CN116147216A - 一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统及其控制方法,涉及冰箱制冷技术领域,该系统包括压缩机和冷凝器,冷凝器的输出端连接有电子切换阀,还包括电子膨胀阀,且电子膨胀阀的出口设有第一温度传感器;冷藏毛细管;冷冻蒸发器,且冷冻蒸发器的出口设有第二温度传感器;冷藏蒸发器;冷冻蒸发器的输出端与冷藏蒸发器的输出端连接并一同通过回气管与压缩机的输入端连接;控制单元,控制单元与第一温度传感器和第二温度传感器之间均为电性连接;该系统可以对流入冷冻蒸发器的制冷剂流量实现任意开度的流量调节,使冷冻蒸发器制冷效率达到最优化,并有效提升冷冻蒸发器的制冷量,迅速加快冷冻室的降温速度。
Description
技术领域
本发明涉及冰箱制冷技术领域,具体涉及一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统。
背景技术
电冰箱作为冷藏果蔬及冷冻食品的家用制冷器具,已经成为消费者家庭必备的生活电器。如今市面上的冰箱制冷系统采用毛细管作为节流元件,毛细管在设计时均为固定流量,无法与冰箱制冷运行状态相匹配,不能随工况的变化及时调节从毛细管流入蒸发器的制冷剂的流量。特别是采用并联双循环制冷系统的冰箱,由于冷藏室和冷冻室无法同时制冷,当冷藏室完成制冷切换至冷冻室制冷时,由于冷冻室热负荷比较大,制冷剂流量在短时间内不能满足降温需求导致降温比较慢,食品冷冻速度降低导致不利于保鲜。
为解决上述问题,申请号为202010013061.7的专利文件公开了一种制冷系统、控制方法、冰箱及存储介质,该制冷系统通过若干阀体控制冷凝器和储液罐之间、以及储液罐和蒸发器之间、以及调节支路的开闭,针对制冷剂适量、不足或过多等多种情况进行调节,使制冷剂的需求量发生变化时,能方便地调节匹配需要的制冷剂的量,实现了整个制冷系统内的制冷剂的动态调节。
但是,上述制冷系统中所采用的阀体均为截止阀,对于制冷剂的流路只能够进行连通和断开两种状态,需要通过多路设置阀体进行多路调节设置,才能够对制冷剂的流量进行相应的调节,不仅设计复杂,且制冷剂的流量调节范围有限,只能够匹配多种特定数值的制冷剂流量调节,而无法根据冷冻室的实际情况进行任意开度范围的制冷剂流量调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统及其控制方法,解决以下技术问题:
如何通过简单设计对制冷剂流量进行任意开度范围的调节。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,包括压缩机和冷凝器,所述压缩机的排气端与冷凝器的输入端连接,所述冷凝器的输出端连接有电子切换阀,还包括
电子膨胀阀,所述电子切换阀的输出端与电子膨胀阀的输入端连接,且电子膨胀阀的出口设有第一温度传感器;
冷藏毛细管,所述电子切换阀的输出端与冷藏毛细管的输入端连接;
冷冻蒸发器,所述电子膨胀阀的输出端与冷冻蒸发器的输入端连接,且冷冻蒸发器的出口设有第二温度传感器;
冷藏蒸发器,所述冷藏毛细管的输出端与冷藏蒸发器的输入端连接;所述冷冻蒸发器的输出端与冷藏蒸发器的输出端连接并一同通过回气管与压缩机的输入端连接;
控制单元,所述控制单元与第一温度传感器和第二温度传感器之间均为电性连接。
在进一步的方案中:所述电子膨胀阀与控制单元之间通过控制器电性连接。
在进一步的方案中:所述控制单元的输出端与控制器的输入端电性连接,所述控制器的输出端与电子膨胀阀的输入端电性连接。
在进一步的方案中:所述电子膨胀阀的流量调节区间为0~12L/min。
在进一步的方案中:所述冷藏毛细管的流量为3~6L/min。
一种如上所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统的控制方法,包括以下步骤:
S1:冰箱压缩机运行,电子切换阀切换制冷剂流路至冷藏毛细管,并调整电子膨胀阀的初始开度为P0;
S2:冷藏室制冷完成,电子切换阀切换制冷剂流路至电子膨胀阀,冷冻室制冷运行时间为t;
S3:通过第一温度传感器检测电子膨胀阀出口温度T1,通过第二温度传感器检测冷冻蒸发器的出口温度T2;
S4:根据T1和T2判断过热度是否小于温度阈值,若“是”,则执行步骤S6,若“否”,则执行步骤S5;
S5:调节电子膨胀阀的开度为:初始开度P0+调节开度值ΔP*N(N的取值为:1、2、3……),第一次调节电子膨胀阀的开度为:初始开度P0+调节开度值ΔP*1;第二次调节电子流量阀的开度为:初始开始P0+调节开度值ΔP*2;依次类推;
S6:保持电子膨胀阀的开度值正常制冷至冰箱停机。
在进一步的方案中:所述过热度=T2-T1。
本发明的有益效果:
本发明通过将提供冷冻蒸发器制冷剂的毛细管元件替换为电子膨胀阀,系统整体结构简单,成本低廉,安装便捷;电子膨胀阀可以根据冷冻蒸发器进出口温度自动调节流量开度,该开度不局限于某些特定数值,而可以在开度范围内进行任意流量数值的调节,实现电子膨胀阀不同的节流效果,进而实现流入冷冻蒸发器的制冷剂流量的调节,使冷冻蒸发器制冷效率达到最优化,并有效提升冷冻蒸发器的制冷量,迅速加快冷冻室的降温速度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中制冷系统的控制原理系统图;
图2是本发明中对于制冷系统的控制逻辑图。
图中标号代表:1、压缩机;2、冷凝器;31、电子膨胀阀;32、冷藏毛细管;41、冷冻蒸发器;42、冷藏蒸发器;5、电子切换阀;61、第一温度传感器;62、第二温度传感器;7、控制单元。
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,本发明为一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,包括压缩机1和冷凝器2,所述压缩机1的排气端与冷凝器2的输入端连接,所述冷凝器2的输出端连接有电子切换阀5,电子切换阀5为一进两出的流路设计。
该系统还包括电子膨胀阀31,电子膨胀阀31的流量调节区间为0~12L/min;所述电子切换阀5的输出端与电子膨胀阀31的输入端连接,且电子膨胀阀31的出口设有第一温度传感器61;冷藏毛细管32,冷藏毛细管32的流量为3~6L/min;所述电子切换阀5的输出端与冷藏毛细管32的输入端连接;在冰箱制冷时,电子切换阀5可以根据冷藏室和冷冻室的制冷需求,在冷藏毛细管32和电子膨胀阀31之间进行流路调整。
所述电子膨胀阀31的输出端连接有冷冻蒸发器41,且与冷冻蒸发器41的输入端连接,所述冷冻蒸发器41的出口设有第二温度传感器62;所述冷藏毛细管32的输出端连接有冷藏蒸发器42,且与冷藏蒸发器42的输入端连接;所述冷冻蒸发器41的输出端与冷藏蒸发器42的输出端连接并一同通过回气管与压缩机1的输入端连接。
该系统还包括控制单元7,所述控制单元7与第一温度传感器61和第二温度传感器62之间均为电性连接;所述电子膨胀阀31与控制单元7之间通过控制器电性连接,即所述控制单元7的输出端与控制器的输入端电性连接,所述控制器的输出端与电子膨胀阀31的输入端电性连接。
如图2所示,本发明还包括一种上所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统的控制方法,包括以下步骤:
S1:冰箱压缩机1运行,电子切换阀5切换制冷剂流路至冷藏毛细管32,并调整电子膨胀阀31的初始开度为P0;
S2:冷藏室制冷完成,电子切换阀5切换制冷剂流路至电子膨胀阀31,冷冻室制冷运行时间为t;
S3:通过第一温度传感器61检测电子膨胀阀31出口温度T1,通过第二温度传感器62检测冷冻蒸发器41的出口温度T2;
S4:根据T1和T2判断过热度是否小于温度阈值,若“是”,则执行步骤S6,若“否”,则执行步骤S5;
S5:调节电子膨胀阀31的开度为:初始开度P0+调节开度值ΔP*N(N的取值为:1、2、3……),第一次调节电子膨胀阀31的开度为:初始开度P0+调节开度值ΔP*1;第二次调节电子流量阀的开度为:初始开始P0+调节开度值ΔP*2;依次类推;
S6:保持电子膨胀阀31的开度值正常制冷至冰箱停机。
需要说明的是,电子膨胀阀31的初始开度P0、ΔP以及冰箱制冷运行时间t的确定方式可以是:发明人通过实验数据、已知的公开经验或数学方法等方式确定;其中,电子膨胀阀31的开度为0~100%,对应状态为关闭和全开,基于实验数据,电子膨胀阀31的初始P0优选40%~60%,调节开度值ΔP优选5%;冰箱制冷运行时间t的优选时间为15~30min。
冷冻蒸发器41的过热度阈值通常基于制冷匹配经验,过热度阈值应小于等于给定的经验数值,优选阈值为2℃、3℃或4℃。
本发明的工作原理:
第一温度传感器61将检测到的电子膨胀阀31的出口温度信息T1传递至控制单元7,同时第二温度传感器62将检测到的冷冻蒸发器41的出口温度信息T2传递至控制单元7,控制单元7根据接收到的T1和T2计算过热度数值,即T2-T1,根据过热度数值的计算结果向控制器发送信号,控制器向电子膨胀阀31发送开度调节命令;当过热度数值较大时,电子膨胀阀31的开度调大以增加制冷剂流量,从而确保冷冻蒸发器41能够迅速达到满液状态,进而实现根据冰箱运行状况,及时调节制冷剂流量,确保制冷系统高效运行的目的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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发明和简化描述,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、以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅由于描述目的,且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。因此,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多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”“连接”“连接”等应做广义理解,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;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,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发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,包括压缩机(1)和冷凝器(2),所述压缩机(1)的排气端与冷凝器(2)的输入端连接,所述冷凝器(2)的输出端连接有电子切换阀(5),其特征在于,还包括
电子膨胀阀(31),所述电子切换阀(5)的输出端与电子膨胀阀(31)的输入端连接,且电子膨胀阀(31)的出口设有第一温度传感器(61);
冷藏毛细管(32),所述电子切换阀(5)的输出端与冷藏毛细管(32)的输入端连接;
冷冻蒸发器(41),所述电子膨胀阀(31)的输出端与冷冻蒸发器(41)的输入端连接,且冷冻蒸发器(41)的出口设有第二温度传感器(62);
冷藏蒸发器(42),所述冷藏毛细管(32)的输出端与冷藏蒸发器(42)的输入端连接;所述冷冻蒸发器(41)的输出端与冷藏蒸发器(42)的输出端连接并一同通过回气管与压缩机(1)的输入端连接;
控制单元(7),所述控制单元(7)与第一温度传感器(61)和第二温度传感器(62)之间均为电性连接。
2.根据权利要求1所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,其特征在于,所述电子膨胀阀(31)与控制单元(7)之间通过控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,其特征在于,所述控制单元(7)的输出端与控制器的输入端电性连接,所述控制器的输出端与电子膨胀阀(31)的输入端电性连接。
4.根据权利要求3所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,其特征在于,所述电子膨胀阀(31)的流量调节区间为0~12L/min。
5.根据权利要求1所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统,其特征在于,所述冷藏毛细管(32)的流量为3~6L/min。
6.一种基于权利要求1~5任一所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:冰箱压缩机(1)运行,电子切换阀(5)切换制冷剂流路至冷藏毛细管(32),并调整电子膨胀阀(31)的初始开度为P0;
S2:冷藏室制冷完成,电子切换阀(5)切换制冷剂流路至电子膨胀阀(31),冷冻室制冷运行时间为t;
S3:通过第一温度传感器(61)检测电子膨胀阀(31)出口温度T1,通过第二温度传感器(62)检测冷冻蒸发器(41)的出口温度T2;
S4:根据T1和T2判断过热度是否小于温度阈值,若“是”,则执行步骤S6,若“否”,则执行步骤S5;
S5:调节电子膨胀阀(31)的开度为:初始开度P0+调节开度值ΔP*N(N的取值为:1、2、3……),第一次调节电子膨胀阀(31)的开度为:初始开度P0+调节开度值ΔP*1;第二次调节电子流量阀的开度为:初始开始P0+调节开度值ΔP*2;依次类推;
S6:保持电子膨胀阀(31)的开度值正常制冷至冰箱停机。
7.根据权利要求6所述的可调节制冷剂流量的冰箱制冷系统的控制方法,其特征在于,所述过热度=T2-T1。
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Application publication date: 20230523 |