和电磁阀。通过多个阀门与管路的配合，利用冷冻蒸发器霜层冷量，增加冷藏室入口制冷剂过冷度，到达减小除霜能耗、增大制冷量、减小开机率的目的。本发明利用高温高压的制冷剂对冷冻蒸发器进行除霜，降低除霜时间，减小对箱温的影响，同时利用冷冻室霜层的冷量来提高进入冷藏蒸发器制冷剂的过冷度，达到提升冷藏室制冷量、减小开机率的目的，本发明同时还具有成本相对低廉的优点。

Description

一种并联双系统冰箱及除霜控制方法

技术领域

本发明涉及冰箱技术领域，尤其涉及一种并联双系统冰箱及除霜控制方法。

背景技术

目前对并联双系统风冷无霜冰箱的除霜一般是采用电加热的形式，通过加热器的辐射来除去蒸发器表面霜层。该方式虽然布置简单，成本低廉，但除霜时间长，效率低，消耗的大部分电能转化为热量传入间室内，抬高间室温度。有研究表明，采用电加热除霜时，只有30％左右的热量用于除霜，其余部分都转化为箱内热负荷。这种除霜方式不但白白浪费了霜层冷量，并且参与除霜的电加热器功耗也相对较高，在节能减排政策的要求下，这种冰箱除霜方式并不适用。

综上，现有冰箱除霜方式有除霜时间长、能耗高、浪费霜层冷量的问题。

发明内容

为解决现有技术中冰箱除霜效率低的问题，本发明提供了一种并联双系统冰箱及除霜控制方法；本发明使用高温高压制冷剂吸收霜层冷量，一方面融化去除冷冻蒸发器表面霜层，另一方面利用霜层冷量增大进入冷藏蒸发器的制冷剂节流前过冷度，提高制冷量，减小开机率，降低能耗。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种并联双系统冰箱，包括压缩机，冷凝器，及两个并联的冷冻蒸发器和冷藏蒸发器；

所述冷凝器入口设置有第一电磁三通阀，出口设置有第二电磁三通阀，第一电磁三通阀的第二出口与单向阀支路出口汇合后接入冷凝器，第一电磁三通阀的第一出口与电磁阀汇合连接冷冻蒸发器；第二电磁三通阀第一出口与冷冻毛细管相连，所述冷冻毛细管出口与冷冻蒸发器相连，所述冷冻蒸发器出口经电磁阀后接入压缩机吸气口；第二三通电磁阀的第二出口与冷藏毛细管、冷藏蒸发器串联后接入压缩机吸气口。

作为本发明的进一步改进，所述冷冻蒸发器设置在冷冻室，所述冷藏蒸发器设置在冷藏室。

作为本发明的进一步改进，当冷冻蒸发器需要制冷时，第一电磁三通阀入口与第二出口连通，第二电磁三通阀入口与第二第一出口连通，电磁阀打开；从压缩机流出的制冷剂经第一电磁三通阀、冷凝器、第二电磁三通阀、冷冻毛细管、冷冻蒸发器电磁阀后进入压缩机吸气腔。

作为本发明的进一步改进，当冷冻蒸发器不需要除霜，冷藏蒸发器需要制冷时，第一电磁三通阀的入口与第二出口连通，第二电磁三通阀入口与第二出口连通，电磁阀闭合；从压缩机流出的制冷剂经第一电磁三通阀、冷凝器、第二电磁三通阀、冷藏毛细管、冷藏蒸发器后进入压缩机吸气腔。

作为本发明的进一步改进，当冷冻蒸发器需要除霜时；第一电磁三通阀的入口与第一出口连通，第二电磁三通阀入口与第二出口连通，电磁阀闭合；从压缩机流出的制冷剂经第一电磁三通阀、冷冻蒸发器单向阀、冷凝器、第二电磁三通阀、冷藏毛细管、冷藏蒸发器后进入压缩机吸气腔。

一种并联双系统冰箱的控制方法，包括除霜控制和冷藏室除霜控制；

冷藏蒸发器除霜直接采用冷藏室回风化霜，停止给冷藏室制冷后，冷藏风机继续转动，并检测风道回风温度和送风温度，当两者差值小于设定值T0时，关闭冷藏室风机，除霜结束；

冷冻蒸发器除霜采用阀门与管路配合，从压缩机流出的高温高压气体一方面在冷冻蒸发器内放热除霜，另一方面吸收霜层冷量，增大冷藏蒸发器节流前过冷度，增加制冷量；并根据冷藏间室温度，兼顾除霜时间、冷量和能耗，自动控制冷凝风机和冷藏风机的启停，在除霜工况时冷藏室温度不会过低且使系统在最佳工况稳定运行。

作为本发明的进一步改进，冷藏蒸发器除霜具体控制方法为：

当冷藏室停止制冷后，冷藏室风机继续转动，并重置定时器；检测风道回风口温度和送风温度之差T；当T<Tc时，风机停转，除霜结束；当T>Tc时，将定时器时间t与设定最大除霜时间td比较；当t<td时，冷藏风机继续转动，当t>td时，冷藏风机停转，除霜结束；

作为本发明的进一步改进，冷冻蒸发器除霜具体控制方法为：

当冷冻室的化霜传感器检测到冷冻蒸发器需要化霜后，第一电磁三通阀入口与第一出口连通；第二电磁三通阀入口与第二出口连通；电磁阀闭合；制冷剂依次经过第一电磁三通阀、冷冻蒸发器单向阀、冷凝器、第二电磁三通阀、冷藏毛细管、冷藏蒸发器后重新吸入压缩机内；高温高压的制冷剂在冷冻蒸发器内蒸发吸热，一方面，释放的热量融化蒸发器霜层，另一方面，吸收冷量提高制冷剂在冷藏毛细管前的过冷度；

作为本发明的进一步改进，还包括冷冻蒸发器除霜优化方法：

S101：冷冻室的化霜传感器检测到冷冻蒸发器需要化霜后，第一电磁三通阀入口与第一出口连通；第二电磁三通阀入口与第二出口连通；电磁阀闭合，进行S102；

S102：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T1，若Tr>T1，则冷凝风机，冷藏风机开启，进入S104，否则进行S103；

S103：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T2，若Tr>T2，则冷凝风机停转，冷藏风机启动，进入S104；否则冷凝风机停转，冷藏风机停转，进入S104；

S104：判断此时冷冻蒸发器是否除霜完毕，如果除霜完成，进行S105，否则返回S101；

S105：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T1，若Tr>T1，将第一电磁三通阀入口与第二出口连通；第二电磁三通阀入口与第二出口连通；电磁阀闭合，对冷藏室进行制冷，否则将第一电磁三通阀入口与第二出口连通；第二电磁三通阀入口与第一出口连通；电磁阀打开，对冷冻室进行制冷。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明并联双系统冰箱通过多个阀门与管路的配合，利用高温高压制冷剂吸收冷冻蒸发器霜层冷量，在快速除霜的同时，能够增加冷藏蒸发器节流前制冷剂过冷度，提高制冷量，减小开机率，降低能耗。本发明利用高温高压的制冷剂来对冷冻蒸发器进行除霜，降低除霜时间，减小对箱温的影响，同时利用冷冻室霜层的冷量来提高进入冷藏蒸发器制冷剂的过冷度，达到提升冷藏室制冷量的目的，本发明同时还具有成本相对低廉的优点。

该并联双系统冰箱可以在对冷冻蒸发器除霜时，利用霜层冷量增大冷藏蒸发器节流前的过冷度，提高制冷量，减小开机率，降低能耗。

冷藏蒸发器的回风除霜控制方式采用送回风温差和除霜时间共同控制，除霜精度和除霜效率更高。

冷冻蒸发器的除霜控制方式兼顾除霜时间、冷量和能耗，能够在保证冷藏室温度不会过低的前提上，使系统在最佳工况下稳定运行。

附图说明

图1是本发明冰箱的系统布置示意图；

图2是本发明冷藏蒸发器除霜具体控制方法流程图；

图3为本发明冷冻蒸发器除霜方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明一种并联双系统冰箱布置，如图1所示，包括压缩机1、冷凝器2和两个并联的蒸发器；

具体所述并联双系统冰箱包括压缩机、冷凝器、冷冻毛细管、冷藏毛细管、冷藏蒸发器、冷冻蒸发器以及电磁三通阀、单向阀和电磁阀。

冷冻蒸发器6给冷冻室提供冷量，冷藏蒸发器9给冷藏室提供冷量。

冷凝器2入口设置有第一电磁三通阀3，第一电磁三通阀3的第二出口303与单向阀10支路出口汇合后接入冷凝器2，第一电磁三通阀3的第一出口302与电磁阀7汇合连接冷冻蒸发器6。冷凝器2出口设置有第二电磁三通阀4，第二电磁三通阀4第一出口402与冷冻毛细管5相连，所述毛细管5出口与冷冻蒸发器6相连，所述冷冻蒸发器6出口经电磁阀7后接入压缩机1吸气口。第二三通电磁阀第二出口403与冷藏毛细管8、冷藏蒸发器9串联后接入压缩机1吸气口。

毛细管还可以采用其他的节流装置，电磁阀还可以采用其他的三通阀。

当冷冻蒸发器6需要制冷时。第一电磁三通阀3入口301与第二出口303连通，第二电磁三通阀4入口401与第二第一出口402连通，电磁阀7打开。从压缩机1流出的制冷剂经第一电磁三通阀3、冷凝器2、第二电磁三通阀4、冷冻毛细管5、冷冻蒸发器6电磁阀7后进入压缩机吸气腔。

当冷冻蒸发器6不需要除霜，冷藏蒸发器9需要制冷时。第一电磁三通阀3的入口301与第二出口303连通，第二电磁三通阀4入口401与第二出口403连通，电磁阀7闭合。从压缩机1流出的制冷剂经第一电磁三通阀3、冷凝器2、第二电磁三通阀4、冷藏毛细管8、冷藏蒸发器9后进入压缩机吸气腔。

当冷冻蒸发器6需要除霜时。第一电磁三通阀3的入口301与第一出口302连通，第二电磁三通阀4入口401与第二出口403连通，电磁阀7闭合。从压缩机1流出的制冷剂经第一电磁三通阀3、冷冻蒸发器6单向阀10、冷凝器2、第二电磁三通阀4、冷藏毛细管8、冷藏蒸发器9后进入压缩机吸气腔。

本发明还提供一种除霜控制方式包括冷冻蒸发器6除霜控制方式和冷藏蒸发器9除霜控制方式。

冷藏蒸发器9除霜方式：

冷藏蒸发器9除霜直接采用冷藏室回风化霜，停止给冷藏室制冷后，风机继续转动，并检测风道回风温度和送风温度，当两者差值小于设定值T0时，关闭冷藏室风机12，除霜结束。

冷藏蒸发器9除霜具体控制方法：

当冷藏室停止制冷后，冷藏室风机12继续转动，并重置定时器；检测风道回风口温度和送风温度之差T；当T<Tc时，风机停转，除霜结束；当T>Tc时，将定时器时间t与设定最大除霜时间td比较；当t<td时，冷藏风机12继续转动，当t>td时，冷藏风机12停转，除霜结束。Tc例如为3℃，td例如为15min。冷藏蒸发器9除霜方法流程图如下图2所示。

冷冻蒸发器6除霜方式：

冷冻蒸发器6除霜采用阀门与管路配合，使用高温高压气体进行除霜，并根据冷藏间室温度，兼顾除霜时间、冷量和能耗，自动控制冷凝风机和冷藏风机的启停，保证在除霜工况时冷藏室温度不会过低的前提下，使系统在最佳工况稳定运行。

冷冻蒸发器6除霜具体控制方法：

①当冷冻室的化霜传感器检测到冷冻蒸发器6需要化霜后，第一电磁三通阀3入口301与第一出口302连通；第二电磁三通阀4入口401与第二出口403连通；电磁阀7闭合。制冷剂依次经过第一电磁三通阀3、冷冻蒸发器6单向阀10、冷凝器2、第二电磁三通阀4、冷藏毛细管8、冷藏蒸发器9后重新吸入压缩机内。高温高压的制冷剂在冷冻蒸发器6内蒸发吸热，一方面，释放的热量融化蒸发器霜层，另一方面，吸收霜层冷量提高制冷剂节流前过冷度。

②因为在对冷冻蒸发器除霜时，制冷剂必需流经冷藏蒸发器，并在冷藏室释放冷量。这种除霜方式在提高冷藏室制冷量的同时，可能在除霜过程中出现冷藏间室温度过低的情况，这会对储藏的食品品质造成一定影响。为了使该除霜模式能够兼顾除霜时间、冷量和能耗，同时防止冷藏室温度过低，并使系统在最佳工况下稳定运行，因此设置两个温度档位T1和T2(T1>T2)，T1为冷藏室正常制冷循环时的停机温度，T2为考虑食品冷藏温度范围下的最低温度。当冷藏间室温度大于T1时，冷凝风机和冷藏风机正常启动，冷藏室继续制冷；当冷藏间室温度小于T1大于T2时，冷凝风机关闭，冷藏风机正常启动，减缓冷藏室温度下降速率的同时延长下阶段冷藏室的停机时间；当冷藏间室温度小于T2时，冷凝风机和冷藏风机停机，保证冷藏室温度不会低于最小值。为达到上述目的对控制方式做进一步优化。

S101：冷冻室的化霜传感器检测到冷冻蒸发器6需要化霜后，第一电磁三通阀3入口301与第一出口302连通；第二电磁三通阀4入口401与第二出口403连通；电磁阀7闭合，进行S102；

S102：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T1，若Tr>T1，则冷凝风机13，冷藏风机12开启，进入S104，否则进行S103；

S103：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T2，若Tr>T2，则冷凝风机13停转，冷藏风机12启动，进入S104；否则冷凝风机13停转，冷藏风机12停转，进入S104。

S104：判断此时冷冻蒸发器6是否除霜完毕，如果除霜完成，进行S105，否则返回S101；

S105：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T1，若Tr>T1，将第一电磁三通阀3入口301与第二出口303连通；第二电磁三通阀4入口401与第二出口403连通；电磁阀7闭合，对冷藏室进行制冷，否则将第一电磁三通阀3入口301与第二出口303连通；第二电磁三通阀4入口401与第一出口402连通；电磁阀7打开，对冷冻室进行制冷。

T1例如为3℃，T2例如为0℃。冷冻蒸发器6除霜方法流程图如下图3所示。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种并联双系统冰箱的控制方法，其特征在于，所述并联双系统冰箱包括压缩机（1），冷凝器（2），及两个并联的冷冻蒸发器（6）和冷藏蒸发器（9）；

所述冷凝器（2）入口设置有第一电磁三通阀（3），出口设置有第二电磁三通阀（4），第一电磁三通阀（3）的第二出口（303）与单向阀（10）支路出口汇合后接入冷凝器（2），第一电磁三通阀（3）的第一出口（302）与电磁阀（7）汇合连接冷冻蒸发器（6）；第二电磁三通阀（4）第一出口（402）与冷冻毛细管（5）相连，所述冷冻毛细管（5）出口与冷冻蒸发器（6）相连，所述冷冻蒸发器（6）出口经电磁阀（7）后接入压缩机（1）吸气口；第二电磁 三通阀（4）的第二出口（403）与冷藏毛细管（8）、冷藏蒸发器（9）串联后接入压缩机（1）吸气口；

所述控制方法，包括除霜控制和冷藏室除霜控制；

冷藏蒸发器（9）除霜直接采用冷藏室回风化霜，停止给冷藏室制冷后，冷藏风机（12）继续转动，并检测风道回风温度和送风温度，当两者差值小于设定值T0时，关闭冷藏室风机（12），除霜结束；

冷冻蒸发器（6）除霜采用阀门与管路配合，从压缩机（1）流出的高温高压气体一方面在冷冻蒸发器内放热除霜，另一方面吸收霜层冷量，增大冷藏蒸发器节流前过冷度，增加制冷量；并根据冷藏间室温度，兼顾除霜时间、冷量和能耗，自动控制冷凝风机和冷藏风机的启停，在除霜工况时冷藏室温度不会过低且使系统在最佳工况稳定运行；

冷冻蒸发器（6）除霜具体控制方法为：

当冷冻室的化霜传感器检测到冷冻蒸发器（6）需要化霜后，第一电磁三通阀（3）入口（301）与第一出口（302）连通；第二电磁三通阀（4）入口（401）与第二出口（403）连通；电磁阀（7）闭合；制冷剂依次经过第一电磁三通阀（3）、冷冻蒸发器（6）单向阀（10）、冷凝器（2）、第二电磁三通阀（4）、冷藏毛细管（8）、冷藏蒸发器（9）后重新吸入压缩机内；高温高压的制冷剂在冷冻蒸发器（6）内蒸发吸热，一方面，释放的热量融化蒸发器霜层，另一方面，吸收冷量提高制冷剂在冷藏毛细管（8）前的过冷度；

还包括冷冻蒸发器（6）除霜优化方法：

S101：冷冻室的化霜传感器检测到冷冻蒸发器（6）需要化霜后，第一电磁三通阀（3）入口（301）与第一出口（302）连通；第二电磁三通阀（4）入口（401）与第二出口（403）连通；电磁阀（7）闭合，进行S102；

S102：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T1，若Tr>T1，则冷凝风机（13），冷藏风机（12）开启，进入S104，否则进行S103；

S103：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T2，若Tr>T2，则冷凝风机（13）停转，冷藏风机（12）启动，进入S104；否则冷凝风机（13）停转，冷藏风机（12）停转，进入S104；

S104：判断此时冷冻蒸发器（6）是否除霜完毕，如果除霜完成，进行S105，否则返回S101；

S105：判断此时冷藏室温度Tr是否达到设定值T1，若Tr>T1，将第一电磁三通阀（3）入口（301）与第二出口（303）连通；第二电磁三通阀（4）入口（401）与第二出口（403）连通；电磁阀（7）闭合，对冷藏室进行制冷，否则将第一电磁三通阀（3）入口（301）与第二出口（303）连通；第二电磁三通阀（4）入口（401）与第一出口（402）连通；电磁阀（7）打开，对冷冻室进行制冷。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述冷冻蒸发器（6）设置在冷冻室，所述冷藏蒸发器（9）设置在冷藏室。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

当冷冻蒸发器（6）需要制冷时，第一电磁三通阀（3）入口（301）与第二出口（303）连通，第二电磁三通阀（4）入口（401）与第二第一出口（402）连通，电磁阀（7）打开；从压缩机（1）流出的制冷剂经第一电磁三通阀（3）、冷凝器（2）、第二电磁三通阀（4）、冷冻毛细管（5）、冷冻蒸发器（6）电磁阀（7）后进入压缩机吸气腔。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

当冷冻蒸发器（6）不需要除霜，冷藏蒸发器（9）需要制冷时，第一电磁三通阀（3）的入口（301）与第二出口（303）连通，第二电磁三通阀（4）入口（401）与第二出口（403）连通，电磁阀（7）闭合；从压缩机（1）流出的制冷剂经第一电磁三通阀（3）、冷凝器（2）、第二电磁三通阀（4）、冷藏毛细管（8）、冷藏蒸发器（9）后进入压缩机吸气腔。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

当冷冻蒸发器（6）需要除霜时；第一电磁三通阀（3）的入口（301）与第一出口（302）连通，第二电磁三通阀（4）入口（401）与第二出口（403）连通，电磁阀（7）闭合；从压缩机（1）流出的制冷剂经第一电磁三通阀（3）、冷冻蒸发器（6）单向阀（10）、冷凝器（2）、第二电磁三通阀（4）、冷藏毛细管（8）、冷藏蒸发器（9）后进入压缩机吸气腔。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，冷藏蒸发器（9）除霜具体控制方法为：

当冷藏室停止制冷后，冷藏室风机（12）继续转动，并重置定时器；检测风道回风口温度和送风温度之差T；当T<Tc时，风机停转，除霜结束；当T>Tc时，将定时器时间t与设定最大除霜时间td比较；当t<td时，冷藏风机（12）继续转动，当t>td时，冷藏风机（12）停转，除霜结束。

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