TWI835512B - 除霜控制系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種除霜控制系統及方法，包含以一處理控制裝置執行：取得至少一冷凍盤管的整體影像；根據所述整體影像取得所述至少一冷凍盤管的整體結霜比例；當所述整體結霜比例大於預設結霜比例閾值時，根據所述整體影像的一或多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例；分別根據所述多個局部結霜比例決定多個加熱功率；以及控制一或多個加熱裝置分別以所述多個加熱功率對所述至少一冷凍盤管進行一分區加熱操作。

Description

除霜控制系統及方法

本發明係關於一種冷凍機的除霜控制系統及方法。

一般冷凍機在低於攝氏零度之環境下運作時，冷凍盤管或蒸發器常會發生結霜情形，影響冷凍機的輸出效率。

傳統冷凍盤管根據極端使用條件採用定時除霜方式，然而實際結霜情形會受到環境溫濕度、使用情形(開關門)等影響，導致正常使用下除霜過度或除霜不足之情形，使得冷凍機的耗電上升。

鑒於上述，本發明提供一種除霜控制系統及方法。

依據本發明一實施例的除霜控制系統，包含影像擷取裝置、一或多個加熱裝置以及處理控制裝置。所述影像擷取裝置用於對至少一冷凍盤管擷取一整體影像。所述多個加熱裝置設置為對應於整體影像的一或多個獨立除霜需求區域。所述處理控制裝置連接於所述影像擷取裝置以及所述一或多個加熱裝置，用於根據所述整體影像取得所述至少一冷凍盤管的整體結霜比例，當所述整體結霜比例大於預設結霜比例閾值時，根據所述一或多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例，分別根據所述多個局部結霜比例決定多個加熱功率，並控制所述一或多個加熱裝置分別以所述多個加熱功率對所述至少一冷凍盤管進行一分區加熱操作。

依據本發明一實施例的除霜控制方法，包含以一處理控制裝置執行：取得至少一冷凍盤管的整體影像；根據所述整體影像取得所述至少一冷凍盤管的整體結霜比例；當所述整體結霜比例大於預設結霜比例閾值時，分別根據所述整體影像的一或多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例；分別根據所述多個局部結霜比例決定多個加熱功率；以及控制所述一或多個加熱裝置分別以所述多個加熱功率對所述至少一冷凍盤管進行一分區加熱操作。

藉由上述結構，本案所揭示的除霜控制系統及方法，可透過影像辨識來判斷冷凍盤管的結霜量，根據結霜量是否大於閾值來決定除霜作業的開始時機，且透過影像辨識判斷局部之結霜量以決定冷凍盤管局部各自所需的除霜加熱功率，以進行分區加熱操作。透過上述除霜控制系統及方法，可有效決定適當的除霜時機、位置以及功率，避免除霜不足或過度的問題，節約冷凍機的整體耗能。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1，圖1係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制系統的功能方塊圖。如圖1所示，除霜控制系統1包含影像擷取裝置10、多個加熱裝置20a至20c以及處理控制裝置30。影像擷取裝置10用於對一冷凍機(未圖示)的至少一冷凍盤管RC擷取一整體影像。多個加熱裝置20a至20c設置為對應於所述整體影像的多個獨立除霜需求區域(圖1顯示為三個)。處理控制裝置30連接於影像擷取裝置10以及多個加熱裝置20a至20c，用於根據所述整體影像取得所述至少一冷凍盤管RC的整體結霜比例，當所述整體結霜比例大於預設結霜比例閾值時，再分別根據所述多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例，分別根據所述多個局部結霜比例決定多個加熱功率，並控制所述多個加熱裝置20a至20c分別以所述多個加熱功率對所述至少一冷凍盤管RC進行一分區加熱操作。本文所述的至少一冷凍盤管RC可為一般冷凍機或冷凍裝置具有的一或多個冷凍盤管RC，且可設置有多個散熱鰭片。

以下對於本實施例的除霜控制系統1所包含之各元件進行示例性說明。影像擷取裝置10可為具有錄影或拍照功能的設備如錄影機或相機，其拍攝記錄的波長範圍可為可見光或紅外光等，本案不予以限制。於一實施態樣中，影像擷取裝置10可自帶光源，舉例來說，作為影像擷取裝置10的紅外光影像感測器可自帶一紅外光源，以在封閉黑暗的冷凍環境中提供自身拍攝所需的折射或反射光線。於此，本案不對影像擷取裝置10的擺設位置進行限制，例如影像擷取裝置10可設置在容置所述至少一冷凍盤管RC的一冷凍機的殼體內以進行拍攝，或可設置在部分區域為透明材料的殼體外，透過殼體透明的區域對內部的冷凍盤管RC進行拍攝，而本發明對於影像擷取裝置10設置在殼體內(或外)的何方位如側邊、前面或後面皆不予限制。此外，影像擷取裝置10可藉由特定鏡頭或影像處理演算法拍攝出類3D影像以較佳地涵蓋所述至少一冷凍盤管RC的對應範圍。需要注意的是，本案的影像擷取裝置10的數量不限於一個，所拍攝的整體影像也不限於一定要涵蓋所述至少一冷凍盤管RC的整體。本文所述的「整體影像」不限於包含外在特定目標物的整體範圍。

在本例中，多個加熱裝置20a至20c的數量以三個為例，惟本案的多個加熱裝置只需對應至冷涷盤管的多個部分，即加熱裝置的配置與數量可視冷凍盤管RC的尺寸實際配置而定，本案不予以限制。於其他實施例中，加熱裝置的數量可以為一個、兩個或多於四個，且所對應的獨立除霜需求區域的數量可相同於加熱裝置的數量。對於分別對應於多個獨立除霜需求區域設置的多個加熱裝置而言，所述多個獨立除霜需求區域各為整體影像的一部分，各自代表被拍攝空間的一部分，加熱裝置各自設置於可對各自對應的獨立除霜需求區域所代表的空間部分進行加熱的位置。

加熱裝置20a至20c可設置為直接接觸冷凍盤管RC或設置於其周圍(非接觸)。加熱裝置20a至20c可例如為除霜電熱管或其他類型的可控加熱器，以受處理控制裝置30根據結霜量調整為以適當的功率輸出。處理控制裝置30可為包含一或多個中央處理器(CPU)、微處理器(MCU)或現場可程式化邏輯閘陣列(FPGA)等處理器之運算晶片或設備，訊號連結(以有線或無線方式)至影像擷取裝置10及加熱裝置20a至20c，根據影像擷取裝置10所擷取之冷凍盤管RC的影像選擇性地控制加熱裝置20a至20c進行分區加熱操作，其中具體的控制方法將於後描述。

請結合圖1參照圖2，圖2係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制方法的流程圖。如圖2所示，除霜控制方法包含以處理控制裝置30執行步驟S11：取得至少一冷凍盤管RC的整體影像；步驟S12：根據所述整體影像取得所述至少一冷凍盤管RC的整體結霜比例；步驟S13：當所述整體結霜比例大於預設結霜比例閾值時，分別根據所述整體影像的多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例；步驟S14：分別根據所述多個局部結霜比例決定多個加熱功率；以及步驟S15：控制所述多個加熱裝置20a至20c分別以所述多個加熱功率對所述至少一冷凍盤管RC進行一分區加熱操作。

以下對於本實施例的除霜控制方法所包含之各步驟進行示例性說明。在步驟S11中，影像擷取裝置10可拍攝所述至少一冷凍盤管RC以取得整體影像，並將整體影像傳輸至處理控制裝置30。該整體影像可根據多個加熱裝置20a至20c的位置被區分為多個獨立除霜需求區域。

在步驟S12中，處理控制裝置30可對該整體影像進行計算以得到該至少一冷凍盤管RC的結霜比例。舉例來說，處理控制裝置30可根據整體影像的像素的亮度、灰階、三原色光(RGB)之比例等，或可根據預先學習的影像辨識模組進行計算以得到冷凍盤管RC的結霜比例。於一實施態樣中，處理控制裝置30可對整體影像進行一二值化運算，即將灰度值大於一設定值的像素轉換為黑色(判定為未結霜)，而將灰度值不大於該設定值的像素轉換為白色(判定為結霜)，並透過該二值化運算的結果取得白色像素佔整體像素的比例值(0%~100%)以作為該整體結霜比例。

在步驟S13中，處理控制裝置30將計算的整體結霜比例與預設結霜比例閾值進行比較，若整體結霜比例大於預設結霜比例閾值，則進一步根據該整體影像中對應於多個加熱裝置20a至20c的多個獨立除霜需求區域，計算每一個獨立除霜需求區域的局部結霜比例。上述局部結霜比例的計算方式可與整體結霜比例的計算方式相似或相同。獨立除霜需求區域的劃分方式可預先被儲存在處理控制裝置30中。舉例來說，所述多個獨立除霜需求區域可以分別對應於該至少一冷凍盤管RC的各個部分。另外，若整體結霜比例不大於預設結霜比例閾值，則可重新執行步驟S11及S12以取得新的整體影像及其對應的整體結霜比例，再以此整體結霜比例與預設結霜比例閾值進行比較。

在步驟S14及步驟S15中，處理控制裝置30根據每個局部結霜比例的不同(如低、中、高)，分別調整每個加熱裝置的加熱功率(如低、中、高)以對冷凍盤管RC進行分區加熱操作。藉此，可以避免過高的加熱功率對於局部結霜量較少的部分進行過度的加熱，或過低的加熱功率對於局部結霜量較多的部分進行無謂的加熱。另外，在執行分區加熱操作期間，處理控制裝置30可週期性地自影像擷取裝置10取得更新的整體影像，並如上述地判斷新的局部結霜比例及對應的加熱功率以調整加熱裝置。

請結合圖1參照圖3a及圖3b，圖3a及圖3b係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制方法的應用場景的示意圖。如圖3a所示，殼體C例如為容置冷凍盤管RC之冷凍機的外殼，冷凍機的冷凍空間S包含多個部分A1至A3，其分別對應於加熱裝置20a至20c。如圖3b所示，整體影像Io為透過影像擷取裝置10對冷凍空間S所拍攝的影像。整體影像Io包含獨立除霜需求區域Ip1至Ip3，分別對應於部分A1至A3。透過整體影像Io可知，部分A1至A3分別帶有不同的結霜程度，此結霜程度可為前面步驟S12所描述的計算方法(如像素的色彩、亮度、灰階或透過影像辨識)得到之局部結霜比例。

在此情形下，處理控制裝置30可根據獨立除霜需求區域Ip1至Ip3所對應的部分A1至A3分別的結霜程度控制加熱裝置20a至20c各自的加熱功率。具體而言，加熱功率與局部結霜比例可以呈正相關。舉例來說，根據對應於結霜比例最高的獨立除霜需求區域Ip1的部分A1的加熱裝置20a可以500瓦的功率；根據對應於結霜比例次高的獨立除霜需求區域Ip2的部分A2的加熱裝置20b可以250瓦的功率；根據對應於結霜比例最低的獨立除霜需求區域Ip3的部分A3的加熱裝置20c可以0瓦的功率進行分區加熱操作。據此，冷凍盤管RC在分區加熱操作的過程中可均勻地產生溫度變化，以避免局部產生加熱過度而致使過高溫度之情形發生。

請參照圖4及圖5，圖4係依據本發明另一實施例所繪示的除霜控制系統的功能方塊圖，圖5係依據本發明另一實施例所繪示的除霜控制方法的流程圖。如圖4所示，本例的除霜控制系統1’除了包含圖1之實施例所述的影像擷取裝置10、加熱裝置20a至20c以及處理控制裝置30以外，更包含溫度感測器40，連接於處理控制裝置30。如圖5所示，本例的處理控制裝置30除了執行與上述步驟S11至S15相同的步驟S23至S26以及步驟S28以外，更用於在取得該至少一冷凍盤管RC的整體影像的步驟S23之前執行步驟S21：啟動關聯於該至少一冷凍盤管RC的一冷凍循環以及步驟S22：透過溫度感測器40取得容置該至少一冷凍盤管RC的一空間的多個溫度，並根據該些溫度及該至少一冷凍盤管RC的另一整體影像決定該預設結霜比例閾值，其中該些溫度對應於不同時間點，且更用於在控制該些加熱裝置20a至20c執行分區加熱操作的步驟S28之前，執行步驟S27：停止冷凍循環。

以下對於本實施例的步驟S21、S22及S27進行示例性說明。在步驟S21中，處理控制裝置30可先啟動冷凍循環，所謂冷凍循環可包含該冷凍盤管RC的一壓縮機的一運轉週期。在步驟S22中，溫度感測器40可量測對應於冷凍循環的多個溫度並傳輸至處理控制裝置30。舉例來說，冷凍循環所對應的溫度可在一溫度範圍內變化，其對應於壓縮機的運轉週期。處理控制裝置30可透過上述量測的多個溫度，搭配擷取的整體影像進行判斷，可決定系統所搭配之冷凍盤管RC適用的預設結霜比例閾值。具體來說，假設溫度在一般的冷凍週期中會在攝氏0度到-10度之間週期性變化，然而在結霜情形嚴重導致製冷效率下降的環境中，可能導致儘管壓縮機不斷運轉，溫度仍無法或極為緩慢的下降至攝氏-10度(例如下降速率低於一預設速率)，此時處理控制裝置30便可判斷結霜比例已經達到系統的閾值，進而將此狀況所對應的整體影像以同於前述步驟S12的計算方式所計算的整體結霜比例作為該預設結霜比例閾值而記錄儲存，以供後續的步驟S25所用。更具體而言，影像擷取裝置10可以週期性地拍攝冷凍盤管RC以產生整體影像，處理控制裝置30便可利用產生時間點最接近溫度下降速率低於預設速率的時間點的整體影像來計算出預設結霜比例閾值。特別來說，步驟S22可在系統初次運作時執行一次後便不再執行(即下次冷凍循環啟動後，系統可直接執行S23及後續步驟)，直至系統搭配之冷凍盤管RC更換或人為觸發。另要特別說明的是，步驟S27中對於冷凍盤管RC的冷凍循環的停止之控制，在順序上也可調整至步驟S25與步驟S26之間，即只要判斷需要執行分區加熱操作，便可先停止冷凍循環以避免同時製冷及加熱的能量損耗。由上述可知，圖4所提供的除霜控制系統1’的處理控制裝置30可以兼具一般冷凍機之溫控器的功能，為整合式系統。

於又一實施例中，除霜控制系統可以為外掛式控制系統，可以具有如圖1所示的各裝置，且處理控制裝置可以連接至冷凍機的溫控器(未圖示)且可執行如圖5所示的步驟S21～S28，其中步驟S22係由處理控制裝置從溫控器取得容置冷凍盤管RC的空間的多個溫度，步驟S21及步驟S27係由處理控制裝置通知溫控器以執行，其餘步驟的執行細節皆如前所述。也就是說，對於溫控器與處理控制裝置整合為一體的實施例而言，處理控制裝置可兼具控制及執行除霜操作以及冷凍循環的功能；而對於溫控器外掛設置於冷凍機的實施例而言，處理控制裝置係負責除霜操作及冷凍循環的控制，而溫控器負責冷凍循環的啟動或關閉的執行。

請結合圖5參照圖6及圖7，圖6係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制方法中的預設結霜比例閾值決定步驟的流程圖。圖7係圖6實施例所繪示的除霜控制方法所對應之庫內溫度變化示意圖。如圖6所示，本實施態樣在圖5的步驟S22中更包含步驟S221a：初始化一計數值，其中該計數值為一整數；步驟S222a：透過溫度感測器40或溫控器取得第一溫度低點；步驟S223a：於一段預設時間後，取得第二溫度低點；S224a：判斷該第二溫度低點是否大於該第一溫度低點；當第二溫度低點不大於第一溫度低點時，執行步驟S225a：初始化該計數值，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行步驟S223a；當該第二溫度低點大於該第一溫度低點時，執行步驟S226a：將該計數值加一，並判斷該計數值是否大於一預設值；當該計數值不大於該預設值時，執行步驟S227a：以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行步驟S223a；以及當該計數值大於該預設值時，執行步驟S228a：根據該另一整體影像取得該至少一冷凍盤管RC的另一整體結霜比例，並將該另一整體結霜比例記錄為該預設結霜比例閾值，其中該另一整體影像對應於大於第一溫度低點且對應的該計數值大於該預設值的該第二溫度低點。於此，步驟S223a及S224a屬於可重複執行的一溫度比較程序，即溫度比較程序可包含在取得第一溫度低點經過一預設時間後，取得第二溫度低點，並判斷第二溫度低點是否大於第一溫度低點。

以下對於本實施例的各步驟進行示例性說明。在步驟S221a中，處理控制裝置30可其中記憶體將預存的計數值初始化為一整數，例如將計數值歸零。在步驟S222a中，處理控制裝置30可透過上述溫度感測器40或溫控器所量測的多個溫度中取得一第一溫度低點。在步驟S223a中，處理控制裝置30可於一段預設時間後再次取得一第二溫度低點。在步驟S224a中，處理控制裝置30可判斷第二溫度低點是否大於第一溫度低點，即在一段預設時間後判斷冷凍循環的溫度低點是否上升。如圖7所示，一般在冷凍盤管RC尚未有結霜情況或結霜程度不嚴重時，冷凍循環啟動之時間點P1後的一段期間T1內，所經過的每個冷凍週期的溫度低點會隨之下降直到一時間點P2。然而在時間點P2之後的期間T2內，上述溫度低點開始逐漸上升，表示冷凍盤管RC的結霜程度已對冷凍循環的運作造成影響。因此於步驟S226a中，處理控制裝置30每次判斷溫度低點上升便會將計數值加一。當計數值大於特定值時，即於步驟S228a中，處理控制裝置30可將此狀況(即第二溫度低點大於第一溫度低點且計數值大於預設值所對應的整體影像以同於前述步驟S12的計算方式計算而得的白色像素比例(整體結霜比例)記錄為像素比例閾值(預設結霜比例閾值)。更具體而言，影像擷取裝置10可以週期性地拍攝冷凍盤管RC以產生整體影像，處理控制裝置30便可利用產生時間點最接近上述狀況發生的時間點的整體影像來計算出預設結霜比例閾值。在決定預設結霜比例閾值之後，處理控制裝置30可於時間點P3開始進行除霜(分區加熱操作)與否的判斷，即圖5之步驟S23～S28。

請結合圖5參照圖8及圖9，圖8係依據本發明另一實施例所繪示的除霜控制方法中的預設結霜比例閾值決定步驟的流程圖，圖9係圖8實施例所繪示的除霜控制方法所對應之庫內溫度變化示意圖。如圖8所示，本實施態樣在圖5的步驟S22中更包含步驟S221b：初始化一計數值，其中該計數值為一整數；步驟S222b：透過溫度感測器40或溫控器取得第一溫度低點；步驟S223b：於一段預設時間後，取得第二溫度低點；S224b：判斷該第二溫度低點與該第一溫度低點的一時間變化率是否大於一預設變化率；當第二溫度低點與第一溫度低點的該時間變化率不大於一預設變化率時，執行步驟S225b：初始化該計數值，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行步驟S223b；當第二溫度低點與第一溫度低點的該時間變化率大於該預設變化率時，執行步驟S226b：將該計數值加一，並判斷該計數值是否大於一預設值；當該計數值不大於該預設值時，步驟S227b：以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行步驟S223b；以及當該計數值大於該預設值時，執行步驟S228b：根據該另一整體影像取得該至少一冷凍盤管RC的另一整體結霜比例，並將該另一整體結霜比例記錄為該預設結霜比例閾值，其中該另一整體影像對應於與第一溫度低點的時間變化率大於預設變化率且對應的該計數值大於該預設值的該第二溫度低點。於此，步驟S223b及S224b與圖6的步驟S223a及S224a同樣屬於可重複執行的溫度比較程序。

以下對於本實施例之各步驟進行示例性說明。在步驟S221b中，處理控制裝置30可由其中的記憶體將預存的計數值初始化為一整數，例如將計數值歸零。在步驟S222b中，處理控制裝置30可透過上述溫度感測器40或溫控器所量測的多個溫度中取得一第一溫度低點。在步驟S223b中，處理控制裝置30可於一段預設時間後再次取得一第二溫度低點。在步驟S224b中，處理控制裝置30可判斷第二溫度低點與第一溫度低點的一時間變化率是否大於預設變化率，即在一段預設時間後判斷冷凍循環的溫度低點是否顯著上升。如圖9所示，一般在冷凍盤管RC尚未有結霜情況或結霜程度不嚴重時，冷凍循環啟動之時間點後的一段期間T1內，所經過的每個冷凍週期的溫度低點的時間變化率m1可不大於預設變化率(例如0)直到一時間轉折點。然而在期間T2內，上述溫度低點之時間變化率m2開始大於所述預設變化率，表示冷凍盤管RC的結霜程度已對冷凍循環的運作成影響。因此於步驟S226b中，處理控制裝置30每次判斷溫度低點的時間變化率大於預設變化率便會將計數值加一。當計數值大於特定值時，即於步驟S228b中，處理控制裝置30可將此狀況(即第二溫度低點與第一溫度低點的時間變化率大於預設變化率且計數值大於預設值)所對應的整體影像以同於前述步驟S12的計算方式計算而得的白色像素比例(整體結霜比例)記錄為像素比例閾值(預設結霜比例閾值)。更具體而言，影像擷取裝置10可以週期性地拍攝冷凍盤管RC以產生整體影像，處理控制裝置30便可利用產生時間點最接近上述狀況發生的時間點的整體影像來計算出預設結霜比例閾值。在決定預設結霜比例閾值之後，處理控制裝置30可開始進行除霜(分區加熱操作)與否的判斷，即圖5之步驟S23～S28。

透過圖5至圖9所述的方法，可決定預設結霜比例閾值，以判斷分區加熱操作的起始時間點。關於分區加熱操作的結束時間點，請參考圖1及圖10，圖10係依據本發明又一實施例所繪示的除霜控制方法的流程圖。如圖10所示，本例在圖2之分區加熱操作步驟S15(或圖5之分區加熱操作步驟S28)之後可包含步驟S31：在分區加熱操作期間，根據更新的整體影像取得該至少一冷凍盤管RC更新的整體結霜比例；步驟S32：判斷更新的整體結霜比例是否小於第二預設結霜比例閾值；當更新的整體結霜比例不小於第二預設結霜比例閾值時，執行步驟S33：判斷加熱時間是否大於預定時間；當加熱時間不大於預定時間時，再次執行步驟S31；而當更新的整體結霜比例小於第二預設結霜比例閾值或加熱時間大於預定時間時，執行步驟S34：結束分區加熱操作(結束除霜)。，當該加熱時間大於一預定時間時，結束該分區加熱作業；以及步驟S34：結束分區加熱操作(結束除霜)。

在步驟S31中，處理控制裝置30可以同於前述步驟S12的方式取得在分區加熱操作期間的冷凍盤管RC的整體結霜比例。在步驟S32中，處理控制裝置30判斷整體結霜比例是否小於第二預設結霜比例閾值。具體來說，第二預設結霜比例閾值可小於上述用於判斷是否開始分區加熱操作(開始除霜)的預設結霜比例閾值。當處理控制裝置30判斷整體結霜比例不小於第二預設結霜比例閾值時，可進一步執行步驟S33以判斷加熱時間是否大於預定時間，其中處理控制裝置30可以在控制加熱裝置20a至20c進行分區加熱操作時，開始記錄加熱時間。當加熱時間未大於預定時間時，處理控制裝置30可持續進行分區加熱操作並持續根據更新的整體影像取得整體結霜比例(回到步驟S31)。當整體結霜比例小於第二預設結霜比例閾值或加熱時間大於預定時間時，處理控制裝置30控制加熱裝置20a至20c停止加熱，即結束除霜。需要注意的是，本例步驟S32與步驟S33可擇一執行，且步驟S32與步驟S33可交換順序或同時被執行。換句話說，本例的方法只要判斷除霜已達到一定程度(整體結霜比例小於第二預設結霜比例閾值)或加熱時間已經大於預定時間(已經進行除霜足夠久)，則可停止分區加熱操作。

藉由上述結構，本案所揭示的除霜控制系統及方法，可透過影像辨識來判斷冷凍盤管的結霜量，根據結霜量是否大於閾值來決定除霜作業的開始時機，且透過影像辨識判斷局部之結霜量以決定冷凍盤管局部各自所需的除霜加熱功率，以進行分區加熱操作。透過上述除霜控制系統及方法，可有效決定適當的除霜時機、位置以及功率，避免除霜不足或過度的問題，節約冷凍機的整體耗能。另外，透過本案的除霜控制系統及方法，可有效透過冷凍環境溫度來決定合適的結霜比例閾值，進而精準化啟動除霜作業的合理時機，優化除霜及冷凍的整體效能。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1,1’:除霜控制系統

10:影像擷取裝置

20a,20b,20c:加熱裝置

30:處理控制裝置

40:溫度感測器

A1,A2,A3:部分

C:殼體

Io:整體影像

Ip1,Ip2,Ip3:獨立除霜需求區域

RC:冷凍盤管

S:空間

S11~S15,S21~S28,S221a~S228a,S221b~S228b,S31~S34:步驟

P1,P2,P3:時間點

T1,T2:期間

m1,m2:變化率

圖1係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制系統的功能方塊圖。 圖2係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制方法的流程圖。 圖3a及圖3b係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制方法的應用場景的示意圖。 圖4係依據本發明另一實施例所繪示的除霜控制系統的功能方塊圖。 圖5係依據本發明另一實施例所繪示的除霜控制方法的流程圖。 圖6係依據本發明一實施例所繪示的除霜控制方法中的預設結霜比例閾值決定步驟的流程圖。 圖7係圖6實施例所繪示的除霜控制方法所對應之庫內溫度變化示意圖。 圖8係依據本發明另一實施例所繪示的除霜控制方法中的預設結霜比例閾值決定步驟的流程圖。 圖9係圖8實施例所繪示的除霜控制方法所對應之庫內溫度變化示意圖。 圖10係依據本發明又一實施例所繪示的除霜控制方法的流程圖。

S11~S15:步驟

Claims (16)

1. 一種除霜控制系統，適用於連結一冷凍機，包含：一影像擷取裝置，用於對至少一冷凍盤管擷取一整體影像；一或多個加熱裝置，設置為對應該至少一冷凍盤管且對應該整體影像的一或多個獨立除霜需求區域；以及一處理控制裝置，連接於該影像擷取裝置以及該一或多個加熱裝置，用於根據該整體影像取得該至少一冷凍盤管的一整體結霜比例，當該整體結霜比例大於一預設結霜比例閾值時，根據該一或多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例，再分別根據該些局部結霜比例決定多個加熱功率，並控制該一或多個加熱裝置以該些加熱功率對該至少一冷凍盤管進行一分區加熱操作。
2. 如請求項1所述的除霜控制系統，更包含：一溫度感測器，連接於該處理控制裝置，用於量測容置該至少一冷凍盤管的一空間的多個溫度，該些溫度對應於不同時間點；其中該處理控制裝置更用於在取得該至少一冷凍盤管的該整體影像之前，透過該溫度感測器取得該些溫度，並根據該些溫度及該至少一冷凍盤管的另一整體影像決定該預設結霜比例閾值，且更用於在控制該一或多個加熱裝置執行該分區加熱操作之前，停止該冷凍循環。
3. 如請求項1所述的除霜控制系統，其中該處理控制裝置更用於在取得該至少一冷凍盤管的該整體影像之前，從該冷凍機的一溫控器取得容置該至少一冷凍盤管的一空間的多個溫度，並根據該些溫度 及該至少一冷凍盤管的另一整體影像決定該預設結霜比例閾值，其中該些溫度對應於不同時間點，且該處理控制裝置更用於在控制該一或多個加熱裝置執行該分區加熱操作之前，通知該溫控器停止該冷凍循環。
4. 如請求項2或3所述的除霜控制系統，其中該處理控制裝置所執行之決定該預設結霜比例閾值包含：初始化一計數值，該計數值為一整數；取得該空間的一第一溫度低點；執行一溫度比較程序，該溫度比較程序包含：在取得該第一溫度低點經過一預設時間後，取得該空間的一第二溫度低點；以及判斷該第二溫度低點是否大於該第一溫度低點；當該第二溫度低點不大於該第一溫度低點時，初始化該計數值，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；當該第二溫度低點大於該第一溫度低點時，將該計數值加一，並判斷該計數值是否大於一預設值；當該計數值不大於該預設值時，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；以及當該計數值大於該預設值時，根據該另一整體影像取得該至少一冷凍盤管的另一整體結霜比例，並將該另一整體結霜比例記錄為該預設結霜比例閾值， 其中該另一整體影像對應於大於該第一溫度低點且對應的該計數值大於該預設值的該第二溫度低點。
5. 如請求項2或3所述的除霜控制系統，其中該處理控制裝置所執行之決定該預設結霜比例閾值包含：初始化一計數值，該計數值為一整數；取得該空間的一第一溫度低點；執行一溫度比較程序，該溫度比較程序包含：在取得該第一溫度低點經過一預設時間後，取得該空間的一第二溫度低點；以及判斷該第二溫度低點是否大於該第一溫度低點；當該第二溫度低點與該第一溫度低點的一時間變化率不大於一預設變化率時，初始化該計數值，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；當該第二溫度低點與該第一溫度低點的該時間變化率大於該預設變化率時，將該計數值加一，並判斷該計數值是否大於一預設值；當該計數值不大於該預設值時，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；以及當該計數值大於該預設值時，根據該另一整體影像取得該至少一冷凍盤管的另一整體結霜比例，並將該另一整體結霜比例記錄為該預設結霜比例閾值， 其中該另一整體影像對應於與該第一溫度低點的該時間變化率大於該預設變化率且對應的該計數值大於該預設值的該第二溫度低點。
6. 如請求項1所述的除霜控制系統，其中該整體影像週期性地更新，且該處理控制裝置更用於在該分區加熱操作期間，根據該整體影像取得該至少一冷凍盤管的該整體結霜比例，且當在該分區加熱操作期間所取得的該整體結霜比例小於一第二預設結霜比例閾值時，控制該一或多個加熱裝置結束該分區加熱操作。
7. 如請求項1所述的除霜控制系統，其中該處理控制裝置更用於在控制該一或多個加熱裝置分別以該些加熱功率對該至少一冷凍盤管進行該分區加熱操作後，記錄該一或多個加熱裝置的一加熱時間，且當該加熱時間大於一預定時間時，結束該分區加熱操作。
8. 如請求項1所述的除霜控制系統，其中該處理控制裝置用於對該整體影像進行一二值化運算，以及透過該二值化運算的結果取得一白色像素比例值以作為該整體結霜比例。
9. 一種除霜控制方法，包含以一處理控制裝置執行：取得一冷凍機的至少一冷凍盤管的一整體影像；根據該整體影像取得該至少一冷凍盤管的一整體結霜比例；當該整體結霜比例大於一預設結霜比例閾值時，根據該整體影像的一或多個獨立除霜需求區域取得多個局部結霜比例；分別根據該些局部結霜比例決定多個加熱功率；以及 控制一或多個加熱裝置分別以該些加熱功率對該至少一冷凍盤管進行一分區加熱操作。
10. 如請求項9所述的除霜控制方法，更包含以該處理控制裝置執行：在取得該至少一冷凍盤管的該整體影像之前，透過一溫度感測器取得容置該至少一冷凍盤管的一空間的多個溫度，並根據該些溫度及該至少一冷凍盤管的另一整體影像決定該預設結霜比例閾值，其中該些溫度對應於不同時間點；以及在控制該一或多個加熱裝置執行該分區加熱操作之前，停止該冷凍循環。
11. 如請求項9所述的除霜控制方法，更包含以該處理控制裝置執行：在取得該至少一冷凍盤管的該整體影像之前，從該冷凍機的一溫控器取得容置該至少一冷凍盤管的一空間的多個溫度，並根據該些溫度及該至少一冷凍盤管的另一整體影像決定該預設結霜比例閾值，其中該些溫度對應於不同時間點；以及在控制該一或多個加熱裝置執行該分區加熱操作之前，通知該溫控器停止該冷凍循環。
12. 如請求項10或11所述的除霜控制方法，其中根據該些溫度及該至少一冷凍盤管的該另一整體影像決定該預設結霜比例閾值包含：初始化一計數值，該計數值為一整數； 取得該空間的一第一溫度低點；執行一溫度比較程序，該溫度比較程序包含：在取得該第一溫度低點經過一預設時間後，取得該空間的一第二溫度低點；以及判斷該第二溫度低點是否大於該第一溫度低點；當該第二溫度低點不大於該第一溫度低點時，初始化該計數值，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；當該第二溫度低點大於該第一溫度低點時，將該計數值加一，並判斷該計數值是否大於一預設值；當該計數值不大於該預設值時，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；以及當該計數值大於該預設值時，根據該另一整體影像取得該至少一冷凍盤管的另一整體結霜比例，並將該另一整體結霜比例記錄為該預設結霜比例閾值，其中該另一整體影像對應於大於該第一溫度低點且對應的該計數值大於該預設值的該第二溫度低點。
13. 如請求項10或11所述的除霜控制方法，其中根據該些溫度及該至少一冷凍盤管的該另一整體影像決定該預設結霜比例閾值包含：初始化一計數值，該計數值為一整數；取得該空間的一第一溫度低點； 執行一溫度比較程序，該溫度比較程序包含：在取得該第一溫度低點經過一預設時間後，取得該空間的一第二溫度低點；以及判斷該第二溫度低點與該第一溫度低點的一時間變化率是否大於一預設變化率；當該第二溫度低點與該第一溫度低點的該時間變化率不大於一預設變化率時，初始化該計數值，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；當該第二溫度低點與該第一溫度低點的該時間變化率大於該預設變化率時，將該計數值加一，並判斷該計數值是否大於一預設值；當該計數值不大於該預設值時，以該第二溫度低點取代該第一溫度低點，並再次執行該溫度比較程序；以及當該計數值大於該預設值時，根據該另一整體影像取得該至少一冷凍盤管的另一整體結霜比例，並將該另一整體結霜比例記錄為該預設結霜比例閾值，其中該另一整體影像對應與該第一溫度低點的該時間變化率大於該預設變化率且對應的該計數值大於該預設值的該第二溫度低點。
14. 如請求項9所述的除霜控制方法，其中該整體影像週期性地更新，且該除霜控制方法更包含以該處理控制裝置執行：在該分區加熱操作期間，根據該整體影像取得該至少一冷凍盤管的該整體結霜比例；以及 當在該分區加熱操作期間所取得的該整體結霜比例小於一第二預設結霜比例閾值時，控制該一或多個加熱裝置結束該分區加熱操作。
15. 如請求項9所述的除霜控制方法，更包含以該處理控制裝置執行：在控制該一或多個加熱裝置分別以該些加熱功率對該至少一冷凍盤管進行該分區加熱操作時，開始記錄該一或多個加熱裝置的一加熱時間；以及當該加熱時間大於一預定時間時，結束該分區加熱操作。
16. 如請求項9所述的除霜控制方法，其中根據該整體影像取得該至少一冷凍盤管的該整體結霜比例包含：對該整體影像進行一二值化運算；以及透過該二值化運算的結果取得一白色像素比例值以作為該整體結霜比例。

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