CN103062969A - 具有双蒸发器的高性能冰箱 - Google Patents
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Abstract
一种高性能冰箱（10）包括：具有单一被冷却的内部空间（18）的柜体（12）和制冷流体回路（20），该制冷流体回路具有第一和第二蒸发器（32，34），该第一和第二蒸发器位于柜体（12）内，且通过相应的第一和第二蒸发器罩（76，78）与内部空间（18）隔开。冰箱（10）还包括控制第一蒸发器（32）与内部空间（18）之间的流动的第一风门（66）和控制第二蒸发器（34）与内部空间（18）之间的流动的第二风门（68）。控制器（50）控制冰箱（10），以使制冷流体回路（20）中的三通阀（28）在一个蒸发器需要除霜时将制冷剂仅引导到另一个蒸发器。两个蒸发器（32，34）可用于在初始冷却过程中或紧跟在柜体（12）打开之后从内部空间（18）去除热量。
Description
相关申请的交叉引用
本申请主张享有2011年10月19日递交的美国临时专利申请No.61/548,800（待定）的优先权，该专利申请的公开在此以引用的形式被合并到本文中。
发明领域
本发明总体上涉及冰箱或冷冻机、以及更具体地涉及用于高性能血库冰箱或血浆冷冻机的制冷***。
背景技术
用于称为“高性能冰箱”这种类型的实验室冰箱以及冷冻机的制冷***是公知的，其被用于例如将其内部存储空间冷却至诸如大约-30°C或更低的相对较低的温度。这些高性能冰箱在一个示例中被用于存储血液和/或血浆。
公知的这种类型的制冷***包括使制冷剂循环的单一环路。该***将能量（即，热量）从制冷剂通过冷凝器传递到周围环境，以及该***将热能从被冷却的空间（例如柜体内部空间）通过蒸发器传递到制冷剂。制冷剂被选择，以在接近于被冷却的空间所期望的温度的所选温度下蒸发和凝结，从而，使得制冷***能够在运行过程中保持被冷却的空间接近那个所选的温度。
公知的制冷***的一个常见的问题是，如果被冷却的空间内有任何水分，蒸发器的绕管就趋向于沿着外部表面产生以及积累霜。如果足够的霜的累积发生，那么蒸发器从被冷却的空间移除热量的能力被不利地影响。因此，公知的制冷***需要除霜循环，其中，蒸发器绕管被加热从而将霜移除。这个除霜循环可以是手动除霜或自动除霜，但是由于各种原因，这两种类型的除霜循环都是不理想的。
在手动除霜循环中，存储在柜体中的全部物品都被移除，且被冷却的空间暴露在外界环境中，以加热蒸发器绕管和融化霜。这个循环是不理想的，因为存储在柜体中的物品在除霜循环的时间段中需要被存储在替代的冰箱中，以及还因为融化过程能够产生大量的需要从柜体中移除的水。在自动除霜循环中，蒸发器绕管通过本地加热单元或者热气流被迅速地加热，以移除霜，该霜通过水槽被收集以及被输送到被冷却的空间的外部。被冷却的空间在该除霜循环过程中必然地承受温度波动，这能够损害存储在柜体中的物品。
因此，对于冰箱，有在除霜循环过程中充分地将被冷却的空间内的温度波动最小化或者消除的需求。
发明内容
在一个实施例中，冰箱包括：具有单一被冷却的内部空间的柜体和用于循环制冷剂的制冷流体回路。所述制冷流体回路包括：压缩机、冷凝器、膨胀装置、位于柜体内的第一蒸发器、位于柜体内的第二蒸发器以及三通阀，所述三通阀能够使制冷剂选择性地通过第一和第二蒸发器中的一个或两者。第一蒸发器包括第一蒸发器绕管、产生通过第一蒸发器绕管的空气流的第一蒸发器风扇、和将第一蒸发器隔间与被冷却的内部空间隔开的第一蒸发器罩。第二蒸发器包括第二蒸发器绕管、产生通过第二蒸发器绕管的空气流的第二蒸发器风扇、和将第二蒸发器隔间与被冷却的内部空间隔开的第二蒸发器罩。所述冰箱还包括至少一个第一风门，所述至少一个第一风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间通过第一蒸发器罩循环通过第一蒸发器。所述冰箱还包括至少一个第二风门，所述至少一个第二风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间通过第二蒸发器罩循环通过第二蒸发器。三通阀在一个蒸发器需要除霜时将制冷剂仅引导到另一个蒸发器中。
所述冰箱还包括能够在第一蒸发器需要除霜时命令冰箱执行限定除霜循环的一系列步骤的控制器。在这方面，第一蒸发器包括第一除霜加热装置。一系列步骤包括：利用三通阀将制冷剂仅引导通过第二蒸发器；利用第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；停止操作第一蒸发器风扇；关闭所述至少一个第一风门，以使第一蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及启动第一除霜加热装置的操作。所述控制器还能够在第二蒸发器需要除霜时命令冰箱执行第二系列步骤。该第二系列步骤包括：利用三通阀将制冷剂仅引导通过第一蒸发器；利用第一蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；停止操作第二蒸发器风扇；关闭所述至少一个第二风门，以使第二蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及启动第二除霜加热装置的操作。在初始冷却的过程中或紧跟在柜体打开之后，控制器可命令三通阀，以将制冷剂引导通过两个蒸发器，使得两个蒸发器可同时从被冷却的内部空间移除热量。
在一个方面，所述至少一个第一风门包括两个第一风门部分，其中一个第一风门部分在打开时允许空气从被冷却的内部空间流入第一蒸发器，另一个第一风门部分在打开时允许空气从第一蒸发器流入被冷却的内部空间。此外，所述至少一个第二风门包括两个第二风门部分，其中一个第二风门部分在打开时允许空气从被冷却的内部空间流入第二蒸发器，另一个第二风门部分在打开时允许空气从第二蒸发器流入被冷却的内部空间。
在本发明的另一实施例中，提供了一种操作冰箱的方法，所述冰箱包括：具有单一被冷却的内部空间的柜体、和制冷流体回路。所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、位于柜体内且具有第一蒸发器风扇和第一除霜加热装置的第一蒸发器、位于柜体内且具有第二蒸发器风扇和第二除霜加热装置的第二蒸发器、以及三通阀，所述三通阀能够使制冷剂选择性地在压缩机/冷凝器、与第一和第二蒸发器中的一个或两者之间传送。所述冰箱还包括第一和第二风门，所述第一和第二风门被构造成相应地将第一和第二蒸发器与被冷却的内部空间隔开。当第一蒸发器需要除霜时，所述方法包括：利用三通阀将制冷剂仅引导通过第二蒸发器；利用第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；停止操作第一蒸发器风扇；关闭所述第一风门，以使第一蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及启动第一除霜加热装置的操作。
附图说明
被本说明书包含并且组成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，以及与上文中的对本发明的总体说明以及下文中给出的对实施例的详细说明一起用于说明本发明的原理。
图1是根据一个示例性实施例的包括双蒸发器的冰箱的透视图。
图2是图1的冰箱所使用的制冷流体回路的示意图。
图3是图1的冰箱所使用的蒸发器罩（以虚线显示）以及风门的透视图。
图4是图1的冰箱所使用的其中一个蒸发器的透视图，其中，一些侧板被显示为虚线，以展现出内部元件。
图5是沿着线5-5所作的图1的冰箱的顶剖视图，其中，风门处于关闭位置。
图6A是沿着线6A-6A所作的图5的冰箱的侧剖视图，其中，风门处于关闭位置。
图6B是沿着线6A-6A所作的图5的冰箱的侧剖视图，其中，风门处于打开位置。
图7A是沿着线7A-7A所作的图5的冰箱的侧剖视图，其中，风门处于关闭位置。
图7B是沿着线7A-7A所作的图5的冰箱的侧剖视图，其中，风门处于打开位置。
图8是图1的冰箱所使用的控制器以及风门驱动元件的示意图。
图9是展示与图1的冰箱有关的控制器的运行序列的示意性流程图。
具体实施方式
如附图所示，特别是如图1所示，示出了根据本发明的一个实施例的示例性的高性能冰箱10。尽管术语“高性能冰箱”以及“冰箱”在整篇说明书中被使用，但应当理解的是，本发明涵盖任何类型的冷却设备，包括具有冷冻器的冰箱。图1的冰箱包括用于存储需要冷却到例如大约-30°C或更低的温度的物品的柜体12。柜体12包括限定出大致矩形横截面的柜体外壳14和提供至柜体12的内部空间18的通路的门16。柜体12支撑共同地限定出单级制冷流体回路20（图2）的一个或多个部件，该制冷流体回路20与柜体12内的空气在热力学方面相互作用，以冷却柜体12的内部空间18。在这方面，下面被进一步详细描述的制冷流体回路20与内部空间18中的变暖的空气相互作用并且冷却该空气，以在柜体12中保持期望的冷却温度。
参考图2，示例性的制冷流体回路20的细节被示出。制冷流体回路20依次包括：压缩机22、冷凝器24、过滤装置/干燥装置26、三通阀28、膨胀装置30、并联的第一蒸发器32和第二蒸发器34、以及吸入/蓄积装置36。制冷流体回路20的这些元件中的每个通过被设置成使经过制冷流体回路20的制冷剂40循环的管道或管路38被连接。多个传感器S1至S7被设置成在流体回路20内的多个位置感测流体回路20的不同状态和/或制冷剂（通过箭头40示出）的特性。这些传感器S1至S7中的每个被可操作地连接到可通过控制接口52访问的控制器50，该控制器50允许控制流体回路20的操作。应当理解的是，也可提供比在流体回路20的示例性实施例中显示的数量更多或更少的传感器。
制冷流体回路20被设置成使制冷剂40在冷凝器24与第一和第二蒸发器32、34之间循环。一般而言，制冷剂40中的热能在冷凝器24处被传递到柜体12外部的外界空气中。热能在第一和第二蒸发器32、34处被从柜体12的内部空间18移除并且被传递到制冷剂40。因此，通过将制冷剂40经过流体回路20持续地循环，从内部空间18移除热能，以保持期望的内部温度，例如-30°C。
制冷剂40以蒸发状态进入压缩机22且在压缩机22中被压缩成具有更高的压力和更高的温度的气体。这个示例性实施例的流体回路20还包括用于润滑压缩机22的润滑油环路54。具体地，润滑油环路54包括：在压缩机22下游与管道38流体连通的润滑油分离装置56和将润滑油导引回压缩机22的润滑油返回线路58。应当理解的是，润滑油环路54可以在流体回路20的某些实施例中被省略。
当离开压缩机22时，被蒸发的制冷剂40前进到冷凝器24。由控制接口52控制的风扇60导引外界空气穿过冷凝器24并且通过过滤装置62，以便促进热量从制冷剂40到周围环境的传递。通过冷凝器24的空气流动在图2中通过箭头被示出。作为这个热量传递的结果，制冷剂40在冷凝器24内冷凝。液相制冷剂40随后通过过滤装置/干燥装置26和三通阀28，然后传递到膨胀装置30中。在这个实施例中，膨胀装置30成通到第一蒸发器32的第一毛细管30a和通到第二蒸发器34的第二毛细管30b的形式，然而可以想到的是，其可以替代地采取另一种形式，例如但不限于相应的膨胀阀（未示出）。此外，在本发明的范围内的其他实施例中，膨胀装置30可替代性地定位在三通阀28的上游。膨胀装置30导致制冷剂40的压力在制冷剂40快要进入第一和第二蒸发器32、34时下降。
在第一和第二蒸发器32、34中的每个中，制冷剂40通过多个蒸发器绕管（在图2中未示出）从内部空间18接收热量。当第一和第二风门66、68被打开时，由控制接口52控制的第一蒸发器风扇64促使空气从柜体12的内部空间18流动通过第一蒸发器32的蒸发器绕管。类似地，当第三和第四风门72、74被打开时，由控制接口52控制的第二蒸发器风扇70促使空气从柜体12的内部空间18流动通过第二蒸发器34的蒸发器绕管。第一、第二、第三和第四风门66、68、72、74也由控制接口52控制。这在下面将参考图9进一步详细地描述。借助于被降低的压力和自柜体12的热传递，制冷剂40在第一和第二蒸发器32、34内蒸发。被蒸发的制冷剂40随后被导引到吸入/蓄积装置36。吸入/蓄积装置36将气态形式的制冷剂40传递到压缩机22，同时还蓄积液体形式的制冷剂40的过量部分且以可控的速率将其供给压缩机22。
用于制冷流体回路20中的制冷剂40可以基于多个因素（包括柜体12内的预期运行温度和制冷剂40的沸点以及其它特性）选择。例如，在具有大约-30°C的预期柜体温度的冰箱中，适合于当前描述的实施例的示例性的制冷剂40包括市场上称为R404A的制冷剂。此外，在特定的实施例中，制冷剂40可以与润滑油组合，以便于压缩机22的润滑。例如但非限制性地，制冷剂40可以与Mobil EALArctic 32润滑油组合。应当理解的是，在图中展示的部件的精确布局仅仅是示例性的而非限制性的。
参考图3-7B、尤其是图3，冰箱10包括隔热罩，该隔热罩由第一蒸发器罩76和第二蒸发器罩78限定，所述第一蒸发器罩76和第二蒸发器罩78共同地将柜体12的内部空间18分隔成第一蒸发器隔间80、第二蒸发器隔间82和被冷却内部84。第一蒸发器罩76和第二蒸发器罩78被连接到共同地限定出柜体外壳14的顶壁86、侧壁88（包括后壁88）、和/或底壁90中的一个或多个。更具体地，第一蒸发器罩76被连接到柜体外壳14的顶壁86和侧壁88，从而，将蒸发器隔间80、82与内部空间18中的热能热隔离，因为热能会在柜体12的内部空间18内上升。第一蒸发器罩76包括：从柜体外壳14的顶壁86向下延伸的垂直板部76a和在垂直板部76a与柜体外壳14的侧壁88之间延伸的水平板部76b。类似地，第二蒸发器罩78包括：从顶壁86向下延伸的垂直板部78a和在垂直板部78a与侧壁88之间延伸的水平板部78b。垂直板部76a、78a和水平板部76b、78b由一个或多个隔热板，诸如中空的真空隔热板形成（如图4所示）。应当理解，其它类型的隔热板也可以在本发明的其它实施例中使用，其它类型的隔热板包括但不限于基于泡沫的隔热板。
如图3中所示，第一蒸发器隔间80通过相应的垂直板部76a、水平板部76b、侧壁88、顶壁86以及位于第一蒸发器隔间80与第二蒸发器隔间82之间的隔热分隔壁92被限定成大致矩形体形状的空间。第一蒸发器32被安装到第一子分隔板94中，该第一子分隔板94大致居中地位于第一蒸发器隔间80内，以便将第一蒸发器隔间80分隔成入口侧96和出口侧98。
以类似的方式，第二蒸发器隔间82通过相应的垂直板部78a、水平板部78b、侧壁88、顶壁86以及隔热分隔壁92被限定成大致矩形体形状的空间。第二蒸发器34被安装到第二子分隔板100中，该第二子分隔板100大致居中地位于第二蒸发器隔间82内，以便将第二蒸发器隔间82分隔成入口侧102和出口侧104。在这个实施例中，分隔壁92以及第一和第二子分隔板94、100中的每一个由真空隔热板或者基于泡沫的隔热板形成，然而应当理解的是，其它类型的隔热板也可以在其它实施例中被使用。
第一蒸发器罩76的水平板部76b包括：位于第一子分隔板94的入口侧96上的入口孔106和位于第一分隔板94的出口侧98上的出口孔108。第一风门66包括可被转动以打开或者关闭通过入口侧96与柜体12的被冷却的内部空间18之间的入口孔106的气流的隔热板。类似地，第二风门68包括可被转动以打开或者关闭通过出口侧98与柜体12的被冷却的内部空间18之间的出口孔108的气流的隔热板。因此，可以操作作为第一风门组件的相应部分的第一和第二风门66、68，以便能够允许气流通过第一蒸发器32。
第二蒸发器罩78的水平板部78b也包括：位于第二子分隔板100的入口侧102上的入口孔110和位于第二分隔板100的出口侧104上的出口孔112。第三风门72包括可被转动以打开或者关闭通过入口侧102与柜体12的被冷却的内部空间18之间的入口孔110的气流的隔热板。类似地，第四风门74包括可被转动以打开或者关闭通过出口侧104与柜体12的被冷却的内部空间18之间的出口孔112的气流的隔热板。因此，可以操作作为第二风门组件的相应部分的第三和第四风门72、74，以便能够允许气流通过第二蒸发器34。
还如图3中所示，第一和第二风门66、68可操作地被连接到第一风门驱动机构120，诸如相应的第一和第二伺服电机122、124以及第一和第二驱动轴126、128。第一风门驱动机构120的控制和运行参考下面的图8进一步被详细描述。需要理解的是，第一和第二驱动轴126、128在一些实施例中可以通过传统的驱动连杆机构（未示出）被连接，从而使得仅仅需要单个伺服电机就可打开和关闭第一和第二风门66、68。在这方面，第一和第二风门66、68通常同时地被打开（或者关闭），从而允许气流能够通过第一蒸发器隔间80和第一蒸发器32。
类似地，第三和第四风门72、74可操作地被连接到第二风门驱动机构130，诸如相应的第三和第四伺服电机132、134以及第三和第四驱动轴136、138。第二风门驱动机构130的控制和运行参考下面的图8进一步被详细描述。需要理解的是，第三和第四驱动轴136、138在一些实施例中可以通过传统的驱动连杆机构（未示出）被连接，从而使得仅仅需要单个伺服电机就可打开和关闭第三和第四风门72、74。在这方面，第三和第四风门72、74通常同时地被打开（或者关闭），从而允许气流能够通过第二蒸发器隔间82和第二蒸发器34。
转到图4，第一和第二蒸发器32、34被进一步详细显示。为此，第一蒸发器32包括包围第一蒸发器绕管142的第一蒸发器外壳140，该第一蒸发器绕管142在第一蒸发器32的宽度上以蛇形方式延伸。第一蒸发器绕管142可操作地被连接到制冷流体回路20的管道38，该管道38将液相制冷剂运送到第一蒸发器绕管142并且从第一蒸发器绕管142中移除被蒸发的以及任何剩余的液相制冷剂。第一蒸发器风扇64沿着第一蒸发器外壳140在第一蒸发器隔间80的入口侧96处被安装，以便使空气流过第一蒸发器外壳140和流过第一蒸发器绕管142。在流过第一蒸发器绕管142之后，被冷却的空气离开第一蒸发器外壳140并且进入第一蒸发器隔间80的出口侧98。
第一蒸发器32还包括第一除霜加热装置144，其用于按需或者定期地将在第一蒸发器绕管142上积累的霜移除。第一除霜加热装置144在图4和6A-7B中被显示为被安装在靠近第一蒸发器绕管142处，但应当认识到的是，第一除霜加热装置144可以被安装在第一蒸发器外壳140内的任何地方。第一除霜加热装置144通过前面参看图2所述的控制器50和控制接口52操作，以加热第一蒸发器绕管142并且融化任何霜。第一蒸发器外壳140还包括位于第一蒸发器绕管142下方且被设置成收集被融化的霜并将该融化的霜弃置到冰箱10外部的位置处的第一滴落盘146。在这方面，第一滴落盘146通常与水平方位成一定角度从而使得从第一蒸发器绕管142滴下的水自动地流向出水口（未示出）。
以类似的方式，第二蒸发器34包括包围第二蒸发器绕管152的第二蒸发器外壳150，该第二蒸发器绕管152在第二蒸发器34的宽度上以蛇形方式延伸。第二蒸发器绕管152可操作地被连接到制冷流体回路20的管道38，该管道38将液相制冷剂运送到第二蒸发器绕管152并且从第二蒸发器绕管152中移除被蒸发的以及任何剩余的液相制冷剂。第二蒸发器风扇70沿着第二蒸发器外壳150安装，且产生从第二蒸发器隔间82的入口侧102通过第二蒸发器绕管152到达第二蒸发器隔间82的出口侧104的空气流。第二蒸发器34还包括：第二除霜加热装置154，以根据需要或定期地去除积累在第二蒸发器绕管152上的霜；以及第二滴落盘156，所述第二滴落盘位于第二蒸发器绕管152下方且被构造成收集和将融化的霜弃置到冰箱10外的位置处。第二蒸发器34结构上与第一蒸发器32基本相同，因此不需要进一步的解释说明。
如图5所示，在冰箱的该实施例中，第一和第二蒸发器隔间80、82与门16朝后隔开。图5还更清楚地示出了分隔壁92以及第一和第二子分隔板94、100如何分隔第一和第二蒸发器隔间80、82。第一和第二蒸发器32、34以大致相同的方位示于图4和5上。可以理解，在本发明的范围内，在其他实施例中，蒸发器32、34中的一个或两者的方位也可被颠倒或以其他方式更改。
参考图6A-7B，冰箱10还包括位于柜体外壳14的顶壁86上方的上部隔间160。上部隔间160容纳除蒸发器32、34之外的制冷流体回路20的其它元件（例如，压缩机22、冷凝器24等），从而，从柜体12的内部空间18中移除大部分占用空间的、或者产生热量的部件。位于上部隔间160内的这些其它元件在图6A-7B中未被示出，然而它们在图2中被示意性地示出。用于制冷剂40的管道38延伸穿过顶壁86，以在上部隔间160中的部件与柜体12中的第一和第二蒸发器32、34之间输送制冷剂40。
图6A-7B还示出了冰箱10的多个运行状态。更具体地讲，在图6A中，第一和第二风门66、68被关闭，从而将第一蒸发器隔间80与被冷却部84热隔离。第一蒸发器风扇64通常当第一和第二风门66、68被关闭时是闲置的，因为空气无法被循环到第一蒸发器隔间80中和从第一蒸发器隔间80中循环出来。第一除霜加热装置144仅在冰箱10的这个运行状态***作，从而，使得基本上第一除霜加热装置144所产生的全部热能在除霜循环或者除霜过程中保留在第一蒸发器隔间80中。为此，内部空间18的被冷却部84内的温度剧烈波动在除霜循环过程中被降低或者消除。相反，第一和第二风门66、68在图6B中被打开，从而使得来自被冷却部84的空气可以流过第一蒸发器32和第一蒸发器绕管142，以用于冷却。由第一蒸发器风扇64致动的空气流在图6B中通过箭头162被示意性地示出。因此，在冰箱10的这个运行状态，相对较热的空气通过第一入口孔106进入第一蒸发器隔间80，相对较冷的空气通过第一出口孔108离开第一蒸发器隔间80。
类似地，在图7A中，第三和第四风门72、74被关闭，从而将第二蒸发器隔间82与被冷却部84热隔离。第二蒸发器风扇70通常当第三和第四风门72、74被关闭时是闲置的，因为空气无法被循环到第二蒸发器隔间82中和从第二蒸发器隔间82中循环出来。第二除霜加热装置154仅在冰箱10的这个运行状态***作，从而，使得基本上第二除霜加热装置154所产生的全部热能在除霜循环或者除霜过程中保留在第二蒸发器隔间82中。为此，内部空间18的被冷却部84内的温度剧烈波动在除霜循环过程中被降低或者消除。相反，第三和第四风门72、74在图7B中被打开，从而使得来自被冷却部84的空气可以流过第二蒸发器34和第二蒸发器绕管152，以用于冷却。由第二蒸发器风扇70致动的空气流在图7B中通过箭头164被示意性地示出。因此，在冰箱10的这个运行状态，相对较热的空气通过第二入口孔110进入第二蒸发器隔间82，相对较冷的空气通过第二出口孔112离开第二蒸发器隔间82。
图8示意性地示出了用于第一、第二、第三和第四风门66、68、72、74的控制以及致动机构。更具体地，风门66、68、72、74被连接到相应的第一和第二风门驱动机构120、130，所述风门驱动机构120、130被连接到控制器50。如在本领域中所能理解的是，控制器50可以包括至少一个被连接到存储器的中央处理单元（“CPU”）。每个CPU通常使用被布置在一个或多个物理集成的电路装置或芯片上的电路逻辑器件而以硬件实现。每个CPU可以是一个或多个微处理器、微控制器、现场可编程门阵列或者专用集成电路（ASIC），而存储器可以包括随机存取存储器（RAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、闪存存储器和/或其它数字存储媒介，并且也通常使用被布置在一个或多个物理集成的电路装置或芯片上的电路逻辑器件实现。为此，存储器可以被认为包括：物理上位于冰箱10中的其它位置的存储装置、例如至少一个CPU中的任何缓存存储器；以及任何被用作虚拟存储器的存储空间、例如被存储在大容量存储装置（诸如硬盘驱动器、另一计算***、网络存储装置（例如磁带驱动器）、或者通过至少一个网络接口经由至少一个网络被连接到控制器50的其它网络装置）上的存储空间。在特定实施例中，计算***是计算机、计算机***、计算装置、服务器、磁盘阵列、或可编程装置诸如多用户计算机、单用户计算机、手持计算装置、联网装置（包括在集群配置中的计算机）、移动通讯装置、视频游戏机（或其他游戏***）等。控制器50包括至少一个串行接口，以便与外部装置（诸如风门驱动机构120、130）串行通信。因此，控制器50起到用于操控风门驱动机构120、130的运行的作用。
如前面所述，风门驱动机构120、130可以是通过相应的驱动轴126、128、136、138被连接到风门66、68、72、74的一个或多个伺服电机122、124、132、134。然而，在其它实施例中，风门驱动机构120、130也可以包括其它类型的致动机构以及装置。例如，风门驱动机构120、130可以是液压驱动的、气动的、或者机械驱动的（诸如通过各种类型的电机）。如在被展示的实施例中所示，风门驱动机构120、130可以被设置成在打开与关闭位置之间旋转风门66、68、72、74，但是将要了解的是，风门驱动机构120、130可以替代地滑动或者通过非旋转的方式以其他方式移动风门66、68、72、74。
冰箱10的一种示例性运行在图9的流程图中被示意性地示出。在这方面，控制器50可用于命令冰箱10执行如此图中所示的方法200的步骤。为此，控制器50在步骤202确定第一蒸发器32是否需要除霜循环。例如，在基于时间的除霜循环中，控制器50在步骤202确定自从第一蒸发器32的最近的除霜循环以来是否已经经过预定的时间。如果已经经过预定的时间，那么控制器50在步骤204开始第一蒸发器32的除霜循环。如果尚未经过预定的时间，那么控制器50来到步骤218，以检查第二蒸发器34是否需要除霜循环，这将在下面进一步详细描述。在一个示例中，冰箱10可以每6小时除霜一次，在这种情况下预定的时间将会是6小时。替代地，控制器50可用于执行有适应能力的除霜，该有适应能力的除霜通过根据在除霜循环之间测量的运行特性改变时间而被间隔开，这将在下文中被进一步详细描述。
回到图9，当需要除霜循环来将第一蒸发器绕管142上积累的霜移除时，控制器50在步骤204致动三通阀28，以将制冷剂40仅引导到第二蒸发器34。在这方面，控制器50在步骤206继续操作第二蒸发器34，以便在第一蒸发器32被除霜时继续冷却柜体12的内部空间18。接着，控制器50在步骤208停止第一蒸发器风扇64的运行。然后，控制器50在步骤210关闭第一和第二风门66、68（即，第一风门组件），以将第一蒸发器隔间80与柜体12的被冷却部84热隔离。这些步骤使制冷剂停止流过第一蒸发器32以及还使空气停止流过第一蒸发器32。在第一蒸发器隔间80与柜体12的剩余部分热隔离的情况下，控制器50在步骤212启动第一除霜加热装置144的运行。第一除霜加热装置144使第一蒸发器32和第一蒸发器绕管142变暖从而融化霜并且使得水滴到第一滴落盘146上以便从第一蒸发器32移除。冰箱10在这一点的运行状态如图6A所示。
连接到第一蒸发器32的一个传感器S3可以被设置成测量第一蒸发器32的温度。一旦控制器50确定第一蒸发器32已经被加热到高于水的冰点（0°C）的第一目标温度足够长的时间而可融化第一蒸发器绕管142上积聚的霜，控制器50在步骤214停止第一除霜加热装置144，且允许一段设定的“滴落时间”来使额外的水从第一蒸发器绕管142上滴落到第一滴落盘146上。在一个示例中，这个第一目标温度可以是大约10°C。在这段“滴落时间”已经发生后，控制器50在步骤216再次通过三通阀28将制冷剂40引导通过第一和第二蒸发器32、34这两者，从而，冷却第一蒸发器隔间80。第一蒸发器32然后可通过打开第一和第二风门66、68和启动第一蒸发器风扇64而像图6B中所示的那样正常地使用。作为第一隔热罩76的结果，除霜循环并不导致柜体12的被冷却的内部空间18中的显著的温度波动，因此，冰箱10与传统冰箱设计相比是有利的。
返回到步骤218，控制器50确定第二蒸发器34是否需要除霜循环。例如，在基于时间的除霜循环中，控制器50在步骤218确定自从第二蒸发器34的最近的除霜循环以来是否已经经过预定的时间。如果已经经过预定的时间，那么控制器50在步骤220开始第二蒸发器34的除霜循环。如果尚未经过预定的时间，那么控制器50返回到步骤202，且继续等待并且定期检查以获知第一蒸发器32或第二蒸发器34是否已经经过预定的时间。如上面结合基于时间的除霜循环所述，冰箱10对每个蒸发器32、34可以每6小时除霜一次，在这种情况下预定的时间将会是6小时。替代地，控制器50可用于执行有适应能力的除霜，该有适应能力的除霜通过根据在除霜循环之间测量的运行特性改变时间而被间隔开。
当需要除霜循环来将第二蒸发器绕管152上积累的霜移除时，控制器50在步骤220致动三通阀28，以将制冷剂40仅引导到第一蒸发器32。在这方面，控制器50在步骤222继续操作第一蒸发器32，以便在第二蒸发器34被除霜时继续冷却柜体12的内部空间18。接着，控制器50在步骤224停止第二蒸发器风扇70的运行。然后，控制器50在步骤226关闭第三和第四风门72、74（即，第二风门组件），以将第二蒸发器隔间82与柜体12的被冷却部84热隔离。这些步骤使制冷剂停止流过第二蒸发器34以及还使空气停止流过第二蒸发器34。在第二蒸发器隔间82与柜体12的剩余部分热隔离的情况下，控制器50在步骤228启动第二除霜加热装置154的运行。第二除霜加热装置154使第二蒸发器34和第二蒸发器绕管152变暖从而融化霜并且使得水滴到第二滴落盘156上以便从第二蒸发器34移除。冰箱10在这一点的运行状态如图7A所示。
连接到第二蒸发器34的一个传感器S7可以被设置成测量第二蒸发器34的温度。因此，一旦控制器50确定第二蒸发器34已经被加热到高于水的冰点（0°C）的第一目标温度足够长的时间而可融化第二蒸发器绕管152上积聚的霜，控制器50在步骤230停止第二除霜加热装置154，且允许一段设定的“滴落时间”来使额外的水从第二蒸发器绕管152上滴落到第二滴落盘156中。在一个示例中，这个第一目标温度可以是大约10°C。在这段“滴落时间”已经发生后，控制器50在步骤232再次通过三通阀28将制冷剂40引导通过第一和第二蒸发器32、34这两者，从而，冷却第二蒸发器隔间80。第二蒸发器34然后可通过打开第三和第四风门72、74和启动第二蒸发器风扇70而像图7B中所示的那样正常地使用。作为第二隔热罩78的结果，除霜循环并不导致柜体12的被冷却的内部空间18中的显著的温度波动。
而且，双蒸发器32、34配置方式在初始冷却柜体12或紧跟在门16打开之后也是有利的。在这点上，控制器50还用于在这些情况下命令冰箱10执行增长的冷却循环。在该增长的冷却循环中，控制器50操控三通阀28，以将制冷剂40引导通过第一和第二蒸发器32、34中的两者。控制器50还使第一、第二、第三和第四风门66、68、72、74打开，使得同时通过两个蒸发器32、34从柜体12的被冷却的内部空间18移除热量。当冰箱10初始启动或紧跟在门16打开之后，该过程有利地和迅速地将被冷却的内部空间18返回到期望的冷却储存温度。
如上文简要描述的，在一个替代的实施例中，除霜循环可以是有适应能力的除霜循环，该除霜循环在方法200的步骤202和218选择性地被开启。在这个有适应能力的除霜循环中，除霜循环之间的时长和除霜循环的持续时间基于通过控制器50监视的多个运行参数被修改。例如，传统的基于时间的除霜循环可以每6小时使第一和第二除霜加热装置144、154运行10分钟。相比，有适应能力的除霜循环可以监视柜体12中保持的实际温度、以及门打开次数和门16被打开的总时间。这些以及其它因素被考虑，以确定在下一个除霜循环被启动之前应当有多长时间、以及在下一个除霜循环中第一和第二除霜加热装置144、154应当运行多长时间。在这方面，如果柜体12的门16在6小时过程中不经常被打开并且第一和/或第二蒸发器32、34在保持被冷却部84内的期望温度的方面没有困难，那么下一个除霜循环可以被延迟额外的数小时和/或被缩短持续时间。因此，有适应能力的除霜循环具有较高的能量效率，因为第一和第二蒸发器绕管142、152仅在除霜循环是必需时才被除霜。此外，有适应能力的除霜循环自动地调节冰箱10，从而在各种环境情况中正确以及高效地运行。
尽管本发明已经通过示例性实施例的详细说明被展示，以及尽管这个实施例已经被相当详细地说明，但这并不是限制或者通过任何方式将权利要求限定为这种细节。附加的益处以及改良对本领域中的技术人员而言将会是可以想到的。本发明在其更广泛的方面并未被限定为所展示和说明的特定细节、代表性装置以及方法、以及说明性的示例。因此，可以在不脱离本申请的总体发明构思的精神或者范围的情况下对这些细节进行修改。
Claims (19)
1.一种冰箱，包括：
具有单一被冷却的内部空间的柜体；
用于循环制冷剂的制冷流体回路，所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、膨胀装置、位于柜体内的第一蒸发器、位于柜体内的第二蒸发器以及三通阀，所述三通阀能够使制冷剂选择性地通过第一和第二蒸发器中的一个或两者；
第一蒸发器包括第一蒸发器绕管、产生通过第一蒸发器绕管的空气流的第一蒸发器风扇、和将第一蒸发器隔间与被冷却的内部空间隔开的第一蒸发器罩；
第二蒸发器包括第二蒸发器绕管、产生通过第二蒸发器绕管的空气流的第二蒸发器风扇、和将第二蒸发器隔间与被冷却的内部空间隔开的第二蒸发器罩；
至少一个第一风门，所述至少一个第一风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间通过第一蒸发器罩循环通过第一蒸发器；以及
至少一个第二风门，所述至少一个第二风门能够打开，以允许空气从被冷却的内部空间通过第二蒸发器罩循环通过第二蒸发器；
其中，三通阀在第一和第二蒸发器中的一个蒸发器需要除霜时将制冷剂仅引导到另一个蒸发器中。
2.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，第一蒸发器包括第一除霜加热装置，且冰箱还包括：
能够在第一蒸发器需要除霜时命令冰箱执行以下步骤的控制器：
利用三通阀将制冷剂仅引导通过第二蒸发器；
利用第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；
停止操作第一蒸发器风扇；
关闭所述至少一个第一风门，以使第一蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及
启动第一除霜加热装置的操作。
3.如权利要求2所述的冰箱，其特征在于，第二蒸发器包括第二除霜加热装置，且所述控制器还能够在第二蒸发器需要除霜时命令冰箱执行以下步骤：
利用三通阀将制冷剂仅引导通过第一蒸发器；
利用第一蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；
停止操作第二蒸发器风扇；
关闭所述至少一个第二风门，以使第二蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及
启动第二除霜加热装置的操作。
4.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，控制器还能够在初始冷却所述被冷却的内部空间的过程中或紧跟在柜体打开之后命令冰箱执行以下步骤：
利用三通阀将制冷剂引导通过第一和第二蒸发器；以及
同时利用第一蒸发器和第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量。
5.如权利要求3所述或当权利要求4引用权利要求3时如权利要求4所述的冰箱，其特征在于，所述控制器能够基于至少一个可测量的操作参数修改除霜循环之间的时长、和第一或第二除霜加热装置在除霜循环中操作的时长。
6.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱还包括：
能够在初始冷却所述被冷却的内部空间的过程中或紧跟在柜体打开之后命令冰箱执行以下步骤的控制器：
利用三通阀将制冷剂引导通过第一和第二蒸发器；以及
同时利用第一蒸发器和第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量。
7.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述膨胀装置包括毛细管或阀中的至少一个。
8.如权利要求7所述的冰箱，其特征在于，膨胀装置包括设置在三通阀与第一蒸发器之间的第一毛细管和设置在三通阀与第二蒸发器之间的第二毛细管。
9.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，制冷流体回路还包括可操作地连接到第一和第二蒸发器以及压缩机的蓄积装置。
10.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述制冷流体回路还包括可操作地连接到所述冷凝器和所述膨胀装置的过滤装置/干燥装置。
11.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，所述至少一个第一风门包括两个第一风门部分，其中一个第一风门部分在打开位置允许空气从被冷却的内部空间流入第一蒸发器，另一个第一风门部分在打开位置允许空气从第一蒸发器流入被冷却的内部空间。
12.如权利要求11所述的冰箱，其特征在于，所述至少一个第二风门包括两个第二风门部分，其中一个第二风门部分在打开位置允许空气从被冷却的内部空间流入第二蒸发器，另一个第二风门部分在打开位置允许空气从第二蒸发器流入被冷却的内部空间。
13.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，第一和第二蒸发器隔间邻近且由分隔壁隔开。
14.如前面权利要求中任一所述的冰箱，其特征在于，第一和第二蒸发器罩中的每个均包括多个隔热板。
15.一种操作冰箱的方法，所述冰箱包括：具有单一被冷却的内部空间的柜体；制冷流体回路，所述制冷流体回路包括压缩机、冷凝器、位于柜体内且具有第一蒸发器风扇和第一除霜加热装置的第一蒸发器、位于柜体内且具有第二蒸发器风扇和第二除霜加热装置的第二蒸发器、以及三通阀，所述三通阀能够使制冷剂选择性地在压缩机/冷凝器、与第一和第二蒸发器中的一个或两者之间传送；至少一个第一风门，所述至少一个第一风门被构造成将第一蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及至少一个第二风门，所述至少一个第二风门被构造成将第二蒸发器与被冷却的内部空间隔开，所述方法包括：
当第一蒸发器需要除霜时，利用三通阀将制冷剂仅引导通过第二蒸发器；
利用第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；
停止操作第一蒸发器风扇；
关闭所述至少一个第一风门，以使第一蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及
启动第一除霜加热装置的操作。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当第二蒸发器需要除霜时，利用三通阀将制冷剂仅引导通过第一蒸发器；
利用第一蒸发器从被冷却的内部空间移除热量；
停止操作第二蒸发器风扇；
关闭所述至少一个第二风门，以使第二蒸发器与被冷却的内部空间隔开；以及
启动第二除霜加热装置的操作。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在初始冷却所述被冷却的内部空间的过程中或紧跟在柜体打开之后，利用三通阀将制冷剂引导通过第一和第二蒸发器；以及
同时利用第一蒸发器和第二蒸发器从被冷却的内部空间移除热量。
18.如权利要求15至17中任一所述的方法，其特征在于，所述冰箱是权利要求1至14中任一所述的冰箱。
19.如权利要求1至14中任一所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱可根据权利要求15至117中任一所述的方法进行操作。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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