CN113790571B - 换热器的风扇控制方法、制冷设备、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热器的风扇控制方法、制冷设备、计算机可读存储介质。其中换热器的风扇控制方法,包括:获取风扇的开启时间与制冷温度的变化的第一关系函数G(t);获取化霜后风扇开启时满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT;根据变化值ΔT和第一关系函数G(t)计算得到达到变化值ΔT所需要的时间t’;获取换热器化霜后的首次制冷过程中,制冷温度达到最大值所需要的时间t[max];通过t[max]‑t’得到风扇在换热器化霜后的预计开启时间;当本轮化霜不是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后根据所述预计开启时间控制风扇开启。本发明可以控制制冷设备化霜前后的温度升高不超过温升标准,且不会产生多余的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域,尤其涉及一种蒸发器的风扇的控制方法。
背景技术
制冷设备在化霜时,都需要保持化霜前后制冷温度的变化不要太大。
以冰箱为例,在冰箱储藏温度试验及冷冻能力中,要求在化霜前后,冷冻间室最大温度升高不超过3K(开尔文,热力学温度值),即3K是冰箱化霜前后的一个温升标准。
为实现这一要求,目前常用的方法均是通过在化霜前采取强冷来解决这一问题。但强冷会对冰箱的功耗产生影响,增大冰箱的耗电。
因此,如何对换热器的风扇进行控制,使得冰箱等制冷设备在化霜前后阶段的不超过温升标准,同时不会增大功耗,或者是可以降低功耗,是业界亟待解决的技术问题。
另外,目前冰箱运行过程中,冰箱各间室的温度传感器虽然可以实时监测瞬时温度,但是目前对监测所得的温度的运用,仍然仅停留在控制冰箱各个间室开停机的层面,未能对实时监测的温度加以更深层次的运用。
发明内容
为了解决现有技术中如何控制化霜前后温度变化不超过温升标准且不增大功耗的技术问题,本发明提出一种换热器的风扇控制方法、制冷设备、计算机可读存储介质。
本发明提出的换热器的风扇控制方法,包括:
获取风扇的开启时间与制冷温度的变化的第一关系函数G(t);
获取化霜后风扇开启时满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT;
根据所述制冷温度的变化值ΔT和第一关系函数G(t)计算得到达到所述制冷温度的变化值ΔT所需要的时间t’;
获取换热器化霜后的首次制冷过程中,制冷温度达到最大值所需要的时间t[max];
将制冷温度达到最大值所需要的时间t[max]减去达到所述制冷温度的变化值ΔT所需要的时间t’得到风扇在换热器化霜后的预计开启时间;
当本轮化霜不是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后根据所述预计开启时间控制风扇开启。
进一步,所述制冷温度达到最大值所需要的时间t[max]具体为制冷设备通电后换热器首次化霜结束立即开启风扇时制冷温度达到最大值所需要的时间。
进一步,所述第一关系函数G(t)通过以下步骤得到:
获取制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时制冷温度的变化与时间的第二关系函数P(t),以及化霜期间制冷温度的变化与时间的第三关系函数F(t);
将第二关系函数P(t)减去第三关系函数F(t)得到所述第一关系函数G(t)。
进一步,所述第二关系函数P(t)或第三关系函数F(t)由预设的函数库与实时监测得到的制冷温度进行计算得到。
进一步,预设的函数库与实时检测得到的制冷温度进行计算具体包括如下步骤:
预先导入常用数学函数,将各个数学函数的参数设置为未知变量,形成所述的函数库;
当化霜开始时,对实时变化的制冷温度进行监测,并实时判定每个时间的温度变化率;
将每个时间的温度变化率与函数库中各数学函数进行对照,得出在一段时间内和实际温度变化最接近的n个数学函数,n大于等于1;
将对应的温度变化值及其对应的时间对n个数学函数的未知变量进行赋值;
当温度变化率开始变为负数时,赋值结束,将n个数学函数中与实际温度变化重合度最高的数学函数作为所述第二关系函数P(t)或者第三关系函数F(t)。
进一步,每次制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时记录制冷温度以及对应的时间,并根据记录的制冷温度以及对应的时间对第二关系函数P(t)进行更新。
进一步,在每个化霜期间记录制冷温度以及对应的时间,并根据记录的制冷温度以及对应的时间对第三关系函数F(t)进行更新。
进一步,满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT通过以下步骤得到:
获取制冷阶段达到的最大温度T0;
获取化霜结束时的瞬时温度T1;
根据公式ΔT = [T0 +(Tx-δ)] – T1计算得到所述制冷温度的变化值ΔT,所述Tx为预设温升标准对应的温度变化值,所述δ为误差值。
进一步,所述制冷阶段达到的最大温度T0为本轮化霜前的制冷阶段所检测到的最大温度。
进一步,所述化霜结束时的瞬时温度T1为本轮化霜结束时检测到的瞬时温度,或者根据化霜期间制冷温度与时间的第三关系函数F(t)计算得到。
进一步,当本轮化霜是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后立即控制风扇开启。
本发明提出的制冷设备,包括控制器、用于检测制冷温度的温度传感器、用于制冷的换热器以及换热器的风扇,所述控制器采用上述技术方案所述的换热器的风扇控制方法对换热器的风扇进行控制。
进一步,所述制冷设备为冰箱。
进一步,所述制冷温度为冰箱的冷冻间室的温度。
本发明提出的计算机可读存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序运行时执行上述技术方案所述的换热器的风扇控制方法。
本发明通过在冰箱的控制程序中事先导入常用数学函数(包括指数函数、对数函数、幂函数等),建立函数库,通过将实时监测的温度与函数库中的函数拟合,得出冰箱温度与时间的关系函数。再通过温度变化函数,预测冰箱冷冻风扇开启后温度升高与时间的关系,并通过这一关系计算冰箱的冷冻风扇开启时间,控制冷冻室升温幅度,使得冷冻室的升温幅度符合对应的温升标准的要求。本发明根据温度时间的关系函数,实时灵活的进行相应的计算和更新,减少人为设定开启时间或开启温度等参数所带来的较长的前期验证时间。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明,其中:
图1是本发明一实施例的流程图。
图2是本发明化霜化霜期间制冷温度与时间的关系曲线。
图3是本发明风扇的开启时间与制冷温度的关系曲线。
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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
由此,本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征,而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外,应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计,但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此,除非另有说明,所说明的组合并非旨在限制。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理进行详细说明。
如图1所示,本发明的换热器的风扇控制方法,指的是制冷设备的换热器在化霜以后风扇的控制方法。当本轮化霜是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后立即控制风扇开启。在一个具体实施例中,制冷设备为冰箱,则换热器指的是位于冰箱的冷冻间室的蒸发器,风扇指的是位于冷冻间室蒸发器处的冷冻风扇。但是本发明的技术方案并不限于冰箱,也适用于其他制冷设备,如冷库、冰柜等等。
当本轮化霜不是制冷设备通电后换热器的首次化霜时,本发明的换热器的风扇控制方法需要得到制冷温度与时间的关系函数,包括风扇的开启时间与制冷温度的变化的第一关系函数G(t)、制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时制冷温度与时间的第二关系函数P(t),以及化霜期间制冷温度与时间的第三关系函数F(t)。在一个具体实施例中,制冷温度指的是冰箱的冷冻间室的温度。
三个关系函数可以利用历史数据通过各种现有的算法计算得到。也可以在冰箱的控制程序中事先导入常用的数学函数,包括但不限于指数函数、对数函数、幂函数等,建立函数库,通过将实时监测的温度与预设的函数库中的函数拟合,得出冰箱温度与时间的关系函数,例如,第二关系函数P(t)或第三关系函数F(t)由预设的函数库与实时监测得到的制冷温度进行计算得到。
在一个实施例中,根据预设的函数库,以及制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时实时监测得到的制冷温度及温度对应的时间,计算得到第二关系函数P(t),即制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时制冷温度T=P(t)。根据预设的函数库,以及制冷设备化霜时实时监测得到的制冷温度及温度对应的时间,计算得到第三关系函数F(t),即化霜期间制冷温度T=F(t),如图2所示。将第二关系函数P(t)减去第三关系函数F(t)得到第一关系函数G(t),即G(t)=P(t)-F(t)。
将预设的函数库与实时检测得到的制冷温度进行计算来得到第二关系函数P(t)或者第三关系函数G(t)具体包括以下过程。
预先导入常用数学函数,将各个数学函数的参数设置为未知变量,形成所述的函数库。例如,将各个函数的参数[底数,系数,幂次]设置为未知变量,形成详尽的冰箱的温度变化函数库。
当化霜开始时,就是拟合开始的信号,对实时变化的制冷温度进行监测,并实时判定每个时间的温度变化率。
将每个时间的温度变化率与函数库中各数学函数进行对照,得出在一段时间内和实际温度变化最接近的n个数学函数,n大于等于1,例如n可以取5,每个数学函数都有其具体的趋势曲线,选择一段时间内趋势曲线和实际温度变化趋势最接近的5个数学函数。
将对应的温度变化值及其对应的时间对n个数学函数的未知变量进行赋值。根据实际数值对函数参数[底数,系数,幂次]进行赋值,即可得出一段时间内温度变化函数(温度与冰箱运行时间的关系函数)。
当温度变化率开始变为负数,即温度变化趋势朝下时,是拟合结束的信号,在拟合的函数列表中选取最符合实际情况的关系函数,具体的,可以从n个数学函数中选择与实际温度变化重合度最高的数学函数作为所述第二关系函数P(t)或者第三关系函数F(t)。
在一个较优实施例中,每次制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时记录制冷温度以及对应的时间,并根据记录的制冷温度以及对应的时间对第二关系函数P(t)进行更新。和/或在每个化霜期间记录制冷温度以及对应的时间,并根据记录的制冷温度以及对应的时间对第三关系函数F(t)进行更新。
如图3所示,得到第一关系函数G(t)后,需要获取化霜后风扇开启时满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT。例如现在的温升标准常规为3K。那么预设温升标准可以设置为3K。满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT可以通过以下步骤得到。
获取制冷阶段达到的最大温度T0;
获取化霜结束时的瞬时温度T1;
根据公式ΔT = [T0 +(Tx-δ)] – T1计算得到制冷温度的变化值ΔT,其中Tx为预设温升标准对应的温度变化值,如3K,这样可以保证冰箱化霜时再次开启位于冷冻室的换热器的风扇时冷冻室的最大温升不超过3K。δ为误差值,因为控制实际运行过程中可能存在误差,因此δ是人为设定的温升余量,一般设定为0.2-0.5K。在一个具体实施例中,制冷阶段达到的最大温度T0为本轮化霜前的制冷阶段所检测到的最大温度。化霜结束时的瞬时温度T1为本轮化霜结束时检测到的瞬时温度,或者根据化霜期间制冷温度与时间的第三关系函数F(t)计算得到。
得到满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT之后,根据G(t)就可以得到风扇开启以后达到制冷温度的变化值ΔT所需要的时间t’。那么只要获取换热器化霜后的首次制冷过程中,制冷温度达到最大值所需要的时间t[max],将制冷温度达到最大值所需要的时间t[max]减去达到制冷温度的变化值ΔT所需要的时间t’,就能够得到风扇在换热器化霜后的预计开启时间。当本轮化霜不是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后根据预计开启时间控制风扇开启。在一个具体实施例中,制冷温度达到最大值所需要的时间t[max]指的是制冷设备通电后换热器首次化霜结束立即开启风扇时制冷温度达到最大值所需要的时间。需要说明的是,在一个具体实施例中,时间t[max]对应的制冷温度达到最大值等于最大温度T0加上误差值,两者基本上是一个相等的关系。在其他实施例中,两者也可以是完全相等的关系。
本发明还保护制冷设备,制冷设备至少包括控制器、用于检测制冷温度的温度传感器、用于制冷的换热器以及换热器的风扇,控制器采用上述技术方案的换热器的风扇控制方法对换热器的风扇进行控制。在一个具体实施例中,制冷设备为冰箱,但是不限于冰箱。当制冷设备为冰箱时,温度传感器为冰箱的冷冻间室的温度传感器,制冷温度是冷冻间室的温度。
本发明通过上述技术方案解决了制冷设备化霜及恢复期温度超过对应温升标准的问题,如解决了冰箱化霜及恢复期中冷冻室温升超过3K的问题。通过控制风扇在化霜后首次制冷的开启时间,解决了温升超过3K的问题的同时还不会带来冰箱功耗的提高,同时,本发明还充分利用传感器监测所得的实时温度,可以得到拟合任意需要的温度变化函数的效果。
由于本发明实质上是设置在冰箱等制冷设备中的计算机程序,因而本发明保护计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质用来存储计算机程序,且计算机程序运行时执行本发明的换热器的风扇控制方法。
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 (13)
1.一种换热器的风扇控制方法,其特征在于,包括:
获取风扇的开启时间与制冷温度的变化的第一关系函数G(t);
获取化霜后风扇开启时满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT;
根据所述制冷温度的变化值ΔT和第一关系函数G(t)计算得到达到所述制冷温度的变化值ΔT所需要的时间t’;
获取换热器化霜后的首次制冷过程中,制冷温度达到最大值所需要的时间t[max];
将制冷温度达到最大值所需要的时间t[max]减去达到所述制冷温度的变化值ΔT所需要的时间t’得到风扇在换热器化霜后的预计开启时间;
当本轮化霜不是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后根据所述预计开启时间控制风扇开启;
所述第一关系函数G(t)通过以下步骤得到:
获取制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时制冷温度的变化与时间的第二关系函数P(t),以及化霜期间制冷温度的变化与时间的第三关系函数F(t);
将第二关系函数P(t)减去第三关系函数F(t)得到所述第一关系函数G(t);
满足预设温升标准所允许的制冷温度的变化值ΔT通过以下步骤得到:
获取制冷阶段达到的最大温度T0;
获取化霜结束时的瞬时温度T1;
根据公式ΔT = [T0 +(Tx-δ)] – T1计算得到所述制冷温度的变化值ΔT,所述Tx为预设温升标准对应的温度变化值,所述δ为误差值。
2.如权利要求1所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,所述制冷温度达到最大值所需要的时间t[max]具体为制冷设备通电后换热器首次化霜结束立即开启风扇时制冷温度达到最大值所需要的时间。
3.如权利要求1所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,所述第二关系函数P(t)或第三关系函数F(t)由预设的函数库与实时监测得到的制冷温度进行计算得到。
4.如权利要求3所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,预设的函数库与实时检测得到的制冷温度进行计算具体包括如下步骤:
预先导入常用数学函数,将各个数学函数的参数设置为未知变量,形成所述的函数库;
当化霜开始时,对实时变化的制冷温度进行监测,并实时判定每个时间的温度变化率;
将每个时间的温度变化率与函数库中各数学函数进行对照,得出在一段时间内和实际温度变化最接近的n个数学函数,n大于等于1;
将对应的温度变化值及其对应的时间对n个数学函数的未知变量进行赋值;
当温度变化率开始变为负数时,赋值结束,将n个数学函数中与实际温度变化重合度最高的数学函数作为所述第二关系函数P(t)或者第三关系函数F(t)。
5.如权利要求4所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,每次制冷设备通电后首次化霜立即开启风扇时记录制冷温度以及对应的时间,并根据记录的制冷温度以及对应的时间对第二关系函数P(t)进行更新。
6.如权利要求4所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,在每个化霜期间记录制冷温度以及对应的时间,并根据记录的制冷温度以及对应的时间对第三关系函数F(t)进行更新。
7.如权利要求1所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,所述制冷阶段达到的最大温度T0为本轮化霜前的制冷阶段所检测到的最大温度。
8.如权利要求1所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,所述化霜结束时的瞬时温度T1为本轮化霜结束时检测到的瞬时温度,或者根据化霜期间制冷温度与时间的第三关系函数F(t)计算得到。
9.如权利要求1所述的换热器的风扇控制方法,其特征在于,当本轮化霜是制冷设备通电后换热器的首次化霜,则在化霜结束后立即控制风扇开启。
10.一种制冷设备,包括控制器、用于检测制冷温度的温度传感器、用于制冷的换热器以及换热器的风扇,其特征在于,所述控制器采用如权利要求1至9任意一项权利要求所述的换热器的风扇控制方法对换热器的风扇进行控制。
11.如权利要求10所述的制冷设备,其特征在于,所述制冷设备为冰箱。
12.如权利要求11所述的制冷设备,其特征在于,所述制冷温度为冰箱的冷冻间室的温度。
13.一种计算机可读存储介质,用于存储计算机程序,其特征在于,所述计算机程序运行时执行如权利要求1至9任意一项权利要求所述的换热器的风扇控制方法。
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