CN114608263A - 一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法 - Google Patents

一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，涉及制冷设备技术领域。本发明包括电子膨胀阀以初始开度P0运行第一设定时间t1；检测蒸发器实时温度T，若T≤T1，则电子膨胀阀以第一过渡开度P1运行第二设定时间t2；检测蒸发器实时温度T′，若T′≤T2，则电子膨胀阀以第二过渡开度P2运行第三设定时间t3；检测蒸发器实时温度T″，并计算T″与目标温度Tm的差值ΔT，若ΔT≤2℃，则冰箱制冷系统退出速冻功能；若ΔT＞2℃,则返回上步继续制冷。本发明通过根据蒸发器的实时温度，对电子膨胀阀的开度进行调节，实现对制冷温度的精确调节，解决了现有采用固定速冻时间完成速冻时，热负载的冷冻温度无法得到精确控制的问题。

Description

一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法
技术领域
本发明属于制冷设备技术领域，特别是涉及一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法。
背景技术
传统的电冰箱制冷系统由压缩机、冷凝器、毛细管及蒸发器组成，由于毛细管不具备自动调节制冷剂流量的功能，因此冰箱制冷系统也就无法随蒸发器运行过程的温度变化情况自动调节流量。
在冰箱进行速冻功能时，突然在冷冻室内放入大量热负载后，将导致蒸发器温度上升，压缩机运行功率增大，系统此时虽然制冷量增加但蒸发温度的上升导致热负载降温缓慢，蒸发器制冷量不足将无法满足快速冷冻的目的。因此，目前市场上冰箱，其速冻功能启用时，由于毛细管无法调节流量，也就无法进行蒸发器内制冷剂蒸发温度的调节而快速达到目标蒸发温度，通常采用预先设定固定的速冻时间来完成速冻的功能。
现有冰箱采用固定速冻时间产生的问题是，在高环境温度和低环境温度下的速冻时间保持一样的前提下，高环境温度下的速冻达到规定时间，热负载可能无法达到规定的冷冻温度；而低环境温度下速冻达到固规定时间热负载可能远低于规定的冷冻温度，从而导致热负载的冷冻温度无法得到精确控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，通过根据蒸发器的实时温度，对电子膨胀阀的开度进行调节，实现对制冷温度的精确调节，解决了现有采用固定的速冻时间来完成速冻时，热负载的冷冻温度无法得到精确控制的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，包括以下步骤：
步骤一：冰箱开启速冻功能运行时，控制电子膨胀阀按照初始开度P0运行，并运行第一设定时间t1；
步骤二：通过温度传感器检测蒸发器的蒸发温度，得到蒸发器实时温度T；
步骤三：对比较蒸发器实时温度T与第一预设蒸发温度T1的大小，若T≤T1，则控制电子膨胀阀以第一过渡开度P1运行，并执行下一步；若T＞T1，则返回步骤一；其中，第一过渡开度P1为初始开度P0减小步数ΔP后的电子膨胀阀开度,即P1＝P0-ΔP；
步骤四：控制电子膨胀阀按照第一过渡开度P1运行第二设定时间t2；
步骤五：通过温度传感器检测蒸发器的蒸发温度，得到蒸发器实时温度T′，对比T′与第二预设蒸发温度T2，且T2＜T1；其中，第二过渡开度P2为第一过渡开度P1减小步数ΔP后的电子膨胀阀开度,即P2＝P1-ΔP；
若T′≤T2，则控制电子膨胀阀以第二过渡开度P2运行，并执行下一步；
若T′＞T2，则返回步骤四；
步骤六：控制电子膨胀阀按照第二过渡开度P2运行第三设定时间t3；
步骤七：通过温度传感器检测蒸发器的蒸发温度，得到蒸发器实时温度T″，并计算T″与目标温度Tm的差值ΔT，即ΔT＝T″-Tm；其中，Tm＜T2＜T1；若ΔT≤2℃，则表明速冻功能已经达成，冰箱制冷系统退出速冻功能；若ΔT＞2℃,则返回步骤六。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一设定时间t1和第二设定时间t2均为60～120min。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第三设定时间t3为30-60min。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一预设蒸发温度T1为-20℃～-25℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第二预设蒸发温度T2为-28℃～-30℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述目标温度Tm为-32℃～-35℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过检测蒸发器的实时的蒸发温度，并与第一预设蒸发温度、第二预设蒸发温度和目标温度进行对比，以及设定第一、第二和第三设定时间，并将电子膨胀阀的开度对应细分为多个开度梯度，通过根据蒸发器实时温度与第一预设蒸发温度、第二预设蒸发温度和目标温度的对比结果，对电子膨胀阀的开度进行调节，实现通过电子膨胀阀对制冷剂流量更精准的控制，从而对制冷温度进行精确调节，使得蒸发器温度达到目标蒸发温度的过程稳定快速，更加精准的进行速冻功能的运行，使得热负载的冷冻温度得到精确控制。
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为本发明的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统的结构示意图；
图2为本发明的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-压缩机，2-冷凝器，3-电子膨胀阀，4-蒸发器，51-温度传感器。
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。
请参阅图1所示，本发明中基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统，包括依次串联的压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀3和蒸发器4所组成的制冷循环回路。其中，蒸发器4上装设有温度传感器51，用于检测蒸发器4的实时温度。
如图2所示，本发明一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，包括以下步骤：
步骤一：当冰箱开启速冻功能运行时，控制电子膨胀阀3按照初始开度P0运行，并运行第一设定时间t1。
步骤二：通过温度传感器51检测蒸发器4的蒸发温度，得到蒸发器4的实时温度T。
步骤三：对比较蒸发器4的实时温度T与第一预设蒸发温度T1的大小，若T≤T1，则控制电子膨胀阀3以第一过渡开度P1运行，并执行下一步；若T＞T1，则返回步骤一。其中，第一过渡开度P1为初始开度P0减小步数ΔP后的电子膨胀阀开度,即P1＝P0-ΔP。
步骤四：控制电子膨胀阀3按照第一过渡开度P1运行第二设定时间t2；
步骤五：通过温度传感器51检测蒸发器4的蒸发温度，得到蒸发器4此时的实时温度T′，对比T′与第二预设蒸发温度T2，且T2＜T1。若T′≤T2，则控制电子膨胀阀3以第二过渡开度P2运行，并执行下一步；若T′＞T2，则返回步骤四。
其中，第二过渡开度P2为第一过渡开度P1减小步数ΔP后的电子膨胀阀开度,即P2＝P1-ΔP。当蒸发器4此时的实时温度T′达到或小于T2时，说明，冰箱的制冷速度和制冷效果达到预期设定的目标，制冷温度逐渐接近速冻所要求的目标温度，从而可减小电子膨胀阀3的开度，避免电子膨胀阀3开度过大或者过小导致的冰箱速冻时制冷性能差，以及制冷的冷冻温度无法精确控制的问题。
步骤六：控制电子膨胀阀3按照第二过渡开度P2运行第三设定时间t3。
步骤七：通过温度传感器51检测蒸发器4的蒸发温度，得到蒸发器4此时的实时温度T″，并计算T″与目标温度Tm的差值ΔT，即ΔT＝T″-Tm；其中，Tm＜T2＜T1。
若ΔT≤2℃，则表明速冻功能已经达成，放入冰箱内的热负荷已经达到规定的冷冻温度，从而判定冰箱可以退出速冻功能。若ΔT＞2℃,说明此时的制冷温度与目标温度Tm的差值较大，则返回步骤六，继续制冷。
其中，第一预设蒸发温度T1和第二预设蒸发温度T2根据冰箱速冻的目标温度Tm提前设置。如目标温度Tm为-32℃～-35℃，具体可设定为-34℃，那么第一预设蒸发温度T1可以为-20℃～-25℃，如设定为-24℃，第二预设蒸发温度T2可以为-28℃～-30℃，如设定为-28℃。
第一设定时间t1和第二设定时间t2根据经验或者实验提前设置，示例性地，第一设定时间t1和第二设定时间t2可以采取相等的时间设定，如均为均为60～120min，具体的，可设定为120分钟，第三设定时间t3为30-60min。
过渡开度与初始开度的差值根据经验和目标开度设置，优选地，过渡开度与初始开度的为宜。
电子膨胀阀3的开度可分为N个阶段上升至目标开度(N通常可以取值1、2或3)，作为示例，N个阶段设置为定值下降，也可以设置某个阶段为跳跃式下降，即如从初始开度为P0依次减小为第一过渡开度P1和第二过渡开度P2。
其中，如初始开度为P0，ΔP为开度单位“步”，则ΔP可为25步～75步内的数值。通过设定初始开度P0，使电子膨胀阀3以合理的初始开度P0为起点运行，从而避免了电子膨胀阀3启动时开度过大或者过小导致的冰箱速冻时制冷性能差的问题。
通过设置ΔP，以及通过在初始开度P0的基础上将电子膨胀阀3的开度逐步减小ΔP，得到第一过渡开度P1和第二过渡开度P2，从而将开始速冻开始至中达到目标蒸发温度的过程中，将电子膨胀阀3的开度调节过程划分为多个的梯度，使电子膨胀阀3的开度的控制更加精准，制冷运行的过程更加稳定快速。
过渡开度可以设置一个或者多个。如在过渡开度只有一个的情形下，即为使过渡开度直接降低至目标开度，如从而初始开度为P0直接降至第二过渡开度P2。
而在过渡开度为多个的情形下，使电子膨胀阀由初始开度P0经多个过渡开度依次降低至目标开度，如由初始开度P0依次减少为第一过渡开度P1、第二过渡开度P2，或设定更多个过渡开度如第三过渡开度P3，第四过渡开度P4等，使得电子膨胀阀3的开度控制更加精细和精准。
因此，通过将电子膨胀阀3的开度达到目标开度的过程细分为多个开度梯度，并根据蒸发器4的实时温度与第一预设蒸发温度、第二预设蒸发温度和目标温度的对比结果，对电子膨胀阀3的开度进行调节，实现通过电子膨胀阀3对制冷剂流量更精准的控制，从而对制冷温度进行精确调节，使得蒸发器4温度达到目标蒸发温度的过程稳定快速，更加精准的进行速冻功能的运行，使得热负载的冷冻温度得到精确控制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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 (6)

1.一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：冰箱开启速冻功能运行时，控制电子膨胀阀按照初始开度P0运行，并运行第一设定时间t1；
步骤二：通过温度传感器检测蒸发器的蒸发温度，得到蒸发器实时温度T；
步骤三：对比较蒸发器实时温度T与第一预设蒸发温度T1的大小，若T≤T1，则控制电子膨胀阀以第一过渡开度P1运行，并执行下一步；若T＞T1，则返回步骤一；
其中，第一过渡开度P1为初始开度P0减小步数ΔP后的电子膨胀阀开度,即P1＝P0-ΔP；
步骤四：控制电子膨胀阀按照第一过渡开度P1运行第二设定时间t2；
步骤五：通过温度传感器检测蒸发器的蒸发温度，得到蒸发器实时温度T′，对比T′与第二预设蒸发温度T2，且T2＜T1；
若T′≤T2，则控制电子膨胀阀以第二过渡开度P2运行，并执行下一步；
若T′＞T2，则返回步骤四；
其中，第二过渡开度P2为第一过渡开度P1减小步数ΔP后的电子膨胀阀开度,即P2＝P1-ΔP；
步骤六：控制电子膨胀阀按照第二过渡开度P2运行第三设定时间t3；
步骤七：通过温度传感器检测蒸发器的蒸发温度，得到蒸发器实时温度T″，并计算T″与目标温度Tm的差值ΔT，即ΔT＝T″-Tm；其中，Tm＜T2＜T1；
若ΔT≤2℃，则表明速冻功能已经达成，冰箱制冷系统退出速冻功能；若ΔT＞2℃,则返回步骤六。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，其特征在于，所述第一设定时间t1和第二设定时间t2均为60～120min。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，其特征在于，所述第三设定时间t3为30-60min。
4.根据权利要求1所述的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，其特征在于，所述第一预设蒸发温度T1为-20℃～-25℃。
5.根据权利要求4所述的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，其特征在于，所述第二预设蒸发温度T2为-28℃～-30℃。
6.根据权利要求5所述的一种基于电子膨胀阀的冰箱制冷系统速冻控制方法，其特征在于，所述目标温度Tm为-32℃～-35℃。
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