CN202613892U - 风冷冰箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风冷冰箱，包括制冷系统、电控装置、传感装置、冷藏室、冷冻室和风道系统；传感装置与电控装置相连接，所述风道系统包括风道、该风道内设置的风机、冷藏室风门以及回风口；所述传感装置包括冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器和蒸发器温度传感器；所述电控装置内设有计时部分，计时部分包括压缩机运行计时器、化霜前准备计时器、回风化霜计时器和电加热化霜计时器。本实用新型的风冷冰箱使电控装置能够接收各传感器的信号、监测各计时器的状态，实现对压缩机、风机等的精细化控制，防止回风化霜导致冷藏室温度过高，降低冰箱的保鲜效果，同时防止出现死循环式的不良工作过程。

Description

风冷冰箱

技术领域

本实用新型涉及一种风冷冰箱。

背景技术

无霜冰箱又称为间冷式冰箱或风冷冰箱，利用风扇使冷风强迫对流循环而间接冷藏、冷冻食品。

在结构上，现有的风冷冰箱包括制冷系统、电控装置、风道、风道内置的风机、冷冻室、冷藏室、冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器，制冷系统包括通过制冷剂管道依次连接在一起的压缩机出气口、冷凝器、节流装置（毛细管、节流阀等）、蒸发器、压缩机进气口。电控装置接收传感器的信号，并控制压缩机、风机等的启停。电控装置内设有计时部分，如压缩机运行计时器、化霜计时器等等，用来监测各种期限。现有的风冷冰箱，一般都预设有回风化霜最大时间t（本实用新型中称为基本化霜时间t2），当化霜时间超过该设定时间时，强制停止回风化霜。在使用时，用户可以设定冷藏室的温度和冷冻室的温度。

工作时风冷冰箱内蒸发的水分被冷风带走，并在通过蒸发器时冻结于蒸发器的表面而形成霜层。无霜冰箱有它的优点：制冷比较快；但同时也有它致命的缺点：不停的吹风容易造成食物表面干燥的现象，并且需要定时通过电加热器对蒸发器化霜，耗电量比较高。

另外，风冷冰箱被带走的水分在通过蒸发器时冻结于蒸发器表面形成霜层。霜层的存在将影响到制冷性能，甚至阻塞空气的流通，需要对蒸发器进行化霜。

无霜冰箱化霜方法主要有四种：1）利用蒸发器进口流通空气的温度值启动化霜过程；2）在某一具体测量点设置结霜传感器或采用霜层图像处理技术，判断霜层厚度来控制化霜；3）应用模糊推理，在冰箱温度达到最稳定的时间，即使霜层厚度不大，进行快速化霜；4）根据压缩机累计运行时间达到某一数值，固定时间化霜。

中国专利CN200820021415.7公开了一种风冷冰箱，其冷藏室风机采用双向风机，当冷藏室温度上升到设定温度后，冷藏室风机开始倒转，将蒸发器化霜水蒸汽回吹冷藏室内部。这种风冷冰箱在利用冷藏室温度较高的气体为蒸发器化霜的同时，使化霜后的较冷气体回吹至冷藏室，为冷藏室降温，实现一定的节能效果。

中国专利200810219904.8公开了一种冷藏室循环热利用化霜制冷系统，能够利用冷藏室制冷过程中的循环气体对蒸发器进行化霜，从而降低了冰箱化霜时电加热器的能耗。

上述冰箱具有如下的缺陷：1. 使用冷藏室内的气体为蒸发器化霜时，回吹至冷藏室内的冷气满足不了冷藏室对冷气的需求，但没有相应的措施来防止冷藏室温度过高；当冷藏室相对冷冻室较大时，当冷冻室的温度达到要求后，冷藏室的温度往往达不到要求。这种缺陷导致冰箱的保鲜效果下降。在冷藏室相对冷冻室较大的冰箱中，上述缺陷更为明显。

2.这种冰箱在工作中有可能发生下述死循环式的不良工作过程：蒸发器霜层太厚，以致换热效率太低，导致冰箱连续工作仍然不能将冷冻室温度拉低到设定值，从而无法启动化霜程序；由于无法启动化霜程序，蒸发器霜层将越积越厚，导致换热效率进一步降低，使冷冻室温度始终不能达到触发化霜所需的较低值。

3. 开停比越大，霜层相对越厚；空气湿度越大，霜层相对越厚；环境温度越高，霜层相对越厚。如果能够根据上述情况的变化调整风机转速，则可使风机转速尽可能与除霜时的实际工况相适应。但目前没有出现能够根据上述三种因素的变化动态调整风机转速的风冷冰箱，即现有的风冷冰箱不能够对冰箱的运行进行精细化调节。

术语说明：“关机温度”在本技术领域中是指正常运行时压缩机的停机温度点，一般比设定温度低1~2度。设定温度指的是冰箱使用者设定的温度值，下同。

“开停比”＝压缩机的开机时间/（压缩机的开机时间+压缩机的停机时间）。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对化霜过程进行精细调节、增强冰箱的保鲜效果的风冷冰箱。

为实现上述目的，本实用新型的风冷冰箱包括制冷系统、电控装置、传感装置、冷藏室、冷冻室和风道系统；传感装置与电控装置相连接，所述风道系统包括风道、该风道内设置的风机以及冷藏室风门；所述传感装置包括冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器和蒸发器温度传感器；所述电控装置内设有计时部分，计时部分包括压缩机运行计时器、化霜前准备计时器、回风化霜计时器和电加热化霜计时器。

传感装置和计时部分的具体设置，使电控装置能够接收各传感器的信号（特别是在回风化霜时可以监测蒸发器的温度以实施相应的控制）、监测各计时器的状态，并据此实现对压缩机、风机等的精细化控制，防止回风化霜导致冷藏室温度过高，降低冰箱的保鲜效果，同时防止出现背景技术中所述死循环式的不良工作过程。

所述冷藏室风门设置在冷藏室顶部，所述回风口设置在冷藏室的底部，以便形成上供下回式的气流循环（送冷）模式，利用冷气流比重较大、自然下沉的原理促进冷藏室内气体流动，加速冷藏室的降温过程。

所述冷藏室温度传感器设置在冷藏室的底部，所述冷冻室温度传感器设置在冷冻室的底部。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型风冷冰箱所采用的节能化霜控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的风冷冰箱包括制冷系统、电控装置2、传感装置、冷藏室3、冷冻室4和风道系统。制冷系统包括蒸发器1。所述风道系统包括风道5、该风道5内设置的风机6、冷藏室风门7以及回风口12；所述传感装置包括冷藏室温度传感器11、冷冻室温度传感器8和蒸发器温度传感器9；所述电控装置2内设有计时部分，计时部分包括压缩机运行计时器2A、化霜前准备计时器2B、回风化霜计时器2C和电加热化霜计时器2D。所述冷藏室温度传感器11设置在冷藏室的底部，所述冷冻室温度传感器8设置在冷冻室的底部。

冷藏室风门7设置在冷藏室3顶部，所述回风口12设置在冷藏室3的底部，风机6和冷藏室风门7开启时，冷藏室3底部的气体经过回风口12被抽入风道5，气流经过蒸发器处时得到降温，冷气流向上经过冷藏室风门7被送入冷藏室3的顶部，完成一个完整的气流循环，在循环的过程中，气流将蒸发器的冷量带入冷藏室。

如图2和图1所示，本实用新型还提供了利用上述风冷冰箱实现的节能化霜控制方法。在一个化霜周期内，T1代表化霜前准备计时器2B所统计的化霜前准备阶段经历的时间，T2代表回风化霜计时器2C所统计的回风化霜阶段经历的时间，T3代表电加热化霜计时器2D所统计的电加热化霜阶段经历的时间，T4代表压缩机运行计时器2A所统计的压缩机累计运行的时间。

本实用新型所提供的节能化霜控制方法依次包括如下步骤：

一、第一步骤是电控装置2检查压缩机运行计时器2A所统计的T4的值，如T4≥7.5小时则进入第二步骤，如T4＜7.5小时则使冰箱维持正常制冷运行状态。

二、第二步骤是化霜前准备工作，依次包括如下子步骤：

第一子步骤是化霜前准备计时器2B开始计时；

第二子步骤包括同时运行的冷藏室控制路线和冷冻室控制路线，第二子步骤的跳出条件包括C条件和D条件；

C条件是冷冻室传感器温度F1＜关机温度－2℃；

 D条件是T1≥70分钟；

在冷藏室控制路线和冷冻室控制路线的运行过程中，当C或D至少满足任一时（包括两者同时满足的情况），电控装置2执行第二步骤的跳出动作；

冷藏室控制路线的初始动作是电控装置2检查冷藏室温度传感器的温度R1，如R1＜设定温度+t1℃（设定温度指的是冰箱使用者设定的温度值），则关闭冷藏室风门7以停止向冷藏室供应冷风；否则打开冷藏室风门7，对冷藏室进行制冷（这样可以应对用户刚刚放入温度较高的食物导致冷藏室温度过高的情况）；制冷过程中电控装置2检查T1的值（等同于化霜前准备计时器2B主动向电控装置2提供T1是否大于等于70分钟的信号），如T1≥70分钟则电控装置2控制冰箱执行第二步骤的跳出动作；如T1＜70分钟，则回转至冷藏室控制路线的初始动作；其中，参数t1的取值范围是5±2，最佳值是5；

冷冻室控制路线的初始动作是电控装置2检查冷冻室温度传感器8的温度F1，如C条件满足（即F1＜关机温度－2℃），则电控装置2控制冰箱执行第二步骤的跳出动作；如F1≥关机温度－2℃，则电控装置2继续检查T1的值，如D条件满足（即T1≥70分钟）则电控装置2控制冰箱执行第二步骤的跳出动作；如T1＜70分钟，则回转至冷冻室控制路线的初始动作；

第二子步骤的跳出动作是电控装置2将化霜前准备计时器2B清零。

第三步骤是回风化霜，本步骤包括如下子步骤：

第一子步骤是电控装置2关闭压缩机，启动风机6，开启冷藏室风门7（使用本实用新型的风冷冰箱，可以设置冷冻室风门及冷冻室风机，也可以不设置冷冻室风门和冷冻室风机，当然在设置的情况下，冷冻室也可以与冷藏室共用一个风机；如设置有冷冻室风门，应将其关闭，如设置有单独的冷冻室风机，也应将其关闭），然后进入第三子步骤；

第二子步骤是电控装置2控制回风化霜计时器2C开始计时或继续计时，化霜前准备计时器2B清零、第二步骤结束后本子步骤与第一子步骤同时进行；由第二步骤结束转入本子步骤时，回风化霜计时器2C开始计时；由第三子步骤跳转回本子步骤时，回风化霜计时器2C继续计时；

第三子步骤是电控装置2检测回风化霜计时器2C计时是否结束，即T2是否达到回风化霜时间的预设值t2，是则进入第四子步骤，否则检测冷藏室温度R1是否低于0度，如冷藏室温度R1≤0度，则进入第四子步骤，如冷藏室温度R1＞0度，则电控装置2控制冰箱返回执行第二子步骤；

第四子步骤是电控装置2停止压缩机，关闭风机6和冷藏室风门7，结束回风化霜步骤。

第四步骤是电加热化霜步骤，本步骤依次包括如下子步骤：

第一子步骤是开启电加热器进行电加热化霜，同时启动电加热化霜计时器2D进行计时；以连续11次化霜为一个周期，每一周期内前10次化霜时间皆设定为不超过25分钟，即T3＞25分钟时电控装置2关闭电加热器，第一周期内第11次化霜时间设定为不超过40分钟，即T3＞40分钟时电控装置2关闭电加热器；

第二子步骤是在持续进行电加热化霜时，电控装置2检测化霜传感器的值H1，同时检测电加热化霜计时器T3计时是否达到所述设定值，当H1＞6或T3＞所述设定值时，进入第五步骤，当H1≤6并且电加热化霜计时器T3≤上述设定值时，重新执行本子步骤；

第五步骤是化霜计时器清零并重新开始计时，本轮化霜周期结束。

本实用新型所涉及的各计时器，皆既可以是正数计时（即从零开始计时至某一预设值），也可以是倒数计时（即从某一预设值开始倒数计时至零）。

所述第三步骤第一子步骤中，所述电控装置2按下述公式调整风机6的转速：

风机转速n＝风机的基本转速*［1+a1*上次化霜周期的开停比+b1*（环境温度-25）/25+c1*环境湿度］（风机6可以采用通常风冷冰箱采用的各种型号的风机，风机的基本转速指所采用风机的额定转速），其中a1、b1和c1的取值范围皆为大于等于0小于等于1。

a1、b1和c1是冰箱在设计阶段，由设计人员根据特定冰箱型号的冷藏室受开停比、环境温度以及环境温度的影响程度而确定的固定值，一旦确定好后即为常量，在冰箱的日常运行过程中不再改变。如某型号冰箱的冷藏室比较大，冷藏室发泡层比较薄，那么环境温度对冷藏室的影响就会比较大，那么b1取值相对就会比较大。总之，a1、b1和c1这三个参数的具体值是根据不同型号冰箱的具体情况在实验的过程确定的，以使其具体值与开停比、环境温度以及环境湿度对冰箱冷藏室的影响程度相匹配。设计阶段，a1、b1和c1取值原则是在样机的试运行中，上次化霜周期的开停比越大（对冷藏室温度影响越大）则a1也越大，环境温度越高（对冷藏室影响越大）则b1越大，环境湿度越大（对冷藏室温度影响越大）则c1越大。）

所述第三步骤第二子步骤中，电控装置2为回风化霜计时器2C所设定的化霜时间t2按如下公式确定：回风化霜时间t2=回风化霜的基本化霜时间*［1+a2*本次化霜周期的开停比+b2*（环境温度-25）/25+c2*环境湿度］。其中，a2、b2、c2这三个参数与a1、b1和c1一样，是在设计阶段针对特定型号的冰箱通过实验确定的值，确定方法与a1、b1和c1的确定方法相同。

本实施例的风冷冰箱及其节能化霜控制方法具有如下的有益效果：（1）C、D条件所带来的有益效果：正常情况是冰箱连续工作不到70分钟，C条件即已满足；例外情况是霜层太厚，以致换热效率太低，导致冰箱连续工作70分钟C条件还未满足。C条件可以在多数情况下保证化霜开始时冷冻室的温度已足够低，以使回风化霜过程中冷冻室的温度保持在正常范围之内，不会过高。现有技术中均未将冷冻室温度拉低到关机温度－2℃，导致回风化霜不久后冷冻室温度就高于正常的开机温度。C条件的设置，能够在将冷冻室维持在较低温度的同时延长回风化霜时间；D条件保证了例外情况发生时，也会强制进入回风化霜步骤，避免产生背景技术中所述现有技术当中死循环式的不良工作过程。（2）冷藏室控制路线有益效果：保证冷藏室温度高于设定温度+t，导致节能和有利于化霜的效果；因为化霜时可以利用化霜冷量对冷藏室制冷，如R1在化霜时已至设定温度以下，则化霜时对冷藏室持续供冷将导致冷藏室温度过低，同时由于冷藏室内空气温度较低，化霜效果弱化。（3）冷冻室控制路线保证了化霜开始时冷冻室内温度较低，以免化霜过程中冷冻室温度过高以致影响冷冻效果。（4）

开停比越大，霜层相对越厚；空气湿度越大，霜层相对越厚；环境温度越高，霜层相对越厚，因此根据上述确定风机6转速的公式，在此三种情况下调高风机6转速，在情况相反时，则相对调慢风机6转速，以使风机6转速能够更加适应具体的除霜工况；同理，根据上述确定化霜时间t2的公式，在此三种情况下相对延长化霜时间，在情况相反时，则相对缩短化霜时间，以使化霜能够更加适应具体的除霜工况。

Claims (3)

1.风冷冰箱，包括制冷系统、电控装置、传感装置、冷藏室、冷冻室和风道系统；传感装置与电控装置相连接，其特征在于：

所述风道系统包括风道、该风道内设置的风机、冷藏室风门以及回风口；

所述传感装置包括冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器和蒸发器温度传感器；

所述电控装置内设有计时部分，计时部分包括压缩机运行计时器、化霜前准备计时器、回风化霜计时器和电加热化霜计时器。

2.根据权利要求1所述的风冷冰箱，其特征在于：所述冷藏室风门设置在冷藏室顶部，所述回风口设置在冷藏室的底部。

3.根据权利要求2所述的风冷冰箱，其特征在于：所述冷藏室温度传感器设置在冷藏室的底部，所述冷冻室温度传感器设置在冷冻室的底部。

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