CN109099636B - 冰箱及其压缩机频率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冰箱及其压缩机频率控制方法，其中方法包括：检测压缩机的排气温度以及压缩机壳体顶部温度；记录压缩机的持续运行时间；以及根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率。本发明能够根据压缩机总功率转换为实际做功功率的效率大小调节压缩机频率，使得压缩机在制冷效率较低时，以低频运行，以尽量减少能量损耗；在制冷效率较高时，控制压缩机以高频运行，加快对制冷剂做功。本发明针对现有技术中一次性控制压缩机达到较高频率而造成能量损失的缺陷。在压缩机刚开启时，控制压缩机以低频运行，并逐渐提高压缩机运行频率，减少了压缩机在刚开启时造成的摩擦功率损耗，提高了能源利用效率。

Description

冰箱及其压缩机频率控制方法

技术领域

本发明涉及冷藏冷冻领域，特别涉及一种冰箱及其压缩机频率控制方法。

背景技术

在冰箱初次上电时，冰箱的压缩机要连续不停机运行一段时间(一般为4小时)，为间室提供冷量，冷藏间室和冷冻间室的温度一直处于下降状态，直到达到间室的设定温度之后，冰箱压缩机开始进入停机阶段。

现有的冰箱在压缩机刚启动时就控制压缩机以较高的转速运行。由于压缩机的润滑***没有完全运转好，压缩机的功率，有一大部分转化为压缩机的摩擦功率，只有一小部分对制冷剂做功。因此这段时间中，压缩机的COP(即制冷性能系数)将是最低的，低COP会造成电能损耗。同时压缩机的摩擦功率基本上用于压机内部的发热，影响了压缩机的寿命，而其中的一部分热量传递给了制冷剂，导致制冷剂的温度升高，侧板冷凝器的温度升高，影响制冷效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的冰箱及其压缩机频率控制方法。

本发明的一个目的是为了提高冰箱能源利用效率。

本发明的另一个目的是为了确定压缩机升频的最佳时间点。

一方面，本发明提供了一种冰箱的压缩机频率控制方法，冰箱包括由压缩机、蒸发器和冷凝器组成的制冷循环***，压缩机频率控制方法包括：检测压缩机的排气温度以及压缩机壳体顶部温度；记录压缩机的持续运行时间；根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间设定压缩机的运行频率。

可选地，记录压缩机的持续运行时间的步骤之后还包括：判断压缩机是否达到升频条件；若是，执行根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率的步骤；若否，控制压缩机按照第一预设频率运行。

可选地，升频条件包括：压缩机的排气温度达到第一阈值温度以及压缩机壳体顶部温度达到第二阈值温度。

可选地，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率的步骤之后还包括：判断压缩机是否达到定频条件；若是，控制压缩机按照第二预设频率运行；若否，继续根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率。

可选地，定频条件包括：压缩机的排气温度达到第三阈值温度以及压缩机壳体顶部温度达到第四阈值温度。

另一方面，本发明还提供了一种冰箱，包括：箱体，其内部形成储物空间；由压缩机、蒸发器和冷凝器组成的制冷循环***；第一温度检测装置，设置于压缩机的排气口处，用于检测压缩机的排气温度；第二温度检测装置，设置于压缩机的壳体顶部，用于检测压缩机壳体顶部温度；计时装置，用于记录压缩机的持续运行时间；控制装置，与第一温度检测装置、第二温度检测装置、计时装置以及压缩机电连接，配置成根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率。

可选地，第一温度检测装置和第二温度检测装置均为温度传感器。

可选地，控制装置，还配置成：在压缩机达到升频条件的情况下，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率；在压缩机未达到升频条件的情况下，控制压缩机按照第一预设频率运行。

可选地，控制装置，还配置成：在压缩机达到定频条件的情况下，控制压缩机按照第二预设频率运行；在压缩机未达到定频条件的情况下，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率。

本发明提供了一种冰箱的压缩机频率控制方法，包括：检测压缩机的排气温度以及压缩机壳体顶部温度；记录压缩机的持续运行时间；以及根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率。本发明根据当前压缩机的排气温度、压缩机壳体顶部温度和压缩机的持续运行时间等参数确定压缩机的运行频率，能够根据压缩机制冷效率的大小(即压缩机总功率转换为实际做功功率的效率大小)调节压缩机频率，使得压缩机在上述制冷效率较低时，以低频运行，以尽量减少能量损耗；在制冷效率较高时，控制压缩机以高频运行，加快对制冷剂做功。本发明针对现有技术中，一次性控制压缩机达到较高频率而造成能量损失的缺陷，在压缩机刚开启时，控制压缩机以低频运行，并逐渐提高压缩机运行频率，减少了压缩机在刚开启时造成的摩擦功率损耗，提高了能源利用效率。

进一步地，本发明的控制方法还包括：判断压缩机是否达到升频条件；若是，执行根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机的运行频率的步骤；若否，控制压缩机按照第一预设频率运行。根据发明人研究发现，压缩机的制冷效率和排气温度和压缩机壳体顶部温度相关，在压缩机的润滑***尚未运转好的情况下，压缩机一部分功率转化为摩擦热功率，而实际对制冷剂做功的效率较低，此时排气温度较低，压缩机壳体温度较高。而在润滑***运转好的情况下，排气温度会升高，压缩机壳体温度降低。因此压缩机的制冷效率和排气温度以及压缩机壳体顶部温度相关。在本发明的方法中，根据排气温度和压缩机壳体温度确定压缩机的升频时间点，在压缩机的制冷效率提升至一定程度后再对压缩机进行升频。防止润滑***尚未运转好的情况下就提升压缩机频率，从而进一步避免了压缩机的功率损失。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的冰箱的结构示意框图；

图2是根据本发明一个实施例的冰箱的压缩机频率控制方法的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的冰箱的压缩机频率控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例首先提供了一种冰箱，该冰箱包括：箱体、压缩机100、蒸发器300、冷凝器200、第一温度检测装置610、第二温度检测装置620、计时装置400和控制装置500。箱体内部形成储物空间，储物空间进一步包括：冷藏间室和冷冻间室。压缩机100、蒸发器300和冷凝器200通过冷媒管路串联组成制冷循环***，冰箱的制冷循环原理是本领域技术人员所熟知的，这里不再详细描述。在本实施例中，压缩机100为变频压缩机，即其运行频率可以受控地发生改变。

第一温度检测装置610设置于压缩机100的排气口处，用于检测压缩机100的排气温度；第二温度检测装置620设置于压缩机100的壳体顶部，用于检测压缩机100壳体顶部温度。上述两个温度检测装置均可以为温度传感器。计时装置400用于记录压缩机100的持续运行时间，上述计时装置400可以为设置于冰箱内部的电子钟。控制装置500与第一温度检测装置610、第二温度检测装置620、计时装置400以及压缩机100电连接，用于接收上述多个装置的检测数据，配置成根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间设定压缩机100的运行频率。

具体地，压缩机100的整个制冷运行周期被分为三个运行阶段，在第一阶段内，由于压缩机100的润滑***没有完全运转好，压缩机100的总功率有一大部分转化为压缩机100的摩擦功率，只有一小部分转化为对制冷剂做功的功率，所以这段时间中，压缩机100的COP将是最低的，会造成大量的能量损耗。同时压缩机100的摩擦功率基本上用于压机内部的发热，影响了压缩机100的寿命，而其中的一部分热量通过导热和对流把热量传到了压机外壳上；一部分热量通过导热和对流，将热量传递给了制冷剂，导致制冷剂的温度升高，影响制冷效率。此时控制压缩机100以恒定的第一预设频率低频运行，以尽量减少压缩机100的能量损耗，同时防止压缩机100壳体温度上升过高。在第二阶段内，压缩机100制冷效率逐渐升高，此时，压缩机100将根据压缩机100排气温度、压缩机100壳体顶部温度以及压缩机100的运行时间综合确定压缩机100的运行频率。通过在第二阶段不断提升压缩机100的运行频率，压缩机100输出功率的制冷效率也在不断升高。在第三阶段内，压缩机100输出功率的制冷效率达到最大，同时控制压缩机100频率上升至允许设置的最大频率阈值，即第二预设频率。在此阶段内，压缩机100以恒定的第二预设频率高频运行。上述第二预设频率大于第一预设频率。

在本实施例中，冰箱通过检测排气温度和压缩机100壳体温度是否达到一定的预设条件以控制压缩机100进入相应的运行状态。控制装置500还配置成：在压缩机100达到升频条件的情况下，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机100的运行频率；在压缩机100未达到升频条件的情况下，控制压缩机100按照第一预设频率运行。以及在压缩机100达到定频条件的情况下，控制压缩机100按照第二预设频率运行；在压缩机100未达到定频条件的情况下，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间确定压缩机100的运行频率。在本实施例中，升频条件包括：压缩机100的排气温度达到第一阈值温度以及压缩机100壳体顶部温度达到第二阈值温度。定频条件包括：压缩机100的排气温度达到第三阈值温度以及压缩机100壳体顶部温度达到第四阈值温度。

本发明还提供了一种冰箱的压缩机100频率控制方法。图2是根据本发明一个实施例的冰箱压缩机100的频率控制方法的示意图。该方法一般性地包括：

步骤S202，检测压缩机100的排气温度以及压缩机100壳体顶部温度。压缩机100的排气温度和压缩机100的实际对制冷剂做功功率相关，一般而言，压缩机100的实际做功功率越高，压缩机100的排气温度就越高。而压缩机100的壳体顶部温度和压缩机100的摩擦功率有关，根据前文描述，在压缩机100工作的过程中，有部分功率转化为摩擦功率并导致压缩机100壳体温度上升。通过检测压缩机100壳体顶部的温度能够确定压缩机100功率转化为摩擦功率的大小，压缩机100的摩擦功率越高，压缩机100壳体顶部的温度就越高。通过检测排气温度以及压缩机100壳体顶部温度能够确定当前压缩机100的制冷效率。

步骤S204，记录压缩机100的持续运行时间。上述持续运行时间为本次冰箱制冷周期开始(即压缩机100开始启动)到当前时刻的持续时间。

步骤S206，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间设定压缩机100的运行频率。在本实施例中，冰箱主控板内预先存储有压缩机100运行频率和排气温度、压缩机100壳体顶部温度和压缩机100持续运行时间的对应关系。在本实施例中，上述对应关系是压缩机100运行频率f关于排气温度T₁、压缩机100壳体顶部温度T₂和压缩机100持续运行时间t的函数关系式，即f＝f(T₁，T₂，t)。具体地，排气温度T₁越高、壳体顶部温度T₂越低，表示当前压缩机100的实际工作效率越高，此时对应设置的压缩机100频率f越高。另外，压缩机100运行频率f还和压缩机100的持续运行时间相关，持续运行时间t越长，压缩机100的润滑***运转越充分，压缩机100的实际工作效率越高，此时对应设置的压缩机100频率f越高。函数f＝f(T₁，T₂，t)的具体形式可以根据本领域技术人员的实验数据进行设定。

图3是根据本发明一个实施例的冰箱压缩机100的频率控制方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤S302，以第一预设频率低频运行。在压缩机100刚开机的时候，控制压缩机100以低频运行，在本实施例中，第一频率即压缩机100的初始频率，可以设置为53Hz。在压缩机100刚开启的时候，由于压缩机100的润滑***没有完全运转好，压缩机100的总功率有一大部分转化为压缩机100的摩擦功率，只有一小部分转化为对制冷剂做功的功率，所以这段时间中，压缩机100的COP将是最低的。此时，控制压缩机100以第一频率低频运行，以防止造成过多的能量损耗。

步骤S304，检测压缩机100的排气温度以及压缩机100壳体顶部温度。

步骤S306，记录压缩机100的持续运行时间。

步骤S308，判断压缩机100是否达到升频条件。在本实施例中，升频条件包括：压缩机100的排气温度达到第一阈值温度以及压缩机100壳体顶部温度达到第二阈值温度。在压缩机100持续运行的过程中，随着压缩机100的做功效率的增加，压缩机100的总功率更多地转化为实际做功功率。压缩机100的排气温度会逐渐升高，而压缩机100壳体顶部的温度在达到一峰值之后开始逐渐降低。上述第一阈值温度和第二阈值温度可以根据本领域技术人员的实验数据进行设置。

步骤S310，若步骤S308的判断结果为是，根据排气温度、壳体顶部温度以及持续运行时间设定运行频率。当冰箱满足升频条件时，表示压缩机100做功效率上升至一定程度，此时可以根据上述函数关系f＝f(T₁，T₂，t)逐渐升高压缩机100的频率。若步骤S308的判断结果为否，冰箱不满足升频条件，表示压缩机100做功效率仍然较低，此时压缩机100继续保持以低频运行，防止能量损耗。

步骤S312，判断压缩机100是否达到定频条件。在本实施例中，升频条件包括：压缩机100的排气温度达到第三阈值温度以及压缩机100壳体顶部温度达到第四阈值温度。在压缩机100继续升频的过程中，排气温度进一步升高，壳体顶部温度进一步降低。当压缩机100的排气温度达到第三阈值温度以及压缩机100壳体顶部温度达到第四阈值温度时，确定满足压缩机100的定频条件。上述第三阈值温度和第四阈值温度可以根据本领域技术人员的实验数据进行设置，其中第三阈值温度大于第一阈值温度，第四阈值温度小于第二阈值温度。

步骤S314，若步骤S312的判断结果为是，控制压缩机100以第二预设频率定频运行。当冰箱满足定频条件时，表示压缩机100做功效率上升至峰值，此时控制压缩机100以第二预设频率运行，上述第二频率为压缩机100允许设置的最大运行频率，在本实施例中设置为128Hz。此后压缩机100持续以第二预设频率定频运行。若步骤S312的判断结果为否，表示压缩机100效率仍然较低，此时继续根据排气温度、壳体顶部温度以及压缩机100的持续运行时间确定压缩机100的运行频率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (6)

1.一种冰箱的压缩机频率控制方法，所述冰箱包括由压缩机、蒸发器和冷凝器组成的制冷循环***，所述压缩机频率控制方法包括：

检测所述压缩机的排气温度以及压缩机壳体顶部温度；

记录所述压缩机的持续运行时间；以及

根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间设定所述压缩机的运行频率；

记录所述压缩机的持续运行时间的步骤之后还包括：

判断所述压缩机是否达到升频条件；

若是，执行根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间确定所述压缩机的运行频率的步骤；

若否，控制所述压缩机按照第一预设频率运行；

所述升频条件包括：

所述压缩机的排气温度达到第一阈值温度以及所述压缩机壳体顶部温度达到第二阈值温度。

2.根据权利要求1所述的压缩机频率控制方法，其中根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间确定所述压缩机的运行频率的步骤之后还包括：

判断所述压缩机是否达到定频条件；

若是，控制所述压缩机按照第二预设频率运行；

若否，继续根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间确定所述压缩机的运行频率。

3.根据权利要求2所述的压缩机频率控制方法，其中所述定频条件包括：

所述压缩机的排气温度达到第三阈值温度以及所述压缩机壳体顶部温度达到第四阈值温度。

4.一种冰箱，包括：

箱体，其内部形成储物空间；

由压缩机、蒸发器和冷凝器组成的制冷循环***；

第一温度检测装置，设置于所述压缩机的排气口处，用于检测所述压缩机的排气温度；

第二温度检测装置，设置于所述压缩机的壳体顶部，用于检测所述压缩机壳体顶部温度；

计时装置，用于记录所述压缩机的持续运行时间；

控制装置，与所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置、所述计时装置以及所述压缩机电连接，配置成根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间确定所述压缩机的运行频率；

所述控制装置，还配置成：在所述压缩机达到升频条件的情况下，根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间确定所述压缩机的运行频率；在所述压缩机未达到升频条件的情况下，控制所述压缩机按照第一预设频率运行。

5.根据权利要求4所述的冰箱，其中

所述第一温度检测装置和所述第二温度检测装置均为温度传感器。

6.根据权利要求4所述的冰箱，其中

所述控制装置，还配置成：在所述压缩机达到定频条件的情况下，控制所述压缩机按照第二预设频率运行；在所述压缩机未达到定频条件的情况下，根据所述排气温度、所述壳体顶部温度以及所述持续运行时间确定所述压缩机的运行频率。

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