CN1771419A - 除霜加热装置的功率调节方法和具有集成的除霜加热装置的致冷装置 - Google Patents

Abstract

在具有集成的除霜加热装置(8)的致冷装置中，设有一个用于检测在除霜加热装置(8)的供电端子(11)上的电压值并且用于以一个与检测的电压值相关的工作比产生键控的控制信号的检测装置(10，12)，并且设有一个通过控制信号操作的、用于输入除霜加热装置(8)的供电电流的断续器(9)。通过该断续器根据所检测的电压值调节供电电流的工作比，以便限制除霜加热装置的起源于电压波动的功率波动。

Description

除霜加热装置的功率调节方法和具有集成的除霜加热装置的致 冷装置

本发明涉及一种根据除霜加热装置的供电电压调节致冷装置的除霜加热装置的功率的方法以及具有集成的除霜加热装置的致冷装置，特别是用来实施所述的方法。

在致冷装置中，举例来说例如在冰箱中就存在着问题，在制冷的蒸发器上形成冰。这些冰起隔绝的作用，使得蒸发器和冷却室之间的冷交换变得困难。由于这个原因，冰必须被时常除去。对此，许多致冷装置，尤其是所谓的无霜装置，都具有除霜加热装置。

这种除霜加热装置例如借助于冰传感器控制，其方式是，当测得的冰量超过一个界限值，则进行除霜过程，如果不再测得冰，则中断除霜过程。然而，这种冰传感器是很耗费的，而且具有有限的可靠性。此外，需要多个传感器，以便能够可靠地估计冰的总量(其厚度可以从一个地方到另一个地方变化)。

因此，一种优选的解决方案是，利用定时器周期性地以预先固定给定的持续时间控制除霜过程。这种控制是简单的，价廉物美和可靠的。然而，它也有缺点，对于已知的冰量的除霜实际所要求的时间与除霜加热装置的功率有关，因此也与它的供电电压数值有关。但是，从外部电源网络提供的供电电压不是必然地在电网的每个地方都等于规定的额定电压，相反，它可以随时间及随地点在规定的波动范围内围绕额定电压变化。

如果供电电压太低，则会发生，预定的除霜持续时间对于完全的除霜是不够的，所以冰量经过多次除霜循环总是变大，这会对致冷装置的功能能力产生不利影响。

如果预先规定除霜持续时间，使得即使在供电电压在许可的数值范围内的最小值时也保证完全的除霜，则当供电电压高时，会要比除霜实际要求的释放更多的热，紧接着这些热量必须通过致冷机多次工作重又排出，这使致冷装置的经济性受到不利影响。

因此，本发明的任务是提供一种致冷装置的除霜加热装置功率调节的新方法以及一种新的致冷装置，尤其是用于实施本发明的方法，它可以克服所述的缺点。

本发明的任务是通过具有下面的方法步骤的、致冷装置的除霜加热装置的运行方法来解决的：

(a)求得输入除霜加热装置的供电电流的电压值，

(b)根据所求得的电压值确定供电电流的工作比，

(c)以根据所确定的工作比键控的供电电流对除霜加热装置供电。

所述的任务另外通过一种具有集成的除霜加热装置的致冷装置来解决，该致冷装置尤其是用于实施本发明的方法，具有一个用于检测在除霜加热装置的供电端子上的电压值并且以一个与所检测的电压值有关的工作比产生键控的控制信号的检测电路，并且具有一个通过该控制信号操作的、用于输入除霜加热装置的供电电流的断续器。

在至今公开的用于在致冷装置中用于蒸发器除霜的方案中，除霜加热装置与电网电压无关地未被键控，也就是以100％的工作比接通。正如上面已经提及的，这会导致，在出现电压波动时或是加热太多或太少，因为加热功率是与除霜加热装置的供电电压的平方成正比地变化的。如果加热太少，除霜过程常常是不完全的，如果加热太多，这就与不必要多的能量消耗相联系。通过根据供电电压(一般是电网电压)键控除霜加热装置(包括必要时的流槽(Rinnen)加热)，避免了这些问题，其方式是，除霜加热装置的相对接通持续时间随着供电电压增加而降低。

由于简单的可实现性，工作比与供电电压的关系最好通过具有至少两个、最好三个或四个不连续的值的阶梯函数来给出。

在供电电压的允许的波动范围内，该阶梯函数可以具有至少两个、最好三或四个不连续的值。

阶梯函数的使用与供电电压数值范围的分为多个间隔的划分相应，其中，为每个间隔配置该阶梯函数的这些不连续值的一个。为了使加热功率的波动范围在每个间隔内大约保持相同，最好这样确定这些间隔界限，即，上限和下限有一个对于所有间隔基本上相等的比，最好是具有1.1和1.2之间的比值。

在根据发明方法的一个特别优选的方案中，直到超过一个预定的低电压时才采用键控。如果该低电压没有被达到，那么加热是连续的，也就是以为1的工作比供电，该低电压应为额定电压的至少2/3，在额定电压为230伏交流(VAC)时大约是150VAC，最好为额定电压的至少70(165VAC)。在超过所述的低电压时，加热被键控地运行。

本发明其它的特征和优点参照所属的附图由以下实施例的说明得出。它表示，

图1致冷装置的一个第一示意图，本发明在该致冷装置上实现，

图2根据发明的致冷装置的一个第二示意图，

图3加热功率作为本发明除霜加热装置供电电压的函数的特性曲线。

图1非常示意性地示出一个无霜致冷装置，本发明在该致冷装置上实现。致冷装置以传统的方式包括一个绝热的壳体1，在该壳体的内部构成了用于冷贮物的存储室2以及一个与该存储室2通过隔壁3隔开的、通过隔壁3上的一些孔口4连通的蒸发器室5。在蒸发器室5中有一个通过一个制冷机供给致冷剂的的板状蒸发器7以及一个除霜加热装置8，它与该蒸发器紧密接触。

除霜加热装置8可通过一个断续器9在控制电路10的控制下供给加热电流。除霜加热装置8在此通过端子11与制冷机6并联地连接在供电线路上，其额定供电电压在此是230V交流(230VAC)。断续器9优选是大功率晶体管或晶闸管。

控制电路10接收与端子11并联连接的电压测量电路12的电压测量信号。根据接收的测量值，控制电路10按下图处理控制断续器9的工作比：

160-186VAC    100％相对的接通持续时间

186-216VAC    74％相对的接通持续时间(接通时间22秒，断开时间8秒)

216-252VAC    55％相对的接通持续时间(接通时间16秒，断开时间14秒)

从252VAC起    40％相对的接通持续时间(接通时间12秒，断开时间18秒)

图2是根据本发明的无霜致冷装置的第二种构型的示意图。与已经结合图1说明的部件相同的部件具有相同的参考标号，并且不再重复描述，这两种构型的主要区别是，在根据图2的构型中，电压测量电路12不是设置在端子11和断续器9之间，而是在断续器9后面直接与除霜加热装置8并联，因此其输入电压可以不受接在前面的电路部件干扰影响地被检测，为了使测量电路12的控制结果与断续器9的工作比无关，测量电路12与一个二极管13串联并且和一个电容器14并联，它们的作用是，使供电电压的两个半波之一的最大值保持不变地施加于电压测量电路12上。

图3以曲线图形式表示上述的实施例的结果与未键控的加热相比较。

在未键控的加热时，加热功率与电压平方成正比地增加，如通过图3中虚线的曲线表示的。在额定电压为230VAC时，加热功率在此等于100％。如果致冷装置的实际供电电压不是230V，而是例如为160VAC，加热功率只能达到大约50％。如果对于除霜过程预先调节一个固定的加热时间间隔，它是这样确定大小的，即，在额定电压时在蒸发器7上预期的冰量完全融冰，则在160VAC时只有这个量的一半融冰。如果实际的供电电压超过额定电压，则除霜加热装置8在除霜时比所要求的产生更多的热量。举例来说，在290VAC时已经达到大约160％的加热功率。这就是说，60％加热能根本不被需要用于除霜并且仅是增加了致冷装置的能量平衡的负荷。

根据本发明，从160VAC到290VAC的供电电压范围被分为具有前面表格式说明的限度的4个间隔，其中，每个间隔对应有一个固定的工作比。电压间隔的上限和下限在此的比大约为1.15，所以在一个间隔内，除霜加热装置的功率位于额定功率的100±15％的范围内。

通过加热功率与给定加热功率的这种很小的偏差，使得蒸发器的均匀和更好的、可复现的除霜即使在电压强烈波动时是可能的。

一般可以说，在电压间隔的数量增加时，相对给定除霜功率的偏差在大的电压范围上变小，并且反之。

可以理解，这些电压间隔也可以被另外地进行选择，如果举例来说，它们被选择得更小，则它们的数量提高，则与给定除霜功率的偏差变得更小。例如，可以设想10VAC电压间距。当然，相对的接通持续时间必须与这些电压间距相适配。

然而，在此应考虑，分别在固定的时间间隔期间周期性地除霜的策略是以这样的先决条件为基础的，即，在两个除霜过程之间在蒸发器7上积聚的冰量保持恒定。当然，这个先决条件没有被准确地完成，而是所形成的冰量可根据使用条件(调节的冷却温度，门孔口数量)或环境条件(温度、空气湿度)变化。虽然在技术上没有问题，使得在除霜过程时放出的热量保持到很小的百分数或者精确地保持恒定，但是，如果待除霜的冰量强烈地波动，与之相关联的耗费几乎没有带来优点。令人感兴趣的供电电压范围的间隔的这样的划分，即，在各个间隔中，加热功率的变化不多于大约±15％，作为在热能的可复现性以及实现的简易性之间的合适的妥协。

可以理解，键控的周期也可与上面所列举的例子不同。在上述的例子中周期是30秒。周期也可以被选择得大些(例如1分钟)或小些(例如15秒)

当如这里所考察的情况那样，如果除霜加热装置8的供电电流是交流电，重要的是，键控(Tastung)的周期包括多个交流电的周期，以便保证工作比和加热功率之间的线性关系。在通常的交流电流频率为50或60Hz时，如果键控周期大于1秒，这个要求无论如何被满足。

Claims (11)

1、运行致冷装置的除霜加热装置的方法，具有以下方法步骤：

(a)求得输入除霜加热装置的供电电流的电压值，

(b)根据所求得的电压值确定供电电流的工作比，

(c)借助根据所确定的工作比键控的供电电流对除霜加热装置供电。

2、根据权利要求1的方法，其特征是，工作比作为所求得的电压值的减小的阶梯函数被确定。

3、根据权利要求2的方法，其特征是，阶梯函数在电压值的允许的波动范围内具有至少两个、最好是三个或四个不连续的值。

4、根据权利要求2或3的方法，其特征是，电压的数值范围划分为多个间隔，为它们分别配置一个固定的工作比，每个间隔的上限对下限的比在1.1和1.2之间。

5、根据上述权利要求之一的方法，其特征是，对150VAC之下的、最好是在165VAC之下的电压值配置的工作比为1。

6、根据上述权利要求之一的方法，其特征是，供电电流是交流电流，并且用键控频率键控，该键控频率是交流频率的分数。

7、具有集成的除霜加热装置(8)的致冷装置，其特征是，设有一个用于检测在除霜加热装置(8)的供电端子(11)上的电压值并且用于以一个与检测的电压值相关的工作比产生键控的控制信号的检测电路(10，12)，并且设有一个通过控制信号操作的、用于输入除霜加热装置(8)的供电电流的断续器(9)。

8、根据权利要求7的致冷装置，其特征是，工作比是作为所求得的电压值的减小的阶梯函数确定的。

9、根据权利要求8的致冷装置，其特征是，阶梯函数具有至少2个、最好3个或4个不连续的值。

10、根据权利要求8或9的方法，其特征是，电压的数值范围划分为多个间隔，对它们分别配置一个固定的工作比，每个间隔的上限与下限的比在1.1和1.2之间。

11、根据权利要求1到10之一的致冷装置，其特征是，检测电路(10，12)对150VAC之下、最好165VAC之下的电压值分配为1的工作比。

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