CN113465277B - 一种冰箱化霜系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱化霜系统及方法，涉及冰箱化霜技术领域。本发明中：化霜系统内，对加热器的加热时间进行周期分割，预设N个基本加热周期；每个基本加热周期内，加热器的发热能量相同。化霜系统内，预设标准基本加热周期；当加热时间小于标准基本加热周期时，基本加热周期与标准基本加热周期相等；基本加热周期大于或等于标准基本加热周期，基本加热周期只由加热时间组成。电压检测单元在每个基本加热周期的开始时刻检测实际电压值，单片机根据实际电压值计算出当前周期内的加热时间。本发明保证了化霜周期内总化霜能量的恒定，避免设计电压和实际电压不一致导致的化霜问题，同时恒热量的调节控制也避免了温度熔断器的熔断事故。

Description

一种冰箱化霜系统及方法

技术领域

本发明属于冰箱化霜技术领域，特别是涉及一种冰箱化霜系统及方法。

背景技术

风冷冰箱因为不需要用户手动化霜而越来越受到消费者的欢迎。为了保证冰箱的制冷效果，风冷冰箱必须要进行自动化霜。冰箱的化霜原理如下：

冰箱上所用加热器一般为电阻加热器，电阻加热器的发热能量计算公式为：Q＝(U²/R)·t。

Q：t时间段内的发热量；

U：加热器的工作电压；

R：加热器的电阻；

t：加热器的工作时间。

由于市电电压的不稳定，导致U²的实际值和设计值相差较多。加热器的实际发热量和设计发热量相差较多，最终导致化霜的不正常。若实际化霜功率比设计化霜功率小，则导致化霜不彻底，影响冰箱的制冷效果；若实际化霜功率比设计化霜功率大，则导致瞬间发热量过高，温度上升较快，最终使温度熔断器断开，此种故障必须通过更换加热器维修。

现有专利文件1(CN105972916A)，专利名称：冰箱的化霜控制方法、化霜控制装置及冰箱，专利中规定了加热器的两种运行功率，当到达第一温度时运行第一功率化霜；当到达第二温度时运行第二功率化霜。但此种化霜方法没有从根本上解决市电电压不稳导致的功率变化大的问题。

现有专利文件2(CN108362068B)，专利名称：一种冰箱化霜系统及方法，专利中公布了一种冰箱化霜系统及方法。但其硬件电路过于复杂，增加成本较多。

为解决市电电压的变化所带来的化霜问题，考虑采用如下方案。根据Q＝(U²/R)·t，当市电电压发生变化，导致U²/R发生变化时，只要按照相同的比例按照相反的方向增大或减少加热时间，就能保证加热器的总加热能量不变。为实现此目的，将加热器的加热时间设计成数量固定的若干个基本加热周期组成的时间段。基本加热周期是时间不固定的基本加热时间单元，由加热时间和非加热时间组成，每个基本加热周期内加热器的发热量相同。当市电电压增大时，基本加热周期时间不变，通过缩短基本加热周期中的加热时间来保证基本加热周期内的发热量不变；当市电电压减小时，基本加热周期时间延长，通过延长加热时间保证基本加热周期内的发热量不变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冰箱化霜系统及方法，保证了化霜周期内总化霜能量的恒定，避免设计电压和实际电压不一致导致的化霜问题，同时恒热量的调节控制也避免了温度熔断器的熔断事故。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种冰箱化霜系统，系统硬件装置包括一集成电路板、加热器，主要包括以下内容：

㈠集成电路板上配置有电压检测单元、单片机和继电器，蒸发器外围配置有加热器。

㈡化霜系统内，对加热器的加热时间进行周期分割，预设N个基本加热周期T；

其中，每个基本加热周期T内，加热器的发热能量相同；其中，基本加热周期分为加热时间T₁和非加热时间T₂。

㈢化霜系统内，预设标准基本加热周期T₀；

当加热时间T₁小于标准基本加热周期T₀时，基本加热周期与标准基本加热周期相等，即T＝T₀，非加热时间T₂＝T₀-T₁；

当加热时间T₁不低于标准基本加热周期T₀时，基本加热周期大于或等于标准基本加热周期，基本加热周期只由加热时间组成、无非加热时间，加热时间即为T₁。

㈣电压检测单元在每个基本加热周期的开始时刻检测实际电压值，单片机根据实际电压值计算出当前周期内的加热时间。

作为本发明的一种优选技术方案，基本加热周期的时长为1～20S。

作为本发明的一种优选技术方案，标准基本加热周期为220V标准电压时计算出的基本加热周期。

作为本发明的一种优选技术方案，㈠加热器处于加热时间段时，单片机输出控制信号使继电器处于导通状态，市电电压接入加热器进行加热；㈡加热器处于非加热时间段时，单片机输出控制信号使继电器处于关闭状态，加热器与市电不接通，处于非加热状态。

作为本发明的一种优选技术方案，当加热器累计运行的加热周期次数达到N次后，化霜结束，系统退出化霜程序。

作为本发明的一种优选技术方案，设在基本加热周期T内，加热器的发热能量为恒值Q_C；则加热器在基本加热周期内的加热时间T₁内产生的热量为Q_C；则Q_C＝(U²/R)·T₁，T₁＝(Q_C·R)/U²；其中，U为加热器上的实际电压值，R为加热器的电阻值。

本发明涉及一种冰箱化霜控制方法，包括包括基本加热周期内的加热时间分析方法，包括以下内容：

㈠电压检测单元检测到市电电压，即加热器实际电压值U，得到U²值；

㈡将U²值与220V标准电压U₀ ²值进行比较，得到比值λ，即λ＝U²/U₀ ²；

㈢计算λ的倒数δ，即δ＝1/λ；

㈣δ与标准基本加热周期T₀相乘得到实际加热时间T₁，T₁＝δ·T₀。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过对冰箱内加热器进行非固定时间的周期化加热介入，实现在实际电压变化时化霜发热功率的恒定控制，保证化霜周期内总化霜能量的恒定，避免设计电压和实际电压不一致导致的化霜问题，同时恒热量的调节控制也避免温度熔断器的熔断事故。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中的化霜系统硬件驱动示意图；

图2为本发明进行化霜加热时的N个基本加热周期序列示意图；

图3为本发明中基本加热周期包含的加热时间和非加热时间示意图。

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作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。

实施例一

本发明冰箱的化霜系统硬件组成：

本发明的硬件包括电压检测单元、单片机、继电器、加热器，其中电压检测单元、单片机、继电器集成到一块电路板上。加热器安装在蒸发器底部或附近。

本发明的冰箱化霜设计中：

将冰箱的化霜加热时间分割成时间固定的基本化霜时间，基本化霜时间由加热时间和非加热时间构成。加热时间和非加热时间根据实际的电压值确定。确保每个基本化霜时间内的加热能量和设计的加热能量相等。从而保证总的加热能量和设计的加热能量相等。

基于上述特征内容，本发明中的基板加热环节具体包括以下内容：

将加热器的加热时间分成N个基本加热周期，基本加热周期的时间范围不宜过长，以避免实际电压过高时，由于加热时间长导致加热能量过多，影响化霜效果。

基本加热时间可以控制在1～20S以内，每个基本加热周期内加热器的发热能量相同。

设在基本加热周期T内，加热器的发热能量为恒值Q_C；则加热器在基本加热周期内的加热时间T₁内产生的热量为Q_C；则Q_C＝(U²/R)·T₁，T₁＝(Q_C·R)/U²；其中，U为加热器上的实际电压值，R为加热器的电阻值。按照220V标准电压计算出的基本加热周期称为标准基本加热周期。

本发明中通过单片机对加热器进行周期性调控，具体内容如下：

加热器的基本加热周期为不固定的时间段，分为加热时间和非加热时间。在加热时间内，单片机输出控制信号使继电器处于导通状态，市电电压接入加热器进行加热。在非加热时间内，单片机输出控制信号使继电器处于关闭状态，加热器与市电不接通，处于非加热状态。

加热时间通过单片机计算得到。当计算得到的加热时间小于标准基本加热周期时，基本加热周期与标准基本加热周期相等，其加热时间为计算得到的加热时间，非加热时间为与的差值。当计算得到的加热时间t1大于等于标准基本加热周期时，基本加热周期大于或等于标准基本加热周期，此时，基本加热周期只由加热时间组成，没有非加热时间，加热时间即为计算得到的加热时间。

在实际化霜过程中，电压检测单元在每个基本加热周期的开始检测实际的电压值，单片机根据实际电压值计算出每个基本加热周期内的加热时间。当累计的基本加热周期数与N相等时，化霜结束，退出化霜程序。

在本发明中，单片机计算基本加热周期内的加热时间方法如下：

1、根据电压检测电路检测到的市电电压U，得到U²值。

2、将U²值和标准电压(220V)U₀ ²值比较得到λ值，即λ＝U²/U₀ ²。

3、计算得到λ的倒数，即δ＝1/λ。

4、δ与标准基本加热周期T₀相乘得到实际加热时间T₁，T₁＝δ·T₀。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种冰箱化霜系统，化霜系统包括系统硬件装置，系统硬件装置包括一集成电路板、加热器，其特征在于：

㈠集成电路板上配置有电压检测单元、单片机和继电器，蒸发器外围配置有加热器；

㈡化霜系统内，将整个加热过程分割为N个基本加热周期T，每个基本加热周期内加热器的发热量相同，为Q_C；

㈢当供电电压为标准电压U₀时，基本加热周期称为标准基本加热周期T₀，当供电电压为实际电压U时，基本加热周期T分为加热时间T₁和非加热时间T₂；

当加热时间T₁小于标准基本加热周期T₀时，基本加热周期与标准基本加热周期相等，即T＝T₀，非加热时间T₂＝T₀－T₁；

当加热时间T₁不低于标准基本加热周期T₀时，基本加热周期大于或等于标准基本加热周期，基本加热周期只由加热时间组成、无非加热时间，加热时间即为T₁；

㈣电压检测单元在每个基本加热周期的开始时刻检测实际电压值，单片机根据实际电压值计算出当前周期内的加热时间；

所述的冰箱化霜系统的冰箱化霜控制方法，包括基本加热周期内的加热时间分析方法，包括以下内容：

(一)设在基本加热周期T内，加热器的发热能量为恒值Q_C

则Q_C＝(U²/R)·T₁，得到T₁＝(Q_C·R)/U²

U为供电的实际电压，T₁为基本加热周期T内的实际加热时间，R为加热器电阻值；

(二)在标准基本加热周期T₀内，加热器的发热能量为恒值Q_C

则Q_C＝(U₀ ²/R)·T₀，得到T₀＝(Q_C·R)/U₀ ²；

U₀为供电电压为标准电压220V时的电压值，T₀为供电电压为标准电压220V时的加热时间,R为加热器电阻值；

(三)由(一)、(二)得到T₁/T₀＝U₀ ²/U²；

(四)设δ＝U₀ ²/U²，则由(三)得到T₁＝δ·T₀。

2.根据权利要求1所述的一种冰箱化霜系统，其特征在于：

基本加热周期的时长为1～20S。

3.根据权利要求1所述的一种冰箱化霜系统，其特征在于：

标准基本加热周期为220V标准电压时计算出的基本加热周期。

4.根据权利要求1所述的一种冰箱化霜系统，其特征在于：

㈠加热器处于加热时间段时，单片机输出控制信号使继电器处于导通状态，市电电压接入加热器进行加热；

㈡加热器处于非加热时间段时，单片机输出控制信号使继电器处于关闭状态，加热器与市电不接通，处于非加热状态。

5.根据权利要求1所述的一种冰箱化霜系统，其特征在于：

当加热器累计运行的加热周期次数达到N次后，化霜结束，系统退出化霜程序。

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