CN100513946C - 冰箱冷藏室加湿控制方法及装置及装配该装置的冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冰箱冷藏室加湿控制方法及装置及装配该装置的冰箱，在冰箱冷藏室内设有一个加湿装置，在加湿装置供电控制电路的交流线路或直流线路上串联入与冰箱的压缩机为联动延时工作模式的控制电路。加湿控制电路检测到冰箱压缩机开始工作后，延时启动加湿装置；检测到冰箱压缩机停止工作后，延时关停加湿装置。采用此种控制方式，冰箱内的湿度始终能够控制在85%到95%之间，稳定而且有规律。加湿效果相当的好，能够满足冰箱加湿的需求；是一种很好的控制方式。

Description

冰箱冷藏室加湿控制方法及装置及装配该装置的冰箱

技术领域

本发明涉及加湿领域，特别涉及冰箱冷藏室加湿控制方法及装置及装配该装置的冰箱。

背景技术

蔬菜、水果的最佳储存湿度和温度

 

水果种类	最适合储藏温度	最适合储藏湿度	蔬菜种类	最适合储藏温度	最适合储藏湿度
						苹果	0℃	95～100％	白菜	0℃	95～100％
梨	0℃	90～95％	芹菜	0℃	95～100％
						猕猴桃	0℃	90～95％	菠菜	0℃	95～100％
葡萄	-1～0℃	90％	马铃薯	0℃	90～95％
						柿子	-1～0℃	90～95％	莴笋	0～3℃	90～95％
荔枝	1～5℃	90～95％	番茄	10～12℃	90～95％
						芒果	10～13℃	95％	青椒	7～13℃	90～95％
柑橘	2～15℃	90～95％	茄子	8～12℃	90～95％
						香蕉	12～15℃	90～95％	芋头	7～10℃	90～95％
西瓜	10～15℃	90％	姜	13～15℃	90～95％

从上表可明显看出绝大部分蔬菜、水果的最佳储存温度都在0℃到12℃之间，这和冰箱冷藏室内的温度相符，冰箱冷藏室内的温度完全满足蔬菜、水果的储存要求；但是大部分蔬菜水果最佳储存湿度在90％-95％，可是冰箱内的湿度却只有30％-70％间波动，无法满足蔬菜、水果的最佳储存湿度。但客观事实是，蔬菜的保鲜就是保湿，因为新鲜的蔬菜一旦失水萎蔫，变得软绵绵的，根本谈不上新不新鲜，也没必要再保存下去。

随着人们生活节奏的加快、生活水平和购买力的提高，一方面经常需要一次性的购买大量的果蔬食品，另一方面会为健康的考虑毫不犹豫的扔掉失水萎缩的蔬菜水果。这样会造成很大的损失，因此对新鲜果蔬的保鲜期有了更高的要求。传统冰箱冷藏室内设置有一小空间果蔬室(塑料抽屉)，但实际上相当多蔬菜是放在冷藏室内的，当水果购买较多时，也有不少水果是直接放在冷藏室(果蔬室外)；大家习惯上是用果蔬盒装鸡蛋，而将果蔬放在冷藏室搁架上，所以就中国人的习惯，不仅应使果蔬室高湿度，还应使整个冷藏室高湿度。传统的冰箱在冷藏食品期间，蔬菜食品内的水分会不断进入冷藏室内部，变成冷凝水流走，蔬菜和食品会很快变干、发蔫，蔬菜和食品会很快失水变干、变质，不能食用。

为减少冰箱冷藏食物水分损失，目前已经有多种方法，如中国专利97233809公开在冰箱抽屉上增设带孔保湿盖板，在保证有较好冷效的同时又避免冷空气与储藏食物直接接触，以维持抽屉中一定水分饱和度，达到保湿目的。中国专利97244628公开的保湿方法，是通过调节设在冷藏抽屉上带孔大盖和可滑动小盖的相对位置，控制盒盖开孔面积达到不同程度保湿要求。中国专利99220341公开的一种冰箱保湿盒，通过在盒盖板上设置可以转动调节的透湿孔，控制水分的散失达到保湿。然而上述改进存在两个共同点：1.都是通过采取抑制延缓果蔬水分损失速度达到延长保湿时间的目的。但是采用此种方式的缺点是：冰箱、冷藏盒内的高湿环境，是通过冷藏室果蔬水分不断蒸发来维持，因此冰箱内的湿度较低，延长果蔬保鲜期的效果并不明显。2.都是在果蔬盒内局部保湿，而冰箱冷藏室其它空间湿度依然很低。实际上相当多蔬菜是放在冷藏室内的，当水果购买较多时，也有不少水果是直接放在冷藏室(果蔬室外)；因此不仅应使果蔬室高湿度，还应使整个冷藏室高湿度。中国专利98117251公开了采用二个蒸发器的冰箱，其中冷藏室用蒸发器直接设置在冷藏室内，利用冷藏室蒸发器在除霜时产生的部分水分在冷藏室内蒸发起到补充水分保湿，但这种方式不仅增加冰箱的制造成本，而且保湿效果并不明显。因此目前市场上亟待一种真正意义上的高保湿冰箱。

而简单的安装一些持续加湿的加湿装置，虽然能达到理想的保湿效果，但是这种加湿方法和装置的缺点是：1.冷藏室内不管是否需要加湿都会强制性持续加湿，导致能源浪费。2.由于加湿器持续运转容易老化，寿命大大缩短，需要频繁更换、维修，难以推广应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种冰箱冷藏室加湿控制方法及装置及装配该装置的冰箱，既能使冷藏室内湿度稳定的保持在相对较高的湿度范围内，义能增加使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：冰箱冷藏室加湿控制方法，加湿控制电路检测到冰箱压缩机开始工作后，延时启动加湿装置；检测到冰箱压缩机停止工作后，延时关停加湿装置。

所选用的延时时间在3—15分钟。

冰箱冷藏室加湿装置，它包括壳体，加湿装置壳体前部设有加湿风扇、后部设有加湿材料，加湿风扇与供电控制电路连接，所述的供电控制电路由变压器、整流电路和稳压电路依次连接而成，在加湿装置供电控制电路的交流线路或直流线路上串联入与冰箱的压缩机为联动延时工作模式的控制电路。

所述的延时工作模式控制电路为在压缩机两端并联继电器KM1；时间继电器KT1、KT2分别与继电器KM1一常开触点和一常闭触点串联后并接在电源两端；一路继电器KM1一常开触点和时间继电器KT1延时闭合触点串联、一路继电器KM1一常闭触点和时间继电器KT2延时断开触点串联，两路并联后与加湿装置供电变压器串联然后接电源两端。

所述的延时工作模式控制电路为继电器KM2常开触点与加湿装置供电变压器串联后接电源两端，加湿装置供电控制电路包括微处理器，微处理器一接口与继电器KM2触发电路连接，另一接口与压缩机运行状态信号线连接。

一种冰箱，包括冷藏室和压缩机，在冷藏室内设有一个加湿装置，加湿装置的壳体前部设有加湿风扇、后部设有加湿材料，加湿风扇与供电控制电路连接，所述的供电控制电路由变压器、整流电路和稳压电路依次连接而成，在加湿装置供电控制电路的交流线路或直流线路上串联入与冰箱的压缩机为联动延时工作模式的控制电路。

所述的延时工作模式控制电路为在压缩机两端并联继电器KM1；时间继电器KT1、KT2分别与继电器KM1一常开触点和一常闭触点串联后并接在电源两端；一路继电器KM1一常开触点和时间继电器KT1延时闭合触点串联、一路继电器KM1一常闭触点和时间继电器KT2延时断开触点串联，两路并联后与加湿装置供电变压器串联然后接电源两端。

所述的延时工作模式控制电路为继电器KM2常开触点与加湿装置供电变压器串联后接电源两端，加湿装置供电控制电路包括微处理器，微处理器一接口与继电器KM2触发电路连接，另一接口与压缩机运行状态信号线连接。

冰箱冷藏室接水槽的排水孔设置在离接水槽底部有一定距离的位置，加湿装置设置在接水槽的上部位置，加湿装置的底部低于接水槽排水孔的水平位置。

本发明将加湿过程与压缩机延时联动起来，当压缩机刚开始工作的时候冷藏室内的湿度仍较高，暂不需要加湿，随着压缩机工作冷藏室内湿度不断下降到需要加湿时才启动加湿装置工作，这样启动时机合理，加湿装置只在需要投入时才工作。压机运行及停止后的一段时间内，由于冰箱后背板的冷凝作用，会有大量的水分凝结，造成冰箱内湿度的下降，本发明使加湿装置继续延时工作一段时间，在这段时间对冰箱冷藏室内补充水分，可以有效的稳定冰箱冷藏室内的湿度。本发明的加湿方法，根据冰箱的工作机理及冰箱内的湿度、温度变化规律，设定加湿时机和时间，在减少加湿装置工作时间的情况下，仍能够很好地完成加湿任务，不仅能够有效延长加湿装置的使用寿命，还能够明显地节约电能消耗，有很好的推广应用价值。

附图说明

图1为加湿装置的结构示意图；

图2为加湿装置外壳的主视图；

图3为加湿装置外壳的右视图；

图4为加湿装置外壳的仰视图；

图5为加湿材料的主视图；

图6为加湿材料的侧视图；

图7为加湿装置在冰箱内的设置示意图；

图8为未加湿时冰箱内的湿度变化曲线；

图9为加湿装置连续运行时冰箱内湿度变化曲线图；

图10为加湿装置间隔运行时冰箱内湿度变化曲线图；

图11为加湿装置与压缩机同步启停时冰箱内湿度变化曲线图；

图12为加湿装置与压缩机异步启停时冰箱内湿度变化曲线图；

图13为加湿装置与压缩机同时开、延时关时冰箱内湿度变化曲线图；

图14(a)为加湿装置与压缩机延时启停一种实施例的继电器控制部分电路原理图；

图14(b)为加湿装置与压缩机延时启停一种实施例的变压器T1工作部分电路原理图；

图15(a)为加湿装置与压缩机延时启停另一种实施例的电路原理图；

图15(b)为加湿装置与压缩机延时启停另一种实施例的工作原理图；

图16为图15(a)实施例的控制流程图；

图17为加湿装置与压缩机延时启停时冰箱内湿度变化曲线图。

具体实施方式

如图1所示为加湿装置的结构示意图，在图1中加湿装置1分为两大部分，一部分放置加湿材料3，这部分为左边部分，一部分放置微型加湿风扇2，这部分为右部分。当装置利用冷凝水加湿时，在左部分的前部开有孔；加湿装置除利用冷凝水外还可采用添加水的方式。

如图2、图3、图4所示为本装置的三视图，其中8部分是装置存放加湿材料的地方，L1的厚度大致在20到40mm之间，L2的宽度大致在30到50mm之间，4部分是放置风扇的地方，L3的宽度大致在50到70mm之间；装置的高度L5在90到120mm之间，宽度L4在80到110mm之间，风扇的口径L7在70到100mm之间，装置和风扇之间的连接孔L6在40到80mm之间。

图5、图6为加湿材料3的外观图，材料由高效吸/放湿材料(如抗菌无纺布)组成，为了增大材料的散发表面积，特设计成蜂窝状结构。图5中，加湿材料3的长度a为90到120mm之间，宽度b在80到110mm之间，厚度c在20mm到50mm之间。

加湿原理：冰箱工作过程中产生的冷凝水流入冰箱内胆的接水槽7里，并在那里聚集。加湿装置1可置于接水槽7内，并使装置中的抗菌吸湿材料3的浸水部分浸没在水里，将水槽内的水分吸入装置内部，使装置内部的吸湿材料保持恒湿；在风扇2的作用下将湿空气吹入冰箱冷藏室6内，使冷藏室6内的湿度保持在利于蔬菜保鲜的范围内。

加湿方法：加湿控制电路检测到冰箱压缩机开始工作后，延时启动加湿装置；检测到冰箱压缩机停止工作后，延时关停加湿装置。所选用的延时时间在3—15分钟。

如图7所示，高效加湿装置在冰箱内的应用：高效加湿装置1可以设计在冰箱的排水槽7中，利用冰箱的冷凝水进行加湿。装置也可以不用冰箱的冷凝水，而是周期性的向装置补水，以维持加湿材料湿润。利用冰箱冷凝水的一个方案是，加湿装置1设置于接水槽7的上部位置，加湿器的下部在接水槽7内，这种方案的特点是，不需要给加湿装置添加水。冷藏室6的排水孔5不是在接水槽7的底部，离底部有一定距离，以保证接水槽7内有足够的水供加湿用。

在冰箱冷藏室6内增加加湿装置1，冷藏室6内的冷凝水进入接水槽7，加湿装置1内的吸水材料3将水分吸收，在风扇2的作用下将湿空气排入冰箱冷藏室6内，保持冰箱冷藏室6内的高湿度。当接水槽7内的水太多超过排水口5时，多余的水分就从排水管排出冰箱，避免溢出进入冷藏室6内。

如图14(a)、图14(b)所示，采用压机工作，加湿装置延时一段时间工作；压机停止，加湿装置延时停止的工作方式。

本方法的特点是：采用压机工作，装置延时一段时间工作；压机停止，装置延时停止的工作方式。此方法在保证湿度较高的同时，进一步缩短装置的运行时间。继电器控制部分的电路如图14(a)所示，压缩机与继电器KM1并联，冰箱电源通过继电器KM1的常开点对时间继电器KT1进行控制，冰箱电源同时通过继电器KM1的常闭点对时间继电器KT2进行控制；变压器是否得电由两路控制，一路由继电器KM1的常开触点与时间继电器KT1的延时闭合触点串联后控制，另一路KM1的常闭触点与时间继电器KT2的延时断开触点串联后控制，这两路并联后对变压器得失电进行控制。变压器将220v高压变成低压后再经过变流和稳压后对加湿装置供电。调节延时继电器KT1的延时时间就可以控制压缩机开启后加湿装置开始工作前之间滞后时间；调节延时继电器KT2的延时时间就可以控制压缩机关闭后加湿装置再延续工作的那一段时间。

当压缩机得电，KM1得电，于是KM1的常开触点闭合，时间继电器KT1得电；KM1得电时，其常闭触点断开，此时KT1得电KT2失电，KT1开始延时，延时到，KT1延时闭合触点闭合，由于KM1的常开触点已经闭合，于是变压器T1的输入线圈得电，加湿装置工作。当压缩机失电时，KM1失电，KM1的常开点打开，常闭点闭合，于是KT1失电，KT2得电，由于KM1的常闭触点与KT2的延时断开触点串联后给变压器T1供电，所以T1继续得电，加湿装置继续工作，与此同时，KT2开始延时，延时到时，KT2的延时断开触点打开，变压器T1失电，加湿装置停止工作。

如图15(a)、15(b)所示加湿装置控制电路采用微处理器的方式进行控制，采用压机工作，加湿装置延时一段时间工作；压机停止，加湿装置延时停止的工作方式。也可以通过微处理器控制的方式进行控制，这里以8031单片机为例进行控制，电路图如图15(a)所示，在图中将8031外扩4k字节的RAM用于程序储存，其中压缩机的运行状态信号通过P30口输入，单片机对此信号进行判断，如果压缩机运行状态为高电平信号，启动软延时器1见图中XTAL1，到设定的时间后P27接口接通，继电器KM2触点吸合，加湿装置运转；如果压缩机运行状态为低电平信号，启动延时器2见图中XTAL2，到了设定的时间后，P27接口断开，加湿装置停止运转。图15(b)为该实施的工作原理图。

控制流程图如图16所示，用此方法采用压机运行4分钟后加湿装置再运行，压机停止10分钟后加湿装置再停止，冰箱内的湿度情况如图17所示，采用此种控制方式，冰箱内的湿度始终能够控制在85％到95％之间。加湿效果相当的好，能够满足冰箱加湿的需求。

下面对比一下各种加湿方法的效果：

如图8所示在未加湿情况下，矩形曲线是压缩机开停曲线，中间的是冷藏室湿度曲线，下面的是冷藏室温度曲线。图中可以看出，当压缩机启动时，冷藏室内的温度和湿度延时一会达到最高后开始急剧下降；当压缩机停止工作后，由于冰箱后背板的冷凝作用，冷藏室内温度会延时一会达到最低温度，而同时会有大量的水分凝结，压缩机停止工作后仍会延时一段凝结，造成冷藏室内湿度不断下降，并延时达到最低，此时冷藏室内的湿度低于当时温度下的标准湿度，湿度上升会早于温度上升。

如图9所示湿度曲线图为加湿装置连续运行加湿，下面的曲线是温度线，上面的曲线是湿度线，试验的环境温度为15度，环境相对湿度为40％。我们可以看到冰箱内最高相对湿度为98.9％，最低湿度为90.2％，湿度在这个范围内上下波动，冷藏室保湿效果理想。但有时候湿度会高于要求而造成浪费，而且加湿装置连续运转，容易老化，寿命大大缩短。

如图10所示湿度曲线图为加湿装置间歇运行加湿，下面的曲线是温度线，上面的曲线是湿度线，中间的矩形线代表加湿装置的开启和关闭；试验的环境温度为21度，环境湿度为37％。我们可以看到冰箱内湿度在75％到97％之间上下波动。此种加湿方式波动太大，而且有时湿度过低。

如图11所示湿度曲线图为加湿装置与压缩机同步启停，试验的环境温度为19度，环境湿度为45％，采用此种方式，湿度曲线呈现规律性的变化，冰箱湿度在75％到90％之间上下波动。有时仍存在湿度过低的情况。

如图12所示湿度曲线图为加湿装置与压缩机异步启停，可以较好的维持冰箱内的湿度在一个较高的水平，但波动幅度较大，仍存在湿度较低的情况。

如图13所示湿度曲线图为与压缩机同时启动、延时关闭，以延时10分钟为例进行试验，试验的环境温度为20℃，环境湿度为55％。采用此种方式，湿度曲线呈现规律性的变化，冰箱湿度在83％到92％之间上下波动。

如图17所示湿度曲线图为与压缩机延时启动、延时关闭，采用压机运行4分钟后加湿装置再运行，压机停止10分钟后加湿装置再停止，冰箱内的湿度情况如图所示，采用此种控制方式，冰箱内的湿度始终能够控制在85％到95％之间，稳定而且有规律。加湿效果相当的好，能够满足冰箱加湿的需求；是一种很好的控制方式。

Claims (9)

1、冰箱冷藏室加湿控制方法，其特征在于：加湿控制电路检测到冰箱压缩机开始工作后，延时启动加湿装置；检测到冰箱压缩机停止工作后，延时关停加湿装置。

2、根据权利要求1所述的冰箱冷藏室加湿控制方法，其特征在于：所选用的延时时间在3—15分钟。

3、冰箱冷藏室加湿装置，其特征在于：它包括壳体，加湿装置壳体前部设有加湿风扇、后部设有加湿材料，加湿风扇与供电控制电路连接，所述的供电控制电路由变压器、整流电路和稳压电路依次连接而成，在加湿装置供电控制电路的交流线路或直流线路上串联入与冰箱的压缩机为联动延时工作模式的控制电路。

4、根据权利要求3所述的冰箱冷藏室加湿装置，其特征在于：所述的延时工作模式控制电路为在压缩机两端并联继电器KM1；时间继电器KT1、KT2分别与继电器KM1一常开触点和一常闭触点串联后并接在电源两端；一路继电器KM1一常开触点和时间继电器KT1延时闭合触点串联、一路继电器KM1一常闭触点和时间继电器KT2延时断开触点串联，两路并联后与加湿装置供电变压器串联然后接电源两端。

5、根据权利要求3所述的冰箱冷藏室加湿装置，其特征在于：所述的延时工作模式控制电路为继电器KM2常开触点与加湿装置供电变压器串联后接电源两端，加湿装置供电控制电路包括微处理器，微处理器一接口与继电器KM2触发电路连接，另一接口与压缩机运行状态信号线连接。

6、一种冰箱，包括冷藏室和压缩机，其特征在于：在冷藏室内设有一个加湿装置，加湿装置的壳体前部设有加湿风扇、后部设有加湿材料，加湿风扇与供电控制电路连接，所述的供电控制电路由变压器、整流电路和稳压电路依次连接而成，在加湿装置供电控制电路的交流线路或直流线路上串联入与冰箱的压缩机为联动延时工作模式的控制电路。

7、根据权利要求6所述的冰箱，其特征在于：所述的延时工作模式控制电路为在压缩机两端并联继电器KM1；时间继电器KT1、KT2分别与继电器KM1一常开触点和一常闭触点串联后并接在电源两端；一路继电器KM1一常开触点和时间继电器KT1延时闭合触点串联、一路继电器KM1一常闭触点和时间继电器KT2延时断开触点串联，两路并联后与加湿装置供电变压器串联然后接电源两端。

8、根据权利要求6所述的冰箱，其特征在于：所述的延时工作模式控制电路为继电器KM2常开触点与加湿装置供电变压器串联后接电源两端，加湿装置供电控制电路包括微处理器，微处理器一接口与继电器KM2触发电路连接，另一接口与压缩机运行状态信号线连接。

9、根据权利要求6或7或8所述的冰箱，其特征在于：冰箱冷藏室接水槽的排水孔设置在离接水槽底部有一定距离的位置，加湿装置设置在接水槽的上部位置，加湿装置的底部低于接水槽排水孔的水平位置。

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