CN111503934A - 一种制冷控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冷控制方法。本发明中：预设设定温度TS与环境温度TE的差值T＝TE‑TS；并将温度差值以从高到低的顺序均分为n个温度段T1、T2、T3...Tn，将散热风扇转速参数从低速到高速设置分为n个转速参数档位F1、F2、F3...Fn；将每个温度段Tx对应一个转速参数档位Fx进行设置；控制器根据温度传感器传输的信号控制散热风扇的运行转速。本发明通过优化控制器对散热风扇的控制方法，实现对半导体制冷片的散热风扇进行精细化控制，显著的降低了散热风扇运行过程中的平均档位，制冷***只会在制冷降温达到一定值后，散热风扇的转速及其噪音才会慢慢增加，提升用户体验同时能源利用效率更高。

Description

一种制冷控制方法
技术领域
本发明属于制冷控制领域，特别是涉及一种制冷控制方法，具体为一种基于半导体制冷的化妆品箱制冷控制方法。
背景技术
半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。在原理上，半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻，当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消，此时冷热端的温度就不会继续发生变化。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40-65℃之间，为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。
传统半导体制冷片***，由与导冷块贴合的金属铝内胆、与金属铝内胆的导冷面和半导体制冷片制冷面连接传递热量的方形导冷块、半导体制冷片、与制冷片散热面连接用于散热的齿状散热器、固定导冷块、半导体制冷片以及散热器的金属紧固螺丝和垫圈、阻挡金属铝内胆和导冷块与散热器进行热交换的发泡保温层共六个模块组成。为了更好的实现制冷片散热面的热量传递，一般会在齿状散热器上安装强制对流换热的各类型风扇，将散热器上的热量持续排入周边空气中，以降低制冷片散热面温度，提高制冷片制冷性能。
半导体制冷片自身并无机械结构，工作时无噪音，无振动。但是散热风扇在工作时，会根据转速所不同，产生不同程度的噪音。中国专利公开号为CN207922644U的一种基于半导体制冷片的小型制冰装置中，公开了采用半导体制冷***的迷你化妆品箱产品，其散热***设计均是参考半导体制冷片最大工况下的散热要求所设计，风扇为固定转速，且转速较高，产生的噪音很大。产品自上电工作起，无论用户是否设定了最大制冷温度，其整体制冷***的均按照最大工况来工作的，整个工作周期，产品的噪音指标均一直处于最高值状态。考虑到此类迷你化妆品箱产品，所使用的场景大多为宿舍、出租屋、梳妆台、客厅餐厅等小面积房间内，长时间持续的高噪音工作，用户的使用体验感会很差，
中国专利公开号CN110018724A的一种低噪音半导体散热***及其控制方法中，公开了通过控制半导体制冷片的电流来实现不同制冷能力，散热风扇的状态只有停机和固定转速两种状态，此方案频繁改变制冷片电流，对半导体制冷片损伤较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制冷控制方法，通过设置温度传感器检测化妆品箱环境温度，通过优化控制器对散热风扇的控制方法，实现对半导体制冷片的散热风扇进行精细化控制，实现半导体制冷***始终以最低的工作噪音运行，显著的降低了散热风扇运行过程中的平均档位，制冷***只会在制冷降温达到一定值后，散热风扇的转速及其噪音才会慢慢增加，提升用户体验同时能源利用效率更高；通过对制冷片一直维持固定的电流，通过改变散热风扇转速达到控制制冷的目的，不会对制冷片造成损伤。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种制冷控制方法，在由温度传感器、控制器和散热风扇组成的控制***中，按照如下步骤进行：
步骤一，通过温度传感器获取环境温度TE，并将获取的温度数据传输至控制器；通过控制器输入设定温度TS；
其中，预设设定温度TS与环境温度TE的差值T＝TE-TS；并将温度差值以从高到低的顺序均分为n个温度段T1、T2、T3...Tn，其中T1+T2+...+Tn＝T；将散热风扇转速参数从低速到高速设置分为n个转速参数档位F1、F2、F3...Fn；
将每个温度段Tx对应一个转速参数档位Fx进行设置；
步骤二，所述控制器根据温度传感器传输的信号控制散热风扇的运行转速；包括以下子步骤：
SS01、***开始制冷后，环境温度TE与设定温度TS的差值在T1温度段范围内；所述控制器控制散热风扇以最低转速F1进行工作对半导体制冷片进行散热降温，直至环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度；
SS02、当环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度时，环境温度TE与设定温度TS的差值达到T2温度段范围，所述控制器控制散热风扇转速参数提高一个档位达到F2档位进行工作对半导体制冷片进行散热降温；
SS03、循环SS02步骤，直至环境温度TE达到设定温度TS；
步骤三，所述控制器根据环境温度TE的变化曲线控制散热风扇的运行转速；当温度变化曲线的斜率小于设定的阈值时，所述控制器控制散热风扇在当前转速参数档位Fx的基础上提高一个档位。
优选地，所述散热风扇对半导体制冷片的热面进行降温，在散热风扇对半导体制冷片的热端进行散热降温时，破坏了半导体制冷片的热平衡，间接使得冷面温度降低，实现降温。
优选地，所述控制器中安装有分析控制程序；所述控制器还与一输入模块电性连接，所述输入模块包括键盘或触控面板；所述输入模块用于向控制模块输入设定温度TS的数据。
优选地，所述散热风扇的转速参数档位Fx对应的最低制冷温度通过控制面板进行输入；制冷***是通过半导体制冷片冷端与***内部进行冷热交换实现制冷的，当制冷***确定后，制冷***在每个散热风扇档位下的最低制冷温度就可以通过实验测定。
优选地，所述步骤三中所述控制器控制温差传感器每半小时采集以化妆品箱环境温度；所述温度传感器每半小时采集的温度数据依次连接即为温度变化曲线；当环境温度TE降低值小于0.1℃时，即为温度变化曲线的斜率小于设定的阈值。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置温度传感器检测化妆品箱环境温度，通过优化控制器对散热风扇的控制方法，实现对半导体制冷片的散热风扇进行精细化控制，实现半导体制冷***始终以最低的工作噪音运行，显著的降低了散热风扇运行过程中的平均档位，制冷***只会在制冷降温达到一定值后，散热风扇的转速及其噪音才会慢慢增加，提升用户体验同时能源利用效率更高；通过对制冷片一直维持固定的电流，通过改变散热风扇转速达到控制制冷的目的，不会对制冷片造成损伤。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种制冷控制方法的控制流程图；
图2为一种制冷控制方法的温度-转速对应图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，本发明为一种制冷控制方法，包括由温度传感器、控制器和散热风扇组成的控制***中，按照如下步骤进行：
步骤一，通过温度传感器获取环境温度TE，并将获取的温度数据传输至控制器；通过控制器输入设定温度TS；
其中，预设设定温度TS与环境温度TE的差值T＝TE-TS；并将温度差值以从高到低的顺序均分为n个温度段T1、T2、T3...Tn，其中T1+T2+...+Tn＝T；将散热风扇转速参数从低速到高速设置分为n个转速参数档位F1、F2、F3...Fn；
将每个温度段Tx对应一个转速参数档位Fx进行设置；
步骤二，所述控制器根据温度传感器传输的信号控制散热风扇的运行转速；包括以下子步骤：
SS01、***开始制冷后，环境温度TE与设定温度TS的差值在T1温度段范围内；所述控制器控制散热风扇以最低转速F1进行工作对半导体制冷片进行散热降温，直至环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度；
SS02、当环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度时，环境温度TE与设定温度TS的差值达到T2温度段范围，所述控制器控制散热风扇转速参数提高一个档位达到F2档位进行工作对半导体制冷片进行散热降温；
SS03、循环SS02步骤，直至环境温度TE达到设定温度TS；
步骤三，所述控制器根据环境温度TE的变化曲线控制散热风扇的运行转速；当温度变化曲线的斜率小于设定的阈值时，所述控制器控制散热风扇在当前转速参数档位Fx的基础上提高一个档位。
优选地，所述散热风扇对半导体制冷片的热面进行降温，在散热风扇对半导体制冷片的热端进行散热降温时，破坏了半导体制冷片的热平衡，间接使得冷面温度降低，实现降温。
优选地，所述控制器中安装有分析控制程序；所述控制器还与一输入模块电性连接，所述输入模块包括键盘或触控面板；所述输入模块用于向控制模块输入设定温度TS的数据。
优选地，所述散热风扇的转速参数档位Fx对应的最低制冷温度通过控制面板进行输入；制冷***是通过半导体制冷片冷端与***内部进行冷热交换实现制冷的，当制冷***确定后，制冷***在每个散热风扇档位下的最低制冷温度就可以通过实验测定。
优选地，所述步骤三中所述控制器控制温差传感器每半小时采集以化妆品箱环境温度；所述温度传感器每半小时采集的温度数据依次连接即为温度变化曲线；当环境温度TE降低值小于0.1℃时，即为温度变化曲线的斜率小于设定的阈值。
实施例一：本实施为应用在化妆品箱上的一种制冷控制方法，在由温度传感器、控制器和散热风扇组成的控制***中，按照如下步骤进行：
步骤一，温度传感器检测化妆品箱内的环境温度TE，并将检测的数据信息传输至控制器中；控制器中安装有分析控制程序；控制器还与一控制面板电性连接，控制面板向控制器输入设定温度TS；
其中，预设设定温度TS与环境温度TE的差值T＝TE-TS；并将温度差值以从高到低的顺序均分为n个温度段T1、T2、T3...Tn，其中T1+T2+...+Tn＝T；将散热风扇转速参数从低速到高速设置分为n个转速参数档位F1、F2、F3...Fn；
将每个温度段Tx对应一个转速参数档位Fx进行设置；
步骤二，控制器根据温度传感器传输的信号控制散热风扇的运行转速；包括以下子步骤：
SS01、***开始制冷后，化妆品箱的环境温度TE与设定温度TS的差值在T1温度段范围内；控制器控制散热风扇以最低转速F1进行工作对半导体制冷片进行散热降温，直至化妆品箱环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度；
SS02、当化妆品箱环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度时，化妆品箱的环境温度TE与设定温度TS的差值达到T2温度段范围，控制器控制散热风扇转速参数提高一个档位达到F2档位进行工作对半导体制冷片进行散热降温；
SS03、循环SS02步骤，直至化妆品箱环境温度TE达到设定温度TS；
步骤三，控制器根据化妆品箱环境温度TE的变化曲线控制散热风扇的运行转速；当温度变化曲线的斜率小于设定的阈值时，控制器控制散热风扇在当前转速参数档位Fx的基础上提高一个档位。
优选地，散热风扇对半导体制冷片的热面进行降温，在散热风扇对半导体制冷片的热端进行散热降温时，破坏了半导体制冷片的热平衡，间接使得冷面温度降低，实现降温。
优选地，散热风扇的转速参数档位Fx对应的最低制冷温度通过控制面板进行输入；制冷***是通过半导体制冷片冷端与***内部进行冷热交换实现制冷的，当制冷***确定后，制冷***在每个散热风扇档位下的最低制冷温度就可以通过实验测定。
优选地，步骤三中控制器控制温差传感器每半小时采集以化妆品箱环境温度；温度传感器每半小时采集的温度数据依次连接即为温度变化曲线；当环境温度TE降低值小于0.1℃时，即为温度变化曲线的斜率小于设定的阈值。
本实施例的一个具体应用为：制冷***工作开始后，散热风扇首先保持档位1工作，当制冷达到比环境温度降低11℃后，散热风扇转速提高到档位2，当差值达到12℃后，散热风扇转速提高到档位3，当差值达到13℃后，散热风扇转速提高到档位4，当差值达到14℃后，散热风扇转速提高到档位5。运用本发明的技术方案，通过试验测定，散热风扇在低转速、低噪音的状态下运行时间占比很大，对比现有的一直采用档位5的技术方案。
在用户设定温度、开门等操作导致散热风扇转速改变时，化妆品箱设定温度为10℃，环境温度为22℃，温差为10℃，此时散热风扇转速为档位3，半小时后环境温度依然是22℃，但是箱内温度降低小于0.1℃，散热风扇转速提高到档位4，此时设定温度修改为11℃，计算出温差为11℃，所以散热风扇转速变为档位2。
值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种制冷控制方法，其特征在于，在由温度传感器、控制器和散热风扇组成的控制***中，按照如下步骤进行：
步骤一，通过所述温度传感器获取环境温度TE，并将获取的温度数据传输至控制器；通过控制器输入设定温度TS；
其中，预设设定温度TS与环境温度TE的差值T＝TE-TS；并将温度差值以从高到低的顺序均分为n个温度段T1、T2、T3...Tn，其中T1+T2+...+Tn＝T；将散热风扇转速参数从低速到高速设置分为n个转速参数档位F1、F2、F3...Fn；
将每个温度段Tx对应一个转速参数档位Fx进行设置；
步骤二，所述控制器根据温度传感器传输的信号控制散热风扇的运行转速；包括以下子步骤：
SS01、***开始制冷后，环境温度TE与设定温度TS的差值在T1温度段范围内；所述控制器控制散热风扇以最低转速F1进行工作对半导体制冷片进行散热降温，直至环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度；
SS02、当环境温度TE达到当前转速F1所能达到的最低制冷温度时，环境温度TE与设定温度TS的差值达到T2温度段范围，所述控制器控制散热风扇转速参数提高一个档位达到F2档位进行工作对半导体制冷片进行散热降温；
SS03、循环SS02步骤，直至环境温度TE达到设定温度TS；
步骤三，所述控制器根据环境温度TE的变化曲线控制散热风扇的运行转速；当温度变化曲线的斜率小于设定的阈值时，所述控制器控制散热风扇在当前转速参数档位Fx的基础上提高一个档位。
2.根据权利要求1所述的一种制冷控制方法，其特征在于，所述散热风扇对半导体制冷片的热面进行降温。
3.根据权利要求1所述的一种制冷控制方法，其特征在于，所述控制器中安装有分析控制程序；所述控制器还与一输入模块电性连接，所述输入模块包括键盘或触控面板；所述输入模块用于向控制模块输入设定温度TS的数据。
4.根据权利要求1所述的一种制冷控制方法，其特征在于，所述散热风扇的转速参数档位Fx对应的最低制冷温度通过控制面板进行输入。
5.根据权利要求1所述的一种制冷控制方法，其特征在于，所述步骤三中所述控制器控制温差传感器每半小时采集以化妆品箱环境温度；所述温度传感器每半小时采集的温度数据依次连接即为温度变化曲线；当环境温度TE降低值小于0.1℃时，即为温度变化曲线的斜率小于设定的阈值。
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