CN113883770A - 一种冰箱和除霜控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冰箱和除霜控制方法，所述冰箱包括：光电传感模块，用于监测所述蒸发器上是否存在结霜，电容传感模块，用于监测所述蒸发器上的结霜厚度，并根据控制器的指令启动加热功能，以对所述蒸发器进行除霜，所述控制器被配置为，包括：接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期，从而可以根据蒸发器上的结霜厚度进行按需除霜。
Description
技术领域
本申请涉及冰箱技术领域，更具体地，涉及一种冰箱和除霜控制方法。
背景技术
冰箱蒸发器上的结霜阻碍了气流循环，降低了制冷效率和性能系数，造成电能浪费。
当前冰箱制冷系统采用除霜传感器监测温度与盲周期除霜循环，当除霜传感器达到设定的除霜开始温度后，无论蒸发器上的结霜厚度是多少，即进入化霜周期，此时蒸发器底部的加热器工作直到除霜传感器达到设定的除霜结束温度。如图1所示，冰箱工作一段时间后，除霜传感器温度达到阈值T0，压缩机停机，加热器启动工作，并持续工作到除霜结束。除霜传感器温度达到阈值，加热器停止工作，压缩机启动。采用这种方式不能实现按需、定量除霜，造成除霜效率低、能源浪费。此外，加热器工作时间长会造成冰箱间室温升大，压缩机开机高转速运行噪声大。
此外，针对上述加热器工作模式，现有技术中还提出了加热器脉冲加热的控制方式，通过该控制方式能实现加热器产生的热量与除霜量均衡，避免过多的热量造成冰箱间室温度回升，如图2所示为加热器脉冲控制方式示意图。然而，加热器脉冲工作方式虽可以均衡加热器制热量与除霜所需热量，但不能真正实现按需、定量除霜。
因此，如何提供一种可以根据蒸发器上的结霜厚度进行按需除霜的冰箱，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种冰箱，用以解决现有技术中无法根据蒸发器上的结霜厚度进行按需除霜的技术问题，包括：
压缩机，用于进行将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂并排至冷凝器的工作；
冷凝器，用于将气态制冷剂凝结成高压液体，并排入毛细管；
毛细管，用于对高压的液态制冷剂进行节流降压后将低压的液态制冷剂排入蒸发器；
蒸发器，用于将低压的液态制冷剂进行汽化，吸热降温；
蒸发器风机，用于对蒸发器制冷产生的冷量进行传递；
光电传感模块，用于监测所述蒸发器上是否存在结霜；
电容传感模块，用于监测所述蒸发器上的结霜厚度，并根据控制器的指令启动加热功能，以对所述蒸发器进行除霜；
所述控制器被配置为，包括：
接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；
若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期；
其中，所述除霜投入操作包括停止所述压缩机和所述蒸发器风机，开启所述电容传感模块的加热功能。
一些实施例中，所述控制器还被配置为：
监测所述差值在所述除霜周期中的变化，并根据所述变化退出所述除霜周期。
一些实施例中，所述控制器还具体被配置为：
若所述变化为所述差值下降至零，基于除霜退出操作退出所述除霜周期；
其中，所述除霜退出操作包括停止所述加热功能，并经预设等待时长启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
一些实施例中，所述控制器还被配置为：
若所述差值达到所述预设下降阈值，经所述预设等待时长开启所述电容传感模块，并接收所述第二电压。
一些实施例中，所述光电传感模块和所述电容传感模块设置于所述蒸发器的顶部，所述光电传感模块包括红外发生器和红外接收器，所述第一电压是根据所述红外接收器接收的红外信号的强度确定的。
一些实施例中，所述电容传感模块的电极板与所述蒸发器形成电容器，所述第二电压是根据所述电容器的两端电压确定的，所述加热功能是基于所述电容传感模块的负极实现的。
相应地，本发明还提出了一种除霜控制方法，应用于包括压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、蒸发器风机、光电传感模块、电容传感模块及控制器的冰箱中，所述方法包括：
接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；
若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期；
其中，所述除霜投入操作包括停止所述压缩机和所述蒸发器风机，开启所述电容传感模块的加热功能。
一些实施例中，在基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期之后，所述方法还包括：
监测所述差值在所述除霜周期中的变化，并根据所述变化退出所述除霜周期。
一些实施例中，根据所述变化退出所述除霜周期，具体为：
若所述变化为所述差值下降至零，基于除霜退出操作退出所述除霜周期；
其中，所述除霜退出操作包括停止所述加热功能，并经预设等待时长启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
一些实施例中，在基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期之前，所述方法还包括：
若所述差值达到所述预设下降阈值，经所述预设等待时长开启所述电容传感模块，并接收所述第二电压。
与现有技术对比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种冰箱和除霜控制方法，所述冰箱包括：光电传感模块，用于监测所述蒸发器上是否存在结霜，电容传感模块，用于监测所述蒸发器上的结霜厚度，并根据控制器的指令启动加热功能，以对所述蒸发器进行除霜，所述控制器被配置为，包括：接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期，从而可以根据蒸发器上的结霜厚度进行按需除霜。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了现有技术中一种采用除霜传感器进行除霜的流程示意图；
图2示出了现有技术中一种加热器脉冲控制方式示意图；
图3示出了本发明实施例提出的一种冰箱的结构示意图；
图4示出了本发明实施例提出的一种除霜控制方法流程示意图。
图5示出了本申请实施例提出的一种霜层厚度监测示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。在制冷系统中，主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管节流器四部分，自成一个封闭的循环系统。其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方，其他部件安装在电冰箱的背面。制冷系统里充灌了制冷剂，如“氟里昂12(CF2Cl2，国际符号R12)”的物质作为制冷剂。R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。变成气态的R12被压缩机吸入，靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体，再排入冷凝器。在冷凝器中R12不断向周围空间放热，逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管，节流降压才能缓慢流入蒸发器，维持在蒸发器里继续不断地汽化，吸热降温。就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂R12的物态变化，把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出，如此周而复始不断地循环，以达到制冷目的。
为进一步对本申请的方案进行描述，如图3所示为本申请的一种冰箱中的结构示意图。
本申请保护一种冰箱，如图3所示，具体为：
压缩机101，用于进行将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂并排至冷凝器的工作；
冷凝器102，用于将气态制冷剂凝结成高压液体，并排入毛细管；
毛细管103，用于对高压的液态制冷剂进行节流降压后将低压的液态制冷剂排入蒸发器；
蒸发器104，用于将低压的液态制冷剂进行汽化，吸热降温；
蒸发器风机105，用于对蒸发器制冷产生的冷量进行传递；
光电传感模块106，用于监测所述蒸发器上是否存在结霜；
电容传感模块107，用于监测所述蒸发器上的结霜厚度，并根据控制器的指令启动加热功能，以对所述蒸发器进行除霜；
所述控制器108被配置为，包括：
接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；
若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期；
其中，所述除霜投入操作包括停止所述压缩机和所述蒸发器风机，开启所述电容传感模块的加热功能。
具体的，由于现有技术存在如背景技术中所述的诸多不足，所以本申请通过蒸发器上的结霜厚度来进行按需除霜，在所述蒸发器顶部设置有光电传感模块与电容传感模块，光电传感模块观察冰箱是否存在结霜，同时所述光电传感模块输出第一电压，同时根据所述电容传感模块两端的第二电压的大小来监测所述蒸发器上的结霜厚度。
控制器接收到所述第一电压后，与所述光电传感模块所能输出的最大电压值进行比较，当所述光电传感模块输出电压为最大值时，则意味着说明冰箱的蒸发器上没有结霜，若所述第一电压与所述输出电压最大值的差值达到预设电压阈值(如0.2V)时，则表明所述蒸发器上的霜层开始形成，若此时所述第二电压达到预设电压阈值，则表明所述蒸发器上的结霜厚度已经达到需要除霜的程度(如5-8mm)，需要进入所述蒸发器的除霜周期，此时所述控制器控制压缩机和蒸发器风机停止工作，并控制所述电容传感模块开启加热功能，以除去霜层。
为了获取所述第一电压，在本申请的优选实施例中，所述光电传感模块和所述电容传感模块设置于所述蒸发器的顶部，所述光电传感模块包括红外发生器和红外接收器，所述第一电压是根据所述红外接收器接收的红外信号的强度确定的。
具体的，如图5所示，光电传感模块包括红外发生器和红外接收器，当存在霜层时，由于霜层的存在，红外发生器发射的红外光折射到红外接收器，使得红外光传播距离短，信号强度强，所以通过红外信号的强度来确定所述第一电压的大小。
为了获取所述第二电压，在本申请的优选实施例中，所述电容传感模块的电极板与所述蒸发器形成电容器，所述第二电压是根据所述电容器的两端电压确定的，所述加热功能是基于所述电容传感模块的负极实现的，如图5所示。
为了准确的判断所述除霜周期，在本申请的优选实施例中，所述控制器还被配置为：
监测所述差值在所述除霜周期中的变化，并根据所述变化退出所述除霜周期。
具体的，在进入到所述除霜周期后，表示正在进行除霜操作，在除霜完成后，需要退出除霜周期，所以控制器需要进行实时的监测所述差值在所述除霜周期中的变化，以在除霜完成后，及时退出除霜周期，避免能源损耗。
为了及时监测是否需要退出所述除霜周期，在本申请的优选实施例中，所述控制器还具体被配置为：
若所述变化为所述差值下降至零，基于除霜退出操作退出所述除霜周期；
其中，所述除霜退出操作包括停止所述加热功能，并经预设等待时长启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
具体的，在进入所述除霜周期后，由于除霜过程的进行，所述差值在不断变化，当所述差值下降到零时，表示此时霜层已被清除完毕，退出所述除霜周期，并停止加热功能，等待预设等待时长(如120s)，以确保蒸发器上的水完全滴落，避免下一个制冷周期再结霜，重新启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
为了继续对霜层进行监测，在本申请的优选实施例中，所述控制器还被配置为：
若所述差值达到所述预设下降阈值，经所述预设等待时长开启所述电容传感模块，并接收所述第二电压。
具体的，当所述差值达到所述预设下降阈值，则表明所述蒸发器上的霜层又重新生成了，经所述预设等待时长(如120s)，以使蒸发器上的水完全凝结为霜，开启电容传感模块，并接收第二电压，以对所述霜层进行监测。
本发明公开了一种冰箱，所述冰箱包括：光电传感模块，用于监测所述蒸发器上是否存在结霜，电容传感模块，用于监测所述蒸发器上的结霜厚度，并根据控制器的指令启动加热功能，以对所述蒸发器进行除霜，所述控制器被配置为，包括：接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期，从而可以根据蒸发器上的结霜厚度进行按需除霜。
基于上述冰箱，本申请还提出了一种除霜控制方法，如图4，应用于包括压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、蒸发器风机、光电传感模块、电容传感模块、控制器的冰箱中，所述方法包括：
S201，接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值。
具体的，光电传感模块包括红外发生器和红外接收器，发生器能够产生红外光，接收器可接收红外光，冰箱控制器控制发生器产生红外光，当蒸发器上没有结霜时，发生器产生的红外光传播到接收器的距离较远，接收器接收到的红外光信号弱，此时第一电压最大，当蒸发器上形成霜层时，发生器产生的红外入射在霜层上再反射到接收器上，此时红外光传播距离短，接收器接收到较强的红外光，强红外光减小了回路中的电阻，此时第一电压会减小，所以通过检测所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值可以确定蒸发器上的霜层是否已经形成。
S202，若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期；
其中，所述除霜投入操作包括停止所述压缩机和所述蒸发器风机，开启所述电容传感模块的加热功能。
具体的，当所述差值达到预设下降阈值时，说明蒸发器上的霜层已经形成，此时，电容传感模块的电极板与蒸发器形成电容器，通过电容两端的第二电压变化实时反应蒸发器上的结霜厚度，当第二电压达到预设电压阈值，进入除霜周期，此时所述控制器控制压缩机和蒸发器风机停止工作，并控制所述电容传感模块开启加热功能，以除去霜层。
为了准确判断是否需要退出除霜周期，在本申请的优选实施例中，在基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期之后，所述方法还包括：
监测所述差值在所述除霜周期中的变化，并根据所述变化退出所述除霜周期。
具体的，在进入除霜周期后，霜层开始被清除，所以需要通过所述差值实时监测除霜过程，并根据差值变化退出所述除霜周期。
为了及时退出所述除霜周期，在本申请的优选实施例中，根据所述变化退出所述除霜周期，具体为：
若所述变化为所述差值下降至零，基于除霜退出操作退出所述除霜周期；
其中，所述除霜退出操作包括停止所述加热功能，并经预设等待时长启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
具体的，在进入所述除霜周期后，所述控制器控制电容传感模块加热除霜，并判断所述第一电压是否达到最大值，若第一电压没有达到最大值，继续加热除霜，若第一电压达到最大值，所述控制器控制电容传感模块停止加热除霜，在经过预设等待时长后，重新启动压缩机、蒸发器风机进行制冷，以确保蒸发器上的水完全滴落，避免下一个制冷周期再结霜。
为了实现基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期，在本申请的优选实施例中，在基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期之前，所述方法还包括：
若所述差值达到所述预设下降阈值，经所述预设等待时长开启所述电容传感模块，并接收所述第二电压。
具体的，当所述差值达到所述预设下降阈值，则表明所述蒸发器上的霜层又重新生成了，经所述预设等待时长，以使蒸发器上的水完全凝结为霜，开启电容传感模块，并接收第二电压，以对所述霜层厚度进行监测。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种冰箱，其特征在于，所述冰箱包括：
压缩机，用于进行将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂并排至冷凝器的工作；
冷凝器，用于将气态制冷剂凝结成高压液体，并排入毛细管；
毛细管，用于对高压的液态制冷剂进行节流降压后将低压的液态制冷剂排入蒸发器；
蒸发器，用于将低压的液态制冷剂进行汽化，吸热降温；
蒸发器风机，用于对蒸发器制冷产生的冷量进行传递；
光电传感模块，用于监测所述蒸发器上是否存在结霜；
电容传感模块，用于监测所述蒸发器上的结霜厚度，并根据控制器的指令启动加热功能，以对所述蒸发器进行除霜；
所述控制器被配置为，包括：
接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；
若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期；
其中，所述除霜投入操作包括停止所述压缩机和所述蒸发器风机，开启所述电容传感模块的加热功能。
2.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述控制器还被配置为：
监测所述差值在所述除霜周期中的变化，并根据所述变化退出所述除霜周期。
3.如权利要求2所述的冰箱，其特征在于，所述控制器还具体被配置为：
若所述变化为所述差值下降至零，基于除霜退出操作退出所述除霜周期；
其中，所述除霜退出操作包括停止所述加热功能，并经预设等待时长启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
4.如权利要求3所述的冰箱，其特征在于，所述控制器还被配置为：
若所述差值达到所述预设下降阈值，经所述预设等待时长开启所述电容传感模块，并接收所述第二电压。
5.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述光电传感模块和所述电容传感模块设置于所述蒸发器的顶部，所述光电传感模块包括红外发生器和红外接收器，所述第一电压是根据所述红外接收器接收的红外信号的强度确定的。
6.如权利要求5所述的冰箱，其特征在于，所述电容传感模块的电极板与所述蒸发器形成电容器，所述第二电压是根据所述电容器的两端电压确定的，所述加热功能是基于所述电容传感模块的负极实现的。
7.一种除霜控制方法，其特征在于，所述方法应用于包括压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、蒸发器风机、光电传感模块、电容传感模块和控制器的冰箱中，所述方法包括：
接收所述光电传感模块输出的第一电压，并确定所述光电传感模块的输出电压最大值与所述第一电压的差值；
若所述差值达到预设下降阈值，且所述电容传感模块输出的第二电压达到预设电压阈值，基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期；
其中，所述除霜投入操作包括停止所述压缩机和所述蒸发器风机，开启所述电容传感模块的加热功能。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期之后，所述方法还包括：
监测所述差值在所述除霜周期中的变化，并根据所述变化退出所述除霜周期。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述变化退出所述除霜周期，具体为：
若所述变化为所述差值下降至零，基于除霜退出操作退出所述除霜周期；
其中，所述除霜退出操作包括停止所述加热功能，并经预设等待时长启动所述压缩机和所述蒸发器风机。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在基于除霜投入操作进入所述蒸发器的除霜周期之前，所述方法还包括：
若所述差值达到所述预设下降阈值，经所述预设等待时长开启所述电容传感模块，并接收所述第二电压。
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