CN1159557A - 电冰箱及其冷却操作控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电冰箱，它至少具有冷冻和冷藏室和蒸发器，其操作控制方法，包括以下步骤：(a)判定冷冻和冷藏室中的任何一个是否需要冷却操作；(b)如果冷冻和冷藏室中的任何一个需要冷却操作，开始冷却循环操作；(c)判定蒸发器是否达到了瞬态压强状态；(d)如果蒸发器处于瞬态压强状态，控制冷却循环并冷却冷藏室；以及，(e)如果蒸发器不处于瞬态压强状态，控制冷却循环并更好地冷却需要冷却操作的相应室。

Description

电冰箱及其冷却操作控制方法

本发明一般地涉及一种电冰箱，该电冰箱利用一个蒸发器提供了具有稳态冷却温度的两或多个室。更具体地，本发明涉及一种电冰箱，它具有冷藏室风门和冷冻室风门，以独立地将冷藏和冷冻室冷却到并保持在不同的温度。本发明进一步地涉及用于这种电冰箱的一种冷却操作控制方法，借助该方法当蒸发器达到了瞬态压强状态时冷藏室得到冷却，且当瞬态压强被除去时需要冷却的冷藏或冷冻室得到冷却。

图1描述了根据现有技术的电冰箱。图1的电冰箱包括：本体1；由一个隔板分开的冷冻室2和冷藏室2a；蒸发器3，它被安装在隔板上并产生冷却的空气；一个风扇4，它被设置在蒸发器3之后并强行使被蒸发器3抽吸的冷冻和冷藏室2和2a的空气在冷冻和冷藏室2和2a中进行循环。

该电冰箱还包括：一个冷藏室风门8，它被装在冷藏室2a的后壁上并控制由风扇4在冷藏室2a中强制循环的冷却的空气流；一个冷藏室热敏电阻7，它检测冷藏室2a的温度；一个冷冻室热敏电阻6，它检测冷冻室2的温度；以及，一个压缩机5，它被安装在本体1的下部并与蒸发器3一起在冷却循环中起着重要的作用。

现在结合图2的流程图来描述具有这种结构的传统电冰箱的操作。

一旦电源被加到电冰箱上，冷冻室热敏电阻6和冷藏室热敏电阻7分别检测冷冻和冷藏室的温度。冷冻室热敏电阻6检测到的冷冻室2的温度在步骤1被与当前温度A相比较，从而确定压缩机5和风扇4的操作状态。当冷冻室2的温度高于当前温度A时，压缩机5和风扇4在步骤2被致动以使冷冻室2的空气流入蒸发器3，从而使冷冻室2的空气通过与蒸发器3的热交换而得到冷却，并随后被强制进入冷冻室2以对冷冻室2进行冷却。

相反地，如果冷冻室2的温度低于当前温度A，则压缩机5和风扇4停止操作以进入步骤4。在压缩机5和风扇4进行了步骤2的操作之后，冷藏室热敏电阻7检测冷藏室的温度，且把冷藏室2a的结果温度与当前温度B相比较。

如果冷藏室2a的温度高于当前温度B，冷藏室风门8在步骤5打开，以将冷藏室2a的空气吹过蒸发器3，从而使冷藏室2a的空气通过与蒸发器3的热交换而得到冷却，并随后被强制进入冷藏室2a，从而对冷藏室2a进行冷却。当冷藏室2a的温度低于当前温度B时，冷藏室风门8在步骤6被关闭，以防止冷藏室2a被过度冷却。

在这种传统的电冰箱中，借助蒸发器而冷却的空气，通过一个设置在冷冻室2的后壁上的冷却空气分送管线，而以大约7∶3的比率，被分送到冷冻室2和冷藏室2a。因此，当冷藏室2a的温度高于其标准温度和冷冻室2的温度低于其标准温度时，需要很长的时间来将冷藏室2a冷却到其标准温度以下，这增大了能量消耗并使冷冻室2相对地被过度冷却。

在美国专利第5,406,805(专利日期：1995年4月18日)—标题为“级联致冷***”(Tangem Refrigeration System)中，描述了采用至少一个蒸发器以减小能量消耗，在不同的温度冷却冷冻和新鲜食物室，这在图3中得到了示意的显示。如图3所示，上述专利的电冰箱包括一个第一蒸发器2’(冷冻器蒸发器)，它被用于冷却一个冷冻室4’和一个与第一蒸发器2’串联以冷却新鲜食物室8′的第二蒸发器6′(新鲜食物蒸发器)。第一蒸发器2’被设置在新鲜食物蒸发器6′之下。一条适当的管线10将这两个蒸发器互连，从而在致冷剂通过了第一蒸发器2’之后，所有致冷剂都流入新鲜食物蒸发器6′。还提供了风扇12′和14′，以将空气吹过蒸发器2’和6’。

在通过了新鲜食物蒸发器6′之后，致冷剂流过一个热交换器16′并随后通过压缩机18′和冷凝器20′。在通过冷凝器20′之后，致冷剂再次通过热交换器16′，并随后通过毛细管22′。

如标号24’所表示的，还可以设置一个可选的旁路管线，以连接第一蒸发器2’的入口26’和新鲜食物蒸发器6的出口28’。在管线24’中设置有电磁阀30’，从而使管线24’在正常操作期间关闭，但在除霜操作期间被有选择地打开。以此方式，被冷却到新鲜食物室的冰点以上的空气流过第一蒸发器2’。

根据上述′805专利的电冰箱，当致冷剂流在各个蒸发器2’和6’中停止时，即当压缩机18′和风扇12’和14’停止运行时，蒸发器2’和6’中的致冷剂的压强将高于在压缩机18′的运行期间建立起的压强，而后一压强在压缩机18′开始运行之后的预定时期里得到保持。随着规定的时期过去，在蒸发器2’和6’中的致冷剂压强开始得到降低。

对于致冷剂R12，在压缩机18′停止运行之前，该致冷剂将具有大约30psi的压强。在此压强的致冷剂R12不适合于对冷冻室4’进行冷却，因为与此压强相联系的致冷剂温度实际上会造成冷冻室4’的变暖，或至少是不充分的冷却。然而，根据现有技术，已经认识到，即使在***的初始运行期间，致冷剂R12也适合于对新鲜食物室8′进行冷却。相应地，就在压缩机18′的运行之后，风扇14’得到致动，以为新鲜食物室8′提供冷却。在此，借助压缩机18′的运行，各个蒸发器2’和6’中的压强被减小到大约10-20psi，且风扇12’在新鲜食物室8′的冷却操作已经完成之后得到致动，从而使第一蒸发器2’中的致冷剂蒸发，以冷却冷冻室4’。

如从前面的描述能够容易地理解的，上述专利提供了一种致冷***，它带有用于冷冻和新鲜食物室4’和8’的两个蒸发器，以在压缩机18′的初始运行期间对新鲜食物室8′进行冷却，从而比标准的单级***中使能量节约了大约10-20％的能量。因此，在第一蒸发器2’中产生的霜的量得到了减少，从而减小了由于除霜加热器的运行而引起的电力消耗。

在风扇12’或14’在压缩机18′的运行期间停止的情况下，蒸发器产生的自然对流可以使冷冻室或新鲜食物室被过度冷却，且各个蒸发器的入口最好被设计得高于各个蒸发器的顶部，且需要完全地绝缘蒸发器并防止冷却空气的泄漏。

在上述专利中公布的级联致冷***只能被应用于电子***。如果这种级联***被用于机械***，则难于控制级联***和利用其中两个蒸发器彼此串联的级联循环的优点。另外，在压缩机的运行之后，当实现了稳态压强时，冷冻室中的空气与蒸发器接触，从而以这样的方式使蒸发器的温度下降—即使得冷冻室得到高速冷却。当环境温度高或电冰箱的负载大时，可以方便地保证冷冻室的温度，但新鲜食物室的冷却效率恶化了。

如果在致冷***中采用了至少一个蒸发器，冷却循环的部件的设置可能是复杂的。另外，由于为电冰箱的各个冷冻和新鲜食物室设置了两个蒸发器和两个风扇，电冰箱的容量减小，从而使总的生产成本增大。

本发明的目的，是提供一种电冰箱，它能够利用一个蒸发器为两或多个室提供稳态温度的冷却。

本发明的另一个目的，是提供一种电冰箱，其中为各个冷冻和冷藏室设置了风门，且冷却空气独立地循环到各个室中，而不采用任何次级蒸发器和风扇，这降低了总生产成本，从而提供了在制造成本和运行成本方面都经济的电冰箱。

本发明的另一个目的，是提供一种电冰箱和用于该电冰箱的冷却操作控制方法，从而使其冷藏室当蒸发器在压缩机运行期间处于瞬态压强状态时得到冷却，且当蒸发器不处于瞬态压强状态时为需要冷却的冷藏或冷冻室提供了冷却。

本发明的又一个目的，是提供一种电冰箱和用于该致冷***的冷却操作控制方法，从而使一个风扇和一个风门得到控制，以在压缩机暂停期间在不使用旁路管线、除霜加热器或电磁阀的情况下通过使冷藏室的空气通过蒸发器而再循环，从而避免了蒸发器表面上的霜积累。

为了实现这些和其他的优点，本发明的电冰箱至少具有冷冻和冷藏室和蒸发器，并用它们提供了冷却循环，该电冰箱包括：第一部分，用于将由一个隔板分隔的冷冻和冷藏室分别冷却到并保持在不同的稳态温度；以及，第二部分，用于当蒸发器处于瞬态压强状态时通过控制冷却循环而对冷藏室进行冷却。

该蒸发器在从冷却循环的初始阶段开始的预定时期里都处于瞬态压强状态。

根据本发明的另一个方面，一种电冰箱具有由一个隔板分隔开的冷冻室和冷藏室、设置在隔板的内侧上的蒸发器、压缩机、和风扇，包括：一对温度检测器，用于检测冷冻和冷藏室中的温度；至少一个风门，用于将冷冻和冷藏室每一个中的空气吹过蒸发器，并用于独立地循环各个室中的空气，以对冷冻室和冷藏室进行彼此独立的冷却；以及，控制单元，用于在蒸发器的瞬态压强状态期间在冷冻和冷藏室中的温度之一高于为各个室预设的标准温度的情况下，通过操作压缩机，来冷却冷藏室，并用于当蒸发器不处于瞬态压强状态时为其温度高于其标准温度的相应室提供冷却。

控制单元当各个冷冻和冷藏室的温度都低于它们的标准温度时控制风扇和风门的运行，且该控制单元将冷藏室的空气吹过蒸发器，从而在压缩机停止运行的同时进行除霜操作。

如果各个冷冻和冷藏室的温度都高于它们的标准温度，该控制单元控制风门的操作，以在蒸发器不处于瞬态压强状态时首先冷却冷冻室。

本发明的电冰箱还包括：一个水收集器，它被安装在蒸发器之下并收集在除霜操作期间产生的水；以及，一个内管，它具有向上和向下弯曲的部分，并防止了排水的向内流动。

参见图4至6，一种电冰箱包括：本体10；由一个隔板分隔开的冷冻室2和冷藏室2a；蒸发器11，它被安装在隔板上并产生冷却的空气；风扇12，它被设置在蒸发器11之后并强制蒸发器11抽吸的冷冻和冷藏室2和2a中的空气在冷冻和冷藏室2和2a中循环。

该电冰箱还包括：一个冷藏室风门13，它被安装在冷藏室2a的后壁上并控制由风扇12强制在冷藏室2a中循环的冷却空气的流动，从而使冷藏室2a与冷冻室2相独立地得到冷却；冷冻室风门16，它被安装在冷冻室2的后壁中并控制由风扇12强制在冷冻室2中循环的冷却空气的流动，从而使冷冻室2与冷藏室2a相独立地得到冷却；冷藏室温度检测器21，它检测冷藏室2a的温度；冷冻室温度检测器22，它检测冷冻室2的温度；以及，压缩机15，它被安装在本体10的下部并与蒸发器11一起在冷却循环中起着重要的作用。

如图5所示，本发明的电冰箱进一步包括：水收集器30，它被设计成向冷藏室2a的后部倾斜，从而收集在除霜循环操作期间产生的水；内管31，它一端与水收集器30相连，且另一端与一个准备在外部的蒸发盘相连。内管31具有向上和向下弯曲的部分，且在除霜循环期间产生的水在向上弯曲的部分中得到收集，从而使内管31的上和下侧彼此分离，从而使空气不能从外界通过内管31而流过。

冷冻室风门16打开和关闭形成在冷冻室2的前下部上的一个入口，以使冷冻室2的空气流入隔板，以进行热交换，并打开和关闭设置在冷冻室2的后部的一个出口。冷藏室风门13打开和关闭形成在冷藏室2a的前上部上的一个入口，以使空气在循环流过了冷藏室2a之后流过蒸发器11，并打开和关闭一个出口—通过它冷藏室2a的空气得到排放。这些风门13和16使冷冻和冷藏室能够彼此独立地得到冷却。

本发明的电冰箱还包括：一个风扇驱动部分26，它致动风扇12；冷冻室风门驱动部分25，它操作冷冻室风门16；冷藏室风门驱动部分24，它操作冷藏室风门13；压缩机驱动部分23，它激励压缩机15；以及，控制单元20，它监测上述部件的运行。

冷冻室温度检测器22和冷藏室温度检测器21每一个都能够借助热敏电阻而得到实现。由于它们具有随温度变化的电阻值，相应的温度检测器的电阻变化由控制单元20提供，以控制压缩机15、风扇12、冷冻室风门16、和冷藏室风门13。

以下的描述涉及根据本发明的电冰箱的冷却循环的控制程序。

现在参见图7，它是流程图，显示了电冰箱的冷却循环的控制程序。

一旦电力被加到电冰箱上(S10)，冷冻和冷藏室2和2a的温度就得到检测。把冷冻室温度和冷藏室温度与为相应的室预设的标准温度A和B相比较(S14)，且当冷冻室温度或冷藏室温度高于其标准温度A或B时，控制单元20将此理解为相应的室需要冷却操作。

当控制单元20在步骤14判定需要冷却操作时，它在步骤16使压缩机15和风扇12运行。在压缩机15的初始运行期间，蒸发器11达到瞬态压强状态，且在此阶段的蒸发器温度不能使冷冻室2冷却。因此，冷藏室风门13在步骤18被打开，从而使冷藏室首先被蒸发器11冷却。以此方式，当蒸发器11处于瞬态压强状态时建立起来的能量，能够被用于冷却，从而提供了更为有效的冷却循环。

随着在步骤16开始运行的压缩机15在步骤20继续工作，蒸发器11在预定的时期中不再处于瞬态压强状态，因而冷藏室风门13在步骤22被关闭。为了更好地为在步骤14请求冷却操作的室之一提供冷却，控制单元20检测冷冻室2的温度是否高于标准温度A(S24)。当控制单元20判定冷冻室温度高于标准温度A时，冷冻室风门16被打开，以为其提供冷却，从而使冷冻室2得到冷却(S26)。

在步骤28，控制单元20在冷冻室2的冷却循环期间将冷冻室温度与为其预设的标准温度A相比较。如果冷冻室温度高于标准温度A，则重复进行步骤26的过程；且如果冷冻室温度低于标准温度A，冷冻室风门16在步骤30被关闭，以完成冷冻室的冷却循环。在步骤32，控制单元20将冷藏室温度与为其预设的标准温度B相比较。如果冷藏室温度高于标准温度B，冷藏室风门13在步骤34被打开，从而为冷藏室2a提供冷却。

在步骤36将冷藏室温度与标准温度B相比较，且如果它低于标准温度B，则在步骤38关闭冷藏室风门13以完成冷却循环，且压缩机15和风扇12停止，从而完成冷却操作。

控制单元20检测是否有对冷却操作的需求(S14)，以进行压缩机15的初始运行。当它判定没有室需要冷却时，冷冻室2和冷藏室2a的温度都低于它们的标准温度A和B时，它在步骤42使风扇12运行，并在步骤44使冷藏室风门13打开。因此，冷藏室2a在冰点以上的空气经过蒸发器11而得到循环，从而避免了蒸发器11上的霜的积累。

如上所述，根据本发明的电冰箱和冷却操作控制方法，通过利用一个蒸发器，冷冻和冷藏室都能够在稳态温度下得到冷却。冷冻室风门和冷藏室风门被用来独立地为冷冻和冷藏室提供冷却。

另外，当蒸发器在压缩机运行的初始阶段中处于瞬态压强状态预定时间时，通过利用在蒸发器达到正常的压强状态之前建立的能量，首先给冷藏室提供冷却，这降低了电力消耗。由于本发明采用了一个蒸发器并仅通过操作冷却空气分送管道和风门而控制了冷却空气的流动，它减小了冷藏室的内部容量并节约了致冷剂，并从而降低了总生产成本。

本发明还通过在不采用诸如除霜加热器、旁路管线、电磁阀等等的辅助装置的情况下，通过利用冷藏室的空气，而提供了可靠而有效的除霜操作。

Claims (12)

1.一种电冰箱，它至少具有冷冻和冷藏室和蒸发器，并借助它们而提供了冷却循环，包括：

用于将被一个隔板分隔开的冷冻和冷藏室独立地冷却和保持在不同的稳态温度的装置；以及

用于当蒸发器处于瞬态压强状态时通过控制冷却循环而对冷藏室进行冷却的装置。

2.根据权利要求1的电冰箱，其中所述蒸发器从冷却循环的初始阶段开始处于瞬态压强状态一个预定的时间。

3.一种电冰箱，它具有由一个隔板分隔开的冷冻室和冷藏室、设置在隔板内的蒸发器、压缩机、以及风扇，所述电冰箱包括：

一对温度检测装置，用于检测相应的冷冻和冷藏室的温度；

至少一个风门，用于将冷冻和冷藏室的每一个的空气吹过蒸发器，并用于使空气在各个室中独立地循环流动，以使冷冻室和冷藏室彼此独立地得到冷却；以及

控制装置，用于在相应的冷冻和冷藏室的温度之一高于为各个室预设的标准温度的情况下通过操作压缩机而在瞬态压强状态期间冷却冷藏室，并用于当蒸发器不处于瞬态压强状态时更好地为其温度高于其标准温度的相应室提供冷却。

4.根据权利要求3的电冰箱，其中所述蒸发器在从压缩机的初始运行开始的预定时间里处于瞬态压强状态。

5.根据权利要求3的电冰箱，其中所述控制装置当各个冷冻和冷藏室的温度都低于它们的标准温度时控制风扇和风门的操作，并将冷藏室的空气吹过蒸发器，从而在压缩机停止运行的同时进行除霜操作。

6.根据权利要求3的电冰箱，其中如果各个冷冻和冷藏室的温度都高于它们的标准温度，所述控制装置控制风门的操作，以在蒸发器不处于瞬态压强状态之后更好地冷却冷冻室。

7.根据权利要求3的电冰箱，进一步包括：

安装在蒸发器之下并收集在除霜操作期间产生的水的收集装置；以及

一条内管，它具有向上和向下弯曲的部分并防止周围空气的向内流动和冷却空气通过它的泄漏。

8.用于一种电冰箱的冷却操作控制方法，该电冰箱至少具有冷冻和冷藏室和蒸发器，并借助它们来提供冷却循环，所述方法包括以下步骤：

(a)判定冷冻和冷藏室中的任何一个是否需要冷却操作；

(b)如果冷冻和冷藏室中的任何一个需要冷却操作，开始冷却循环的操作；

(c)判定蒸发器是否达到了瞬态压强状态；

(d)如果蒸发器处于瞬态压强状态，控制冷却循环并对冷藏室进行冷却；以及

(e)如果蒸发器不处于瞬态压强状态，控制冷却循环并更好地对需要冷却操作的相应室进行冷却。

9.根据权利要求8的方法，其中蒸发器的瞬态压强状态被保持从冷却循环的初始阶段开始的预定时间。

10.根据权利要求8的方法，其中如果在步骤(a)冷冻和冷藏室都需要冷却操作，则在步骤(e)首先对冷冻室进行冷却。

11.根据权利要求8的方法，进一步包括以下步骤：

(f)如果冷冻和冷藏室都不需要冷却操作，即如果冷冻和冷藏室的温度都低于它们的标准温度，则通过操作风扇和打开冷藏室风门，将冷藏室的冰点以外的空气吹过蒸发器，并对积累在蒸发器上的冰进行除霜。

12.根据权利要求8的方法，进一步包括以下步骤：

(g)在将冷藏室的空气吹过蒸发器的同时判定冷冻室和冷藏室是否需要冷却操作，且如果冷冻和冷藏室中的任何一个需要冷却操作，则重复步骤(b)之后的步骤。

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