CN115325751B - 多温区精准控温的控制方法、制冷系统及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现多温区精准控温的控制方法、使用该控制方法的制冷系统及冰箱。所述多温区精准控温的控制方法根据各库区蒸发器的压力、各库区温度所在区间，以及各库区的温度偏移比例与其他库区温度的偏移比例的比较结果通过流量分配装置调整各蒸发器的制冷剂流量。本发明能实现对同一存储空间各个温区的温度自由设定和精准控制，使储存物处于最佳的存储环境。

Description

多温区精准控温的控制方法、制冷系统及冰箱

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种实现多温区精准控温的控制方法、使用该控制方法的制冷系统及冰箱。

背景技术

随着人们对食品保鲜研究的深化，对食品的存储温度的要求越来越高，对于存储物品温区的划分也越来越精细。目前市场上销售的冰箱一般都设有多个存储空间，各个存储空间的温区不同，为了避免食品存储的温度过冷或过热，使每一种食物处于最佳的存储环境，需要对各个存储分区的温度精准可控。如何做到同一存储空间各个温区独立并使各存储空间的温度精准控制已成为业内亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提出一种多温区精准控温的控制方法，以解决现有技术存在的同一存储空间各个温区温度无法精准控制的问题。

本发明提出一种多温区精准控温的控制方法，该控制方法根据各库区蒸发器的压力、各库区温度所在区间，以及各库区的温度偏移比例与其他库区温度的偏移比例的比较结果通过流量分配装置调整各蒸发器的制冷剂流量。

本发明提出一种多温区精准控温的控制方法包括以下步骤：

(1)将检测到的蒸发器压力P₁与其设定压力P_1设定进行比较，当蒸发器压力P₁大于设定压力P_1设定时，维持流量不变；否则转步骤(2)；

(2)根据库温所在区间及库区的温度偏移比例对蒸发器制冷剂流量进行调整:

当T_库温＞T_库温设定+温度精度时，进一步比较该库温的温度偏移比例是否大于其他库区的温度偏移比例，如是，则通过流量分配装置调整流向该库区蒸发器的开度，如否，则进一步判断其他库区蒸发器的压力与其设定压力的大小，当其他库区蒸发器压力大于设定压力时，控制流量分配装置增加流向该库区蒸发器的制冷剂；当其他库区蒸发器压力小于等于设定压力时，需给整个系统补充冷媒；

当T_库温设定-温度精度＜T_库温＜T_库温设定+温度精度时，维持流量不变；

当T_库温＜T_库温设定-温度精度时，切断流向该库区蒸发器的制冷剂流量，该蒸发器停止制冷。

所述库温的温度偏移比例为(T_库温n-T_{库温设定n})/(T_库温n)。

优选地，每次通过流量分配装置增加流向库区蒸发器的量为a％。

本发明提出一种多温区精准控温的控制方法在机组首次开机时，控制各蒸发器的流量为50％。

优选地，各蒸发器流量调整的优先级为库温偏移比例大的蒸发器。

优选地，高温蒸发器出口的制冷剂通过压力调节阀降压后与低温蒸发器出口的制冷剂汇合后进入压缩机吸气口。

本发明还提出一种制冷系统，包括压缩机、冷凝器和多个独立的温区，每个温区设置电子膨胀阀和蒸发器，冷凝器出口的制冷剂通过流量分配装置流向各个蒸发器，其中，各蒸发器的制冷剂流量通过上述多温区精准控温的控制方法进行控制。

在一实施例中，包括两个库区，一个为高温库区，另一个为低温库区，高温库区的蒸发器出口管道上设有压力调节阀，高温库区蒸发器流出的制冷剂通过压力调节阀降压后与低温库区蒸发器流出的制冷剂汇合后进入压缩机吸气口。

上述实施例中所述流量分配装置采用三通比例阀。

本发明还提出一种冰箱，所述冰箱采用上述多温区精准控温的控制方法控制各库区的温度。

与现有技术相比，本发明提出的实多温区精准控温的控制方法能实现对同一存储空间各个温区的温度自由设定和精准控制，使存储物处于最佳的存储环境。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，其中：

图1为双温区制冷系统的示意图；

图2为图1所示双温区制冷系统的各温区精准控温的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。

本发明提出的多温区制冷系统意指系统在同一存储空间设有多个独立的库区，也可以说是独立的温区，每个库区设置一个蒸发器，各个蒸发器的流量通过流量分配装置来控制。压缩机排出的高温高压制冷剂气体流向冷凝器，经由冷凝器冷凝为中温高压的制冷剂液体，然后经由流量分配装置分配至各个分路中，各个分路中的制冷剂经电子膨胀阀降压后为低温低压的液体，然后流入各库区蒸发器进行蒸发,蒸发后的低温低压气体制冷剂汇合后流入压缩机中进行再循环。

图1是双温区制冷系统的部分示意图。该实施例中包括两个温区，每个温区设有一个蒸发器。其中第一蒸发器1的设置温度大于第二蒸发器2的设置温度，为高温蒸发器，第二蒸发器2为低温蒸发器。经冷凝器(图中未示)降温后的制冷剂通过流量分配装置3分别进入第一分路4和第二分路5。该实施例中，流量分配装置采用三通比例阀5，通过三通比例阀调节流向第一分路4和第二分路5的制冷剂流量。第一分路内的制冷剂经第一电子膨胀阀6降压后进入第一蒸发器；第二分路内的制冷剂经第二电子膨胀阀7降压后进入第二蒸发器。第一蒸发器1出口管路上设有压力调节阀8，目的是使高温蒸发器出口的压力调节至与低压蒸发器出口的压力一致，避免第一分路的制冷剂流向第二分路。本实施例中压力调节阀8可使用电子膨胀阀来调节，其好处是使用电子膨胀阀调节压力时，电子膨胀阀接收的温度信号易于转换成电信号。当压力调节阀8用电子膨胀阀时其过热度为第一蒸发器1的饱和压力对应的温度减去第二蒸发器2的饱和压力对应的饱和温度。在该实施例中，压力调节阀的过热度设置为0℃，有效将第一蒸发器流出的压力降低至第二蒸发器流出的压力。

调整电子膨胀阀的过热度也能对蒸发器的温度进行调节。在该实施例中，第一电子膨胀阀6的过热度设置为1-2℃，保证进入第一蒸发器1的制冷剂液体可以完全蒸发；第二电子膨胀阀7的过热度设置为4-8℃，有效避免压缩机吸气带液。

为便于对整个制冷系统进行控制，在高温库区设有第一压力传感器9和第一库区温度传感器10，用于检测高温库区制冷剂的压力P₁和高温库区的库温T_库温1；同样地，在低温库区也设有第二压力传感器11和第二温度传感器12，用于检测低温库区制冷剂的压力P₂和低温区的库温T_库温2。此外，在第一蒸发器出口管道上还设有第三温度传感器13，在压缩机吸气管道上设有第四温度传感器14。

三通比例阀5可通过第一蒸发器所在库区温度T_库温1与该库区的设定温度T_{库温设定1}的差值与该库区温度T_库温1的比例与第二蒸发器所在库区温度T_库温2与该库区的设定温度T_设定2与库区温度T_库温2的比例的比较结果控制对第一分路和第二分路的制冷剂流量进行调节，保证第一蒸发器1和第二蒸发器2的温度到达设定的温度值。

本发明提出的多温区精准控温的控制方法是根据实际检测的各蒸发器的压力与其设定压力的比较结果、各库区温度所在区间，以及各库区的温度偏移比例与其他库区温度的偏移比例的比较结果通过流量分配装置调整各蒸发器的制冷剂流量。

下面结合图1所示制冷系统和图2所示控制流程图对本发明提出的多温区精准控温的控制方法进行说明。

机组首次开机时，控制三通比例阀3的开度为流向第一分路4和第二分路5的流量各占50％，保证流向第一蒸发器和第二蒸发器的流量均匀；

检测第一蒸发器的压力P₁、第二蒸发器的压力P₂、第一蒸发器降温区间库温T_库温1、第二蒸发器降温区间库温T_库温2；

将第一蒸发器的压力P₁与第一蒸发器的设定压力P_1设定进行比较，当P1大于P_1设定时，三通比例阀3的开度维持不变；当P1≤P_1设定时，判断T_库温1是否在正常的库温范围内，若不在则表明第一蒸发器冷媒量缺失，也就是说，此时检测T_库温1与T_{库温设定1}之间的关系；

当T_库温1＞T_{库温设定1}+温度精度时，判断第一蒸发器的冷媒量偏少，此时进一步比较T_库温1与T_{库温设定1}的偏移比例是否大于T_库温2与T_{库温设定2}的偏移比例，当T_库温1与T_{库温设定1}的偏移比例大时，即

(T_库温1-T_{库温设定1})/(T_库温1)＞(T_库温2-T_{库温设定2})/(T_库温2)，

控制三通比例阀调整流向第一蒸发器1的开度，每次调整开度增加a％；

如果(T_库温1-T_{库温设定1})/(T_库温1)≤(T_库温2-T_{库温设定2})/(T_库温2)，则进一步判断第二蒸发器的压力P₂与第二蒸发器的设定压力P_2设定的大小，当第二蒸发器的压力P₂小于等于第二蒸发器的设定压力P_2设定时，P₂≤P_2设定，认为第二库温的温度T_库温2未达到设定值T_{库温设定2}，且蒸发压力已到达设定压力，此时判断第一蒸发器1和第二蒸发器2均缺冷媒，需对整个系统补充冷媒；当P₂大于P_2设定时，判断第二蒸发器2暂时不缺冷媒，使流向第一蒸发器1的开度增加a％，增加进入第一蒸发器1的冷媒；

当T_{库温设定1}-温度精度＜T_库温1＜T_{库温设定1}+温度精度时，库温维持在正常的温度区间，此时维持流量不变；

当T_库温1＜T_{库温设定1}-温度精度时，切断流向第一蒸发器1的流量，第一蒸发器关机，停止制冷。

上述温度精度为控制库温的上下偏差值。

详见图2的右侧，第二蒸发器2的检测方法与蒸发器1的检测方法相同：

将第二蒸发器的压力P₂与第一蒸发器的设定压力P_2设定进行比较，当P₂大于P_2设定时，三通比例阀3的开度维持不变；当P₂≤P_2设定时，判断T_库温2是否在正常的库温范围内，若不在则表明第一蒸发器冷媒量缺失，也就是说，此时检测T_库温2与T_{库温设定2}之间的关系；

当T_库温2＞T_{库温设定2}+温度精度时，判断第二蒸发器的冷媒量偏少，此时进一步比较T_库温2与T_{库温设定2}的偏移比例是否大于T_库温1与T_{库温设定1}的偏移比例，当T_库温2与T_{库温设定2}的偏移比例大时，(T_库温2-T_{库温设定2})/(T_库温2)＞(T_库温1-T_{库温设定1})/(T_库温1)，控制三通比例阀调整流向第二蒸发器2的开度，每次调整开度增加a％；如果(T_库温2-T_{库温设定2})/(T_库温2)≤(T_库温1-T_{库温设定1})/(T_库温1)，则进一步判断第一蒸发器的压力P₂与第一蒸发器的设定压力P_1设定的大小，当P₁≤P_1设定时，认为T_库温1未达到T_{库温设定1}，且蒸发压力已到达设定压力，此时判断第二蒸发器2和第一蒸发器1均缺冷媒，需整个系统补充冷媒；当P₁大于P_1设定时，判断第一蒸发器1暂时不缺冷媒，使流向第二蒸发器2的开度增加a％，增加进入第二蒸发器1的冷媒；

当T_{库温设定2}-温度精度＜T_库温2＜T_{库温设定2}+温度精度时，库温维持在正常的温度区间，此时维持流量不变；

当T_库温2＜T_{库温设定2}-温度精度时，切断流向第二蒸发器2的流量，第二蒸发器关机，停止制冷。

当第一蒸发器和第二蒸发器的制冷剂都需要调整时，优先调整库温偏移比例大的蒸发器流量。一般情况下，低温蒸发器的偏差会大一些，也就说优先调整低温蒸发器的流量。

本发明提出的控制方法可实现多个库区的温度自由设定和精准控制。

以上所述仅为本发明的具体实施方式。应当指出的是，凡在本发明构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多温区精准控温的控制方法，其特征在于，根据各库区蒸发器的压力、各库区温度所在区间，以及各库区的温度偏移比例与其他库区温度的偏移比例的比较结果通过流量分配装置调整各蒸发器的制冷剂流量, 包括以下步骤：

（1）将检测到的蒸发器压力P₁与其设定压力P_1设定进行比较，当蒸发器压力P₁大于设定压力P_1设定时，维持流量不变；否则转步骤（2）；

（2）根据库温所在区间及库区的温度偏移比例对蒸发器制冷剂流量进行调整：

当T_库温＞T_库温设定+温度精度时，进一步比较该库温的温度偏移比例是否大于其他库区的温度偏移比例，如是，则通过流量分配装置调整流向该库区蒸发器的开度，如否，则进一步判断其他库区蒸发器的压力与其设定压力的大小，当其他库区蒸发器压力大于设定压力时，控制流量分配装置增加流向该库区蒸发器的制冷剂；当其他库区蒸发器压力小于等于设定压力时，需给整个系统补充冷媒；

当T_库温设定-温度精度＜T_库温＜T_库温设定+温度精度时，维持流量不变；

当T_库温＜T_库温设定-温度精度时，切断流向该库区蒸发器的制冷剂流量，该蒸发器停止制冷。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述库温的温度偏移比例为（T_库温n-T_{库温设定n}）/（T_库温n）。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，每次通过流量分配装置增加流向库区蒸发器的量为a%。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，机组首次开机时，控制各蒸发器的流量为50%。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，各蒸发器流量调整的优先级为库温偏移比例大的蒸发器。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，高温蒸发器出口的制冷剂通过压力调节阀降压后与低温蒸发器出口的制冷剂汇合后进入压缩机吸气口。

7.一种制冷系统，包括压缩机、冷凝器和多个独立的温区，每个温区设置电子膨胀阀和蒸发器，冷凝器出口的制冷剂通过流量分配装置流向各个蒸发器，其特征在于，各蒸发器的制冷剂流量通过权利要求1-6任一项所述的多温区精准控温的控制方法进行控制。

8.如权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，包括两个库区，一个为高温库区，另一个为低温库区，高温库区的蒸发器出口管道上设有压力调节阀，高温库区蒸发器流出的制冷剂通过压力调节阀降压后与低温库区蒸发器流出的制冷剂汇合后进入压缩机吸气口。

9.如权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，所述流量分配装置采用三通比例阀。

10.一种冰箱，其特征在于，所述冰箱采用权利要求1-6任一项所述的多温区精准控温的控制方法控制各库区的温度。