CN117570646A - 嵌入式风冷冰箱的节能运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，嵌入式风冷冰箱具有电控装置，嵌入式风冷冰箱的箱体顶部设有上环境温度传感器；嵌入式风冷冰箱的门体前部设有前环境温度传感器，冰箱内存储有嵌入式运行控制方法和开放式运行控制方法；冰箱加电初始运行时，电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；冰箱加电运行T小时后，电控装置运行工况判断方法以判别冰箱运行环境，然后匹配运行相应的运行控制方法。本发明在硬件上仅仅增加了一个环境温度传感器，就能够自动判断冰箱使用环境，匹配相应的运行控制方法，使得运行控制方法在两种使用环境下都能匹配使用环境，兼顾散热效果、制冷效果以及整体功耗。

Description

嵌入式风冷冰箱的节能运行方法

技术领域

本发明涉及冰箱技术领域，尤其一种应用于嵌入式单系统风冷冰箱的运行控制方法。

背景技术

在风冷冰箱广泛应用的时代中，随着生活水平的提高，人们对风冷冰箱使用环境提出新的要求。现代社会普遍追求家居装修的高档化，冰箱从原来的单独家用电器，融入嵌入式家具内，成为家具的一部分。应用户的上述使用需求，嵌入式冰箱应运而生，迅速占领一部分市场份额。

单循环风冷冰箱系统的箱体结构包括箱体、门体、冷冻风道和冷藏风道；其制冷循环系统，包括压缩机、冷凝器、毛细管（即节流装置）和蒸发器等；单循环风冷冰箱系统的电器部分包括冷冻风机、风扇（也称风机）、主控板、线束、灯以及开关等部件。

压缩机运行将制冷管路里的制冷剂在蒸发器上温度降低，风机运行，将蒸发器上的冷量送至冷冻风道内部，从而达到冷冻室制冷的目的。

通常这种冰箱的冷凝器盘管分布在冰箱两侧，紧贴外壳，达到向环境散热的目的。

单循环风冷嵌入式冰箱，其箱体结构也包括箱体、门体、冷冻风道和冷藏风道。

单循环风冷嵌入式冰箱的制冷循环系统也包括压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器等。

单循环风冷嵌入式冰箱的电器部分也包括冷冻风机、风扇（也称风机）、主控板、线束、灯以及开关等部件。在风机运行的同时将风门打开，冷风通过风门进入冷藏室，达到冷藏室制冷的目的。

单循环风冷嵌入式冰箱的冷凝器盘管通常放在压缩机室内，通过冷凝风机把冷凝器上的热量吸走吹散，达到降温的目的，与非嵌入式的单循环风冷冰箱相比，单循环风冷嵌入式冰箱的两侧没有设置冷凝管路，其考虑是①嵌入式环境中，冰箱左右两侧壁与嵌入冰箱的柜体侧壁相邻，没有充足的散热空间，因而不在冰箱左右两侧壁内埋设冷凝管路（散热考虑）。②冰箱左右两侧无须留有较大的散热间隙，冰箱左右两侧壁与家具得以更紧密地贴合在一起，与家具能更好的融为一体（融合考虑）。

嵌入式冰箱因其冷凝装置（冷凝器盘管）安装在压缩机室，压缩机运行时本身发热，装配空间狭小，再者嵌入使用时整个冰箱贴近墙壁柜体，周围的空气流通也不是很好，所以同一台冰箱其嵌入使用时，对散热要求较高，能耗也比较大。能耗也比较大是因为，相比更良好的散热条件，同样工况下嵌入式冰箱的冷凝温度会较高（更充分的散热会降低冷凝温度），相应冷凝压力也较高，相应压缩机的出气压力也较高，将制冷剂气体加压至相对较高的压力，能耗自然较高。

现有的单循环风冷嵌入式冰箱，技术人员的设计思路就是针对嵌入式的环境设计运行控制方法，技术人员并不会跳出传统的技术考量（嵌入式冰箱的运行控制方法只针对嵌入式的运行环境）去探究新的技术发展路线。

申请人的市场人员（而非技术人员）发现，嵌入式冰箱未必一定嵌入到了柜体空间内使用，根据家庭装修的实际情况以及变动情况，嵌入式冰箱可能是在非嵌入（柜体）的场景下使用（散热条件相对较好）。

售后维护部门的人员偶然发现，同一个嵌入式冰箱，在嵌入式环境和非嵌入式环境中使用时，能耗不同。

经过市场人员、售后维护部门人员以及研发设计人员的共同头脑风暴，研发设计人员得以发现新的设计方向，及让冰箱具有自行区分出使用环境是否是嵌入式环境，并根据不同的使用环境运行相匹配的不同运行控制方法，达到节能运行的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，冰箱能够自行判断运行环境是否是嵌入式环境，并匹配相应的运行控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，嵌入式风冷冰箱具有电控装置，嵌入式风冷冰箱的箱体顶部设有上环境温度传感器；

嵌入式风冷冰箱包括有制冷循环系统和电器部分；制冷循环系统包括有变频压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；电器部分包括有用于产生通过冷凝器的气流从而实现冷凝器散热的变频风机，冷凝器和变频风机均设置于嵌入式风冷冰箱的箱体底部的压机室内；

嵌入式风冷冰箱的门体前部设有前环境温度传感器，上环境温度传感器和前环境温度传感器均与电控装置相连接；

上环境温度传感器的检测值为r1℃，前环境温度传感器的检测值为r2℃；

冰箱内存储有嵌入式运行控制方法和开放式运行控制方法；

冰箱加电初始运行时，电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；

冰箱加电运行T小时后，电控装置运行工况判断方法以判别冰箱运行环境，其中1小时≤T≤3小时；

工况判断方法是：

当|r1-r2|≤0.5℃时，电控装置判断冰箱运行在开放式环境中；此时电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；

当|r1-r2|＞0.5℃时，电控装置判断冰箱运行在嵌入式环境中；此时电控装置控制冰箱按嵌入式运行控制方法运行。

所述开放式运行控制方法包括开放式风机转速控制方法和开放式压缩机转速控制方法；

开放式风机转速控制方法是：

电控装置内预存有经样机实验确定的开放式环境中变频风机的最佳运行转速sf1，电控装置调节变频风机的运行频率，控制变频风机的运行转速为sf1；

开放式压缩机转速控制方法是：

电控装置内预存有经样机实验确定的开放式环境中r2=10℃、r2=25℃和r2=38℃时三种情况下对应的压缩机最佳转速，r2=10℃情况下对应的压缩机最佳转速为S10，r2=25℃情况下对应的压缩机最佳转速为S25，r2=38℃情况下对应的压缩机最佳转速为S38；

电控装置控制压缩机的转速为S1，开放式压缩机转速控制方法中S1按以下规则确定：

r2＜10℃时，S1=S10；

10≤r2＜25℃时，S1= S10 +(S25 -S10)× (r2-10)/15；

25≤r2＜38℃时，S1= S25 +(S38–S25)×(r2-25)/13；

r2≥38℃时，S1=S38。

所述嵌入式运行控制方法包括嵌入式风机转速控制方法和嵌入式压缩机转速控制方法；

嵌入式风机转速控制方法是：嵌入式环境中变频风机的最佳运行转速为sfk，电控装置控制变频风机的运行频率使变频风机的转速为sfk；

sfk按以下规则确定：

1℃≥|r1-r2|＞0.5℃，sfk＝sf2=sf1×[1+|r1-r2|/r2]；sf2指1℃≥|r1-r2|＞0.5℃时的sfk；

2℃≥|r1-r2|＞1℃，sfk＝sf3=sf2×[1+|r1-r2|/r2]；sf3指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的sfk；

3℃≥|r1-r2|＞2℃， sfk＝sf4= sf3×[1+|r1-r2|/r2]；sf4指3℃≥|r1-r2|＞2℃时的sfk；

4℃≥|r1-r2|＞3℃， sfk＝sf5= sf4×[1+|r1-r2|)/r2]；sf5指4℃≥|r1-r2|＞3℃时的sfk；

嵌入式压缩机转速控制方法是：

电控装置控制压缩机的转速为S2，嵌入式压缩机转速控制方法中S2按以下规则确定：

1℃≥|r1-r2|＞0.5℃，S2=SS2= S10×[1+|r1-r2|/r2]；SS2指1℃≥|r1-r2|＞0.5℃时的S2；

2℃≥|r1-r2|＞1℃，S2=SS3= [S10 +(S25 -S10)×(r2-10)/15]×[1+|r1-r2|/r2]；SS3指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2；

3℃≥|r1-r2|＞2℃，S2 =SS4=[S25 +(S38–S25)×(r2-25)/13]× [1+|r1-r2|/r2]；SS4指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2；

4℃≥|r1-r2|＞3℃，S2=SS5= S38×[1+|r1-r2|/r2]；SS5指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2。

电控装置所连接的显示屏为触摸屏，显示屏具有设置页面，设置页面具有使用环境确认按钮，冰箱使用者通过使用环境确认按钮确认冰箱处于嵌入式空间还是开放式空间；

用户确认冰箱处于嵌入式空间时，电控装置运行所述嵌入式运行控制方法；

用户确认冰箱处于开放式空间时，电控装置运行所述开放式运行控制方法。

本发明具有如下的优点：

嵌入式冰箱是运行在柜体内（嵌入式使用环境）还是柜体外（相对开放式使用环境），冰箱的散热效果不同，冰箱的运行负载也会有差异。本发明在硬件上仅仅增加了一个环境温度传感器，就能够自动判断冰箱使用环境，匹配相应的运行控制方法，使得运行控制方法在两种使用环境下都能匹配使用环境，兼顾散热效果、制冷效果以及整体功耗。

无论是否是嵌入式的使用环境，门体前部始终是敞口的使用环境，因而前环境温度传感器始终检测到环境温度，而上环境温度传感器在嵌入式的环境中检测到的将不是环境温度，而是相对封闭的嵌入空间内部的温度。

上环境温度传感器是许多风冷冰箱固有的部件，在硬件改动上，本发明只需要在冰箱的门体前部加装一个环境温度传感器，硬件改动小，增加的成本非常低，以低成本实现冰箱使用环境的自动确定。

开放式运行控制方法能够在电控装置检测到冰箱处于开放式的运行环境中时，以相对最佳（兼顾散热效果、制冷效果以及整体功耗）的控制方法控制冰箱的风机转速以及压缩机转速。

采用本发明的嵌入式运行控制方法，能够在嵌入式环境中对风机转速和压缩机转速进行匹配调节，这种情况下的能耗高于冰箱在开放环境中按开放式运行控制方法时运行的能耗，但能够兼顾散热效果和制冷效果。

用户确认功能便于设置能力强的用户自行指定冰箱使用环境，此时不再需要冰箱加电运行T小时后再判断冰箱运行环境，而是可以直接匹配相应的运行控制方法。

具体实施方式

本发明提供了一种嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，嵌入式风冷冰箱具有电控装置，（电控装置为单片机如PLC，优选连接有显示屏）嵌入式风冷冰箱的箱体顶部设有上环境温度传感器；

嵌入式风冷冰箱包括有制冷循环系统和电器部分；制冷循环系统包括有变频压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；电器部分包括有用于产生通过冷凝器的气流从而实现冷凝器散热的变频风机，冷凝器和变频风机均设置于嵌入式风冷冰箱的箱体底部的压机室内；

嵌入式风冷冰箱的门体前部设有前环境温度传感器，上环境温度传感器和前环境温度传感器均与电控装置相连接；

上环境温度传感器的检测值为r1℃，前环境温度传感器的检测值为r2℃；

冰箱内存储有嵌入式运行控制方法和开放式运行控制方法；

冰箱加电初始运行时，电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；

冰箱加电运行T小时后，电控装置运行工况判断方法以判别冰箱运行环境，其中1小时≤T≤3小时；

工况判断方法是：

当|r1-r2|≤0.5℃时，电控装置判断冰箱运行在开放式环境中；此时电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；

当|r1-r2|＞0.5℃时，电控装置判断冰箱运行在嵌入式环境中；此时电控装置控制冰箱按嵌入式运行控制方法运行。

无论是否是嵌入式的使用环境，门体前部始终是敞口的使用环境，因而前环境温度传感器始终检测到环境温度，而上环境温度传感器在嵌入式的环境中检测到的将不是环境温度，而是相对封闭的嵌入空间内部的温度。

上环境温度传感器是许多风冷冰箱固有的部件，在硬件改动上，本发明只需要在冰箱的门体前部加装一个环境温度传感器，硬件改动小，增加的成本非常低，以低成本实现冰箱使用环境的自动确定。

所述开放式运行控制方法包括开放式风机转速控制方法和开放式压缩机转速控制方法；

开放式风机转速控制方法是：

电控装置内预存有经样机实验确定的开放式环境中变频风机的最佳运行转速sf1，电控装置调节变频风机的运行频率，控制变频风机的运行转速为sf1；

开放式压缩机转速控制方法是：

电控装置内预存有经样机实验确定的开放式环境中r2=10℃、r2=25℃和r2=38℃时三种情况下对应的压缩机最佳转速，r2=10℃情况下对应的压缩机最佳转速为S10（转/秒），r2=25℃情况下对应的压缩机最佳转速为S25（转/秒），r2=38℃情况下对应的压缩机最佳转速为S38（转/秒）；

电控装置控制压缩机的转速为S1，开放式压缩机转速控制方法中S1按以下规则确定：

r2＜10℃时，S1=S10；

10≤r2＜25℃时，S1= S10 +(S25 -S10)× (r2-10)/15；此公式中的分母15的意思是25℃与10℃的差值；

25≤r2＜38℃时，S1= S25 +(S38–S25)×(r2-25)/13；此公式中的分母13的意思是38℃与25℃的差值；

r2≥38℃时，S1=S38。

开放式运行控制方法能够在电控装置检测到冰箱处于开放式的运行环境中时，以相对最佳（兼顾散热效果、制冷效果以及整体功耗）的控制方法控制冰箱的风机转速以及压缩机转速。

所述嵌入式运行控制方法包括嵌入式风机转速控制方法和嵌入式压缩机转速控制方法；

开放式风机转速控制方法是：嵌入式环境中变频风机的最佳运行转速为sfk（转/秒），电控装置控制变频风机的运行频率使变频风机的转速为sfk；

sfk按以下规则确定：

1℃≥|r1-r2|＞0.5℃，sfk＝sf2=sf1×[1+|r1-r2|/r2]；sf2指1℃≥|r1-r2|＞0.5℃时的sfk；

2℃≥|r1-r2|＞1℃，sfk＝sf3=sf2×[1+|r1-r2|/r2]；sf3指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的sfk；

3℃≥|r1-r2|＞2℃， sfk＝sf4= sf3×[1+|r1-r2|/r2]；sf4指3℃≥|r1-r2|＞2℃时的sfk；

4℃≥|r1-r2|＞3℃， sfk＝sf5= sf4×[1+|r1-r2|)/r2]；sf5指4℃≥|r1-r2|＞3℃时的sfk；

嵌入式压缩机转速控制方法是：

电控装置控制压缩机的转速为S2，嵌入式压缩机转速控制方法中S2按以下规则确定：

1℃≥|r1-r2|＞0.5℃，S2=SS2= S10×[1+|r1-r2|/r2]；SS2指1℃≥|r1-r2|＞0.5℃时的S2；

2℃≥|r1-r2|＞1℃，S2=SS3= [S10 +(S25 -S10)×(r2-10)/15]×[1+|r1-r2|/r2]；SS3指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2；

3℃≥|r1-r2|＞2℃，S2 =SS4=[S25 +(S38–S25)×(r2-25)/13]× [1+|r1-r2|/r2]；SS4指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2；

4℃≥|r1-r2|＞3℃，S2=SS5= S38×[1+|r1-r2|/r2]；SS5指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2。

采用本发明的嵌入式运行控制方法，能够在嵌入式环境中对风机转速和压缩机转速进行匹配调节，这种情况下的能耗高于冰箱在开放环境中按开放式运行控制方法时运行的能耗，但能够兼顾散热效果和制冷效果。

电控装置所连接的显示屏为触摸屏，显示屏具有设置页面，设置页面具有使用环境确认按钮，冰箱使用者通过使用环境确认按钮确认冰箱处于嵌入式空间还是开放式空间；

用户确认冰箱处于嵌入式空间时，电控装置运行所述嵌入式运行控制方法；

用户确认冰箱处于开放式空间时，电控装置运行所述开放式运行控制方法。

用户确认功能便于设置能力强的用户自行指定冰箱使用环境，此时不再需要冰箱加电运行T小时后再判断冰箱运行环境，而是可以直接匹配相应的运行控制方法。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，嵌入式风冷冰箱具有电控装置，嵌入式风冷冰箱的箱体顶部设有上环境温度传感器；

嵌入式风冷冰箱包括有制冷循环系统和电器部分；制冷循环系统包括有变频压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；电器部分包括有用于产生通过冷凝器的气流从而实现冷凝器散热的变频风机，冷凝器和变频风机均设置于嵌入式风冷冰箱的箱体底部的压机室内；

其特征在于：

嵌入式风冷冰箱的门体前部设有前环境温度传感器，上环境温度传感器和前环境温度传感器均与电控装置相连接；

上环境温度传感器的检测值为r1℃，前环境温度传感器的检测值为r2℃；

冰箱内存储有嵌入式运行控制方法和开放式运行控制方法；

冰箱加电初始运行时，电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；

冰箱加电运行T小时后，电控装置运行工况判断方法以判别冰箱运行环境，其中1小时≤T≤3小时；

工况判断方法是：

当|r1-r2|≤0.5℃时，电控装置判断冰箱运行在开放式环境中；此时电控装置控制冰箱按开放式运行控制方法运行；

当|r1-r2|＞0.5℃时，电控装置判断冰箱运行在嵌入式环境中；此时电控装置控制冰箱按嵌入式运行控制方法运行。

2.根据权利要求1所述的嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，其特征在于：所述开放式运行控制方法包括开放式风机转速控制方法和开放式压缩机转速控制方法；

开放式风机转速控制方法是：

电控装置内预存有经样机实验确定的开放式环境中变频风机的最佳运行转速sf1，电控装置控制变频风机的运行转速为sf1；

开放式压缩机转速控制方法是：

电控装置内预存有经样机实验确定的开放式环境中r2=10℃、r2=25℃和r2=38℃时三种情况下对应的压缩机最佳转速，r2=10℃情况下对应的压缩机最佳转速为S10，r2=25℃情况下对应的压缩机最佳转速为S25，r2=38℃情况下对应的压缩机最佳转速为S38；

电控装置控制压缩机的转速为S1，开放式压缩机转速控制方法中S1按以下规则确定：

r2＜10℃时，S1=S10；

10≤r2＜25℃时，S1= S10 +(S25 -S10)× (r2-10)/15；

25≤r2＜38℃时，S1= S25 +(S38–S25)×(r2-25)/13；

r2≥38℃时，S1=S38。

3.根据权利要求2所述的嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，其特征在于：所述嵌入式运行控制方法包括嵌入式风机转速控制方法和嵌入式压缩机转速控制方法；

嵌入式风机转速控制方法是：嵌入式环境中变频风机的最佳运行转速为sfk，电控装置控制变频风机的运行频率使变频风机的转速为sfk；

sfk按以下规则确定：

1℃≥|r1-r2|＞0.5℃，sfk＝sf2=sf1×[1+|r1-r2|/r2]；sf2指1℃≥|r1-r2|＞0.5℃时的sfk；

2℃≥|r1-r2|＞1℃，sfk＝sf3=sf2×[1+|r1-r2|/r2]；sf3指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的sfk；

3℃≥|r1-r2|＞2℃， sfk＝sf4= sf3×[1+|r1-r2|/r2]；sf4指3℃≥|r1-r2|＞2℃时的sfk；

4℃≥|r1-r2|＞3℃， sfk＝sf5= sf4×[1+|r1-r2|)/r2]；sf5指4℃≥|r1-r2|＞3℃时的sfk；

嵌入式压缩机转速控制方法是：

电控装置控制压缩机的转速为S2，嵌入式压缩机转速控制方法中S2按以下规则确定：

1℃≥|r1-r2|＞0.5℃，S2=SS2= S10×[1+|r1-r2|/r2]；SS2指1℃≥|r1-r2|＞0.5℃时的S2；

2℃≥|r1-r2|＞1℃，S2=SS3= [S10 +(S25 -S10)× (r2-10)/15]×[1+|r1-r2|/r2]；SS3指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2；

3℃≥|r1-r2|＞2℃，S2 =SS4=[S25 +(S38–S25)×(r2-25)/13]× [1+|r1-r2|/r2]；SS4指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2；

4℃≥|r1-r2|＞3℃，S2=SS5= S38×[1+|r1-r2|/r2]；SS5指2℃≥|r1-r2|＞1℃时的S2。

4.根据权利要求3所述的嵌入式风冷冰箱的节能运行方法，其特征在于：电控装置所连接的显示屏为触摸屏，显示屏具有设置页面，设置页面具有使用环境确认按钮，冰箱使用者通过使用环境确认按钮确认冰箱处于嵌入式空间还是开放式空间；

用户确认冰箱处于嵌入式空间时，电控装置运行所述嵌入式运行控制方法；

用户确认冰箱处于开放式空间时，电控装置运行所述开放式运行控制方法。