CN1327179C - 用于控制冰箱吹风扇工作的设备及方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于控制吹风扇工作的设备及方法。在该设备及方法中，测量蒸发器的温度，由测得的蒸发器温度计算残留在蒸发器中的制冷剂量，从而可以充分使用蒸发器的冷空气。根据本发明，可以进一步提高冰箱的效率。

Description

用于控制冰箱吹风扇工作的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制冰箱的方法，并且更加特别地涉及一种用于控制冰箱吹风扇工作的设备及方法，其可以优化吹风扇的延时工作的终止时间使得可以在压缩机工作终止后使用保留在蒸发器中的冷空气。

背景技术

诸如冰箱的冷却循环设备包括用于压缩低温/低压制冷剂气体的压缩机、用于通过散发高压制冷剂的热量凝结压缩机压缩后的高压制冷剂的冷凝器、用于降低在冷凝器中凝结的制冷剂的压力的膨胀器、以及在膨胀器中绝热膨胀的制冷剂在其中从冷冻室和冷藏室中夺走热量并蒸发的蒸发器。蒸发器包括用于送风的吹风扇。本发明关注于用于控制吹风扇的设备及方法。

在普通的冰箱中，通过基于冷冻室温度的控制方法控制压缩机。

现在，将详细介绍基于冷冻室温度的传统控制方法。基于冷冻室的温度，当冰箱的内部温度升高高过上限时，通过使压缩机工作从而循环制冷剂而使冰箱内的内部空间冷却。在基于冷冻室的温度驱动压缩机后，打开冷冻与冷藏室之间的连接管上形成的节气阀(damp)，使得冷冻与冷藏室同时冷却。当冷藏室的温度低于冷藏室预设温度的下限时，关闭打开的节气阀，从而仅冷却冷冻室。其后，当冷冻室的温度低于冷藏室预设温度的下限时，通过一系列的重复工序启动冷却循环停止压缩机工作。换言之，在采用传统温度控制方法的冰箱中，当冷冻室的内部温度达到冷冻室预设温度范围的上限时，压缩机工作，而当冷冻室的内部温度达到冷冻室预设温度范围的下限时，压缩机停止。重复上述循环。

然而，当压缩机停止时，在蒸发器内循环的低温制冷剂停止，使得低温制冷剂余留在蒸发器中。同时，由于未利用蒸发器中可用的制冷剂冷却空气，因而发生了能量损失。

对于上述缺点，可以即使在压缩机工作停止后，使经蒸发器向冰箱内送风的吹风扇以预设时间与压缩机工作相结合地进行延时工作。吹风扇延时工作的时间间隔通过实验而不考虑冰箱的热负荷或外部条件来设定。

然而，若未进行恰当的吹风扇工作控制，会发生以下问题。

首先，当残留在蒸发器中的制冷剂处于足以冷却冰箱内部的低温状态但吹风扇停止工作时，损失了可用的冷空气，且由此浪费了能量。

其次，当冰箱内处于高温状态，冰箱的内部由于残留在蒸发器中的制冷剂非常高的温度无法进一步冷却但吹风扇持续工作，冰箱的温度由于吹风扇工作产生的热而升高。此时，显然，由于吹风扇不必要的工作导致了功耗提高。

由于以上原因，合理计划吹风扇的工作终止时间成为主要问题。

发明内容

因此，本发明提出了一种用于控制冰箱吹风扇工作的设备及方法，其基本避免了由于现有技术的限制和缺陷导致的一种或多种问题。

本发明的目的在于提供一种用于控制冰箱吹风扇工作的设备及方法，其中主动测定蒸发器的温度，由此依据蒸发器内制冷剂的温度主动控制吹风扇的工作。

本发明的另一目的在于提供一种用于控制冰箱吹风扇工作的设备及方法，其可以使用吹风扇的优化控制算法提高冰箱的工作效率。

本发明的其它优点、目的及特征将部分地通过下述介绍展示，部分地将通过验证以下内容或通过实践本发明而为本领域技术人员所明晰和掌握。本发明的目的及其它优点可通过此处说明书和权利要求书的记载及附图中具体指出的结构来实现和获得。

为实现这些目的及其它优点，根据本发明，如此处实施并宽泛介绍的，提供一种用于控制冰箱吹风扇工作的设备，包括：一系列循环系统，其包括压缩机、冷凝器、膨胀器、以及蒸发器，制冷剂在其中流动从而传输冰箱的热量；温感器，用于测量冰箱的温度；吹风扇，向冰箱的内部空间中吹入空气，吹风扇的工作停止时间由通过蒸发器的温度算得的蒸发器中的残留冷空气量来确定；以及控制器，用于通过将残留冷空气量与吹风扇驱动能量相比较来控制吹风扇的工作。

在本发明的另一方面中，提供一种用于控制冰箱吹风扇工作的方法，该方法包括：停止压缩机工作；使用蒸发器温度作为参数测量蒸发器的残留制冷剂能量；比较蒸发器的残留制冷剂能量与风扇驱动能量；以及当蒸发器的残留制冷剂能量大于预定的风扇驱动能量时，延长吹风扇的工作直至蒸发器的残留制冷剂能量变得小于风扇驱动能量。

在本发明的再一方面中，提供一种用于控制冰箱吹风扇工作的方法，该方法包括：当压缩机停止工作时测量蒸发器的残留制冷剂能量；比较蒸发器的残留制冷剂能量与通过冰箱工作而对冰箱内部温度产生影响的总体热能；以及当蒸发器的残留制冷剂能量大于总体热能时，延长吹风扇的工作直至蒸发器的残留制冷剂能量变得小于总体热能。

根据本发明，可以提高冰箱的工作效率，并可以降低功耗。

应理解，上述一般性的介绍及以下详细的说明为示例性和说明性的，并应如权利要求为本发明提供进一步的说明。

附图说明

为提供对本发明的进一步的理解而包括进来并构成本申请一部分的附图示出了本发明的实施例并与说明书一同说明本发明的原理。附图中：

图1为根据本发明的冰箱的部分切除的透视图；

图2为根据本发明的蒸发器的示意图；

图3为根据本发明的吹风扇控制方法的流程图；以及

图4为比较(a)温度、(b)压缩机工作状态、(c)吹风扇工作状态、以及(d)蒸发器温度状态，及说明其间关系的曲线图。

具体实施方式

现在，将参照本发明的优选实施例进行详细介绍，实施例的示例在附图中示出。

图1为根据本发明的冰箱的部分切除的透视图。

参照图1，该冰箱包括冷冻室10、冷藏室11、具有将冰箱的内部空间划分为冷冻室10和冷藏室11的挡板的主体1、与冷冻室10旋转铰接从而开/关冷冻室10的冷冻室门(未示出)、与主体1旋转铰接从而开/关冷藏室11的冷藏室门(未示出)。

该冰箱还包括用于感应冷冻室10温度的冷冻室温感器4和用于感应冷藏室11温度的冷藏室温感器9。

该冰箱还包括形成在冷藏室10的一部分处、用于向冰箱和吹风室2的内部空间中吹入冷空气的吹风扇3，与吹风室2连通、用于将冷空气导向冷藏室的内部空间的冷气管5，以及用于通过冷气管5向冷藏室的内部空间中排放冷空气而设计的冷气排放口6、7和8。显然，还在吹风室2和冷气管5的连接部分形成用于选择性地打开/关闭/部分打开吹风室2和冷气管5的节气阀(未示出)。

另外，尽管未在图中示出，还在主体1的预定部分形成构成冷却循环的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀器。还在冰箱的一部分处形成控制冰箱工作的控制器。

图2为根据本发明的蒸发器的示意图。

参照图2，在邻近吹风扇的部分安装蒸发器30，用于蒸发制冷剂和散发热量。蒸发器还包括设置在蒸发器30的一部分处的除霜感应器32，用于测量蒸发器30的温度，从而进行有效的除霜操作，消除形成在蒸发器30上的霜。

另外，可以推知，本发明的冰箱包括用于接收除霜感应器32的温度信息和控制包括压缩机和吹风扇在内的冰箱的整体工作的控制器。

下面，将参照图1和2介绍根据本发明的冰箱吹风扇控制设备及方法。

随着冰箱开始工作，执行冷却循环，使得制冷剂蒸发。蒸发器30中产生的冷空气通过吹风扇导入冷冻室10和冷藏室11中。当冷藏室温感器9探测到冷藏室的内部温度低于预定温度时，设置在吹风室2与冷气管5之间的节气阀(未示出)阻断，使得冷空气仅导入冷冻室中。另外，当冷冻室温感器4探测到冷冻室的内部温度低于预定温度时，停止压缩机的工作，使得不再向蒸发器中导入新的冷空气。然而，吹风扇3并未与压缩机一同停止，而是与压缩机相独立的工作。

由此时起，执行用于通过主动确定来确定吹风扇工作的工序。具体而言，当除霜感应器32感应蒸发器30的温度时，残留在蒸发器30中的制冷剂冷却空气与吹风扇的驱动能量相比较。比较的结果是，当蒸发器的冷空气大于吹风扇的驱动能量时，吹风扇继续工作，从而导入冷空气，而当蒸发器的冷空气小于吹风扇的驱动能量时，吹风扇停止工作。

下面，将详细介绍根据本发明的吹风扇工作控制设备及方法。

图3为根据本发明的吹风扇控制方法的流程图，图4为比较(a)温度、(b)压缩机工作状态、(c)吹风扇工作状态、以及(d)蒸发器温度状态，及说明其间关系的曲线图。

参照图3和4，当冰箱的温度达到设定温度的上限T1时，压缩机和吹风扇3工作，从而降低冰箱的温度，还降低了除霜传感器32的温度。同时，当冰箱的温度达到设定温度的下限T2时，压缩机停止工作，而吹风扇3继续工作。

由此时起，执行能够确定吹风扇3的工作开/闭的预定算法。

具体而言，安装在蒸发器30中的除霜传感器32测量蒸发器30的表面温度(S11)。由测得的蒸发器30表面温度测定蒸发器30的残留制冷剂能量(S12)。残留制冷剂能量q_eva可以通过下述等式1获得：

q_eva＝(C_p)_air·ε·(T_air，in-T_eva)    等式1

其中，T_air，in＝T_ref+α

q_eva为蒸发器的温度

α为温感器测得的温度与冰箱实际内部温度之间的差，

ε为蒸发器效率，

其中ε＝1-e^-NYU，

其中 $\mathrm{NTU}=\frac{\mathrm{UA}}{{\left(m{C}_p\right)}_{\mathrm{air}}}$

其中UA为整体传热系数，而(mC_p)_air为空气的热容量。

接着，将获得的残留制冷剂能量q_eva与风扇驱动能量W_fan相比较，由此确定其中的哪一个大于另一个(S13)。

吹风扇3延时工作的终止时间可通过下述等式2获得：

q_eva＜k·W_fan    等式2

k＝1，对应于冰箱的COP低于1的情况

k＝COP，对应于冰箱的COP高于1的情况，

其中，q_eva为蒸发器的残留制冷剂能量，而W_fan为风扇驱动能量。

风扇驱动能量根据吹风扇种类预先设定。

在确定工作S13中，当蒸发器的残留制冷剂能量q_eva大于风扇驱动能量W_fan时，延长吹风扇3的工作直至蒸发器的残留制冷剂能量q_eva低于风扇驱动能量W_fan(S14)。另外，当蒸发器的残留制冷剂能量q_eva小于风扇驱动能量W_fan时，停止吹风扇3执行延时工作。

参照图4，其示出了吹风扇3在预定时间T1期间执行延时工作直至除霜传感器32达到选定的温度T3。延时工作时间由粗实线标记在图4的曲线上。

如本发明中所提出的，吹风扇工作的确定由于以下原因而具有优势，当压缩机工作停止时，将残留在蒸发器中的制冷剂冷却空气的量与在吹风扇的工作中将产生的、作为热能的驱动能量相比较。结果，残留在蒸发器中的冷空气可以得到充分利用，且可以预先防止由于吹风扇的过度工作导致的温度升高。

注意，用于控制吹风机的本发明方法可以应用于冷冻室(F)和冷藏室(R)分为上部和下部的顶部冷冻型冰箱、冷藏室(R)和冷冻室(F)分为上部和下部的底部冷冻型冰箱、以及根据本发明实施例冷冻室(F)和冷藏室(R)分为左部和右部的并排型冰箱。

对本领域技术人员而言，可以对本发明进行各种改动和变化是显而易见的。因此，本发明应包括在所附权利要求及其等效物范围内所能提供的改动及变化。

Claims (7)

1.一种用于控制冰箱吹风扇工作的设备，该冰箱包括：一系列循环系统，其包括压缩机、冷凝器、膨胀器、以及蒸发器，制冷剂在其中流动从而传输冰箱的热量；以及温感器，用于测量冰箱的温度，

该设备的特征在于包括：

吹风扇，向冰箱的内部空间中吹入空气，吹风扇的工作停止时间由通过蒸发器的温度算得的蒸发器中的残留制冷剂能量来确定；以及

控制器，用于通过将残留制冷剂的能量与吹风扇驱动能量相比较来控制吹风扇的工作；

其中当残留制冷剂的能量大于吹风扇驱动能量时，控制器控制吹风扇继续工作，当残留制冷剂的能量小于吹风扇驱动能量时，控制器发送控制信号停止吹风扇的工作。

2.根据权利要求1所述的设备，其中该温感器测量蒸发器的表面温度。

3.根据权利要求1所述的设备，其中该温感器为用于蒸发器除霜工作的除霜传感器。

4.一种用于为使冰箱有效工作而通过在压缩机停止后延长蒸发器的工作来控制冰箱吹风扇工作的方法，

该方法的特征在于包括：

停止压缩机工作；

使用蒸发器温度作为参数测量蒸发器的残留制冷剂能量；

比较蒸发器的残留制冷剂能量与吹风扇驱动能量；以及

当蒸发器的残留制冷剂能量大于吹风扇驱动能量时，延长吹风扇的工作直至蒸发器的残留制冷剂能量变得小于吹风扇驱动能量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中由蒸发器的表面温度测得蒸发器的温度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中当冷冻室的温度低于设定温度时停止压缩机。

7.根据权利要求4所述的方法，其中吹风扇同时向冷冻室和冷藏室送入冷空气。

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