CN113137788A - 给冷冻柜除霜的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制冷冻柜1中的除霜过程的方法，该冷冻柜1具有用于冷却冷冻柜1内的空气的蒸发器热交换器11和用于吸入空气越过蒸发器热交换器11的蒸发器风扇5。蒸发器热交换器11是用于冷却冷冻柜1的制冷回路4的一部分。该方法包括将制冷回路4从冷却模式切换为除霜模式，以加热冷冻柜1内的空气；且同时在除霜模式中：测量冷冻柜1内远离蒸发器热交换器11的第一位置18处的空气温度；如果测量的空气温度超过第一切换温度，则打开蒸发器风扇5以将空气吸入蒸发器热交换器11上方；且如果测量的空气温度降到低于第一切换温度的第二切换温度以下，则关闭蒸发器风扇5。还提供了一种被构造为执行该方法的制冷展示***。

Description

给冷冻柜除霜的方法
技术领域
本发明涉及一种控制冷冻柜中的除霜过程的方法以及一种相应的冷冻柜。
背景技术
当打开冷冻柜门时，空气和水蒸气能够进入冷冻柜。当水蒸气与冷冻柜内的冷空气接触时，它凝结并导致冰沉积在冷冻柜内。水蒸气也可以到达用于冷却冷冻柜内空气的冷却元件，这可能导致在冷却元件上形成的冰的积聚。
冷冻柜内的冰形成引起若干问题。它会抑制热量从柜中的有效传递，尤其是在允许大量冰积聚在冷却元件上的情况下，并且还可能减少柜内用于存储货物的可用空间。因此，冷冻柜内的结冰和积聚可能导致效率降低、能耗增加和运行成本增加。
这些问题可通过定期和反复打开和关闭冷冻柜门而加剧，例如通过购物者从超市中的冷冻柜内取货，这允许大量的水蒸气进入冷冻柜。
因此，为了解决这些问题，已知的是向冷冻柜提供除霜操作模式，在该除霜操作模式期间，加热柜内的空气以融化在柜内形成的冰。这些除霜模式通常旨在或者以规则的间隔定期运行，或者如果在柜内检测到大量的冰，以融化冷冻柜内的冰并提高柜的冷却效率。
发明内容
在第一方面，本发明提供一种控制冷冻柜中的除霜过程的方法，该冷冻柜具有用于冷却冷冻柜内的空气的蒸发器热交换器和用于使空气吸入越过蒸发器热交换器的蒸发器风扇，其中，蒸发器热交换器是用于冷却冷冻柜的制冷回路的一部分；该方法包括：将制冷回路从冷却模式切换为除霜模式，以加热冷冻柜内的空气；且同时在除霜模式中：测量冷冻柜内远离蒸发器热交换器的第一位置处的空气温度；如果所测量的空气温度超过第一切换温度，则打开蒸发器风扇以将空气吸入越过蒸发器热交换器；且如果空气温度降到低于第一切换温度的第二切换温度，则关闭蒸发器风扇。
在除霜模式中，当所测量的空气温度超过第一切换温度时，蒸发器风扇被打开，即被激活，且当所测量的空气温度降到低于第二切换温度时，蒸发器风扇被关闭，即被停用。也就是说，当除霜期间的测量温度在第一和第二切换温度之间时，蒸发器风扇仅在除霜模式中运行。在除霜模式期间，随着温度在第一和第二切换温度之间变化，蒸发器风扇可以循环打开和关闭多次。例如，该方法可以使用两个或更多个开关循环。除霜模式通常将涉及制冷回路的停用，且因此从冷却模式切换至除霜模式可包括例如通过停用制冷回路的压缩装置来停止制冷剂流体的循环。
蒸发器风扇可能具有的主要目的是产生通过冷冻柜的储藏室的空气循环，并在蒸发器上方吸入储藏室空气，从而在冷却模式期间冷却储藏室。因此，蒸发器风扇可以是在冷却模式中操作以将冷却的空气提供给储藏室的风扇。蒸发器风扇可能是冷冻柜内提供的唯一风扇，用于将空气吸入蒸发器上方。因此，冷冻柜可以不包括用于在蒸发器上方吸入空气的其他风扇，并且特别地，可以不存在不用于制冷模式期间的用于除霜模式的风扇。
从冷却模式切换到除霜模式可以包括关闭蒸发器风扇，使得在除霜模式开始时，蒸发器风扇被关闭，直到测量的温度超过第一切换温度为止。这样，在第一位置处的空气被主动传递到冷冻柜的一个或多个区域之前，允许第一位置处的空气更均匀地加热至更高的温度，在该区域中，热空气可导致冰的去除，即除霜。也就是说，在第一位置处的空气在被传递到冷冻柜的区域进行除霜之前被允许升高到第一切换温度。如果在空气温度升至第一切换温度之前运行蒸发器风扇，则流到冷冻柜的区域进行除霜的空气可能不够热，无法融化冰块。此外，由于一旦空气温度上升到第一切换温度，热空气仅通过风扇的作用主动地传递到这些区域，所以存储在这些区域中的货物直到空气达到第一切换温度才暴露于热空气。这提高了除霜过程的效率，并产生缩短的除霜时间，因为它允许在除霜期间使用较热的空气，并且还减少了除霜期间冷冻柜内货物所经历的总热量，这可以减少货物的降解。
当不操作风扇以吸入空气越过蒸发器热交换器时，例如当风扇关闭时，热空气可能自然流动，例如按照自然习惯流向冷冻柜的区域，在该区域其可能开始融化冰，这可能导致空气变潮湿并与水蒸气夹带。如果允许潮湿的空气冷却，例如，如果空气中的水蒸气与相对较冷的空气接触，则空气中的水蒸气可能冻结并在冷冻柜内造成冰沉积。当蒸发器风扇运转时，例如打开，空气由风扇驱动，并且空气中夹带的水蒸气比自然流动的空气中散布得多，且密度降低。这意味着从风扇驱动的空气中沉淀出来的任何冰沉积物都将较小，且更容易随后去除。因此，风扇的操作既可以帮助对现有冰进行除霜，又可以减少由于来自除霜过程的潮湿热空气而结冰的风险。
当打开蒸发器风扇时，热空气将流过冷冻柜，并且由于其融化冰并与较冷的空气混合该空气将温度降低。这导致在第一位置处测量的空气温度降低。当在第一位置处测量的温度低于第二切换温度时，通过关闭风扇，可以防止暖空气变得太冷而无法有效地融化冷冻柜内的冰。
制冷回路可以包括用于压缩制冷剂的压缩机，且因此，与其他形式的制冷例如吸收式制冷机不同，制冷回路可以是压缩制冷回路。当运行时，压缩机可以起到将制冷剂泵送通过制冷回路的作用。如上所述，将制冷回路从冷却模式切换到除霜模式可以包括关闭(即，停用)压缩机。将制冷回路从除霜模式切换到冷却模式可以包括打开(即，激活)压缩机。当压缩机关闭时，制冷剂将不会被压缩机压缩或泵送通过制冷回路。因此，关闭压缩机将停止蒸发器吸收热量。
制冷回路可以包括排热热交换器，例如用于从制冷剂去除热量的冷凝器热交换器和/或用于膨胀和减小制冷剂压力的膨胀阀。制冷回路可以布置成使得制冷剂能够以闭合回路流过压缩机、排热热交换器、膨胀阀和蒸发器热交换器。当制冷剂沿该方向流过制冷回路时，蒸发器热交换器充当吸热热交换器，且可用于冷却冷冻柜内的空气。
当制冷回路处于除霜模式时，冷冻柜内的空气可以至少部分地被冷冻柜周围的局部环境加热。也就是说，可以通过冷冻柜周围的环境来提供用于加热冷冻柜内的空气的热源。例如，在没有通过蒸发器热交换器进行冷却的情况下，冷冻机内的空气温度可以自然地朝向局部环境的环境温度升高。
在除霜模式期间，制冷回路可以在加热模式中运行以在除霜模式期间加热冷冻柜内的空气。在加热模式中，可以使蒸发器热交换器加热冷冻柜内的空气。
制冷回路可包括换向阀，该换向阀用于当处于加热模式时使通过回路的制冷剂流换向。也就是说，换向阀可以使制冷剂依次流过压缩机、蒸发器热交换器、膨胀阀和冷凝器热交换器。以这种方式，来自压缩机的热的压缩制冷剂可以被传递到蒸发器热交换器。这可以允许蒸发器热交换器用来加热冷冻柜内的空气。当制冷剂的流动换向时，可以说制冷回路处于加热模式。换向阀可以构造成被致动，即，响应于至换向阀的电流供应，致使制冷***在加热模式中操作。在除霜模式期间，可通过在加热模式中操作制冷剂回路来加热冷冻柜内的空气。也就是说，可通过使用换向阀使制冷回路内的制冷剂的流动换向来加热冷冻柜中的空气。
可替代地或附加地，冷冻柜可包括一个或多个用于加热冷冻柜内的空气的加热器。一个或多个加热器可以是一个或多个电加热器。加热器可以邻近蒸发器热交换器定位，使得除了蒸发器热交换器之外，蒸发器风扇的操作还吸入空气越过加热器。在除霜模式期间，可使用一个或多个加热器加热冷冻柜内的空气。
一个或多个加热器和/或换向阀的提供允许在除霜模式期间主动加热冷冻柜内的空气。例如，空气可以由一个或多个加热器和/或通过制冷回路在加热模式中的操作来加热。这允许空气被更快地加热。一个或多个加热器和/或蒸发器热交换器可用于将空气均匀地加热到一个温度，以有效地融化冷冻柜内的冰。
如上所述，当蒸发器风扇在除霜模式中打开时，热空气将流过冷冻柜，并在其融化冰并与较冷的空气混合时降低温度。结果，在第一位置处测量的空气温度将降低。当在第一位置处测量的温度降至第二切换温度以下时，风扇关闭，以减少暖空气与较冷的空气的混合。然后可以使用加热器和/或蒸发器热交换器将空气均匀加热回第一切换温度。
此外，当操作蒸发器风扇时，其作用是将空气吸入一个或多个加热器和/或蒸发器热交换器上方，从而允许空气中的任何水蒸气在空气经过一个或多个加热器和/或蒸发器热交换器时被加热。这防止了水蒸气的冷却，并使冷冻柜内形成冰沉积的风险最小化，例如由于储藏室内的水蒸气冷却而导致的冰或雪。
第一切换温度可以是包括-5℃和11℃之间的范围内的温度。例如，第一切换温度可以是-1℃或10℃。这确保了空气被充分加热以融化冷冻柜内的冰。
第二切换温度可以是包括-10℃和5℃之间的范围内的温度。例如，第二切换温度可以是-6℃或-1℃。这确保了冷冻柜内的热空气不会被冷却到无法融化冰的程度。
冷冻柜内测量空气温度的第一位置的位置可能影响应将什么温度设置为第一和第二切换温度。例如，如果第一位置是冷冻柜内的遮蔽位置，则与如果在更暴露的位置测量温度相比，在除霜过程期间在第一位置处测量的空气温度变化可能更缓慢，且反之亦然。同样，在遮蔽位置处测量的温度可能比冷冻柜的其他区域中的空气温度变化更慢。因此，如果第一位置是遮蔽位置，则第一和第二切换温度相比如果第一位置是暴露位置可以更低。例如，如果第一位置是遮蔽位置，则第一和第二切换温度可以分别是-1℃和-6℃，而如果第一位置是暴露位置，则第一和第二切换温度可以分别是10℃和0℃。另外，或者可替代地，如果第一位置是遮蔽位置，则第一和第二切换温度相比如果第一位置是暴露位置可以相差较小程度。例如，如果第一位置是遮蔽位置，则第一和第二温度可以相差7℃，而如果第一位置是暴露位置，则第一和第二切换温度可以相差10℃。这可以防止在除霜过程期间冷冻柜的过热，该过热可能潜在地损坏存储在其中的货物。
该方法可以进一步包括在冷冻柜内的第二位置处测量空气温度。第二位置可以邻近蒸发器热交换器和/或一个或多个加热器。除霜过程可以继续直到第二位置处的空气的测量温度超过除霜终止温度。也就是说，当在第二位置处测量的温度超过除霜终止温度时，可将冷冻柜从除霜模式切换到冷却模式。除霜终止温度可以是在包括2℃和25℃之间的范围内的温度，并且其可以根据冷冻柜的类型和用于检测除霜终止温度的传感器的位置而变化。例如，除霜终止温度可以是大约3℃、大约10℃或大约15℃。当第二位置处的温度达到除霜终止温度时，通过停止除霜过程，可以确保对于冷冻柜内的货物而言条件不会变得太热。因此，可以确保货物不会达到这样的温度，在该温度以上，它们可能会损坏或降解。这在冷冻食品存储中特别有益，在其中，食品可能变得不适合消费，并且如果食品经受不可接受的高温，则可能必须丢弃。
可以通过使用一个或多个温度传感器来测量第一位置处的空气温度和/或第二位置处的空气温度。例如，温度传感器可以位于第一位置处以测量第一位置处的空气温度，和/或温度传感器可以位于第二位置处以测量第二位置处的空气温度。温度传感器可以是用于对电路提供直接机械控制的热开关，该电路向风扇和/或加热部件供电。例如，温度传感器可以是双金属机械开关。可替代地，温度传感器可以是电传感器。例如，温度传感器可以是热敏电阻传感器、半导体传感器和/或热电偶。在温度传感器是电传感器的情况下，冷冻柜可包括数字控制器，用于接收来自电传感器的信号并控制风扇和/或加热部件的操作。
冷冻柜可包括用于在温度受控环境中容纳货物的储藏室。储藏室可以限定在其中可以存储货物的内部容积。储藏室可以具有第一入口，用于允许空气流入和流出储藏室的下部。储藏室可以包括第二入口，用于允许空气流入和流出储藏室的上部。将认识到的是，流过一个或多个入口的空气流的方向可以根据蒸发器风扇的启动和/或其他因素(例如由温度差引起的空气流)而变化。一个或多个入口允许来自储藏室的室空气流入和/或流出蒸发器热交换器。
第一位置可以是第一入口的位置。也就是说，在第一位置处测量暖空气的温度可以包括在第一入口处测量暖空气的温度。第一位置可以在第一方向上在加热部件的下游。
蒸发器热交换器和/或加热器可以位于储藏室的外部。因此，被蒸发器热交换器和/或加热器加热的空气可通过第一和/或第二入口进入储藏室。
蒸发器风扇可布置成将空气从蒸发器热交换器和/或一个或多个加热器通过第二入口引导到储藏室中。也就是说，在操作中，即，当打开蒸发器风扇时，该风扇可以使来自蒸发器热交换器和/或一个或多个加热器的空气经由第二入口流入储藏室的上部。风扇可以被布置成在与第一方向相反的第二方向上推动空气。也就是说，蒸发器风扇可以被布置为使得在操作中，蒸发器风扇使空气在远离第一位置和/或第一入口的方向上被推动。
冷冻柜可以是插件型、半插件型或远程型。冷冻柜可以是制冷展示***的一部分。制冷展示***可包括冷冻柜和制冷回路，该制冷回路可包括压缩机、排热热交换器、膨胀阀、蒸发器热交换器以及(在存在时)换向阀。
制冷回路可以完全包含在冷冻柜内，其因此可以具有插件型。也就是说，压缩机、排热热交换器、膨胀阀、蒸发器热交换器和/或换向阀可以全部容纳在冷冻柜内。因此，可以说，本发明提供了一种控制冷冻柜中除霜过程的方法，该冷冻柜具有制冷回路，该制冷回路包括用于冷却冷冻柜内的空气的蒸发器热交换器和用于将空气吸入越过蒸发器热交换器的蒸发器风扇，该方法包括：将制冷回路从冷却模式切换为除霜模式，以加热冷冻柜内的空气；且同时在除霜模式中：测量冷冻柜内远离蒸发器热交换器的第一位置处的空气温度；如果所测量的空气温度超过第一切换温度，则打开蒸发器风扇以将空气吸入蒸发器热交换器上方；且如果空气温度降到低于第一切换温度的第二切换温度以下，则关闭蒸发器风扇。
可替代地，制冷回路可以至少部分地位于冷冻柜的外部。例如，压缩机、排热热交换器、膨胀阀和/或换向阀可以位于冷冻柜的外部。位于冷冻柜外部的制冷回路的部件可以远离冷冻柜定位，例如在诸如机械室的单独房间中。
制冷展示***可以包括多个冷冻柜。例如，制冷展示***可以包括2个、5个或10个冷冻柜。多个冷冻柜可各自包括用于冷却冷冻柜内的空气的蒸发器热交换器和用于将空气吸入越过蒸发器热交换器的风扇。每个冷冻柜的蒸发器热交换器可以形成制冷展示***的制冷回路的一部分，其中每个冷冻柜因此连接到公共制冷回路。因此，在另一方面，本发明可以提供一种用于控制制冷展示***中的除霜过程的方法，该方法包括：制冷回路，该制冷回路包括用于冷却冷冻柜内的空气的一个或多个蒸发器热交换器，并且一个或多个冷冻柜各自包括一个或多个蒸发器热交换器中的一个和用于将空气吸入越过蒸发器热交换器的蒸发器风扇，该方法包括：将制冷回路从冷却模式切换为除霜模式，以加热一个或多个冷冻柜内的空气；且同时在除霜模式中：在远离蒸发器热交换器的一个或多个冷冻柜中的每个冷冻柜中的第一位置处测量空气温度；如果所测量的空气温度超过第一切换温度，则打开蒸发器风扇以将空气吸入蒸发器热交换器上方；且如果空气温度降到低于第一切换温度的第二切换温度以下，则关闭蒸发器风扇。
本发明还扩展到一种相应的制冷展示***，其包括冷冻柜，该冷冻柜可以是用于存储货物以供消费者取用的冷冻柜，例如冷冻展示柜。因此，在第二方面，本发明提供了一种包括制冷柜的制冷展示***，该制冷柜用于在温度受控环境中存储货物，该***包括：制冷回路，该制冷回路包括在该制冷柜中的蒸发器热交换器，用于冷却该制冷柜中的空气；风扇，用于使空气吸入越过蒸发器热交换器并使空气在冷冻柜内循环；和控制***，其用于控制风扇和制冷回路的运行；其中，控制***被构造为在除霜过程期间，将制冷回路从冷却模式切换为除霜模式，以使冷冻柜内的空气变热，测量冷冻柜内远离蒸发器热交换器的第一位置处的空气温度，且仅当测量的空气温度超过第一切换温度时，才操作风扇以使空气被吸入蒸发器热交换器上方。如上所述，制冷回路的其他部分可以在冷冻柜内或在冷冻柜的外部。
第二方面的制冷展示***可以被构造为执行上述方法，并且可以包括一个或多个或所有上述可选特征。因此，例如，控制***可以被构造为根据上述特征进行操作。
控制***可被构造为测量冷冻柜内第二位置处的空气温度。第二位置可以邻近蒸发器热交换器和/或一个或多个加热器。如果在第二位置处测量的空气温度高于除霜终止温度，则控制***可以被构造为结束除霜过程。例如，控制***可以被构造为当在第二位置处测量的温度超过除霜终止温度时将制冷回路从除霜模式切换到冷却模式。除霜终止温度可以在2℃和25℃之间。例如，除霜终止温度可以是大约3℃、大约10℃或大约15℃。
控制***可以包括一个或多个温度传感器，用于测量第一位置和/或第二位置处的空气温度。例如，控制***可以包括位于第一位置处的第一温度传感器，用于测量第一位置处的空气温度；以及位于第二位置处的第二温度传感器，用于测量第二位置处的空气温度。一个或多个温度传感器可以与以上关于第一方面讨论的温度传感器相同。
控制***可以包括用于为风扇、制冷电路和/或一个或多个加热器供电的电路。在一个或多个温度传感器包括热敏开关的情况下，热敏开关可以形成电路的一部分。例如，电路可以包括位于第一位置处的第一热开关。第一热开关可以被构造为当第一位置处的温度超过第一切换温度时完成电路并允许电流流向风扇。第一热开关可以被构造成当第一位置处的温度降到第二切换温度以下时使电路断开以防止电流流到风扇。因此，第一热开关可以被构造为取决于第一位置处的空气温度来使蒸发器风扇打开和关闭。
电路可包括位于第二位置处的第二热开关。第二热开关可以被构造成当第二位置处的温度超过除霜终止温度时防止蒸发器热交换器和/或一个或多个加热器对空气的加热。当第二位置处的空气温度超过除霜终止温度时，第二热开关可以被构造成防止电流流向换向阀，从而使制冷回路退出加热模式。可选地，第二热开关可以被构造为当第二位置处的空气温度超过除霜终止温度时防止电流流向一个或多个加热器。因此，第二热开关可以被构造为当第二位置处的空气温度超过除霜终止温度时结束除霜过程。
在温度传感器包括电温度传感器的情况下，控制***可以进一步包括数字控制器，其被布置为从电温度传感器接收数据。该数字控制器可以包括处理器。控制器可以被构造为如果从第一温度传感器接收到的数据指示第一位置处的空气温度高于第一切换温度，则打开风扇。控制器可以被构造为如果从第一温度传感器接收到的数据指示第一位置处的空气温度低于第二切换温度，则关闭风扇。可选地，如果从第二温度接收到的数据指示第二位置处的空气温度高于除霜终止温度，则控制器可以被构造为防止蒸发器热交换器和/或加热器对空气进行加热。
第一温度传感器的位置可以影响被设置为第一和第二切换温度的温度。例如，与在更暴露的位置中的空气相比，在除霜过程期间，冷冻柜的遮蔽位置中的空气温度变化可能更缓慢，且反之亦然。因此，如果第一温度传感器位于遮蔽位置，则测量的空气温度可能比冷冻柜的其他区域中的空气温度变化更缓慢。因此，如果第一温度传感器位于遮蔽位置，则第一和第二切换温度可以设置成相比如果其位于暴露位置更低。例如，如果第一温度传感器位于遮蔽位置，则第一和第二切换温度可以分别为-1℃和-6℃，而如果第一温度传感器位于暴露位置，则第一和第二切换温度可以分别为10℃和0℃。为第一温度传感器的位置选择正确的切换温度可以防止除霜过程期间冷冻柜的过热。这保护了存储在冷冻柜内的货物，如果加热到暴露于太高的温度其可能潜在地损坏。
可选地，冷冻柜包括位于第一入口处的扰流器，用于调节通过第一入口的空气流。扰流器的长度可以在20mm和60mm之间。例如，扰流器可以具有30mm或50mm的长度。扰流器可被定位成覆盖或遮住第一入口的全部或一部分。扰流器允许操纵通过第一入口的空气流，并且可以导致穿过入口的空气的更均匀的流动。这意味着第一入口处的空气温度更加均匀，并且不太可能经历温度的随机波动。因此，在第一入口处提供扰流器可以导致在第一位置处的空气温度的更一致和指示性的测量结果。
附图说明
现在将参考以下附图，仅以举例的方式描述本发明的某些优选实施例，其中：
图1示出了穿过冷冻柜的横截面；
图2是图1的冷冻柜的制冷***的放大图；
图3是图1的冷冻柜的透视图；且
图4是示出在示例性除霜过程期间冷冻柜内的空气温度的波动的图表。
具体实施方式
图1示出了穿过冷冻柜1的横截面。冷冻柜1包括壳体2，该壳体2限定用于在温度受控环境中容纳例如易腐烂食物的货物的储藏室3；以及用于控制储藏室3内的温度的制冷回路4；和用于控制冷冻柜1内的空气流动的蒸发器风扇5。
储藏室3限定与冷冻柜1外部的环境条件热隔离的封闭体积，以确保控制和维持储藏室3内的温度条件。例如，壳体2可以由绝热材料制成，以使储藏室3与冷冻柜1周围的环境条件隔离。在图1中所示的实施例中，储藏室3包括搁板6，可以在其上放置货物。
壳体2围绕储藏室3并且包括至少一个门7，以能够进入储藏室3。在该实施例中，门7布置在冷冻柜1的前侧，然而将认识到的是，可能位于其他地方。例如，门7可以定位在冷冻柜1的顶侧上，以使得能够从上方进入储藏室3。
制冷回路包括压缩机8、冷凝器9、膨胀阀10和蒸发器11。制冷回路4布置成使得制冷剂能够以闭环流过压缩机8、冷凝器9、膨胀阀10和蒸发器11。在本实施例中，制冷回路4还包括换向阀12，以允许通过回路的制冷剂流换向。这允许制冷回路4在制冷模式和加热模式之间切换，在制冷模式中，制冷回路4使用蒸发器风扇5利用在蒸发器11上吸入的室空气来冷却冷冻柜1内的空气，在加热模式中，制冷回路4加热制冷柜内的空气，且反之亦然。
例如，在冷却模式中，制冷剂可沿第一方向流过制冷回路4，即，制冷剂可在通过冷凝器9之前经过压缩机8并被压缩和过热，在冷凝器9中制冷剂被冷却和冷凝。然后，制冷剂可以被传递到膨胀阀10以降低制冷剂的压力，并且在制冷剂被传递到蒸发器11之前引起制冷剂的闪蒸，在蒸发器11中，制冷剂与冷冻柜1内的空气处于热交换关系，导致空气冷却和制冷剂加热。然后，制冷剂可被传回到压缩机8以完成循环。应当注意，这种在冷冻柜内具有制冷剂回路的布置只是其中可以使用建议的除霜模式的制冷展示***类型的示例。本文所述的除霜模式对于具有用于提供冷却的不同布置的制冷展示***也可以具有优势，例如，除霜模式可以与如下一起使用：插件***，其中压缩机和冷凝器均在冷冻柜内；远程***，其中压缩机和冷凝器位于冷冻柜外部的特殊机械室中；以及半插件***，其可以包括与冷冻柜内的冷凝器连接的盐水***。
在加热模式中，使制冷剂沿相反方向流过制冷回路4，即，使得来自压缩机8的压缩制冷剂首先通过蒸发器11、然后通过膨胀阀10、冷凝器9、且然后回到压缩机8。以这种方式，流过蒸发器11的过热制冷剂引起冷冻柜1内的空气加热。制冷剂流的这种换向由换向阀12实现。加热模式可以必要时用于冷冻柜1的除霜。
换向阀12被构造成响应于流向换向阀12的电流而将制冷回路4置于加热模式。也就是说，当向换向阀12提供电流时，换向阀12操作为：通过使制冷剂的流动换向，将制冷回路4从制冷模式切换到加热模式。当从换向阀12去除电流时，制冷剂返回其原始流动方向，并且制冷循环切换回冷却模式。
虽然在该实施例中，制冷回路4可以以加热模式操作以加热冷冻柜1内的空气，冷冻柜1可以可替代地或附加地包括用于加热冷冻柜1内的空气的电加热器13。电加热器13可以用作制冷回路4的蒸发器11的替代或补充(在加热模式中)以加热空气以对冷冻柜1除霜。在具有电加热器13的实施例中，电加热器13可以位于蒸发器11附近。可以有多个电加热器13，例如图1中所示的四个加热器。
还设想其他实施例，其不包括用于主动地加热冷冻柜1内的空气的部件。在所有实施例中，冷冻柜1内的空气将被冷冻柜1周围的环境条件加热。来自柜周围的相对温暖环境的热能将通过柜壁传导，并导致柜内空气温度升高。因此，当不再使用蒸发器11来冷却空气时，在除霜循环期间空气温度自然会升高。如果除霜过程持续适当的时间长度，则柜中的空气温度将升高，直到与柜外部的环境条件达到热平衡为止。在某些情况下，这种自然变暖可以充分加热空气，以便在除霜过程期间融化柜中的冰。在这种情况下，不需要主动加热空气。然而，将认识到的是，提供了用于主动加热空气的部件，例如，能够加热空气的制冷回路4和/或加热器13，与仅使用自然加热相比，可以允许空气被更快地加热且加热到更高的温度。
如图1中所示，制冷回路4和风扇5位于储藏室3的封闭体积的外部和下方。空气通道设置在冷冻柜1内，以允许空气在制冷回路4与储藏室3之间循环。这样，冷却和/或加热的空气可以通过空气通道从蒸发器11传递到储藏室3，以便改变储藏室3内的温度。
空气通道包括位于储藏室3与壳体2的后壁之间的后空气通道14。后空气通道14还在储藏室3与壳体2的顶壁之间在储藏室3上方延伸。上通风口15设置在储藏室3中，以允许空气在后空气通道14和储藏室3之间流动。如可在图1中看到的，上通风口15允许空气从蒸发器11通过直到储藏室3的上部。
空气通道还包括位于储藏室3的地板处邻近门7的回风口16。回风口16允许空气在蒸发器11和储藏室3的下部之间通过。
设置风扇5以使空气能够在冷冻柜1内循环。风扇5被布置成在使用中将空气吸入通过蒸发器11以使空气从蒸发器11循环并进入储藏室3。特别地，风扇5布置成将空气吸入蒸发器11上方，且使其通过后空气通道14并经由上通风口15进入储藏室3。
如图1中所示，风扇5布置在蒸发器11的后方。也就是说，风扇5位于蒸发器11和后空气通道14之间的空气流动路径中。当风扇5打开时，其用于将空气吸入蒸发器11上方并推动空气通过后空气通道14。然而，当风扇5关闭时，其会在蒸发器11和后空气通道14之间的空气流动路径中呈现阻塞，从而限制了空气从蒸发器11到后空气通道14的流动。
这样，从蒸发器11散发的任何热空气(例如在除霜循环期间)都被风扇5限制流入后空气通道14，且代替地通过自然对流从蒸发器11流动且朝向回风口16。一些这种暖空气可以通过回风口16进入储藏室3。可以通过打开风扇5来逆转这种自然的暖空气流，以推动空气通过后空气通道14。
为了监视和控制储藏室3内的温度，冷冻柜1还包括控制***17，该控制***17包括回风温度传感器18和除霜温度传感器19。
回风温度传感器18位于储藏室3的外部，与回风口16相邻，以能够响应于回风口16处的不同空气温度来控制风扇5。回风温度传感器18定位成使得它位于通过回风口离开和进入储藏室3的空气的流动路径内，并且可以沿着回风口16的长度定位在任何位置。如图3中所示，在此实施例中，回风温度传感器18位于门7的竖框20后面。
除霜温度传感器19被定位成感测蒸发器11周围的空气温度。除霜温度传感器19例如可以用于在除霜循环期间测量蒸发器11周围的空气温度的升高。因此，除霜温度传感器19可以在冷冻柜1内的空气的流动路径内与蒸发器11相邻地定位。
回风温度传感器18和除霜温度传感器19可以用于控制风扇5和/或制冷回路4的操作。例如，在除霜循环期间，与冷冻柜1的冷却循环相比，风扇5可以不同地操作，例如以不同的速度操作。因此，温度传感器18,19可以用于确定何时在冷却操作模式和除霜操作模式之间切换风扇5和/或制冷回路4。例如，当由除霜传感器测量的空气温度达到一定值时，可以使风扇5从除霜操作模式切换到冷却操作模式。
在本实施例中，回风温度传感器18和除霜传感器是双金属热敏开关。控制***17包括用于向风扇5和制冷回路4的部件提供电力的电路。热开关布置成提供对电路的直接机械控制。
热敏开关被构造为在它们达到一定温度时打开和关闭，从而使得能够控制对风扇5和制冷回路4的部件的电力供应。
回风温度传感器18被构造成当其感测到回风口16处的空气温度高于第一切换温度时，允许电流流过电路到达风扇5。回风温度传感器18还构造成当其感测到回风口16处的空气温度低于第二切换温度时，防止电流流向风扇5。因此，回风温度传感器18被构造为根据回风口16处的空气温度来打开和关闭风扇5。
除霜温度传感器19构造成当蒸发器11处的空气温度低于除霜终止温度时允许电流流向换向阀12。因此，在除霜过程期间，当蒸发器11处的空气温度低于除霜终止温度时，制冷回路4将以加热模式操作，即，其中空气被蒸发器11加热。
另外，除霜温度传感器19被构造成使得当蒸发器11处的空气温度高于除霜终止温度时防止电流流向换向阀12。因此，当蒸发器11处的空气温度高于除霜终止温度时，制冷回路4将以冷却模式操作，即，其中空气被蒸发器11冷却。
尽管在所描述的实施例中，回风温度传感器18和除霜温度传感器19是热开关，但是应当认识到，可以使用任何合适的温度传感器。例如，回风温度传感器18和除霜温度传感器19可以包括用于测量空气温度的热敏电阻传感器、半导体传感器和/或热电偶。在某些实施例中，回风温度传感器18和除霜温度传感器19可以将指示感测到的空气温度的电信号发送到控制向风扇5供电的控制器。
扰流器21位于流过回风口的空气的流动路径中。该扰流器21布置成改变通过回风口的气流并提供更均匀的气流。扰流器21使得流过回风口16并因此在回风温度传感器18上方流动的空气的温度更加均匀。因此，流过回风温度传感器18并由回风温度传感器18感测到的空气温度波动较小，并且更不易于遭受例如由来自储藏室3的冷气团流经回风口16而引起的偏差。
现在将参照图1描述冷冻柜1的除霜方法。
除霜过程可以自动启动，例如，如果自从进行前次除霜循环以来已经过了一定时间，则可以手动启动。在冷冻柜1的正常运行期间，即在冷却模式中，制冷回路4以冷却模式运行，以冷却冷冻柜1内的空气。风扇5被打开以便将空气吸入越过蒸发器11，且使冷却的空气通过后空气通道14并通过上通风口15进入储藏室3。
从冷却模式切换为除霜模式时，风扇5关闭。可选地，将制冷回路4置于加热模式，或者可替代地，关闭制冷回路4，例如通过停用压缩机。可选地，在除霜模式期间可以使用电加热器13。在加热模式中，制冷回路4加热冷冻柜1内的空气。如上所述，在加热模式中，通过制冷回路4的制冷剂的流动被换向阀12换向，使得流过蒸发器11的制冷剂是热的，从而加热冷冻柜1内的空气。以此方式，围绕蒸发器11的冷冻柜1内的空气被加热。结果，在蒸发器11上或周围堆积的任何冰将开始融化。
在除霜模式期间，如上所述，由于蒸发器11的定位，来自蒸发器11的较热空气自然流向回风口16并进入储藏室3。空气可通过加热器13和/或通过制冷回路的加热模式被加热。该热空气用于融化回风口16处的任何冰和霜。
当蒸发器风扇5关闭时，由于自然对流，空气仅在蒸发器11上缓慢移动。这意味着与如果风扇5正在运转相比，空气可以被加热到更高的温度并且更快地被加热。
穿过回风口16的热空气使回风口16附近的任何冰融化。然而，融化的冰导致水蒸气被夹带在暖空气中。因此，进入储藏室3的热空气变得潮湿。当温暖的湿空气与储藏室3内的较冷空气相互作用时，它开始冷却。这可能导致空气中的水蒸气凝结并冻结。如果这种冷却继续进行，则冰可能会在靠近门7的柜正面的回风口16周围积聚。
为了防止在除霜模式期间这样的结冰，当由回风温度传感器18感测到的温度达到预定的第一切换温度时，蒸发器风扇5被打开，且然后如下面所解释的那样进行开和关循环。操作蒸发器风扇5停止潮湿的热空气通过回风口16进入储藏室3的流动，并且使热空气从蒸发器11被推入并通过后空气通道14。
由蒸发器风扇5通过后空气通道14推动的空气通过上通风口15进入储藏室3。这样，热空气进入储藏室3，以融化在储藏室3中积聚的冰。
从后空气通道14进入储藏室3的这种暖空气流还导致储藏室3内的相对较冷的空气移动到储藏室3的前部和下部区域，并通过回风口16。该冷空气随后在其通过蒸发器11时被加热。然后，加热的空气被蒸发器风扇5经由后空气通道14和上空气出口15推入储藏室3中，以除冰。
通过回风口16的冷空气流还导致回风口16处的空气温度降低。这由回风温度传感器18感测到。为了防止冰在回风口16处重新形成。当通过回风温度传感器18感测到的温度降至低于第一切换温度的预定的第二切换温度时，蒸发器风扇5被关闭。这样，消除了使热空气从蒸发器11被推入后空气通道14并通过后空气通道14的力，并且热空气恢复至其自然流动。即，热空气再次开始从蒸发器11流向并通过回风口16进入储藏室3。因此，回风口16再次被热空气流加热。
设置第一和第二切换温度以确保回风口16处的空气足够温暖以融化回风口16处的冰。此外，切换温度确保一旦不再需要增加在回风口16处的空气的热量时，由于空气温度足以融化冰，因此，被加热的空气用于融化冷冻柜1的其他区域中的冰。由于蒸发器风扇5循环开闭，然后通过打开蒸发器风扇5以将热空气驱动到冷冻柜1的其他区域来完成冷冻柜1的这部分除霜。
根据回风温度传感器18的位置来设置第一和第二感测温度。在本实施例中，如图3中所示，回风温度传感器18位于门7的竖框20的后面。通过将回风温度传感器18定位在门竖框20后面，例如在清洁冷冻柜1期间，它不易受到损坏。
由于门竖框20的靠近，空气可能不能自由地流过回风温度传感器18，且因此回风温度传感器18处的空气温度可能不会例如由于蒸发器11的加热偏离至冷冻柜1的其他区域中那样多。也就是说，未被门竖框20遮盖的回风口16的其他部分所承受的温度可能高于由回风温度传感器18所测量的那些温度。因此，在本实施方式中，第一切换温度设置为-1℃，且第二切换温度设置为-6℃。
在同样在图3中所示的替代实施例中，回风温度传感器18'定位在连续的门竖框20之间。尽管这种定位为回风温度传感器18'提供了较少的保护，但是这意味着空气可以更自由地通过传感器。因此，传感器处的温度更指示回风口16的其他部分处的空气温度。在该实施例中，第一切换温度设置为10℃，且第二切换温度设置为0℃。
取决于回风温度传感器18所感测的空气温度，持续进行打开和关闭蒸发器风扇5的循环过程，直到由除霜温度传感器所感测的空气温度达到最大除霜温度为止。一旦达到最高除霜温度，除霜循环便会终止。设置最大除霜温度，也称为除霜终止温度，以确保储藏室3内的温度不超过最大允许温度。例如，最大除霜温度可以是15℃。这确保了储藏室3内的货物不超过允许的温度，在该温度以上，它们可能被损坏或降解。
图4是示出在示例性除霜过程期间蒸发器风扇5如何运行的曲线图。线X表示何时打开或关闭风扇5。线Y和Z分别示出了在除霜过程期间由回风温度传感器18和除霜温度传感器感测到的温度如何变化。
在时间t0，开始除霜过程，并且关闭蒸发器风扇5。在除霜过程期间，冷冻柜1内的空气不再被冷却，且因此空气温度升高。这从线Y和Z可以看出，其示出了在时间t0之后由回风温度传感器18和除霜温度传感器两者感测到的温度的升高。
回风口16处的空气温度持续升高，直到时间t1，此时由回风温度传感器18感测到的温度达到第一切换温度。在该实施例中，第一切换温度为10℃。根据本发明，一旦由回风温度传感器18感测到的温度超过第一切换温度，则蒸发器风扇5被打开。如从线X可以看出，蒸发器风扇5自时间t1打开。
如上所述，蒸发器风扇5的运行使来自储藏室3的较冷的空气通过回风口16。这使得由回风传感器感测的空气温度降低，如由线Y所示。在时间t2，由回风温度传感器18感测到的温度下降到第二切换温度以下(在该实施例中为0℃)。结果，蒸发器风扇5被关闭。
继续该过程，直到由除霜温度传感器感测到的温度超过除霜终止温度为止。由于在除霜过程期间，空气未被制冷回路4冷却，因此由除霜温度传感器感测到的空气温度自时间t1升高。除霜温度传感器感测到的温度升高，直到其在时间t3达到除霜终止温度。在该实施方式中，除霜终止温度为15℃。在时间t3，除霜过程结束。因此，制冷回路4被切换回冷却模式，以冷却冷冻柜1内的空气。这由线Y和Z表示，其示出了由回风传感器和除霜温度传感器感测到的空气温度在时间t3之后开始降低。
在结束除霜过程之后，由于冷空气从蒸发器11(即冷却源)移向回风口16所需的行进时间，在由回风温度传感器18所感测的温度显著下降前可能存在延迟。

Claims (20)

1. 一种控制冷冻柜中的除霜过程的方法，该冷冻柜具有用于冷却所述冷冻柜内的空气的蒸发器热交换器和用于吸入空气越过所述蒸发器热交换器的蒸发器风扇，其中所述蒸发器热交换器是用于冷却所述冷冻柜的制冷回路的一部分；所述方法包括：
将所述制冷回路从制冷模式切换为除霜模式，以加热所述冷冻柜内的空气；和
同时在所述除霜模式中：
测量所述冷冻柜内远离所述蒸发器热交换器的第一位置处的空气温度；
如果所测量的空气温度超过第一切换温度，则打开所述蒸发器风扇以将空气吸入到所述蒸发器热交换器上方；和
如果测量的空气温度降到低于所述第一切换温度的第二切换温度以下，则关闭所述蒸发器风扇。
2. 根据权利要求1所述的方法，包括：
测量所述冷冻柜内第二位置处的空气温度；和
当在第二位置处测量的空气温度超过除霜终止温度时，将所述制冷回路从所述除霜模式切换到所述冷却模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述除霜终止温度在2℃和25℃之间。
4.根据权利要求3至4中任一项所述的方法，其中，所述第二位置与所述蒸发器热交换器相邻。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述制冷回路包括用于压缩制冷剂的压缩机，并且其中，将所述制冷回路从所述冷却模式切换到所述除霜模式包括关闭所述压缩机。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，在所述除霜模式期间，所述空气至少部分地由所述冷冻柜周围的环境加热。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，包括：在所述除霜模式期间，以加热模式操作所述制冷回路，以加热所述冷冻柜内的空气。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述蒸发器热交换器用于在所述制冷回路的加热模式期间加热所述冷冻柜内的空气；并且其中所述蒸发器风扇用于产生通过所述储藏室以及所述蒸发器热交换器上方的空气循环。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述制冷回路包括用于使所述制冷回路中的制冷剂的流动换向的换向阀，并且以加热模式操作所述制冷回路包括使用所述换向阀来使所述制冷回路中的制冷剂的流动换向。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述冷冻柜可包括加热器，并且其中，在所述除霜模式期间，所述加热器用于加热所述冷冻柜内的空气。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一切换温度在-5℃和11℃之间，且/或其中，所述第二切换温度在-10℃和5℃之间。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述冷冻柜包括用于在温度受控环境中容纳货物的储藏室，并且其中，所述第一位置是第一入口，用于允许空气流入和流出所述储藏室的下部。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，在操作中，所述蒸发器风扇沿远离所述第一位置的方向推动空气。
14.一种制冷展示***，其包括用于在温度受控环境中存储货物的冷冻柜，所述制冷展示***包括：
制冷回路，其包括在所述冷冻柜中的蒸发器热交换器，用于冷却所述冷冻柜内的空气；
蒸发器风扇，其用于吸入空气越过所述蒸发器热交换器并在所述冷冻柜内循环空气；和
控制***，其用于控制所述风扇和所述制冷***的操作；
其中，所述控制***被构造为在除霜过程期间，将所述制冷***从冷却模式切换为除霜模式，以加热所述冷冻柜内的空气，测量所述冷冻柜内远离所述蒸发器热交换器的第一位置处的空气温度，且如果测量的空气温度超过第一切换温度，则打开所述蒸发器风扇以吸入空气到所述蒸发器热交换器上方，且如果空气温度降到低于所述第一切换温度的第二切换温度以下，则关闭所述蒸发器风扇。
15.根据权利要求14所述的制冷展示***，其中，所述蒸发器风扇被布置成使得在操作中所述蒸发器风扇将空气推离所述第一位置。
16.根据权利要求14或15所述的制冷展示***，所述冷冻柜包括储藏室，所述储藏室限定用于容纳货物的封闭体积，可选地，其中所述制冷***在所述封闭体积的外部。
17.根据权利要求16所述的制冷展示***，其中，所述储藏室具有用于允许空气流入和流出所述储藏室的下部的第一入口和/或用于允许空气流入和流出所述储藏室的上部的第二入口；且其中，所述蒸发器风扇用于产生通过所述储藏室以及所述蒸发器热交换器上方的空气循环。
18.根据权利要求17所述的制冷展示***，所述冷冻柜包括扰流器，所述扰流器定位在所述第一入口处以控制通过所述第一入口的空气流。
19.根据权利要求17或18所述的制冷展示***，其中，所述第一位置是所述第一入口的位置。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的制冷展示***，其被构造为执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
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