一种节能立式透明门冷冻箱.pdf

本发明公开了一种节能立式透明门冷冻箱，属于制冷设备技术领域，包括压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器，还包括箱体外壳，所述箱体外壳内设有内胆，所述箱体外壳和内胆之间设有填充层，所述箱体外壳一侧设有电加热玻璃门，所述箱体外壳顶部设有保护结构，所述保护结构内部设有用于测量箱外温湿度的温湿度采集器，所述内胆内部设有用于测量箱内温度的温度传感器，所述内胆内部还设有风机和控制器。本发明在保证门体外表面不凝露的情况下，最少的开启电加热玻璃门，通过智能控制箱内循环风机的合理开停，最充分的将蒸发器中的冷量循环到箱体内部，减少了冷量的流失，加大了压缩机的开停比，降低了产品能耗。

权利要求书
1.  一种节能立式透明门冷冻箱，包括压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器，其特征在于： 还包括箱体外壳，所述箱体外壳内设有内胆，所述箱体外壳和内胆之间设有填充层，所述箱 体外壳一侧设有电加热玻璃门，所述箱体外壳顶部设有保护结构，所述保护结构内部设有用 于测量箱外温湿度的温湿度采集器，所述内胆内部设有用于测量箱内温度的温度传感器，所 述内胆内部还设有风机和控制器，所述控制器分别与温湿度采集器、温度传感器、压缩机、 风机通过导线连接；
所述控制器根据温度传感器以及温湿度采集器采集得来的数据，发出控制信号，控制压 缩机、风机开停增大压缩机开停比以及控制电加热玻璃门的加热温度，使电加热玻璃门的加 热温度高于空气中水分的凝结温度；
根据设定温度，以及采集到的环境温度、湿度，控制风机开停运行状态的具体步骤如下：
步骤1：当箱体内部温度高于用户设定温度时，系统要求开机制冷，控制器发出信号控 制压缩机开机；
步骤2：待压缩机开机一段时间之后，当冷冻箱的内部蒸发器都具有较低的温度时，控 制器再发出信号要求风机开机转动；
步骤3：当温度传感器测量的箱内温度达到停机温度时，控制器发出信号控制压缩机停 机，同时控制器控制风机以低速运转，且运转一段时间后停止；
步骤4：控制器实时监测箱内温度的回升情况，并计算箱内温度与停机温度差的时间比 例微分值；
步骤5：控制器将时间比例微分值与控制器内部的设定值比较，如果时间比例微分值小 于设定值，控制器不做任何动作，继续检测箱内温度；如果时间比例微分值大于设定值，则 开启风机，且风机以低速模式运转；
步骤6：当箱内温度升高到开机温度时，控制器控制压缩机通电开机，并控制风机断电 停止转动，重复步骤2-步骤6。

2.  根据权利要求1所述的一种节能立式透明门冷冻箱，其特征在于：所述保护结构采 用铰链罩，所述铰链罩上开设有连接外界的通风孔。

3.  根据权利要求1所述的一种节能立式透明门冷冻箱，其特征在于：所述电加热玻璃 门表面设有加热丝。

4.  根据权利要求1所述的一种节能立式透明门冷冻箱，其特征在于：所述内胆内部还 设有搁架。

说明书一种节能立式透明门冷冻箱
技术领域
本发明属于制冷设备技术领域，具体涉及一种节能立式透明门冷冻箱。
背景技术
随着科技的不断进步，能源消耗也越来越大，这就要求我们在设计产品时不仅考虑产品 的质量可靠、成本低廉，在保证基本功能的同时，能源消耗越小越好。
对于立式透明门冷冻箱，为促进箱内产品的宣传，通常使用中空玻璃门。此时由于玻璃 门本身的保温系数远远低于发泡门体，导致箱内冷量流失严重，该类型产品都采用较大的制 冷系统以抵消冷量散失。另外玻璃门外侧也因为表面温度低而使得玻璃外表面凝露严重。通 常的解决方案采用三层中空(或真空)玻璃，最外层玻璃为电加热，通过对玻璃表面的加热来 提高玻璃表面的温度，以解决玻璃外表面凝露，增强产品的展示宣传效果。但同时带来的是 热量逐层传递到箱内，增大了产品的热负荷。这些原因导致该类型产品的耗电量都远远高于 同等容积的卧室冷冻柜。如果打开玻璃门的电加热功能，产品的耗电量将有较大的提高，但 是关闭了玻璃门的电加热功能，玻璃门表面凝露，又无法起到宣传的效果。
目前对于玻璃门凝露，较为有效的解决方案除了上述对玻璃门进行电加热，还有就是采 用真空玻璃，提高玻璃门的保温系数，间接的升高了玻璃门的外表面温度，但是此种方案成 本太高，不具有性价比优势，而且大批量投产真空玻璃的质量也较难控制，导致成本上升较 大，客户较难承受。
另外该种类产品箱内的循环风机都是随压缩机起停的，在压缩机刚刚开机时，风机的转 动将加大压缩机的负荷，压缩机功率上升，表现为耗电量增大。当压缩机关机后，风机也随 即停止，此时箱内的蒸发器实际仍然具有较低的温度及较多冷量，风机停止转动使得制冷剂 具有的冷量随制冷管路逐渐流逝到箱体外，造成不必要的能量损耗。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种节能立式透明门冷冻箱，设计 合理，克服了现有技术的不足，维护方便，节约能源，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种节能立式透明门冷冻箱，包括压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器，还包括箱体外壳， 所述箱体外壳内设有内胆，所述箱体外壳和内胆之间设有填充层，所述箱体外壳一侧设有电 加热玻璃门，所述箱体外壳顶部设有保护结构，所述保护结构内部设有用于测量箱外温湿度 的温湿度采集器，所述内胆内部设有用于测量箱内温度的温度传感器，所述内胆内部还设有 风机和控制器，所述控制器分别与温湿度采集器、温度传感器、压缩机、风机通过导线连接。
所述控制器根据温度传感器以及温湿度采集器采集得来的数据，发出控制信号，控制压 缩机、风机开停增大压缩机开停比以及控制电加热玻璃门的加热温度，使电加热玻璃门的加 热温度高于空气中水分的凝结温度；
根据设定温度，以及采集到的环境温度、湿度，控制风机开停运行状态的具体步骤如下：
步骤1：当箱体内部温度高于用户设定温度时，系统要求开机制冷，控制器发出信号控 制压缩机开机；
步骤2：待压缩机开机一段时间之后，当冷冻箱的内部蒸发器都具有较低的温度时，控 制器再发出信号要求风机开机转动；
步骤3：当温度传感器测量的箱内温度达到停机温度时，控制器发出信号控制压缩机停 机，同时控制器控制风机以低速运转，且运转一段时间后停止；
步骤4：控制器实时监测箱内温度的回升情况，并计算箱内温度与停机温度差的时间比 例微分值；
步骤5：控制器将时间比例微分值与控制器内部的设定值比较，如果时间比例微分值小 于设定值，控制器不做任何动作，继续检测箱内温度；如果时间比例微分值大于设定值，则 开启风机，且风机以低速模式运转；
步骤6：当箱内温度升高到开机温度时，控制器控制压缩机通电开机，并控制风机断电 停止转动，重复步骤2-步骤6。
优选地，所述保护结构采用铰链罩，所述铰链罩上开设有连接外界的通风孔。
优选地，所述电加热玻璃门表面设有加热丝。
优选地，所述内胆内部还设有搁架。
本发明所带来的有益技术效果：
本发明提出了一种节能立式透明门冷冻箱，与现有技术相比，本发明一方面应用在具有 电加热玻璃门的立式冷冻柜，通过传感器采集箱体外界环境温度湿度，以及箱内的温度，根 据空气中水份的冷凝温度计算出电加热玻璃门合理的开停比率，在保证门体外表面不凝露的 情况下，最少的开启电加热玻璃门，以减小玻璃门的能量消耗，以及对箱内温度的影响，整 体降低产品耗电量。
本发明另一方面通过智能控制箱内循环风机的合理开停，最充分的将蒸发器中的冷量循 环到箱体内部，减少了冷量随管路的流失，加大了压缩机的开停比，降低了产品能耗。
附图说明
图1为本发明一种节能立式透明门冷冻箱的结构示意图。
图2为本发明一种节能立式透明门冷冻箱控制风机开停运行状态的流程框图。
其中，1-箱体外壳；2-填充层；3-内胆；4-压缩机；5-搁架；6-电加热玻璃门；7-保护 结构；8-温湿度采集器；9-控制器；10-风机；11-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
结合图1所示，一种节能立式透明门冷冻箱，包括压缩机4、冷凝器、毛细管和蒸发器， 还包括箱体外壳1，所述箱体外壳内设有内胆3，所述箱体外壳1和内胆3之间设有填充层2。 所述箱体外壳1一侧设有电加热玻璃门6。所述箱体外壳1顶部设有保护结构7，所述保护结 构7内部设有用于测量箱外温湿度的温湿度采集器8。所述内胆3内部设有用于测量箱内温 度的温度传感器11，所述内胆3内部还设有风机10和控制器9，所述控制器9分别与温湿度 采集器8、温度传感器11、压缩机4、风机10通过导线连接。所述保护结构7采用铰链罩， 所述铰链罩上开设有连接外界的通风孔。所述电加热玻璃门6表面印有加热丝。所述内胆3 内部还设有搁架5。
根据设定温度，以及采集到的环境温度、湿度，控制风机开停运行状态的具体步骤如下 (如图2所示)：
步骤1：当箱体内部温度高于用户设定温度时，系统要求开机制冷，控制器发出信号控 制压缩机开机；
步骤2：待压缩机开机一段时间之后，当冷冻箱的内部蒸发器都具有较低的温度时，控 制器再发出信号要求风机开机转动；
步骤3：当温度传感器测量的箱内温度达到停机温度时，控制器发出信号控制压缩机停 机，同时控制器控制风机以低速运转，且运转一段时间后停止；
步骤4：控制器实时监测箱内温度的回升情况，并计算箱内温度与停机温度差的时间比 例微分值；
步骤5：控制器将时间比例微分值与控制器内部的设定值比较，如果时间比例微分值小 于设定值，控制器不做任何动作，继续检测箱内温度；如果时间比例微分值大于设定值，则 开启风机，且风机以低速模式运转；
步骤6：当箱内温度升高到开机温度时，控制器控制压缩机通电开机，并控制风机断电 停止转动，重复步骤2-步骤6。
使用时，温度传感器11测量箱内温度，温湿度采集器8测量箱外温湿度。控制器9根据 温度传感器11以及温湿度采集器8采集得来的数据，发出控制信号，给电加热玻璃门6发送 通电信号及通电电压，用来控制压缩机4、风机10开停增大压缩机4开停比以及电加热玻璃 门6上加热丝的表面温度，使电加热玻璃门6上加热丝的表面温度高于空气中的水分的凝结 温度，从而使空气中的水分很难凝结在电加热玻璃门6的外表面上，达到较好的宣传效果。
根据用户实际的设定温度，以及采集到的环境温度、湿度，合理控制风机10的开停运行 状态，进一步减少冷量散失，从而达到节能的目的。具体控制方案如下：当箱体内部温度高 于用户设定温度时，系统要求开机制冷，控制器9发出信号控制压缩机4开机，待开机一段 时间(时间范围是在1～2min)之后，当冷冻箱的内部蒸发器都具有较低的温度(较低的温 度范围是在-21～-23℃)时，控制器9再发出信号要求风机10开机转动，当温度传感器11 测量的箱内温度达到停机温度时，控制器9发出信号控制压缩机4停机，同时控制器9控制 风机10以低速(低速范围是在1200～1400转/分)运转，且运转一段时间(时间范围是在 1.5～2min)后停止。此时控制器9实时监测箱内温度的回升情况，并通过程序计算箱内温度 与停机温度差的时间比例微分值，用来判断箱内温度的回升趋势，并将时间比例微分值与控 制器9内部的设定值(设定值是在实验室内计算出来的一个较为合理值，能够真实的反应箱 内温度回升趋势，是在不同阶段的环境温度、湿度下多次试验，压缩机4停机后箱内温度回 升阶段，通过综合比较箱内温度与停机温度差的时间比例微分值，得出的一个相对稳定的时 间比例微分值)比较。如果时间比例微分值小于设定值，则表明箱内温度回升趋势较为合理 正常，控制器9不做任何动作，继续检测箱内温度的回升趋势；如果时间比例微分值大于设 定值，则表明箱内温度回升趋势加快，此时开启风机10，且风机10以低速模式运转，再一 次将蒸发器内的多余冷量交换到箱内，延长箱内温度回升时间。当箱内温度升高到开机温度 时，控制器9控制压缩机4通电开机，并控制风机10断电停止转动，待开机一段时间(时间 范围是在1～2min)之后，冷冻箱的内部蒸发器都具有较低的温度较低的温度范围是在-21～ -23℃)时，控制器9再发出信号要求风机10开机转动，以此循环往复。此种控制逻辑将会 延长压缩机的停机时间，增大产品的开停比，降低产品的能耗。对于控制器9的运行程序本 领域技术人员可以使用现有技术中已有的程序。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的 技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护 范围。