CN109737645A - 蒸发器风机控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发器风机控制***及应用该控制***的蒸发器风机控制方法，所述蒸发器风机控制***包括蒸发器主控制器、调速控制模块、调速执行模块和蒸发器风机，所述蒸发器主控制器、调速控制模块、调速执行模块和蒸发器风机依次电性连接。其中，所述调速控制模块包括调速控制器；所述调速执行模块包括可输出PWM信号的调速电路；所述蒸发器风机包括驱动电机；所述调速电路连接所述调速控制器的输出端和所述驱动电机。所述蒸发器风机控制***及控制方法，实现了蒸发器风机风速的自动调节，通过优化蒸发器结霜过程中的风机风速，增强了蒸发器的制冷性能；通过优化蒸发器化霜过程中的风机风速，提高了蒸发器的化霜效率，降低了化霜能耗。

Description

蒸发器风机控制***及控制方法

技术领域

本发明涉及冷柜蒸发器控制领域，具体涉及一种蒸发器风机控制***及控制方法。

背景技术

蒸发器是冷柜制冷中非常重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，从而达到制冷的效果。为保证柜内冷量的传递提高制冷效果，在冷柜中安装有蒸发器风机，风机以一定的速度运行使冷量在柜内均匀分布。

冷柜制冷***正常运行时蒸发器的表面温度远低于空气的露点温度，食品和空气中的水分会析出而凝结在蒸发器管壁上。若管壁温度低于0°时水露则凝结成霜。蒸发器结霜会增大蒸发器风机的风阻，从而降低了风机风量，削弱了蒸发器的制冷性能，增加了冷柜能耗。

现有技术中，冷柜通过定时化霜，使蒸发器恢复性能，但无法解决结霜过程中蒸发器风机的风阻增大导致的蒸发器制冷性能下降问题，且现有冷柜不具备自动调节蒸发器风机风速的功能，化霜时加热管的热损失量大，降低了冷柜的化霜效率，增加了化霜能耗。

发明内容

有鉴于此，提供一种用于冷柜的蒸发器风机控制***及应用该蒸发器风机控制***的蒸发器风机控制方法以解决上述技术问题。

本发明采用的一个技术方案是：提供了一种蒸发器风机控制***，所述蒸发器风机控制***包括蒸发器主控制器、调速控制模块、调速执行模块和蒸发器风机，所述蒸发器主控制器、调速控制模块、调速执行模块和蒸发器风机依次电性连接；其中，

所述调速控制模块包括调速控制器；

所述调速执行模块包括可输出PWM信号的调速电路；

所述蒸发器风机包括驱动电机；

所述调速电路连接所述调速控制器的输出端和所述驱动电机。

进一步的，该控制***还包括测速模块，所述测速模块连接所述蒸发器风机及所述调速控制器的输入端，用于检测所述蒸发器风机的实时风速并反馈至所述调速控制器。

进一步的，该控制***还包括通信模块，所述通信模块连接所述调速控制器的输出端，用于连接外部智能设备。

进一步的，该控制***还包括显示模块，所述显示模块连接所述调速控制器的输出端。

本发明采用的一个技术方案是：提供了一种蒸发器风机控制方法，所述蒸发器风机控制方法包括如下步骤：

（1）提供上述蒸发器风机控制***；

（2）在所述蒸发器主控制器上预设蒸发器的结霜起始时间、结霜时长、化霜起始时间及化霜时长；

（3）通过所述调速控制模块预设蒸发器风机的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系、化霜风速初始值及化霜风速与化霜时间的对应关系；

（4）启动所述蒸发器风机控制***，通过所述蒸发器主控制器控制蒸发器的结霜和化霜操作，通过所述调速控制模块和调速执行模块调节蒸发器风机的风速。

进一步的，步骤（2）中，结霜与化霜交替，所述结霜起始时间为化霜结束时间，化霜起始时间为结霜结束时间。

进一步的，步骤（3）中，

所述结霜风速初始值大于化霜风速初始值；

所述结霜风速与结霜时长的对应关系为：随着结霜的进行，结霜风速逐渐增大；

所述化霜风速与化霜时间的对应关系为：随着化霜的进行，化霜风速保持不变。

进一步的，所述结霜风速与结霜时长的对应关系为：结霜风速与结霜时长之间呈线性关系。

进一步的，步骤（4）中，

所述蒸发器主控制器控制蒸发器按照所述结霜时长和化霜时间分别进行结霜和化霜操作，并发送相应的结霜信号及化霜信号至所述调速控制器；

所述调速控制器根据所接收到的结霜信号发送控制信号至所述调速电路，使蒸发器风机的风速按照所设定的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系进行相应调整；

所述调速控制器根据所接收到的化霜信号发送控制信号至所述调速电路，使蒸发器风机的风速按照所设定的化霜风速初始值、化霜风速与化霜时间的对应关系进行相应调整。

进一步的，在结霜时长内，所述调速电路调节输出PWM信号的占空比，使所述蒸发器风机的风速随时间按照所述结霜风速与结霜时长对应关系调整；

在化霜时间内，所述调速电路调节输出PWM信号的占空比，使所述蒸发器风机的风速随时间按照所述化霜风速与化霜时间对应关系调整。

有益效果：本发明所提供的蒸发器风机控制***及控制方法，使冷柜具备了自动调节蒸发器风机风速的功能，通过优化蒸发器结霜过程中的风机风速，增强了蒸发器的制冷性能；通过优化蒸发器化霜过程中的风机风速，减少了加热管的热损失，提高了蒸发器的化霜效率，降低了化霜能耗。所述蒸发器风机控制***及控制方法，可延长蒸发器的化霜间隔时间，减少化霜次数，降低冷柜总能耗。

附图说明

图1 是本发明实施例中蒸发器风机控制***的结构框图；

图2 是本发明实施例中蒸发器风机风速与时间的对应关系图。

具体实施方式

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明提供了一种蒸发器风机控制***及应用该控制***的蒸发器风机控制方法，实现了蒸发器风机风速的自动调节，用于根据冷柜蒸发器的运行情况控制蒸发器风机风速的适应性调整，以增强蒸发器的制冷性能、提高蒸发器的化霜效率，降低能源消耗。

实施例一：

本实施例提供了一种蒸发器风机控制***，请参阅图1，图1 示出了所述蒸发器风机控制***的框图结构，所述蒸发器风机控制***包括蒸发器主控制器10、调速控制模块20、调速执行模块30和蒸发器风机40，所述蒸发器主控制器10、调速控制模块20、调速执行模块30和蒸发器风机40依次电性连接。

其中，所述蒸发器主控制器10用于控制蒸发器的结霜、化霜动作的执行并发送结霜信号及化霜信号至所述调速控制器21，所述蒸发器主控制器10上预设有结霜时长和化霜时间，所述蒸发器主控制器10包括计时器，在所述结霜时长内，所述蒸发器主控制器10发送控制信号使蒸发器执行结霜动作；在所述化霜时间内，所述蒸发器主控制器10发送控制信号使蒸发器执行化霜动作。

可以理解的，蒸发器执行结霜动作即为蒸发器的正常制冷运行，蒸发器执行化霜动作时，蒸发器停止制冷。

所述调速控制模块20用于根据所述蒸发器主控制器10发送的信号通过所述调速执行模块30适应性调节所述蒸发器风机40的风速。

本实施例中，所述调速控制模块20包括调速控制器21，所述调速执行模块30包括可输出PWM信号的调速电路31，所述蒸发器风机40包括驱动电机41。

进一步的，所述调速控制模块20还包括输入装置22，可通过所述输入装置22在所述调速控制器21上进入软件编程以设定蒸发器风机40的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系、化霜风速初始值及化霜风速与化霜时间的对应关系。

其中，所述调速控制器21可以为PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器），MCU（Microcontroller Unit, 微控制单元）， FPGA（Field Programmable GateArray，元件可编程逻辑闸阵列），CPU（Central Processing Unit，中央处理器）中的一种；所述输入装置22可以为键盘、手写板等现有输入设备中的一种。

所述调速控制器21的输入端连接所述蒸发器主控制器10，所述调速控制器21的输出端连接所述调速电路31，所述调速电路31连接所述驱动电机41。

所述蒸发器主控制器10控制蒸发器执行结霜、化霜的同时，发送结霜信号、化霜信号至所述调速控制器21。

所述调速控制器21根据所接收到的结霜信号及其上预设的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系发送相应的控制信号至所述调速电路31，所述调速电路31根据接收到的控制信号相应调节其输出PWM信号的占空比，从而调节所述驱动电机41的转速，进而使所述蒸发器风机40的风速按照所述结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系进行适应性调整。

所述调速控制器21根据所接收到的化霜信号及其上预设的化霜风速初始值、化霜风速与化霜时间的对应关系发送相应的控制信号至所述调速电路31，所述调速电路31根据接收到的控制信号相应调节其输出PWM信号的占空比，从而调节所述驱动电机41的转速，进而使所述蒸发器风机40的风速按照所述化霜风速初始值及化霜风速与化霜时间的对应关系进行适应性调整。

具体的，所述PWM信号为脉冲宽度调制信号，也就是占空比可变的脉冲波形信号，其对所述调速电路31开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。

可在所述调速控制器21上进行软件编程，以将其所接收到的结霜信号、化霜信号及其上预设的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系、化霜风速初始值及化霜风速与化霜时间的对应关系转换为脉冲宽度调制的控制信号，该控制信号使所述调速电路31按照一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，输出占空比不同的PWM信号，以调节所述调速电路31输出电压的大小，调节所述驱动电机41的转速，从而调节所述蒸发器风机40的风速。

本实施例所提供的蒸发器风机控制***，可在现有的蒸发器风机基础上实现自动控制，且相比于变频风机，其调速更加方便，降低了蒸发器的运行成本。

本实施例中，所述蒸发器风机控制***还包括测速模块50，所述测速模块50连接所述蒸发器风机40及所述调速控制器21的输入端，用于检测所述蒸发器风机40的实时风速并反馈至所述调速控制器21。在一个实施方式中，所述测速模块50包括转速传感器，优选所述转速传感器为霍尔传感器。

在一个实施方式中，该蒸发器风机控制***还包括通信模块60，所述通信模块60连接所述调速控制器21的输出端，用于连接外部智能设备100。在所述蒸发器风机40的运行过程中，所述调速控制器21可将其上接收到的相关参数及其相互关系通过所述通信模块60传输至所述外部智能设备100，以便于操作人员远程监控所述蒸发器及蒸发器风机40的运行状态。所述相关参数及其相互关系包括蒸发器的运行状态（结霜、化霜）、蒸发器的运行时间（结霜时长、化霜时间）、所述蒸发器风机40的实时风速、实时风速与运行时间之间的关系图等。

更进一步的，所述通信模块为无线通信模块，所述的无线通信可以为WLAN、GSM、CDMA、LTE、蓝牙、红外等，所述外部智能设备100可以为智能手机、平板、电脑等。

在另一个实施方式中，该控制***还包括显示模块70，所述显示模块70连接所述调速控制器21的输出端，用于显示所述蒸发器风机40运行过程中，所述调速控制器21接收到的各相关参数及其相互关系，如蒸发器的运行状态（结霜、化霜）、运行时间（结霜时长、化霜时间）、所述蒸发器风机40的实时风速、实时风速与运行时间之间的关系图等。

实施例二：

本实施例提供了一种蒸发器风机控制方法，该蒸发器风机控制方法包括如下步骤：

（1）提供如实施例一所述的蒸发器风机控制***；

（2）在所述蒸发器主控制器10上预设蒸发器的结霜起始时间T01、结霜时长T1、化霜起始时间T02及化霜时长T2；

（3）在所述调速控制模块20上预设蒸发器风机40的结霜风速初始值V11、结霜风速V1与结霜时长T1的对应关系、化霜风速初始值V21及化霜风速V2与化霜时长T2的对应关系；

（4）启动所述蒸发器风机控制***，通过所述蒸发器主控制器10控制蒸发器的结霜和化霜操作，通过所述调速控制模块20和调速执行模块30调节蒸发器风机40的风速。

请参阅图2，图2示出了本实施例提供的蒸发器风机控制方法中，蒸发器风机风速与时间的对应关系，步骤（2）中，蒸发器的结霜与化霜交替，所述结霜起始时间T01为化霜结束时间，所述化霜起始时间T02为结霜结束时间。进一步的，所述结霜时长T1设置为所述化霜时长T2的8～10倍。

步骤（3）中，所述结霜风速初始值V11大于化霜风速初始值V21；所述结霜风速V1与结霜时长T1的对应关系为：随着结霜的进行，即随着结霜时长T1的增加，结霜风速V1逐渐增大；所述化霜风速V2与化霜时长T2的对应关系为：随着化霜的进行，即随着化霜时长T2的增加，化霜风速V2保持不变。

本实施例所提供的蒸发器风机控制方法中，在蒸发器结霜过程中，蒸发器风机40的风速V1逐渐增大，以解决随着蒸发器的结霜，蒸发器风机风阻逐渐增大造成的蒸发器制冷性能下降的问题，优化了蒸发器的制冷性能，提高了冷柜的制冷效率；在蒸发器化霜过程中，蒸发器风机40的风速V2较结霜时降低，减少了加热管的热损失，提高了蒸发器的化霜效率，降低了化霜能耗。采用所述蒸发器风机控制***及控制方法，可延长蒸发器的化霜间隔时间，减少化霜次数，降低冷柜总能耗。

进一步的，本实施例中，所述结霜风速V1与结霜时长T1的对应关系为：结霜风速V1与结霜时长T1之间呈线性关系，即，随着结霜时长T1的增加，结霜风速V1以恒定的速度增长，所述驱动电机41的转速随所述结霜时长T1以恒定的速度增长，提高了所述驱动电机41的效率。可以理解的，在其他的实施例中，结霜风速V1与结霜时长T1之间也可以呈指数关系增长或对数关系增长。

在本实施例的一个实施方式中，结霜结束时，蒸发器风机40的风速V12（即结霜风速的最大值）设置为所述结霜风速初始值V11（即结霜风速的最小值）的1.2～1.5倍，化霜风速初始值V21设置为所述结霜风速初始值V11的1/3～1/2。

步骤（4）中，所述蒸发器主控制器10控制蒸发器按照所述结霜时长和化霜时间分别进行结霜和化霜操作，并相应发送结霜信号及化霜信号至所述调速控制器21。具体的，在所述结霜起始时间T01，所述蒸发器主控制器10发送结霜信号至所述调速控制器21，在所述化霜起始时间T02，所述蒸发器主控制器10发送化霜信号至所述调速控制器21。

所述调速控制器21根据所接收到的结霜信号发送控制信号至所述调速电路31，使蒸发器风机40的风速按照所设定的结霜风速初始值V11、结霜风速V1与结霜时长T1的对应关系进行相应调整。

进一步的，在结霜时长T1内，所述调速电路31调节输出PWM信号的占空比，使所述蒸发器风机40的风速随时间按照所述结霜风速V1与结霜时长T1的对应关系调整。

所述调速控制器21根据所接收到的化霜信号发送控制信号至所述调速电路31，使蒸发器风机40的风速按照所设定的化霜风速初始值V21、化霜风速V2与化霜时长T2的对应关系进行相应调整。

在化霜时长T2内，所述调速电路31调节输出PWM信号的占空比，使所述蒸发器风机40的风速随时间按照所述化霜风速V2与化霜时长T2的对应关系调整。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种蒸发器风机控制***，其特征在于，包括蒸发器主控制器、调速控制模块、调速执行模块和蒸发器风机，所述蒸发器主控制器、调速控制模块、调速执行模块和蒸发器风机依次电性连接；其中，

所述调速控制模块包括调速控制器；

所述调速执行模块包括可输出PWM信号的调速电路；

所述蒸发器风机包括驱动电机；

所述调速电路连接所述调速控制器的输出端和所述驱动电机。

2.如权利要求1所述的蒸发器风机控制***，其特征在于，该控制***还包括测速模块，所述测速模块连接所述蒸发器风机及所述调速控制器的输入端，用于检测所述蒸发器风机的实时风速并反馈至所述调速控制器。

3.如权利要求1所述的蒸发器风机控制***，其特征在于，该控制***还包括通信模块，所述通信模块连接所述调速控制器的输出端，用于连接外部智能设备。

4.如权利要求1所述的蒸发器风机控制***，其特征在于，该控制***还包括显示模块，所述显示模块连接所述调速控制器的输出端。

5.一种蒸发器风机控制方法，其特征在于，包括如下步骤： （1）提供如权利要求1-4中任意一项所述的蒸发器风机控制***；

（2）在所述蒸发器主控制器上预设蒸发器的结霜起始时间、结霜时长、化霜起始时间及化霜时长；

（3）通过所述调速控制模块预设蒸发器风机的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系、化霜风速初始值及化霜风速与化霜时间的对应关系；

（4）启动所述蒸发器风机控制***，通过所述蒸发器主控制器控制蒸发器的结霜和化霜操作，通过所述调速控制模块和调速执行模块调节蒸发器风机的风速。

6.如权利要求5所述的蒸发器风机控制方法，其特征在于，步骤（2）中，结霜与化霜交替，所述结霜起始时间为化霜结束时间，化霜起始时间为结霜结束时间。

7.如权利要求5所述的蒸发器风机控制方法，其特征在于，步骤（3）中，

所述结霜风速初始值大于化霜风速初始值；

所述结霜风速与结霜时长的对应关系为：随着结霜的进行，结霜风速逐渐增大；

所述化霜风速与化霜时间的对应关系为：随着化霜的进行，化霜风速保持不变。

8.如权利要求7所述的蒸发器风机控制方法，其特征在于，所述结霜风速与结霜时长的对应关系为：结霜风速与结霜时长之间呈线性关系。

9.如权利要求5所述的蒸发器风机控制方法，其特征在于，步骤（4）中，

所述蒸发器主控制器控制蒸发器按照所述结霜时长和化霜时间分别进行结霜和化霜操作，并发送相应的结霜信号及化霜信号至所述调速控制器；

所述调速控制器根据所接收到的结霜信号发送控制信号至所述调速电路，使蒸发器风机的风速按照所设定的结霜风速初始值、结霜风速与结霜时长的对应关系进行相应调整；

所述调速控制器根据所接收到的化霜信号发送控制信号至所述调速电路，使蒸发器风机的风速按照所设定的化霜风速初始值、化霜风速与化霜时间的对应关系进行相应调整。

10.如权利要求9所述的蒸发器风机控制方法，其特征在于，在结霜时长内，所述调速电路调节输出PWM信号的占空比，使所述蒸发器风机的风速随时间按照所述结霜风速与结霜时长对应关系调整；

在化霜时间内，所述调速电路调节输出PWM信号的占空比，使所述蒸发器风机的风速随时间按照所述化霜风速与化霜时间对应关系调整。