CN1225995A - 全能冰箱柜 - Google Patents

Abstract

全能冰箱柜、一种新型的涉及家电领域的它既可以作空调用又可以作冰箱用的二用途产品,它是在已有的空调微电脑控制的压缩机、高压管、冷凝器、电子调节阀、蒸发器、分离器、低压管相连结构中,增加一个分流的冷冻剂支路,分流支路一端是从冷凝器中分出,到冰箱高压管,另一端从压缩机的分离器中分出,到冰箱低压管,它们共用一套制冷装置,共用一个冰箱柜。

Description

全能冰箱柜

本发明涉及家电领域的空调、冰箱二用途产品，它是以空调制冷工质为主体，分支出一小部分的冷冻剂给一个完整的冰箱循环实体，达到即作空调又作冰箱两者并用的新型空调柜。传统的空调是一个单独柜，立在房厅或挂在墙上，传统的冰箱也是放在房厅中和本人命名为二用二速空调柜，它们虽各有所能，但显然的缺陷是：

(1)如能把家庭中柜式空调下部分既大又不雅观的进风百叶片遮盖，又能把室内分体机从墙上走下来，将是一种美的享受。

(2)冰箱是在酷热的夏天给家庭带来防暑降温和工具，可热量却排在闷热的家中，使得冰箱又耗电。

(3)冰箱体积大，容量小，并且包上厚厚的一层保温层，这发泡剂对环境又有污染的。

(4)冰箱本身有热量不利用，而又耗电加热化霜，在冬季，冰箱还得要运行，太不必要。

(5)它们同样制冷原理的制冷工质，同样是机械能使得制冷工质发生膨胀，收缩把热气转移的功能。

(6)冰箱能利用廉价的共用调频调速智能件和压缩机，将是最经济的产品、电脑充分发挥。

(7)二用二速的空调柜，只能以有极的运行。不能充分表达两者的优点，表达不出21世纪产品。

目的：把空调、冰箱和二用二速空调柜的缺陷、问题不足，加以互补或纠正，把其功能扩大，充分发挥。

在论述本调频调速前需要说明一下，我在原二用二速空调柜专利号为(97.226670.4)制冷循环图中的(11)、(7)阀已取消，而把(12)空调阀改为吸气压力调节阀，作用是两者互不相干扰，目的是开空调时可同时使用冰箱，停空调时，冰箱单独也可使用。

附图说明：

图1．全能无组变速冰箱制冷工质循环图；

图2．无级变速全能固定型冰箱空调柜，主视结构示意图；

图3．冰箱模糊控制版87C552功能图；

图4．冰箱信号与空调结合示意图；

图5．冰箱与空调电路功能框架结合草图；

图6．二腔压缩机；

图7．原二用二速制冷循环流程图与改进后图；

图7A．为全能冰箱柜运行方式与功率输出指示灯示意图；

图7B．为全能冰箱柜冰箱运行、空调节能运行，冰箱空调两者运行的频率与功率输出示意图；

图7C．为全能冰箱柜模糊控制空调与冰箱的电子调节阀相结合运行的节能示意图；

图8．无级变速不固定式全能冰箱柜。

简要介绍：本多功能空调柜为无级变速共用一个压缩机，信号指示控制是以空调CPU室内机为主，制冷工质定为R22，以空调运行为主，外型结构以冰箱为主，冰箱为☆☆☆级，二用二速为实用型专利，WU式无级变速为发明专利。冰箱与空调功率配合基本是6∶1，并以日本松下产品为主，本产品“原材料”、“我精加工”。参照日本工业JIS的冷气运行：条件(室内27℃DB/19.5℃WB，室外35℃DB/24℃WB)配7米管，暖气超负荷运行室内24℃DB，室外21℃DB/15.5℃WB)条件。它与冰箱智能模糊控制单片机87C552相结合。“二合一”它适用于，风冷式空调中应用。

它采用LED、LCD显示，分为2匹以下为家庭冰箱式，有一拖二固定式和不固定单开门。2匹以上为酒楼、写字楼、会议室的对门冰箱冷藏多功能空调为固定分体式。

全能冰箱(又称2&1空调柜、二用空调柜、俗称二合一、二位一体)

在汽车中的应用：利用汽车本身的空调器在汽车附驾驶位前，装上一个小型冰箱将会使疲劳和口渴的司机解除疲劳和睡意，也会使汽车上增添某些乐趣和情调。

下面以乐声3匹制冷量为8125W空调，484升400W的欧洲流行多功能冰箱冷藏柜对开门6门6页为例。在保留现有空调冰箱各种功能外，还增添了冰箱解冻功能和无须电加热化霜功能，这考虑在北方冬天常需解冻食品而设计，并简单地利用本身的制热工质的热量，另还考虑夏天难入睡的特点，而设计催眠功能，采用温与声、气立叉相配合的催眠的独特功能。

第一状态为冰箱运行状态，(参见摘要图)一个冰箱运行信号进入空调控制室内主板时指示灯亮(蓝色)，压缩机运行，输出功率指示灯亮2盏，W1(17)冰箱电子调节阀打开，制冷工质高温高压从室外冷凝器向W1(17)走向冰箱(注：冰箱独立运行室外风扇不转)。经冰箱冷藏室(11)流向(9)冷冻室，经冰箱低压管口(18)流向(22)管、进入四通阀W3，再流入(21)管进入分离器。此时冰箱为20HZ、400W输出。当空调此时加入运行时，又一个由空调运行信号进入CPU,CPU就按照指令程序将压缩机加速，接通室外风扇运行。空调运行指示灯亮(红色)，功率输出指示灯由2盏上升为9盏，见(7A)图，W5(2)空调电子调节阀全打开，压缩机的转速与W5阀的张开一致的，压缩机把高温高压制冷工质送向室外冷凝器经W5后流向房间蒸发器，经W6(14)吸气压力调节后(这调节阀的功能是降压和不至于干扰)，经四通阀W3左孔进入分离器，当空调此时为全速时，设定为78Hz,12.5安培叠加冰箱功率输出时，才是最高输出功率90HZ、14安培(室外为40℃设定室内为23℃)随着室内温度不断地下降，频率也不断地下降，电流也下降，根据(7B)图所示：

这里只是由于房间温控检测信号给予CPU运行后，使PWM给出一个相应的变化给电机而得出的实际转速的变频控制。当冰箱达到预定温与控时，退出运行。而CPU根据这一信号消失关断W1阀后，只确定空调室温与设定温度的差值，对压缩机实行转速调节而又平滑地降落到空调所需实际的输出制冷工质，功率输出灯降到为某格盏上。又如当空调为节能状态运行，即30Hz时，只有3盏灯亮。此时冰箱温控开关动作，CPU根据这一信号指令按程序打开W1冰箱阀，该阀张开度与压缩机转速相一致的(见图形7C)得到冰箱需要20Hz、400W的功率处出一个叠加数给PWM后，使功率晶体管加大负载输出，功率指示灯上为5盏，只有当空调冰箱退出运行的情况下，压缩机才停止工作，3分钟后才可启动。

根据上图(7B)电流频率的汇合点把它直观地反映出，成了(7A图)。我们从中看出压缩机的功率输出，及时了解制冷机这一运行状况。(这一点对于维修人员极为重要的)另设有冰箱空调制热指示灯(变色二极管灯)和催眠指示灯，当需要在卧室中放出催人欲睡的音响时，尤其在酷热的夏季在这3匹的一拖二的房间中，设定为23℃左右时，你盖上被褥就象春天的气候一样伴随着阵阵雨点声(适当地啧出水果香)，把您带入美妙的梦乡。空调在SLEEP状态后温度达到21-25℃时，(可自行设置)发出使人沉睡的阵雨声，而且在一定的温度才出现。在此增加一个IC音乐板即可。

该产品主要区分为两类，家庭冰霜可移动式(见图8)和写字楼多门多功能柜式空调款(见图2)，为方便用户而设计出冰箱的室外交换器凸出在冰箱体外250mm，内有镀铜25mm×25mm的角铁撑着室外交换器，以解决排热气和除霜之用。排冰箱内异气是在冰箱上部设为低温库，低温库有二个换气孔道(以供对流用)。这种设计很经久耐用、简单。以上控制是由除霜功能控制器所发出的指示而动作。

为了方便维修，将阀门、压缩机等常保养之件放在顶端，因防尘板制热解冻过程(参见图1虚线部分)

当W3空调四通阀改变成另一个状态后，冰箱需要解冻食物时，把解冻开关投入，压缩机把80-90℃的高温制热工质从W3左管口流向(22)管，流入冰箱冷冻柜(9)，当解冻电磁阀W2(10)打开后，再流向后打开的W1(17)解冻调节阀(该阀有两个功能)，将解冻柜中的食物冷气吸收后，流入(1)室外换器排出再进入四通阀右管口流入中间管口，进入压缩机，再次高温压缩。

该冰箱暂设定为在6℃以下，时间为2小时以上，冰箱将不进自动启动(可调)，是根据冰箱背外壳温感器的电阻变化而门电路的作用下设计的，考虑到进入冬季，气候进入6℃以下时，很快将会进入更低温度，这样冰箱不工作是节能的考虑，并且冷冻室中的食物也不必继续冻。

一般超过8℃时，当冰箱化霜时，见摘要图虚线，压缩机运行制冷工质从W3四通右管流向W4(16)化霜电磁阀(该阀与W2(10)同时动作)。当热流经入冰箱冷冻室(9)时，40-50℃的热工质把冰箱霜将化掉而流入(22)管中进入压缩机。

冰箱与空调同时运行和分别投入运行电控原理：

当冰箱有一信号动作后，这一信号传入室内装置控制电路中，室内装置会传递一个冰箱要运行的信号给室外机组，室外装置将这一信号进行扫描是否空调在运行，然后又把这一信号转成D/A装置，使得小功率信号驱动压缩机低频运行，开通冰箱制冷调节W1和不启动室外风扇命令，冰箱运行灯亮(兰色)输出功能灯亮2盏等程序。

空调与冰箱并列运行：当空调已是刚运行状态时，空调运行灯亮，功率信号灯亮7盏，冰箱加入后给一个信号输入CPU扫描，演算得知该机已是在78Hz运行，这时就有一个指今给予PWM(就象房间一下增多7-8人一样加速加载)，使得两个驱动器控制阀与电机按照指令执行逐使PWM给一个信号输出到功率晶体管，而将频率升到90Hz指示灯亮到9格(当然可按显示器PAG也可查出)。如是冰箱退出运行视为房间温度负载减少。

制作与实验：现在流行的二手第二代日本的调频调速空调，它是以一位机或四位机实行控制的，这与目前我国许多生产厂家的调频调速产品等级相类似。市面上还有不调频只增添电子功能也称仿真智能机(三菱)，而现代日本空调产品已是第三代跨入第四代产品了，调频调速模糊控制智能技术，这是一种现代改进产品，本人主观地认为CS-G90C是日本第三代跨入第四代的产品，所以调频调速空调≠调频模糊智能控制技术空调，而混淆的概念导致模糊引进落后和发展。

实验工作准备，选用R22冰箱为☆☆☆级，备一台1匹G90KC空调6000元，以乐声BCD250升，冰箱外壳花300元，五只电磁阀和一只电子调节阀共花1000元。旧窗式空调室内交换器一个花100元，冰箱IC板87C552花200元，音乐IC板花40元。一、将一台一匹式窗式空调，室内交换器与一台一匹小大分体空调相结合，撤卸下其原来分体空调的室内交换器，装上窗式室内交换器后，放在其冰箱顶部，再把已准备好的250升的冰箱壳的两根管接焊好，分别在空调高低压、冰箱高、低管装上一只压力表，在压缩机不通电源的情况下，不灌注制冷工质的情况下，先试验调频调速模糊控制空调与智能冰箱的结合电路控制系统是否正常，在程序电控方面正常情况下，再实行第二步。

二、灌注制冷工质，把压缩机接上电源

1)先运行空调系统，是否完全单独运行(包括制冷制热和电控调节系统)完全正常后，停掉空调。

2)单独启动运行冰箱，如各功能完全正常(制冷制热和电控调节系统)，观察制冷制热与时间的关系和压力情况，无保温层的耗电情况及除霜、解冻等新功能运行情况。

3)两者同时运行，模仿自然工作，如图表(4-1)

月份	12	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
													空调	开	-	-	停	-	-	-	-	开	-	-	停
冰箱	不开			冰箱独立工作					共同运行

解决出现的各种问题，调节空调高低压和冰箱高低压，观察制冷程度与时间。对照单独及二位一体使用的情况，取出运行不同之点和相同之处，而及时解决或向这些指标靠近。

计划时间：在能做实验的条件下，元件到位后，用5-8个月时间。

人员：单片机应用工程师、制冷工程师、软件工程师个一名。

电控“二合一”空机试验3-5个月，灌注工质，马达通电试验2-3个月。

元件来源：制造方式销售方向。

目标：争夺国际大市场创汇，主销欧美，引进购进日本第三代智能调频空调器“原材料”。在我国某一间中小专业厂家制造“二合一”“精加工”做成品。出口创汇；以质量好，用途广，成本低，可对抗任何一家空调器或多功能冰箱冷藏柜的价格和档次。以款式新颖，高科技来稳步发展(选择采用四位机，经济，货源广)。

做出来标准样机要求：

①空调效果性能基本不变。

②空调冰箱为“二合一”后在制冷(热)过程中，时间上要短。

③冰箱效果性能基本接近同等级产品数据☆☆☆级或超标准。

④“二合一”在能耗上必须有所突破，可控制两者能耗的80％以下。理由：冰箱有智能调频，散热在室外，不需要电阻加热、化霜、解冻，冬天不须开机(原冰箱壁外平均温度为42度，内为-30度，温差为72度，现外平均温度为20度，极温-18度，温差为38度。)

⑤在生产成本上，可控在两者之和，70％左右。

理由：省去柜式空调的柜，不要加热化霜元件，不要保温材料，共用一个室外交换器，共用电脑，共用压缩机，共用氟里昂，增加新功能后可升为75％左右的成本价。

⑥以崭新的面貌出现-21世纪的新产品，而特异功能，适合价来吸引用户。

参考：按市面价乐声G90KC空调单冷为7000元，BCD250L冰箱为4500元/台，3匹为2.2万，三菱484多功能冰箱为2.8万。

二、如乐声250L冰箱尺寸宽550×606×1720mm，冷冻室65L，冷藏129L，蔬菜柜56L。“二合一”家庭款式冰箱，宽550×606×1660mm，冷冻室30L,35L，冷藏129L，蔬菜柜56L，去掉保温层，矮了，容积不变，加上480mm空调部分高为2140mm，再外型包装，这样就成了图8所示一样的家庭款式。

以上，适用于一般制冷冰箱(柜)空调专业厂家、生产，可充分利用现有的生产设备，以投资压到最低点而设计的产品，即主要外壳箱体。

下面结合附图1、附图2、附图4和实施例对本新发明产品用进一步讨论。

实施1、本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

无级变速二用空调就是将两者合二为一，共一个压缩机技术不再是分别使用，如酒楼款式：其外型特征是将一台完整的T484三菱对开门冰箱冷藏柜去掉400W压缩机又把一台完整的3匹2.24KW乐声柜式空调室内蒸发器放在其冰箱顶部取代柜式空调的冷气出口窗，或是柜式空调下部分为冰箱体，在其柜背面为进口窗(有插入式过滤网)，然后加以外型包装使冰箱与空调融为一体。(见图2)

实施2、将冰箱的功能温控进入空调的室内控制主板上或把冰箱的87C552IC板安装在空调室内控制系统中配上一个IC作音乐催眠用，除此之外，还增添空调冰箱制冷制热变色灯和九盏功能输出指示灯(二极管)。

实施3、(一)特别是将冰箱切除的压缩机两根管中的一根原为防露管(19)接上一只电子调节阀W1(17)另一端是从蒸发出来的管接(18)W7电磁阀(作用阻止流进口工质和解冻作用)。接入在四通阀左管至空调室内蒸发器的位置上。即(22)管道上。

(二)冬天解冻：冰箱的冷冻室的一端与冰箱的过滤器之间装上一只解冻电磁阀W2(10)它与W1(17)作为回路把冷气抽出见图1虚箭头。

(三)化霜(见附图虚箭头)在空调室外交换器进口管一端装上一只化霜电磁阀W4(16)它一端接在四通阀，另一端接在冰箱防露管(15)与W1(17)之间，它与W2(10)次序冻室和W7(18)形成回路。

如果上述实验采用滑片式或双转子压缩机工作不理想的话，那么必定是冰箱独立工作时效果不佳，因为转速低，工质少，腔缸大而造成。故本人针对这人的问题，设计了“两腔一体压缩机来解决”，即制作如下。

实施4、“两腔一体”

在原现有的空调旋转式压缩机上，把缸腔这一端的轴加长(59)见图6，虚线部分；装上一个与冰箱功率相匹配的缸腔套上去，融为两腔贯通在进口处，空调的腔管口装上一个电磁阀(63)(当空调不使用时而关闭)而在冰箱的进口管则于空调的进口管查连(62)但不受其阀门控制。(因有单向阀)。如两腔贯通使用并不会电机负荷加大，因为是调频和使用电子调节阀，况且冰箱功率很少，故不必担心。(不过最终把一个空调压缩机分为两个缸为妥)。

装上两腔一体目的在于开空调时能保证冰箱正常使用，停空调时冰箱独立工作，也能保证制冷效果理想。

实施5、在制作2匹以下家庭全能冰箱柜中，将室外交换器装在冰箱上，背部凸出250mm长，将冰箱冷冻室后面开一个抽异气孔，由排风扇排出，在冷冻室前上对角位置开一个对流孔，它们分别由一个电磁阀报控制(46)(48)一般是在化霜时抽异气味，效果比一般要好，这样冰箱定为不固定式。技术关键：

由于变速模糊智能控制空调器。集变频调速控制技术和神经网络理论与模糊控制技术相合的技术，传感器技术，制冷流量自动控制技术及生产工艺等多种技术为一体，因此具有相当的技术难度。

 该产品分为两步计划实施：1、在电子控制系统方面作为第四代空调过渡的产品并不要求神经网络理论与模糊控制技术相结合，而是保持现有智能控制调速调频技术与现的数字控制冰箱的技术相结合。所以力争与乐声公司提供“原材料”空调机配件。

前景分析：

1)由于近年来世界气候反常，空调器日益被青睐；

2)随着改革开放，我国人民经济已不满足于电风扇、冰箱来降暑及冬天用煤来取暖，“二合一”的多功能和廉价将被看好。

3)从世界发展趋势，高新科技，新．产品，新功能将在21世纪中，尤其在家电方面大显身手。

发明创造的优点和积极效果：1)“二位一体”经济多功能，节省地方面积，利用柜式空调下面部分作冰箱。

2)节电、快速冷冻除霜不费电，省去保温层而体积小成本低。

3)自动化程度高，能满足南北方的气候人的生活、居住，并实惠。

4)开房间空调快速制冷时，也可把冰箱门打开，把冰箱内储存低温散发在室内而更缩短房间降温时间。

5)它的出现远远超过目前任何冰箱空调的最高要求，既静、省电、高科技、低成本，小巧外型美观(去保温层)。

6)竞争性，由于“二合一”是结合两者的优点，在功能上又进一步完善，所以是具有极大的竞争能力的待开发跨世纪的产品。

7)能推动普及我国电子行业应用方面人才与世界工业发展并轨。

8)对减少对大气的污染有一定的积极作用，共同一个压缩机(无保温层)。

9)该产品的新面貌出现将会震撼日本三大制冷公司。经济实用的新产品。

10)在我国开发专利高科技超常规反常规产品才是解决就业问题和增强国力的唯一捷径。

11)它的出现能减轻我国外汇输出负担，打入国际市场高幅值、高回报、开拓性、就业产品。

全能冰箱  图元件解释

图1．1．空调室外交换器2．空调电子调节阀<W5>3．压缩机4．空调毛细管5．过滤器6．空调室内交换器7．分离器8．四通阀<W3>9．冷冻室10．化霜解冻阀<W2>11．冷藏室12．冰箱毛细管13．过滤器14．吸气压力调节阀<W6>15．防露管16．冰箱化霜电子阀<W4>17．冰箱电子调节阀<W1>18．冰箱解冻化霜回路电磁阀<W7>

图2．21．制冷制热转换开关22．功率输出指示灯23．冰箱指示灯(变色)24．空调冷气出口窗25．进风百叶窗26．空调指示灯(变色)27．显示器28．催眠音响外配喇叭孔29．冰箱冷冻柜30．冷藏柜。

图6．50．接线端子51．定子52．转子53．曲轴54．框架55．大气缸56．大滚动活塞57．小气缸58．小滚动活塞59．加长轴60．汽缸盖61．单向阀62．附压缩机进口管63．主压缩机缸进口管阀64．吸入消声器65．滤网66．吸入管67．壳体68．流程管69．排出管70．直杆71．虚线部分(冰箱腔缸部分)。

图8．43．冷气出口窗44．冰箱门45．进风窗(2匹以上为背部进风板)46．异气对流阀47．维修防尘板48．排异气电磁阀49．窗式室外交换器。

Claims (8)

1全能冰箱柜就是将两者“二合为一”，共用一个压缩和交换器技术，不再分别使用，尤其需指出的是其外形特征已连为一体，冰箱上部分为空调冷气出口窗，下部分为冰箱箱体。

2全能冰箱柜，它以空调制冷工质为主体，分支出一小部分的冷冻剂给一个完整的冰箱循环实体；是无级变速和电子调节阀以及模糊控制的空调中央处理器CPU控制原理技术产生的，是两者结合并用的新型空调柜。

3“二合一”增添了新的节能功能和技术

A．室外气温为6℃以下时(可调设置)设置冰箱不启动而节能是根据冰箱外温感器的电阻变化而门电路下的技术。

B．有解冻功能：如需解冻，把开关投入后冰箱室内空调已供热，四通阀已改变为另一状态时，冰箱需要解冻食物转入开关，即压缩机把高温工质从W3左管口流向(22)管经(18)W7流入冰箱冷冻柜(9)当解冻电磁阀W2(10)打开后再流向打开的W1解冻调解阀(17)。

C．化霜(夏天)冰箱如需要化霜时压缩机运行制冷工质从W3右管口流向W4(16)化霜电磁阀(该阀与W2阀同时动作)当热流经入冰箱冷冻室(9)时，50-60℃的工作把冰箱的霜除掉。(参见摘要图虚线部分)

D．催眠功能：一块IC智能音乐置入空调电脑中，当使用人在卧室休息转入SLEEP状态时，房间温度降到(20℃-25℃)时，在一定的温度下出现催人欲睡的雷雨声和水果香飘荡。

4 两腔一体

在现有的空调旋转式压缩机上，把缸腔这一端轴加长，装上一个与冰箱功率相匹配的缸腔，套上去融为一体，在进口处空调的腔管口上装上一只电磁阀，而在冰箱的进口处则于空调进口管口相连，但不受它阀门控制，因有一个单向阀。

5可移动式全能冰箱它不采用室外和室内机分体，而是为整体，即采用窗式空调与冰箱的组合，结构为凸形状。即把冰箱上部的空调室外交换器凸出来，目的是把热气散发在墙外，使它和冰箱无实质性的区别使用-可移动。冰箱除异气味，内设有冰箱出气阀和对流阀，它们由除霜控制器所控制(固定式为分体)。

6冰箱在进入冬季室温在6℃以下将不运行，是根据在冰箱外壳上装有一个温感器，(该温控可调节)进入CPU控制压缩机运行。

7控制冰箱制冷速度是调频调频调速的转速与冰箱电子调节张开度相一致。

8共用制冷工质，共用一个压缩机的“二合一”在汽车上的应用。

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