CN113175783A - 一种自动识别速冻需求的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动识别速冻需求的控制方法，其计算冰箱离上一次化霜开始时间是否大于4小时，若是，则计算此次压缩机停机时刻的蒸发器温度减去上次压缩机停机时刻的蒸发器温度参数DTF，若DTF大于等于1摄氏度，冰箱进入速冻模式，当冰箱进入速冻模式后，压缩机连续运行24小时后回主程序。本发明的算法基于冰箱蒸发器温度的监控，对速冻需求能够准确识别并自行控制速冻模式的开关，从而满足用户速冻需求和降低冰箱能耗。

Description

一种自动识别速冻需求的控制方法

技术领域

本发明涉及冰箱控制方法技术领域，更具体地说，是涉及一种自动识别速冻需求的控制方法。

背景技术

现有的冰箱制冷设备上一般设置有速冻功能，当用户在短时间内放入大量食品，冷冻室内的温度因刚放置的食品散发大量的热而迅速上升，使得原先存放在冷冻室内的食品温度跟着变化，影响了食物的贮存质量，同时，由于冷冻室内突然热量负荷增大，需要马上得到冷量的补充，以使食物迅速经过冰温带从而保证食物保鲜要求。速冻功能则会针对这一情况，控制冰箱制冷设备突破正在运行的设定控制温度，迅速达到冰箱制冷设备能够达到的最低温度，使食品以最快速冻完成冷冻，当速冻执行完成后，冰箱压缩机则恢复常规设定规则运行，但是现有速冻功能一般以人工操作的方式打开，当用户开启速冻功能执行一段时间后，用户还需要去判断是否速冻完成，该功能不够智能便捷，甚至使得冰箱的能耗更大，因此需要对此作出改进。

发明内容

本发明的目的就是提供一种自动识别速冻需求的控制方法，其能够准确识别用户的速冻需求，根据计算结果判断冰箱是否需要打开速冻模式和关闭速冻模式，以解决现有技术之不足。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：

一种自动识别速冻需求的控制方法，包括如下步骤：

S1）计算冰箱离上一次化霜开始时间是否大于4小时，若是，执行步骤S2；若否，回主程序；

S2）计算此次压缩机停机时刻的蒸发器温度减去上次压缩机停机时刻的蒸发器温度参数DTF，若DTF大于等于1摄氏度，执行步骤S3；若否，回主程序；

S3）冰箱进入速冻模式；

S4）压缩机连续运行24小时后回主程序。

上述自动识别速冻需求的控制方法，其特征在于，在步骤S3）中，还执行以下步骤：

S11）计算冰箱的冷冻室开门时长T1和开门次数D1，若冷冻室开门时长T1≥预设开门时长T，或开门次数D1≥预设开门次数D，执行步骤S12，若冷冻室开门时长T1＜预设开门时长T，或开门次数D1＜预设开门次数D，执行步骤S13；

S12）提前结束速冻模式，回主程序；

S13）冰箱继续执行速冻模式。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1）该算法基于冰箱蒸发器温度的监控数据，计算DTF参数，根据计算结果判断冰箱是否需要进入速冻模式，在速冻模式结束后强制执行化霜，化霜结束后控制冰箱恢复到常规制冷温度，以去除速冻模式给冰箱内部造成大量的结霜，其还能在速冻模式时判断用户的使用冰箱行为来确定是否提前退出速冻模式，从而具有速冻与节能结合的优点。

2）该算法对用户的速冻需求能够准确识别，对用户就需要速冻或常规使用冰箱的行为能够有效识别，且对环境温度不敏感，可以在标称气候类型温度范围内正常实现。

附图说明

图1为本发明自动识别速冻需求的控制方法的流程图。

图2为采用自动识别速冻需求控制方法的冰箱立体示意图。

图3为本发明的冰箱冷冻室的示意图。

图4为本发明的冰箱冷冻室内胆的底部示意图。

图5为本发明的冰箱冷冻室内胆的背部剖示图。

附图标记说明：1、箱体，2、冷冻室门，21、冷冻室内胆，22、风道面盖，221、冷冻出风口，222、冷冻回风口，23、冷藏送风口，24、冷藏回风口，25、蒸发风机，26、蒸发器，27、化霜传感器。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。

如图1所示，本发明公开一种自动识别速冻需求的控制方法，在冰箱上应用，在冰箱在常规制冷状态下，冰箱的化霜传感器检测冰箱的蒸发器的实时温度并将参数传输到冰箱的主控器上，主控器根据化霜传感器传输的参数判断蒸发器是否处于异常状态，若测得蒸发器实时温度过高，主控器判断蒸发器处于结霜状态，主控器控制化霜加热器执行化霜，若测得蒸发器温度处于正常范围，主控器计算冰箱离上一次化霜开始时间是否大于4小时，若是，主控器计算此次压缩机停机时刻的蒸发器温度减去上次压缩机停机时刻的蒸发器温度参数DTF。

进一步地，若DTF＜1.0℃，则主控器判断此时为用户日常冷冻室开门取物或向冷冻室放入少量食物的状态而无需进入速冻模式，返回主程序。

进一步地，若DTF＞4.0℃，则主控器判断为冰箱门封密闭不良，冰箱处于使用异常状态，主控器不进入速冻模式并向用户发出使用异常提示，主控器返回主程序，以减少因冰箱门封密闭不良而造成的能量损失。

进一步地，若4.0℃≥DTF≥1℃，则主控器判断此时为用户向冷冻室放入大量食物，主控器执行速冻模式，控制压缩机高转速运行，将温控档位降低到常规制冷温度以下。

进一步地，冰箱进入速冻模式，压缩机连续运行24小时后退出速冻模式，主控器强制控制冰箱化霜，化霜完成后，主控器控制温控档位恢复至常规制冷温度，并返回主程序。

进一步地，在速冻模式期间，化霜加热器不运作，主控器还计算冰箱的冷冻室开门时长T1和开门次数D1。

进一步地，若冷冻室开门时长T1≥预设开门时长T，或开门次数D1≥预设开门次数D，则主控器判断为用户中途取出待冻结食物的行为，主控器提前退出速冻模式，主控器控制化霜加热器强制化霜，化霜完成，主控器控制温控档位恢复至常规制冷温度，并返回主程序。

进一步地，若冷冻室开门时长T1＜预设开门时长T，或开门次数D1＜预设开门次数D，则主控器判断开门为用户日常取物或放入少量食物的行为，主控器继续执行速冻模式，压缩机连续运行24小时后退出速冻模式，主控器强制控制冰箱化霜，化霜完成后，主控器控制温控档位恢复至常规制冷温度，并返回主程序。

进一步地，本方案的预设开门时长T和预设开门次数D的参数可根据冰箱型号设定，可以理解，为确保冰箱内部不会大量结霜，如果用户开门次数D1超过预设开门次数D和\或开门时长T1超过预设开门时长T，主控器会根据参数反馈提前退出速冻模式。

进一步地，本方案的关键控制蒸发器温度变化参数DTF≥1℃的公式数值是由以下计算公式推算得出的：

推算1、关于食物降温所需制冷功率的计算，以牛肉为例计算，冻结前的比热容C=3.17kJ/kg.℃，即1kg未冷冻的牛肉降低1℃所需冷量为3.17kJ，该理论计算如下：环温以25℃室温为例，需冷冻的食物以鲜牛肉为例，放入冰箱前的温度为环温25℃，待冷冻牛肉的重量M≥2kg，将牛肉冷冻至-18℃所需时间T为24h，放入25℃的牛肉前冰箱工况：稳定运行状态。物体温度降低所释放的热量满足下式：Q=C×M×ΔT，其中C为固体的比热容，M为固定质量，ΔT为固定温度变化，单位为K（开尔文）。忽略牛肉冻结过程中的潜热释放，2kg温度为25℃的牛肉降温至-18℃所释放的热量为136kJ，以降温时间为24h计算，则牛肉降温过程中释放热量的功率为3.14W，即冰箱需要额外的3.14W制冷功率用于将新增的2kg牛肉在24h内降温至-18℃。

推算2、关于冰箱蒸发器制冷功率和冰箱自身稳定运行所需制冷功率饿计算，以某两门冷藏冷冻箱为例，其中冷冻室容积为50L，冷藏室容积为150L，根据产品尺寸和保温层厚度，依照形状因子法算得该冰箱在25℃环温时冷冻室维持-18℃所需的制冷功率为12W，对应的蒸发器进出端温度分别为-26℃和-22℃（实验测得），根据箱体热负荷数据和蒸发器温差，可以认为在稳定运行工况下，该冰箱通过风机带动空气循环，能够将12W的制冷功率由蒸发器传递到冷冻室内，定义空气和蒸发器的换热效率为μ=0.9，蒸发器进出端温度为-26℃和-22℃，蒸发器的制冷功率为13.3W。

推算3、关于新增常温牛肉所需增加的制冷功率和蒸发器出口端温度变化的确定。由于风机的送风量不变，常温牛肉所需的额外制冷功率和蒸发器出口端温度直接相关，根据推算1的计算，新增2kg常温牛肉所需的额外制冷功率为3.14W，对应的蒸发器制冷功率也需要在原有基础上增加3.49W（3.14/0.9），由于制冷系统中的冷媒循环量不变，新增的制冷量需求导致蒸发器进出端温差变大，蒸发器进口端温度不受间室内温度影响，蒸发器的出口端温度变化满足下式：（蒸发器制冷功率+新增额外制冷功率）/蒸发器制冷功率=ΔT'/ΔT，其中ΔT为稳定运行工况下蒸发器进出端温差，ΔT'为放入2kg常温牛肉后蒸发器进出端温差，即（13.3W+3.49W）/13.3W=ΔT'/ΔT，计算可得ΔT'/ΔT=1.26，ΔT'=1.26×ΔT=5.04.即蒸发器出口端温度升高1.04℃。据上述理论计算，从而得出DTF≥1.0℃作为进入速冻模式的判定条件，同时，根据产品设计的不同，结合实验校核，可以对该参数进行调节以达到最佳。

如图2-5所示，一种采用本发明的控制方法的冰箱，其包括箱体1，在箱体1上设置有冷冻室、冷冻室门2、冷藏室和冷藏室门，在冷冻室内胆21内与风道面盖22安装配合有风道腔，蒸发器26和蒸发风机25固定在风道腔内，风道面盖22上设置有冷冻出风口221和冷冻回风口222，当冰箱运作时，主控器驱动蒸发风机25将冷风从冷冻出风口221和冷藏送风口23分别送出到冷冻室内，促使空气流动，冷冻室内的热风经冷冻回风口222返回到风道腔内。

在蒸发器26上安装有化霜传感器27，冰箱的主控器执行常规制冷指令时，化霜传感器27检测蒸发器26上的实时温度并将参数传输到主控器上，主控器根据化霜传感器27传输的参数判断蒸发器26的状态，并通过上述自动识别速冻需求的控制方法计算蒸发器26温度参数DTF，判断冰箱是否需要进入速冻模式。

冷冻室内胆21位于风道腔的底部还设置有冷藏送风口23，冷冻室内胆21在冷藏送风口23的一侧中部向下凹陷，在凹陷的壁面上还设置有冷藏回风口24，冷风还从冷藏送风口23进入到冷藏室内，冷藏室内的热风经冷藏回风口24返回到风道腔内，冷藏回风口24上还设置有化霜引水管，当化霜加热器对处于结霜状态的蒸发器26执行化霜时，化霜液化的水经凹陷壁面集流到冷藏回风口24处再流入化霜引水管，经化霜引水管导出。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种自动识别速冻需求的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1）计算冰箱离上一次化霜开始时间是否大于4小时，若是，执行步骤S2；若否，回主程序；

S2）计算此次压缩机停机时刻的蒸发器温度减去上次压缩机停机时刻的蒸发器温度参数DTF，若DTF大于等于1摄氏度，执行步骤S3；若否，回主程序；

S3）冰箱进入速冻模式；

S4）压缩机连续运行24小时后回主程序。

2.根据权利要求1所述自动识别速冻需求的控制方法，其特征在于，在步骤S3）中，还执行以下步骤：

S11）计算冰箱的冷冻室开门时长T1和开门次数D1，若冷冻室开门时长T1≥预设开门时长T，或开门次数D1≥预设开门次数D，执行步骤S12，若冷冻室开门时长T1＜预设开门时长T，或开门次数D1＜预设开门次数D，执行步骤S13；

S12）提前结束速冻模式，回主程序；

S13）冰箱继续执行速冻模式。

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