CN113167524A - 冰箱及其控制方法 - Google Patents

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CN113167524A CN201980078641.XA CN201980078641A CN113167524A CN 113167524 A CN113167524 A CN 113167524A CN 201980078641 A CN201980078641 A CN 201980078641A CN 113167524 A CN113167524 A CN 113167524A
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Abstract

一种冰箱,包括:主体,其包括储藏室;蒸发器,其设置在储藏室的后部并被配置成产生冷空气;除霜加热器,其布置在蒸发器下方,空气流入蒸发器中并且除霜加热器配置成去除蒸发器上形成的霜或冰;温度传感器,其设置在蒸发器的顶部并且配置为测量温度;以及控制器,其配置为基于由温度传感器测量的第一测量结果在第一除霜周期中停止除霜加热器的操作,并且基于不同于第一测量结果的第二测量结果在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作。

Description

冰箱及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于高效去除蒸发器上形成的霜或冰的冰箱及其控制方法。
背景技术
冰箱是具有储藏室和用于将冷空气供应到储藏室中以保持食物新鲜的冷空气供应部的装置。
储藏室具有敞开的前部,该前部在常规时间由门关闭以保持储藏室的温度。
冷空气供应部通过使用蒸汽压缩制冷周期将热量泵出储藏室而将储藏室保持在低温。
冷空气供应部包括用于产生冷气的蒸发器、用于引导由蒸发器产生的冷气供应到储藏室中的风机、以及用于接收由风机引导的冷气并将其释放到储藏室中的冷气管道。
蒸发器连接到储藏室,从而接触具有相对较高的温度的潮湿空气并吸收热量。在该过程中,包含在相对较低温度的潮湿空气中的过饱和蒸汽被冷凝并在蒸发器的表面上结霜。
当冰箱继续工作时,霜积聚并变稠,使得通过蒸发器的空气的流速降低。此外,蒸发器表面上的耐热性增加,结果,制冷周期的性能降低。因此,对于冰箱,需要一种除霜过程来周期地去除积聚在蒸发器上的霜。
冰箱通常通过由布置在蒸发器周围的电加热器产生的热的对流和辐射热传递来融化霜来除霜。
根据管道的材料,电加热器被分类为软线加热器(cord heater)或护套加热器(sheath heater)。
具体地说,软线加热器包括铝管,并具有与蒸发器的管相同的布置特征。护套加热器是便宜的,但是其不足之处在于它在除霜过程之后仍然留下大量的霜。护套加热器包括镍合金管并且主要放置在蒸发器下方。护套加热器比软线加热器留下更少的霜,但是与软线加热器相比消耗大量的功率。
对于最近的冰箱来说,通常同时使用前述的软线加热器和护套加热器来提高能量效率,然而,这种组合也显著增加了冰箱的运行成本。
根据与潮湿空气的接触,蒸发器被分成形成大量霜的区域和形成少量霜的区域。换句话说,蒸发器被不均匀地结霜。尽管如此,传统的冰箱运行除霜过程中使用的加热器,而不管霜的不均匀形成。这可能导致低效的情况,其中蒸发器的一些部分被过热得比必需的多。
发明内容
技术问题
本发明提供一种冰箱及其控制方法,其将蒸发器分成在使用护套加热器的除霜过程中形成霜或冰的区域,并有效地对区域进行除霜,从而降低除霜过程中的功耗。
技术方案
根据本公开的一个方面,冰箱包括:主体,其包括储藏室;蒸发器,其设置在储藏室的后部并被配置成产生冷空气;除霜加热器,其布置在蒸发器下方,空气流入蒸发器中并且除霜加热器配置成去除蒸发器上形成的霜或冰;温度传感器,其设置在蒸发器的顶部并且配置为测量温度;以及控制器,其配置为基于由温度传感器测量的第一测量结果在第一除霜周期中停止除霜加热器的操作,并且基于不同于第一测量结果的第二测量结果在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作。
控制器可以基于第一测量结果确定在第一除霜周期中停止除霜加热器的操作的时间点,并且基于第二除霜周期中的第二测量结果改变该时间点。
控制器可以基于高于第一测量结果的第二测量结果在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作。
控制器可以多次执行第一除霜周期,并以预定的周期控制用于第二除霜周期的除霜加热器。
控制器可以改变预设的周期。
控制器可以基于第三测量结果停止除霜加热器在第二除霜周期中的操作,该第三测量结果高于第一测量结果但低于第二测量结果。
冰箱还可以包括冷却模块,该冷却模块包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀器,并且控制器可以当在除霜周期中停止除霜加热器的操作之后控制冷却模块处于冷却周期中,并且在冷却周期完成之后在第二除霜周期中启动除霜加热器的操作。
除霜加热器可以包括护套加热器,该护套加热器包括产生热量的管,并且该管可以位于蒸发器下方。
除霜加热器可包括位于蒸发器下方的产生热量的第一管和从第一管分支的、与换热管并联连接并位于蒸发器中央区域的第二管。
冰箱还可以包括布置在蒸发器的中央区域中的第二温度传感器,并且控制器可以基于由温度传感器测量的测量结果在第一除霜周期中停止除霜加热器的操作,并且基于由第二温度传感器测量的测量结果在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作。
根据本公开的另一方面,冰箱的控制方法包括:在第一除霜周期中操作除霜加热器;基于温度传感器测量的第一测量结果,停止除霜加热器在第一除霜周期中的操作;在第二除霜周期中操作除霜加热器;基于由温度传感器测量的第二测量结果,停止除霜加热器在第二除霜周期中的操作。
在第一除霜周期中停止除霜加热器的操作可以包括:基于第一测量结果确定在第一除霜周期中停止除霜加热器的操作的时间点。
在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作可以包括:基于第二测量结果改变在第一除霜周期中确定的时间点。
在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作可以包括:基于第二测量结果停止在第二除霜周期中除霜加热器的操作,该第二测量结果低于第一测量结果。
控制方法还可以包括多次执行第二除霜周期,并且以预设的周期执行第一除霜周期。
执行第二除霜周期多次和以预设周期执行第一除霜周期可以包括改变预设周期。
在第二除霜周期中停止除霜加热器的操作可以包括:基于第三测量结果停止在第二除霜周期中除霜加热器的操作,该第三测量结果高于第二测量结果但低于第一测量结果。
控制方法还可以包括:基于第二测量结果在第三除霜周期中停止除霜加热器的操作。
除霜加热器可包括位于蒸发器下方的产生热量的第一管和从第一管分支的与换热管并联连接并位于蒸发器中央区域的第二管。
有益效果
根据本发明的实施例,冰箱及其控制方法将蒸发器分成在使用护套加热器的除霜过程中形成霜或冰的区域,并有效地对区域进行除霜,从而降低除霜过程中的功耗。
根据本发明的另一个实施例,冰箱及其控制方法可以降低除霜过程中使用的除霜热的温度,提高蒸发器的冷却效率,并且容易地恢复保持储藏室内部的温度所需的目标温度,从而降低控制冰箱所需的冷却能量。
根据本公开的另一实施例,冰箱及其控制方法可以仅使用护套加热器,从而解决了在使用两种类型的加热器的常规情况中出现的问题。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的冰箱的立体图;
图2示出了根据本公开的实施例的冰箱的侧剖视图;
图3示出了根据本公开的实施例的冰箱的控制框图;
图4A和图4B示出了根据本公开的实施例的用于解释蒸发器和除霜加热器的配置的视图;
图5A和图5B示出了用于解释正常除霜周期的操作的问题的视图;
图6示出了根据本公开的实施例的用于解释冰箱的控制方法的图形;
图7和图8示出了用于解释具有不同周期的除霜周期的示例的视图;
图9和图10示出了根据本公开的实施例的用于解释冰箱的控制方法的优点的视图;
图11A示出了根据本公开的另一个实施例的用于解释除霜加热器的结构的视图;
图11B示出了用于解释在除霜完成时各个区域中的温度分布的视图;
图11C示出了根据本公开的实施例的用于解释控制除霜加热器的方法的图形;
图12示出了根据本公开的实施例的用于解释通过利用分区加热器执行控制方法而获得的效果的表;
图13A示出了用于解释根据本公开的另一个实施例的控制方法的图形;
图13B示出了根据本公开的另一个实施例的用于解释通过执行控制方法获得的效果的表;
图14是示出根据本公开的实施例的控制方法的流程图;
图15是示出通过向图14的控制方法添加重复控制而获得的控制方法的流程图;以及
图16是示出通过改变图15的控制方法中的测量结果而获得的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下面的描述中,在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的元件。由于公知的功能或配置会用不必要的细节模糊一个或多个示例性实施例,因此没有详细描述公知的功能或配置。诸如“单元”、“模块”、“构件”和“块”之类的术语可以体现为硬件或软件。根据实施例,多个“单元”、“模块”、“构件”和“块”可以实现为单个组件,并且单个“单元”、“模块”、“构件”和“块”可以包括多个组件。
应当理解,当一个元件被称为“连接”到另一个元件或与另一个元件“连接”时,它可以直接或间接地连接到另一个元件,其中间接连接可以包括“经由无线通信网络的连接”。
此外,当部件“包括”或“包含”元件时,除非存在与其相反的具体描述,否则该部件可以进一步包括其他元件,而不排除其他元件。
在整个说明书中,当一个构件在另一个构件“上”时,这不仅包括当该构件与另一个构件接触时的情况,而且包括当在两个构件之间存在又一个构件时的情况。
应当理解,尽管术语第一、第二、第三等可以在这里用于描述各种元件,但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
如本文所用,单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另外清楚地指示。
为了描述的方便,使用了标记或标号,但并不旨在说明每个步骤的顺序。也就是说,每个步骤可以以不同于所示顺序的顺序来实现,除非上下文另外清楚地指示。
在下文中,应当理解,诸如“至少一个”的表述在元素列表之前时,修饰整个元素列表,而不是修饰列表中的各个元素。例如,表述“[A]、[B]和[C]中的至少一个”和“[A]、[B]或[C]中的至少一个”指:仅A、仅B、仅C、A和B、B和C、A和C、或A、B和C。
现在将详细参考实施例,其示例在附图中示出。
下面讨论的图1至图16以及用于描述本专利文件中的本公开的原理的各种实施例仅仅是示例性的,而不应以任何方式解释为限制本公开的范围。所属领域的技术人员将了解,本发明的原理可在任何适当布置的系统或装置中实现。
在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的元件。将不描述本公开的实施例的所有元件,并且将省略对本领域中通常已知的内容或实施例中的彼此重叠的内容的描述。术语“单元、模块、构件或块”可以指以软件或硬件实现的内容,并且多个单元、模块、构件或块可以集成在一个组件中,或者根据本公开的实施例,单元、模块、构件或块可以包括多个组件。
还应当理解,术语“连接”或其派生词指的是直接连接和间接连接,而间接连接包括无线通信网络上的连接。
术语“包括”或“包含”是包括在内的或开放式的,并且不排除另外的、未列举的元件或方法步骤,除非另有说明。
在整个说明书中,当一个构件位于另一个构件“上”时,这不仅意味着该构件位于另一个构件附近,而且可意味着第三个构件存在于两个构件之间。
应当理解,尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开。
应当理解,单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数引用物,除非上下文另有明确规定。
用于方法步骤的附图标记仅用于解释的方便,而不是限制步骤的顺序。因此,除非上下文另有明确规定,否则可以以其他方式实践所写的顺序。
这里使用的术语“上”、“下”、“顶部”和“底部”是相对于附图定义的,但是这些术语可以不限制相应部件的形状和位置。
冰箱可以基于储藏室和门的形式按类型分类。
可以有顶部安装冷冻室(TMF)型冰箱,其中储藏室被水平分隔壁分隔成上室和下室,其中冷冻室形成在上室中,而冷藏室形成在下室中;以及底部安装的冷冻室(BMF)型冰箱,其中冷藏室形成在上室中,而冷冻室形成在下室中。
此外,可以存在并排(SBS)型冰箱,其中储藏室被垂直分隔壁分隔成左室和右室,其中冷冻室形成在一个室中,而冷藏室形成在另一个室中;以及法国门冰箱(FDR)型冰箱,其中储藏室被水平分隔壁分隔成上室和下室,其中冷藏室形成在上室中,而冷冻室形成在下室中。上室中的冰箱由一对门打开或关闭。
在本公开的实施例中,为了便于解释,将描述SBS型冰箱,但是本公开的实施例不限于FDR型冰箱。
图1示出了根据本公开的实施例的冰箱的立体图。图2示出了根据本公开的实施例的冰箱的侧剖视图。
参照图1和图2,冰箱1包括限定外观的主体10、布置在主体10中并具有敞开前部的储藏室20、枢转地安装在主体10上以打开或关闭储藏室20的敞开前部的门30、各自具有用于将门30枢转地安装在主体10上的上铰链41和下铰链43的铰链模块40。
主体10可以包括限定储藏室20的内壳11和限定外观的外壳13,并且绝缘件15可以在内壳11和外壳13之间发泡以防止冷空气泄漏。
主体10还可以包括分隔壁17,该分隔壁17在左右方向上将储藏室20分成冷藏室(fridge)21和冷冻室(freezer)23。例如,冷藏室21可以设置在主体10的右侧,冷冻室23可以设置在主体10的左侧。
在储藏室20中,可以有多个搁架25和容器27以用于储存食物和杂货。
储藏室20可以通过枢转地安装在主体10上的门30打开或关闭,具体地,冷藏室21和冷冻室23分别通过冷藏室门31和冷冻室门33打开或关闭。
冷藏室门31和冷冻室门33可以通过铰链模块40与主体10枢轴连接,铰链模块40包括在主体10顶部的上铰链41和在主体10底部的下铰链43。
在冷藏室门31和冷冻室门33的后侧,设置有多个门防护装置35以容纳食物。
安装有用于压缩制冷剂的压缩机和用于使被压缩的制冷剂冷凝的冷凝器52(参见图3)的机器室29设置在主体10的后部的下侧。
设置在机器室29中的压缩机51和冷凝器52可以与膨胀器53和蒸发器100一起限定冷却模块50。在冷却模块50中产生的冷空气被供应到储藏室20中。例如,风机55和具有穿过其形成的排放孔57的冷空气管道58可以使在蒸发器100中产生的冷空气排放到储藏室20中。
图3是根据本发明的实施例的冰箱的控制框图。
参照图3,冰箱1可以包括:上述冷却模块50;用于从用户接收输入命令的输入装置60;用于与外部执行通信的通信设备70;用于对主体10的内部或外部空气温度执行各种测量、打开或关闭门30等的传感器设备80;用于存储由传感器设备80执行的测量结果和各种类型的数据的存储器95;以及用于控制冰箱1的各个部件的控制器90。
冷却模块50将冷空气供应到储藏室20中。具体地,冷却模块50可以通过使用制冷剂的蒸发使储藏室20的温度保持在设定范围内。
冷却模块50可以包括用于压缩气态制冷剂的压缩机51、用于将压缩的气态制冷剂改变为液态的冷凝器52、用于对液态制冷剂减压的膨胀器53、以及用于将减压的液态制冷剂改变为气态的蒸发器100。包括冷却模块50的部件的一系列操作的周期可以被称为冷却周期。
冷却模块50可以使用这样的现象来冷却储藏室20中的空气,在该现象中,当制冷剂从液态变为气态时,液体制冷剂吸收周围空气的热能。
蒸发器100可以包括供制冷剂流过的管110和连接到管110的外周表面的多个冷却翅片120,以促进流过管110的制冷剂和外部空气之间的热交换。在冷却周期中,低温和低压的液体制冷剂在蒸发器100中蒸发,同时沿着管110移动。蒸发器100吸收制冷剂从周围空气中蒸发所需的热量。因此,蒸发器100周围的空气可以通过蒸发器100除去热量而被冷却。
当蒸发器100周围的空气被冷却,从而降低相对湿度时,发生露水冷凝,其中包含在经过蒸发器100的空气中的水蒸汽被冷凝。温度下降到冰点以下的水被冻结,在蒸发器100的表面上形成冰。空气中的水蒸气可能通过与蒸发器100的低温表面碰撞而升华成霜。
除霜加热器200除去在蒸发器100上形成的冰或霜。在本公开的实施例中,除霜加热器200可以是护套加热器。然而,除霜加热器200不限于护套加热器,而可以是任何电加热器。稍后将参考其他附图详细描述蒸发器100和除霜加热器200。
输入装置60接收来自用户的各种输入命令。
输入装置60可以接收储藏室20保持其内部温度的目标温度以及关于除霜加热器200的操作条件的输入命令。
冰箱1可以不同地改变时间点,以在除霜周期中停止除霜加热器200的操作,从而去除形成在蒸发器100上的冰或霜。输入装置60可以接收来自用户的关于除霜温度传感器83的测量结果的输入,该输入可以是停止除霜加热器200的操作的时间点的基线。
输入装置60可以接收各种其他输入命令。输入装置60可以包括硬件设备,例如诸多不同的按钮或开关、踏板、键盘、鼠标、轨迹球、各种杠杆、手柄、杆等。
输入装置60还可以包括图形用户接口(GUI),即软件设备,例如用于用户输入的触摸板。触摸板可以用触摸屏面板(TSP)来实现,从而与显示装置形成夹层结构。
当用与触摸板形成夹层结构的TSP实现时,显示装置可以用作输入装置60。
通信设备70可以与冰箱1外部的设备交换数据。
例如,通信设备70可以从制造商管理的服务器接收温度传感器的各种控制命令和测量结果,作为停止除霜加热器200的操作的时间点的基线,并将它们应用于除霜周期的操作。
此外,通信设备70还可以执行各种操作,例如向用户设备发送由相机捕获的储存室内部的图像。
通信设备70可以包括能够与外部设备进行通信的一个或多个组件,例如,短距离通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一个。
短距离通信模块可以包括用于通过无线通信网络在短距离内发送或接收信号的各种短距离通信模块,诸如蓝牙模块、红外通信模块、射频识别(RFID)通信模块、无线局域网(WLAN)通信模块、近场通信(NFC)模块、Zigbee通信模块等。
有线通信模块不仅可以包括各种有线通信模块中的一个,例如局域网(LAN)模块、广域网(WAN)模块或增值网络(VAN)模块,而且可以包括各种线缆通信模块中的一个,例如通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、数字视觉接口(DVI)、推荐标准232(RS-232)、电力电缆或普通老式电话服务(POTS)。
无线通信模块可以包括无线保真(WiFi)模块、无线宽带(Wibro)模块和/或用于支持各种无线通信方案的任何无线通信设备,例如全球移动通信系统(GSM)模块、码分多址(CDMA)模块、宽带码分多址(WCDMA)模块、通用移动电信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)模块、长期演进(LTE)模块等。
传感器装置80可以包括用于检测储藏室20的内部温度的内部温度传感器81以及用于检测冰箱1的冷却周期和除霜周期所需的各种温度的外部温度传感器82。
内部温度传感器81可检测由间隔壁17和搁架25分隔储藏室20所限定的空间的相应温度,并向控制器90输出与所检测的温度相对应的电信号。内部温度传感器81中的每一个可包括使用由温度改变的半导体电阻的热敏电阻温度传感器。
外部温度传感器82可以检测安装冰箱1的周围的温度,即环境温度。外部温度传感器82还可以检测冷却周期操作所需的温度,例如用于识别冷却模块50的每个部件的操作的温度。外部温度传感器82可以将检测到的温度输出到控制器90。
外部温度传感器82可以实现为接触型温度传感器或非接触型温度传感器,这取决于检测方法。具体地,外部温度传感器82不仅可以实现为与内部温度传感器81相关的如上所述的热敏电阻温度传感器,而且可以实现为使用由温度改变的金属电阻的电阻温度检测器(RTD)、使用在具有不同物质的两种类型的金属线之间的结上产生的电动势的热电偶温度传感器、以及使用P-N结的电流-电压特性或晶体管两端的电压随温度变化的集成电路(IC)温度传感器中的至少一个。然而,外部温度传感器82可以包括其他各种温度传感器。
作为外部温度传感器82的示例,传感器装置80可以包括设置在蒸发器100上以用于检测根据除霜加热器200的操作而改变的空气温度的除霜温度传感器83。下面将参照其他附图详细描述除霜温度传感器83。
传感器装置80还可以包括除温度传感器之外的其他各种传感器,包括用于检测门30是打开还是关闭的传感器、用于捕获储藏室20内部的图像并将图像转换为电信号的图像传感器等。
存储器95可以存储程序和/或数据,并通过能够联系外部存储介质的联系终端收集程序和/或数据。
程序可包括组合以执行特定功能的多个指令,且可根据程序中所包括的多个指令来处理数据。此外,程序和/或数据可以包括直接与冰箱1的操作相关的系统程序和/或系统数据以及用于为用户提供便利和娱乐的应用程序和/或应用数据。
存储器95可以用诸如高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器装置、或诸如硬盘驱动器(HDD)或光盘(CD)ROM的存储介质中的至少一种来实现,但不限于此。
存储器95可以存储程序和/或数据并将其输出到控制器90。存储器95可存储可由控制器90执行以执行如将在下面描述的操作的程序和/或数据。
控制器90可以包括用于对存储在存储器95中的程序和/或数据进行加载和存储的存储器92以及用于根据存储在存储器92中的程序和/或数据执行冰箱1的操作(包括冷却周期和除霜周期的操作)的处理器91。除了诸如存储器92和处理器91的硬件之外,控制器90还可以包括软件,诸如存储在存储器92中并由处理器91处理的程序和/或数据。
存储器92可以存储用于控制冰箱1的组件的程序和/或数据以及存储在冰箱1的组件被控制时产生的临时数据。
例如,存储器92可以存储用于基于除霜温度传感器83的检测结果来控制除霜加热器200的操作的程序和/或数据,并且可以临时存储除霜温度传感器83的检测结果。
此外,存储器92可以暂时存储通过输入装置60接收的、关于停止除霜加热器200的操作的时间点的输入命令。在这种情况下,处理器91可以收集存储在存储器92中的数据,然后将该数据应用于随后的除霜周期的操作。
存储器92可以包括可以长时间存储数据的非易失性存储器,诸如ROM、,闪存等,以及可以临时存储数据的易失性存储器,例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)等。
处理器91可以基于存储在存储器92中的程序和/或数据以及针对在除霜周期中操作的除霜加热器200的控制信号,为在冷却周期中操作的冷却模块50的部件创建控制信号。
具体地,处理器91确定在冷却周期的操作之后初始化除霜周期的操作的条件。根据外部空气的检测结果和由内部温度传感器81检测到的储藏室20的内部温度,存在初始化除霜周期的操作的各种条件。
在初始化除霜周期的操作的条件下,处理器91为除霜加热器200创建控制信号以操作除霜加热器200。在除霜加热器200工作的除霜周期中,处理器91连续地从除霜温度传感器83接收检测到的温度的测量结果。当接收到的温度测量结果满足预设的温度测量结果时,停止除霜周期的操作。此外,处理器91可以不同地改变基准测量结果,以在每个除霜周期中停止除霜加热器200的操作,从而减少为除霜操作产生的不必要的功率消耗。这将在后面参考附图更详细地描述。
处理器91可以包括用于执行逻辑运算和算术运算的内核以及用于存储由运算产生的数据的寄存器。
可以将至少一个部件添加到图3所示的部件中或者从图3所示的部件中删除至少一个部件,以对应于冰箱1的性能。此外,可以改变部件的相互位置以对应于系统的性能或结构。图3所示的冰箱1的部件可以用软件或硬件来实现,例如现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。
图4A和图4B示出了根据本公开的实施例的用于解释蒸发器和除霜加热器的配置的视图。具体地说,图4A示出了从一侧观察的蒸发器的结构,并且图4B示出了从另一侧观察的蒸发器的结构。
参照图4A和图4B,蒸发器100包括供制冷剂流经的管110以及用于促进流经管110的制冷剂与外部空气之间的热交换的多个翅片120。
管110可以被分成引入制冷剂的引入管111、将引入管110并与空气进行热交换的制冷剂释放的引出管113、以及与多个翅片120连接的热交换管115。
管110可以具有细长的形状,以便加宽在管110中流动的制冷剂和外部空气之间的热交换区域。因此,热交换管115可以具有卷绕形状而不是直的形状,其如图4A所示弯曲几次。这可以克服对管110的空间限制,并有效地允许管110在有限的空间内具有加宽的热交换区域。
热交换管115可以相对于除霜加热器200的管210分成底部区域115a、中央区域115b和顶部区域115c。
参照图4B,从储藏室20收集的湿空气流入蒸发器100的底部区域115a,经过热交换管115,并释放到顶部区域115c。首先与所收集的潮湿空气接触的底部区域115a中积累的霜或冰多于其他区域中积累的霜或冰。
除霜加热器200包括当除霜加热器200通电时产生热量的热丝。例如,除霜加热器200可以是具有带管210的护套加热器,带管210上插入有盘绕的加热线。护套加热器的管210通过对流和辐射引起热传递,对流和辐射熔化并去除积聚在管110和多个翅片120上的霜。
除霜排放盘130设置在蒸发器100和除霜加热器200的背面,用于收集除霜排放水或冰的融化以及根据重力下落。除霜排放盘130可被刺穿以释放除霜排放水。
可以在输出管113处设置蓄积器114,以蒸发从管110中释放出的制冷剂。除霜温度传感器83可以设置在蓄积器114和输出管113之间。
除霜温度传感器83将测得的温度转换为电信号,并将该电信号发送给控制器90。如以上结合图3所述,从除霜温度传感器83发送的测量结果被用于参考点,以在除霜周期中停止除霜加热器200的操作。
除霜温度传感器83可以与图4A所示的除霜温度传感器不同地放置。具体地,除霜温度传感器83可以设置成多个。例如,第一除霜温度传感器可以布置在蓄积器114和输出管113之间,并且第二除霜温度传感器可以布置在包括蒸发器100的中央区域115b的任何位置。
图5A和图5B示出了用于解释与正常除霜周期的操作有关的问题的视图。具体地说,图5A示出了在除霜周期中各区域的温度随时间的分布,并且图5A示出了在除霜周期中各区域的温度随时间的分布。5B示出了在除霜周期完成时蒸发器的温度分布。
在图4A所示的蒸发器100和除霜加热器200中也可以应用常规的正常除霜周期。然而,对于传统的除霜周期,基于位于顶部区域115c中的除霜温度传感器83的测量结果,简单地确定停止位于底部区域115a中的除霜加热器200的操作。
参照图5A,在进行23分钟的除霜周期中,蒸发器100的各个区域115a、115b和115c从除霜周期的开始点(即0分钟)加热到相同的温度。随着时间的流逝,除霜加热器200的管210所处的底部区域115a的温度迅速升高,并且顶部区域115c的温度以相对较慢的速率升高。
至于常规的正常除霜周期,当除霜温度传感器83检测到对应于预设温度(例如8.8度)的温度时,停止除霜加热器200的操作。换句话说,除霜完成时间同样适用于每个除霜周期。
参照图5B,在除霜完成时间(即23分钟),蒸发器100的平均温度在底部区域115a、中央区域115b和顶部区域115c中分别测量为32.7、24.0和14.8度。也就是说,蒸发器100的各个区域具有不同的温升速率。然而,在保持运行除霜加热器200以甚至增加具有相对较少的霜的顶部区域115c的温度的传统除霜周期中,底部区域115a的温度过度上升直到除霜完成时间。这种除霜能量效率浪费能量,并导致对于在除霜周期之后的随后冷却周期而言的另一能量浪费。
图6是用于解释根据本公开的实施例的冰箱的控制方法的图形。
参照图6,与用于传统的常规除霜周期的控制方法不同,根据本发明的实施例的冰箱1改变用于每个除霜周期的除霜完成时间并执行除霜。
具体地,冰箱1可以在完成第一冷却周期之后执行的除霜周期(以下称为第一除霜周期)中操作除霜加热器200持续23分钟。在完成第一除霜周期之后,冰箱1执行冷却周期并再次操作除霜加热器200(以下称为第二除霜周期)。
冰箱1可以将第二除霜周期的除霜完成时间向上移动到15至16分钟,并运行除霜加热器200。具体地,为了使第二除霜周期的除霜完成时间比第一除霜周期中的时间早,即使当除霜温度传感器83的测量结果低于0度时,冰箱1也停止除霜加热器200的操作。
这样,冰箱1不同地执行第一除霜周期和第二除霜周期的除霜操作,从而减少了除霜所需的能量消耗,同时获得与常规场合相同的除霜效果。
温度测量结果和除霜完成时间不限于图6中所示的,而是可以通过用户的输入来改变。
图7和图8示出了用于解释具有不同周期的除霜周期的示例的视图。
首先参考图7,根据本公开的实施例的冰箱1可以执行控制方法,该控制方法在完成冷却周期R(局部除霜)之后向上移动用于第一除霜周期D1的除霜完成时间。在局部除霜中,冰箱1缩短除霜加热器200的操作周期,并控制温度上升到蒸发器100的中央区域115b。
当第一除霜周期D1完成时,冰箱1控制冷却模块50在冷却周期R中返回。
当冷却周期R完成时,冰箱1将除霜温度传感器83的、用于停止第二除霜周期D2的除霜加热器200的操作的测量结果设定成等于用于第一除霜周期D1的测量结果。换句话说,即使在第二除霜周期D2中,冰箱1也执行局部除霜,使得进行除霜直到蒸发器100的中央区域115b。
当第二除霜周期D2完成时,冰箱1控制冷却模块50在冷却周期R中返回。
当冷却周期R完成时,冰箱1将第三除霜周期D3的除霜温度传感器83的测量结果设定为高于第一除霜周期D1的测量结果。例如,对于第三除霜周期D3,冰箱1操作除霜加热器200,以便进行除霜直到蒸发器100的顶部区域115c。
当第三除霜周期D3完成时,冰箱1控制冷却模块50在冷却周期R中返回。
当冷却周期R完成时,冰箱1执行局部除霜。具体地,冰箱1可以将执行完全除霜的除霜周期的周期设置为3。
因此,冰箱1可以每N个除霜周期执行局部除霜和完全除霜。
参照图8,冰箱1可以在第一除霜周期D1和第二除霜周期D2中执行局部除霜,并且在第三除霜周期D3中执行完全除霜。此外,根据设置为3的周期,冰箱1可以在第四和第五除霜周期D4和D5中执行局部除霜,并且在第六除霜周期D6中执行完全除霜。
然而,在第七除霜周期D7中执行局部除霜之后,冰箱1可以改变周期(periodicity)以在第八除霜周期D8中执行完全除霜。
例如,冰箱1可以检测在操作期间引入的外部空气的温度的突然升高。此外,当用户将热食物放入储藏室20时,可能会导致冰箱1过度操作冷却模块50。在这种情况下,可能在蒸发器100上形成大量的霜或冰。
冰箱1可以根据动态变化的条件动态地改变除霜周期的周期。
图9和图10示出了根据本公开的实施例的用于解释冰箱的控制方法的优点的视图。具体地,图9示出了用于解释通过以不同的周期执行完全除霜和局部除霜而获得的节能效果的表,并且图10示出了用于解释以不同的周期节省的能量的减小率的图。
在图9的(a)中,将完全除霜的周期设置为2。
传统的冰箱总是在每个除霜周期中进行完全除霜。在这种情况下,为第一至第二除霜周期积累的能量是例如104WH。
与此不同,根据本发明的实施例的冰箱1在第一除霜周期中执行局部除霜,而在第二除霜周期中执行完全除霜。在这种情况下,冰箱1消耗的累积能量大约为88WH,与传统的情况相比,这节省了大约15%。
在图9的(b)中,将完全除霜的周期设置为3。这意味着根据本公开的实施例的冰箱1在第一和第二除霜周期中执行局部除霜并且在第三除霜周期中执行完全除霜。
进行完全除霜直到处于第三除霜周期的传统冰箱积累了大约156WH的能量消耗。与此不同,在本公开的实施例中,冰箱1所消耗的累积能量大约为124WH,与传统的情况相比,这节省了大约21%。
在图10的图形中,X轴表示完全除霜的周期T,Y轴表示累积能量E的减小率。
图形的X轴上的数字5表示冰箱1已经执行了局部除霜直到处于第四除霜周期中,并且在第五除霜周期中执行了完全除霜。在这种情况下,在图形的Y轴上的减小率是25%,这意味着与常规情况相比节能25%。
从图的斜率可以理解,控制具有长的完全除霜周期并不总是增加节能率。例如,即使当完全除霜的周期被设定为20时,与将周期设定为5的控制方法相比,相对于传统情况的能量降低率增加仅4%。
此外,当完全除霜的周期被设定为太长时,蒸发器100上的霜可能不能被完全去除。因此,在本公开的实施例中,冰箱1可以将完全除霜的周期控制在设定范围内,以增加能量消耗效率,同时获得与常规情况下相同的除霜效果。
图11A示出了根据本公开的另一个实施例的用于解释除霜加热器的结构的视图,图11B示出了用于解释在除霜完成时各个区域中的温度分布的视图,以及图11C示出了根据本公开的实施例的用于解释控制除霜加热器的方法的图形。
参照图11A,在本发明的实施例中,除霜加热器200可以具有分成两个的管210:位于蒸发器100的底部区域115a中的第一管210a和位于蒸发器100的中央区域115b中的第二管210b。例如,第二管210b可以从第一管210a带出并与换热管并联115连接。
在本公开的该实施例中,除霜加热器200也可以作为护套加热器提供,其可以通过热对流和辐射来去除在蒸发器100上形成的霜或冰。因此,第一和第二管210a和210b也可以在其中包括加热丝。与图4A中所示的不同之处在于,根据本公开的该实施例的除霜加热器200现在将被称为分区加热器201。
当利用分区加热器201执行完全除霜时,温度分布可以如图11B所见。具体地,利用分区加热器201,当除霜温度传感器83被设定为8.8度时,底部、中央和区域115a、115b和115c中的平均温度可以分别被测量为大约19.8度、25.7度和12.6度。
参照图11C,冰箱1可以在一个除霜周期中操作分区加热器201。分区加热器201具有位于中央区域115b中的第二管210b,因此包括顶部区域115c的、除霜温度传感器83所处的区域在较短的时间内温度升高。此外,当除霜完成时间被设定为当除霜温度传感器83的测量结果为大约8.8度时,在具有分区加热器201的冰箱1中的除霜周期的除霜完成时间可以被缩短到20分钟或更少。
即使具有分区加热器201的冰箱1也可以执行局部除霜。当分区加热器201执行局部除霜时,利用分区加热器201的除霜周期可以具有比具有除霜加热器200的冰箱1中更早的除霜完成时间。此外,即使在完全除霜中,具有分区加热器201的冰箱1可以比具有除霜加热器200的冰箱1节省更多的除霜能量,因此具有分区加热器201的冰箱1可以具有增加的除霜节能效果。
图12示出了根据本公开的实施例的用于解释通过利用分区加热器执行控制方法而获得的效果的表。
参照图12,传统的普通冰箱具有位于蒸发器100的底部区域115a中的除霜加热器200,并执行完全除霜。在这种情况下,直到处于第四周期中的累积能量消耗被测量为大约208WH。
另一方面,根据本发明的实施例的冰箱1可以具有位于蒸发器100的底部区域115a中的除霜加热器200,并执行局部除霜。在这种情况下,在完全除霜之后每四个周期进行的累积能量消耗是大约160WH。与常规情况相比,节能效果有23%。
在另一个示例中,冰箱1可以包括分区加热器201并执行完全除霜。在这种情况下,直到处于第四周期的累积能量消耗为大约180WH,这比前一示例中的节能效果低10%。在又一示例中,当包括分区加热器201的冰箱1执行局部除霜时,直到处于第四周期中的累积能量消耗为约153WH。换句话说,通过用分区加热器201进行局部除霜和完全除霜,与传统的冰箱相比,冰箱1可以具有26%的累积节能效果。
图13A示出了用于解释根据本公开的另一个实施例的控制方法的图形,并且图13B是用于解释通过执行根据本公开的另一个实施例的控制方法而获得的效果的图形。
参照图13A,在本公开的一个实施例中,冰箱1对于执行局部除霜的每个除霜周期可以具有不同的除霜完成时间。冰箱1将进行局部除霜的除霜周期的除霜完成时间设定为约16分钟。然而,在本公开的另一个实施例中,冰箱1可以将除霜温度传感器83的测量结果设定为1.28度,并且将除霜完成时间改变成对于局部除霜为大约20分钟。
图13B示出了在本公开的另一个实施例中的对于通过改变除霜完成时间来执行完全除霜的每个周期的节能效果。
例如,当除霜加热器200位于蒸发器100的底部区域115a中时,顶部区域115c中的平均温度与除霜完成时间成比例。然而,根据除霜完成时间降低了节能效果。
即使具有位于蒸发器100的底部区域115a中的除霜加热器200的冰箱1也能够在室温下执行除霜,即使对于蒸发器100的顶部区域115c也是如此,并且当冰箱1适当地控制完全除霜的周期和除霜完成时间时,也具有类似的节能效果。
在另一个示例中,还可以理解,当适当地控制局部除霜的除霜完成时间和完全除霜的周期时,具有分区加热器201的冰箱1可以获得高的节能效果。
如上所述,根据本发明的实施例的冰箱1可以获得比进行正常除霜操作的传统冰箱更高的能量效率,同时具有相同的除霜效果。
图14是说明根据本发明的实施例的控制方法的流程图。
参照图14,在本公开的实施例中,在310中,控制器90在第一除霜周期中启动除霜加热器200的操作。
在完成冷却控制之后,在除霜周期中执行除霜加热器200的操作。控制器90监视由除霜温度传感器83收集的温度测量结果。
在310中,控制器90基于第一测量结果停止除霜加热器200的操作。
第一测量结果对应于除霜温度传感器83的预设值。
具体地,当第一测量结果大约为8.8度并且除霜温度传感器83将其测量结果(大约为8.8度)发送到控制器90时,控制器90停止除霜加热器200的操作。当除霜加热器200的操作停止时,第一除霜周期停止。
在330中,控制器90在第二除霜周期中启动除霜加热器200的操作。
当在第一除霜周期之后完成冷却周期时,启动第二除霜周期。
在340中,控制器90基于第二测量结果停止除霜加热器200的操作。
第二测量结果是不同于第一测量结果的另一设定温度。例如,当在第一除霜周期中执行局部除霜时,控制器90可以在第二除霜周期中执行完全除霜。当如前一示例中的那样第一测量结果是约8.8度时,第二测量结果可以是约-1度。
控制器90可以通过在第一和第二除霜周期中基于除霜温度传感器83的不同测量结果执行除霜来提高除霜能量效率。
图15是示出通过向图14的控制方法添加重复控制而获得的控制方法的流程图。
在本公开的该实施例中,控制器90在400中启动除霜加热器200的操作,并且在410中基于第一测量结果停止除霜加热器200的操作。
如上所述,除霜加热器200可以在冷却周期停止时运行。此外,基于完成第一除霜周期的除霜温度传感器83的预设测量结果停止除霜加热器200的操作。
控制器90可以将基于第一测量结果的除霜周期同等地应用于随后的除霜周期。
在420中,控制器90将基于第一测量结果的除霜周期的重复次数与预设周期进行比较。
具体地,控制器90可以预先设置基于第一测量结果的除霜周期的重复次数,并且重复地执行除霜周期。当除霜周期的重复次数小于预设周期时,控制器90再次基于第一测量结果停止除霜加热器200在随后的除霜周期中的操作。
当除霜周期的重复次数大于预设周期时,控制器90在430中在随后的除霜周期中操作除霜加热器200。
在440中,控制器90基于第二测量结果停止除霜加热器200的操作。
第二测量结果可以大于第一测量结果。例如,在除霜周期的一定次数的重复之后,控制器90可以在随后的除霜周期中延迟除霜加热器200的除霜完成时间。
因此,控制器90可以完全去除顶部区域115c中可能由于局部除霜而留下的霜。
在一些实施例中,第二测量结果可以不大于第一测量结果。例如,控制器90可以以预定的时间间隔执行局部除霜,同时重复地执行完全除霜。
图16是说明通过改变图15的控制方法中的测量结果而获得的控制方法的流程图。下面将简要描述与图15中的步骤重叠的步骤。
参照图16,在本公开的另一个实施例中,控制器90在500中基于第一除霜周期中的第一测量结果停止除霜加热器200的操作,并且在510中以预设周期重复第一除霜周期。在超过预设周期的除霜周期中,即在第二除霜周期中,控制器90在520中基于第二测量结果停止除霜加热器200的操作。
控制器900在完成第二除霜周期之后的冷却周期期间控制冷却模块50。在530中,控制器90从外部温度传感器82接收测量结果。
控制器90可以基于外部温度传感器82的测量结果来确定冰箱1外部的温度高于通常的温度。在这种情况下,控制器可以长时间操作冷却模块50。
在540中,控制器90改变除霜完成时间。
如上所述,当冷却周期被设定为具有长的持续时间时,蒸发器100上可能形成比通常更多的结霜。因此,控制器90可以基于例如冷却周期的持续时间来改变后续除霜周期的除霜完成时间。
当除霜完成时间的改变固定时,控制器90在550中基于除霜温度传感器83的第三测量结果停止除霜加热器200的操作。
第三测量结果可以在第N个除霜周期中应用。例如,控制器90可以基于第二测量结果重复除霜周期,并且在第三测量结果的改变被固定之后,在随后的除霜周期中应用第三测量结果。此外,控制器90可以在完成其中应用第三测量结果的除霜周期之后的第N+1个除霜周期中应用第一至第三测量结果中的至少一个。
冰箱1将蒸发器分成在使用护套加热器的除霜过程中形成霜或冰的区域,并有效地对该区域进行除霜,从而降低除霜过程中的功率消耗。
冰箱1可以降低在除霜过程中使用的除霜热的温度,提高蒸发器的冷却效率,并且容易地恢复保持储藏室内部的温度所需的目标温度,从而降低控制冰箱所需的冷却能量。
冰箱1可以仅使用护套加热器,从而解决了在使用两种类型的加热器的常规情况中出现的问题。
根据本发明的实施例,冰箱及其控制方法将蒸发器分成在使用护套加热器的除霜过程中形成霜或冰的区域,并有效地对所述区域进行除霜,从而降低除霜过程中的功耗。
根据本公开的另一个实施例,冰箱及其控制方法可以降低除霜过程中使用的除霜热的温度,提高蒸发器的冷却效率,并且容易地恢复保持储藏室内部的温度所需的目标温度,从而降低控制冰箱所需的冷却能量。
根据本公开的另一实施例,冰箱及其控制方法可以仅使用护套加热器,从而解决了在使用两种类型的加热器的常规情况中出现的问题。

Claims (15)

1.一种冰箱,包括:
主体,包括储藏室;
蒸发器,设置在所述储藏室的后部,所述蒸发器配置成产生冷空气;
除霜加热器,布置在所述蒸发器下方,空气流入所述蒸发器中,所述除霜加热器配置成去除形成在所述蒸发器上的霜或冰;
温度传感器,设置在所述蒸发器的顶部,所述温度传感器配置为测量温度;以及
控制器,配置成:
基于由所述温度传感器测量的第一测量结果,在第一除霜周期中停止所述除霜加热器的操作;以及
基于第二测量结果,在第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作,所述第二测量结果不同于所述第一测量结果。
2.如权利要求1所述的冰箱,其中,所述控制器还配置为:
基于所述第一测量结果,确定在所述第一除霜周期中停止所述除霜加热器的操作的时间点;以及
在所述第二除霜周期中基于所述第二测量结果来改变所述时间点。
3.如权利要求1所述的冰箱,其中,所述控制器还配置为:基于所述第二测量结果在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作,所述第二测量结果高于所述第一测量结果。
4.如权利要求3所述的冰箱,其中,所述控制器还配置为:
执行所述第一除霜周期多次;以及
以预设周期在所述第二除霜周期内控制所述除霜加热器。
5.如权利要求4所述的冰箱,其中,所述控制器还配置为:改变所述预设周期。
6.如权利要求1所述的冰箱,其中,所述控制器还配置为:基于第三测量结果在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作,所述第三测量结果高于所述第一测量结果且低于所述第二测量结果。
7.如权利要求1所述的冰箱,还包括:冷却模块,所述冷却模块包括压缩机、冷凝器、所述蒸发器和膨胀器,
其中,所述控制器还配置成:
控制所述冷却模块在所述第一除霜周期中在停止所述除霜加热器的操作之后处于冷却周期;以及
在所述冷却周期完成之后,在所述第二除霜周期中启动所述除霜加热器的操作。
8.如权利要求1所述的冰箱,
其中,所述除霜加热器包括护套加热器,所述护套加热器包括产生热量的管道,
其中,所述管道位于所述蒸发器下方。
9.如权利要求1所述的冰箱,其中,所述除霜加热器包括:
第一管道,产生热量,所述第一管道位于所述蒸发器下方;以及
第二管道,从所述第一管道分支,所述第二管道与换热管并联地被连接,所述第二管道位于所述蒸发器的中央区域。
10.如权利要求1所述的冰箱,还包括:
第二温度传感器,设置在所述蒸发器的中央区域中,
其中,所述控制器配置为:
基于由所述温度传感器测量的测量结果,在所述第一除霜周期中停止所述除霜加热器的操作;以及
基于由所述第二温度传感器测量的测量结果,在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作。
11.一种冰箱的控制方法,所述方法包括:
在第一除霜周期中操作除霜加热器;
基于由温度传感器测量的第一测量结果,在所述第一除霜周期中停止所述除霜加热器的操作;
在第二除霜周期中操作所述除霜加热器;以及
基于由所述温度传感器测量的第二测量结果,在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作。
12.如权利要求11所述的控制方法,其中,在所述第一除霜周期中停止所述除霜加热器的操作包括:基于所述第一测量结果来确定在所述第一除霜周期中停止所述除霜加热器的操作的时间点。
13.如权利要求12所述的控制方法,其中,在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作包括:基于所述第二测量结果改变在所述第一除霜周期中确定的所述时间点。
14.如权利要求11所述的控制方法,其中,在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作包括:基于所述第二测量结果在所述第二除霜周期中停止所述除霜加热器的操作,所述第二测量结果低于所述第一测量结果。
15.如权利要求14所述的控制方法,还包括:
执行所述第二除霜周期多次;以及
以预设周期执行所述第一除霜周期;
其中,以所述预设周期执行所述第一除霜周期包括:改变所述预设周期。
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