冷藏变温的冰箱及其控制方法.pdf

本发明涉及一种冰箱，具体地说，涉及一种具有若干串、并行配置的制冷回路的压缩装置的冰箱，本发明提出的新型拓扑结构制冷系统成功解决了制冷效率与冷冻关闭功能之间的矛盾，使正常使用状态下即冷藏、冷冻同时使用时，系统效率最佳，有效地降低耗电量。同时又能够实现关闭冷冻室功能，并可将冷藏室转化为不同星级的冷冻室使用，其包括主CPU、温度传感器和制冷循环回路，其中制冷循环回路由压缩机、冷凝器、主毛细管、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器和回气管串联而成，在冷凝器后串接电磁阀，该电磁阀有两个输出端，其一端与主毛细管连接，另一端连接冷藏辅助循环支路，冷藏辅助循环支路包括辅助毛细管和与其串联的辅助冷藏蒸发器。

1、  一种冷藏变温的冰箱，其包括主CPU、温度传感器和制冷循环回路，其中制冷循环回路由压缩机、冷凝器、主毛细管、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器和回气管串联而成，其特征在于：在冷凝器后串接电磁阀，该电磁阀有两个输出端，其一端与主毛细管连接，另一端连接冷藏辅助循环支路。

2、  根据权利要求1所述的冷藏变温的冰箱，其特征在于：冷藏辅助循环支路包括辅助毛细管和与其串联的辅助冷藏蒸发器。

3、  根据权利要求2所述的冷藏变温的冰箱，其特征在于：冷藏辅助循环支路与串联后的主毛细管、冷冻蒸发器和冷藏蒸发器并联，连接在电磁阀和回气管之间。

4、  根据权利要求3所述的冷藏变温的冰箱，其特征在于：制冷循环回路中冷冻蒸发器在先，冷藏蒸发器在后。

5、  根据权利要求3所述的冷藏变温的冰箱，其特征在于：制冷循环回路中冷藏蒸发器在先，冷冻蒸发器在后。

6、  根据权利要求1所述的冷藏变温的冰箱，其特征在于：电磁阀为两位三通一体阀，其与冷凝器、主毛细管和和辅助毛细管连接。

7、  根据权利要求1所述的冷藏变温的冰箱，其特征在于：电磁阀设置为者两个独立的截止阀，其中的一个电磁阀与冷凝器和主毛细管相连，另一个与冷凝器和辅助毛细管相连。

8、  一种冷藏变温的冰箱的控制方法，其特征在于：其包括下列步骤：
1)冰箱通电，进行初始化；
2)温度传感器检测冷冻关是否处于激活状态，如果处于激活状态，其就关闭冷冻循环回路，并接通冷藏辅助循环支路，冰箱根据冷藏室设定温度运行至设定温度；如果冷冻关没有被激活，电磁阀就接通冷冻循环回路，关断冷藏辅助循环支路，然后进入步骤3)；
3)检测冷冻室和冷藏室的温度，当冷藏室或冷冻室的温度高于设定的开机温度时，压缩机启动；如果冷冻室温度过低而冷藏室温度高于设定开机温度时，电磁阀关断冷冻循环回路，接通冷藏辅助循环支路，为冷藏室降温，直到达到设定的温度。

冷藏变温的冰箱及其控制方法
                              技术领域
本发明涉及一种冰箱，具体地说，涉及一种具有若干串、并行配置的制冷回路的压缩装置的冰箱。
                              背景技术
现有技术一：一般压缩式制冷系统冷藏冷冻箱，其制冷循环回路为单系统，参考附图1，压缩机1出气端接冷凝器2，后接节流毛细管3，主毛细管3后接冷冻蒸发器4、冷藏蒸发器5，或先接冷藏蒸发器5，后接冷冻蒸发器4，最后经回气管6回到压缩机1。工作原理是这样的：压缩机1开停由置于冷藏室的温度传感器控制。冷藏室的温度高于设定开机温度时，压缩机运行，两个间室的温度同时下降；低于设定停机温度时，压缩机停止运行。两个间室地温度同时回升。当冷藏室温度回升到设定开机温度时，再次开机，依次循环，使冷藏室温度保持在一定范围内。
这种系统结构简单，运行靠冷藏使温度控制，冷冻室温度不能独立控制，环境温度变化时，冷冻温度也跟随变化。一般情况下，夏季环境温度升高，冷冻室温度过低，消耗更多冷量；而冬季环境温度较低时，冷藏要求的开机率太低，冷冻室温度过高，一般解决办法是在冷藏室增加辅助加热装置，强迫循环启动，以降低冷冻室温度。显然，辅助加热装置消耗多额外能源。
现有技术二：传统的双系统拓扑，通常在前述先接冷藏后接冷冻拓扑结构的基础上，在冷凝器2末端接一电磁阀31入端，参考附图2，电磁阀31出口有两个，除一个接冷藏节流毛细管3外，另一出口端接冷冻辅助节流毛细管34，毛细管34末端接冷藏蒸发器5出口端和冷冻蒸发器4入口端，冷冻蒸发器4末端经回气管6接压缩机1回气端。
工作原理：压缩机1开停由置于冷藏室的温度传感器控制。冷藏室的温度高于设定开机温度时，压缩机运行，两个间室的温度同时下降；低于设定停机温度时，压缩机停止运行。两个间室的温度同时回升。当速冻或环境温度较低引起冷冻室温度升高时，可以启动冷冻辅助循环，单独降低冷冻室温度。与一般单系统循环回路相比，取消了辅助加热装置，在环境温度较低时，可节约能源。
该双系统冷藏冷冻箱的优势还在于可以关闭冷藏室，独立使用冷冻室。同时，该系统还具备大冷冻能力，这是因为冷冻室具有独立的毛细管节流控制装置。这一技术已普遍应用。
现有技术三：为解决关闭冷冻室，独立使用冷藏室需求，已有发明专利给出了一种并联拓扑结构，参考附图3。其特点是冷藏、冷冻采用了两个独立节流、蒸发制冷回路。这种拓扑结构简单，可以独立开关冷藏、冷冻制冷回路，节约能源。但其正常使用时，即冷藏、冷冻同时使用时，由于负载变化太大，蒸发压力、温度偏离最佳值较大，系统效率下降，耗电量增大。
                            发明内容
本发明提出的新型拓扑结构制冷系统成功解决了制冷效率与冷冻关闭功能之间的矛盾，使正常使用状态下即冷藏、冷冻同时使用时，系统效率最佳，有效地降低耗电量。同时又能够实现关闭冷冻室功能，并可将冷藏室转化为不同星级的冷冻室使用。
本发明的技术方案是这样的：其包括主CPU、温度传感器和制冷循环回路，其中制冷循环回路由压缩机、冷凝器、主毛细管、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器和回气管串联而成，在冷凝器后串接电磁阀，该电磁阀有两个输出端，其一端与主毛细管连接，另一端连接冷藏辅助循环支路，冷藏辅助循环支路包括辅助毛细管和与其串联的辅助冷藏蒸发器。
冷藏辅助循环支路与串联后的主毛细管、冷冻蒸发器和冷藏蒸发器并联，连接在电磁阀和回气管之间，制冷循环回路中冷冻蒸发器在先，冷藏蒸发器在后。
制冷循环回路中也可以冷藏蒸发器在先，冷冻蒸发器在后。
电磁阀可以为两位三通一体阀，其与冷凝器、主毛细管和和辅助毛细管连接，也可以是两个独立的截止阀，其中的一个电磁阀与冷凝器和主毛细管相连，另一个与冷凝器和辅助毛细管相连。
冷藏变温的冰箱的控制方法，其包括下列步骤：
i.冰箱通电，进行初始化；
ii.温度传感器检测冷冻关是否处于激活状态，如果处于激活状态，其就关闭冷冻循环回路，并接通冷藏辅助循环支路，冰箱根据冷藏室设定温度运行至设定温度；如果冷冻关没有被激活，电磁阀就接通冷冻循环回路，关断冷藏辅助循环支路，然后进入步骤3)；
iii.检测冷冻室和冷藏室的温度，当冷藏室或冷冻室的温度高于设定的开机温度时，压缩机启动；如果冷冻室温度过低而冷藏室温度高于设定开机温度时，电磁阀关断冷冻循环回路，接通冷藏辅助循环支路，为冷藏室降温，直到达到设定的温度。
                             附图说明
图1是本发明现有技术一的结构方框图；
图2是本发明现有技术二的结构方框图；
图3是本发明现有技术三的结构方框图；
图4是本发明实施例一的结构方框图；
图5是本发明实施例二的结构方框图；
                           具体实施方式
实施例一：
图4给出了本发明的一个典型系统拓扑结构，其与传统双系统完全不同。本发明的冰箱设置有一个冷藏辅助循环支路，冷藏辅助循环支路具有一个辅助冷藏蒸发器52和辅助毛细管32以及一个切换电磁阀31组成，参考附图4，冷凝器2接电磁阀31入端，电磁阀设置为两位三通的一体阀，电磁阀31出口有两个，除一个接主毛细管3接冷冻蒸发器41外，另一出口端接冷藏辅助毛细管32，冷藏辅助毛细管32末端接辅助冷藏蒸发器52入口端，辅助冷藏蒸发器52末端与冷藏蒸发器51末端汇合经回气管6接压缩机1回气端。
所述本发明制冷剂循环系统是这样流动的：
本发明冰箱的控制过程是这样的，通电初始化后，温度传感器开始检测各间室的温度，当冷藏室和冷冻室同时要求开机时，主CPU就控制电磁阀31掷于主循环开、冷藏辅助循环关位置，制冷剂循环与普通冰箱系统相同，冷冻室和冷藏室同时制冷。制冷剂经压缩机1压缩成高压气体排出，经冷凝器2冷凝后，流过电磁阀31。制冷剂经主毛细管3节流，成为低压低温液体。液体在冷冻蒸发器41中部分蒸发成低温气体，吸收冷冻室F热量。未完全蒸发的液体流入冷藏蒸发器51继续蒸发，吸收冷藏室R热量。最后完全蒸发成低温气体，经回气管6升温后吸入压缩机1，形成循环；此时冷藏、冷冻同时参与循环，可作为常规意义下的冰箱使用。由于系统负载为冷藏冷冻串联负载，是稳定不变的，制冷系统循环效率可以在目标环境温度下匹配至最佳状态，有效地提高能源转换效率。
当冷藏室需要的冷量比较大时，主CPU可以控制电磁阀31掷于主循环开、冷藏辅助循环开的位置，制冷剂经压缩机1压缩成高压气体排出，经冷凝器2冷凝后，流过电磁阀31。制冷剂经主毛细管3节流，成为低压低温液体。液体在冷冻蒸发器41中部分蒸发成低温气体，吸收冷冻室F热量。未完全蒸发的液体流入冷藏蒸发器51继续蒸发，吸收冷藏室R热量。同时，制冷剂经冷藏辅助毛细管32节流，成为低压低温液体。液体在辅助冷藏蒸发器52中蒸发成低温气体，吸收冷藏室R热量。最后完全蒸发成低温气体，经回气管6升温后吸入压缩机1，形成循环；此时可以将冷藏室温度拉低，一是实现快速冷却功能，二是可以实现将冷藏室转换为冷冻室使用功能。特别适合于阶段性大量存储冷冻食品使用。调整电磁阀31冷藏开关的时间，可以调整冷藏室冷冻温度深度。这是一个非常适合中国人使用习惯的、非常实用的功能。
当冷冻室的温度已经达到设定的温度或关闭，而冷藏室需要冷量时，CPU可以控制电磁阀置于冷冻循环关，冷藏辅助循环支路开的位置，制冷剂经冷藏辅助毛细管32节流，成为低压低温液体。液体在辅助冷藏蒸发器52中蒸发成低温气体，吸收冷藏室R热量。最后完全蒸发成低温气体，经回气管6升温后吸入压缩机1，形成循环；此时冷冻蒸发器41和冷藏蒸发器51不参与制冷循环，所有冷量来自辅助冷藏蒸发器52，可作为冷藏箱使用，大幅度降低耗电量，节约能源。并且可以实现冷藏室作为冷冻室使用的目的。这也是一个非常实用的功能。
本专利所述冰箱，冷藏蒸发器51和冷冻蒸发器41包含单一蒸发器和用于相同或不同温度间室多个蒸发器串联的组合。
本专利所述冰箱典型匹配策略如下：
压缩机运行主控制采用冷藏温度传感器，系统匹配原则为目标环境温度(如，25摄氏度，也可以是其他温度，根据目标市场的环境平均温度或冰箱设计的气候类型定)下，同时达到冷藏目标温度(如，5摄氏度)、冷冻目标温度(如，-18摄氏度)，以最大限度的提高制冷剂循环系统效率，使冰箱在冷藏、冷冻同时使用的一般目标环境温度下达到最佳节能目的。
本专利所述冰箱典型温度控制策略如下：由于环境温度升高或冷藏负载变化，使冷藏温度升高到一定量(冷藏目标温度+X)，可以接通冷藏辅助循环回路电磁阀开关运行，使冷藏室温度单独下降，达到冷藏目标温度。而冷冻温度降低超过一定量(冷冻目标温度-Y)时，可以关断冷冻电磁阀开关，切断冷冻循环回路，减少能量损失。一般情况下，X为1～3摄氏度，Y为2～5摄氏度。
实施例二：
参见图5，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的制冷回路中的冷藏蒸发器和冷冻蒸发器的位置互换，这样，冷藏辅助循环回路就有一端连接在冷冻蒸发器和回气管之间，其余的同实施例一。