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CN110953792B - 冰箱及其控制方法 - Google Patents

冰箱及其控制方法 Download PDF

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CN110953792B CN201811132998.5A CN201811132998A CN110953792B CN 110953792 B CN110953792 B CN 110953792B CN 201811132998 A CN201811132998 A CN 201811132998A CN 110953792 B CN110953792 B CN 110953792B
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Abstract

本发明提供了一种变频冰箱的控制方法，包括：获取所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；获取所述变频冰箱内部的间室温度，并计算所述间室温度与间室设定温度的温差；按照预设的映射关系确定出所述环境温度、所述环境湿度、所述温差对应的压缩机转速，其中所述映射关系规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、温差数值范围对应的转速值；控制所述变频冰箱的压缩机按照确定出的压缩机转速运行。本发明还提供一种冰箱。

Description

冰箱及其控制方法
技术领域
本发明涉及冷藏冷冻装置技术领域，特别是涉及一种冰箱及其控制方法。
背景技术
冰箱是保持恒定低温的一种制冷设备，也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品。常用的冰箱的制冷系统是压缩制冷系统，其中压缩机作为制冷循环的动力，由电动机拖动而不停地旋转来对制冷剂进行压缩。变频压缩机是相对于转速恒定的压缩机而言，通过一种控制方式或手段使压缩机的转速在一定范围内调节，可以改变输出能量的压缩机。一些冰箱在冷藏间室中设置有干区空间，由于很难做到绝对密封，导致干区空间容易返潮。现有技术中，压缩制冷系统送入干区空间的是低温低湿的冷空气，控制压缩机连续运转来使干区空间持续保持微正压状态，来防止冷藏间室的湿空气进入干区空间。冰箱在稳态制冷初始过程中，压缩机会出现转速过高，导致冷凝温度高，制冷效率低，同时转速过高还导致压缩机部件容易出现损坏，此外还会由于冷量大造成冰箱的能耗大。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种变频冰箱的控制方法，该控制方法能及时、快速、精确地调整压缩机的转速。
本发明一个进一步的目的是提供一种冰箱。
一方面，本发明提供以下技术方案：
一种变频冰箱的控制方法，包括：
获取所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；
获取所述变频冰箱内部的间室温度，并计算所述间室温度与间室设定温度的温差；
按照预设的映射关系确定出所述环境温度、所述环境湿度、所述温差对应的压缩机转速；其中所述映射关系规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、温差数值范围对应的转速值；
控制所述变频冰箱的压缩机按照确定出的压缩机转速运行。
可选地，按照所述映射关系确定所述压缩机转速的步骤包括：
确定所述环境温度所属的所述环境温度数值范围；
按照确定出的所述环境温度数值范围查询得到对应的温差-湿度-转速映射关系；其中所述温差-湿度-转速映射关系规定有环境湿度数值范围以及温差数值范围对应的转速值，并且不同环境温度数值范围对应的所述温差-湿度-转速映射关系不同。
可选地，所述环境温度数值范围的区间长度设置按照所述变频冰箱的极限工作温度进行均分得到。
可选地，在计算得到所述温差之后还包括：
将所述温差与预设的温差阈值进行比较；在所述温差大于所述温差阈值的情况下，使所述压缩机运行并执行确定所述压缩机转速的步骤，若所述温差小于或等于所述温差阈值，则使所述压缩机停机。
可选地，在获取所述变频冰箱内部的间室温度之后还包括：
判断所述变频冰箱是否满足稳态运行条件，如果满足则执行确定所述压缩机转速的步骤；
所述稳态运行条件是在预设的时间内，如果所述间室温度的变化值小于预设的变化阈值，则认为所述变频冰箱满足稳态运行条件。
可选地，所述变频冰箱包括冷藏间室，所述冷藏间室内分区形成干区空间；
所述获取所述变频冰箱内部的间室温度是获取所述干区空间的间室干区温度，并计算所述间室干区温度与间室干区设定温度的温差，之后执行确定所述压缩机转速的步骤。
可选地，获取所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度包括：获取布置于所述变频冰箱外壳上不同部位的多个所述环境检测装置测得的数值，对所述数值进行融合计算，得到所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度。
可选地，获取所述不同部位的多个所述环境检测装置测得的数值后，识别其中数值偏差过大的环境检测装置，并进行提醒。
另一方面，本发明提供以下技术方案：
一种冰箱，包括：
箱体，其内具有一个或多个储物间室；
压缩制冷系统，用于向所述储物间室内提供冷量，包括变频压缩机；
环境检测装置，用于检测所述冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；
间室测温装置，设置在一个或多个所述储物间室内部，用于检测间室温度；以及
控制器，所述控制器具有存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，当所述控制程序被所述处理器执行时，用于实现前述的控制方法。
可选地，在所述箱体外壳上的不同部位分别设置有所述环境检测装置；
所述控制器配置成当所述控制程序被所述处理器执行时，用于实现前述的控制方法。
本发明的变频冰箱的控制方法充分考虑了对压缩机的转速有影响的各项因素，通过在预设的映射关系中规定环境温度数值范围、环境湿度数值范围、温差数值范围对应的转速值，按照测得的环境温度、环境湿度、以及计算出的温差来对应出压缩机转速，能实现及时、快速、精确地调整变频冰箱的压缩机的转速。
进一步地，本发明的变频冰箱的控制方法在变频冰箱处于稳态运行条件时启动，可以提高压缩机的效率，节约能耗；还可以适当提高蒸发温度、降低冷凝温度，提高制冷效率，同时还能防止压缩机的工作温度过高，提高了压缩机的使用寿命。
进一步地，本发明的变频冰箱的控制方法通过测量干区空间的间室干区温度，并利用预设的映射关系来及时、快速、精确地调整变频冰箱的压缩机的转速，可以使干区空间持续保持微正压状态，有效防止干区空间返潮。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的冰箱的示意图。
图2是根据本发明一个实施例的冰箱的控制器控制信号流转示意图。
图3是根据本发明一个实施例的变频冰箱的控制方法的流程示意图。
图4是根据本发明一个实施例的变频冰箱的控制方法的应用实例的流程示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的冰箱100的示意图。图2是根据本发明一个实施例的冰箱100的控制器300的控制信号流转示意图。本发明实施例的冰箱100一般性地可包括箱体110、门体111、环境检测装置201、间室测温装置210、压缩制冷系统400和控制器300。箱体110内具有一个或多个储物间室。储物间室用于储存食物。门体111可为多个，每个门体111配置成受控地打开或者关闭一个储物间室。环境检测装置201设置在箱体110外部，用于检测环境温度和环境湿度。间室测温装置210设置在储物间室内部，用于检测间室温度。
压缩制冷系统400用于向储物间室内提供冷量，包括变频压缩机401、冷凝器402、节流装置403、以及蒸发器404。变频压缩机401作为制冷循环的动力，由电动机拖动而不停地旋转，将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态。冷凝器402是一个热交换设备，利用环境冷却制冷剂，将来自压缩机401的高温高压制冷蒸气的热量带走，使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。高压常温的制冷剂液体通过节流装置403，得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器404内吸热蒸发。蒸发器404作为另一个热交换设备，节流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发变为蒸气，吸收周围热量，使周围温度下降，达到制冷的目的。
冰箱100在预设时间内，如果储物间室的间室温度的变化值小于预设的变化阈值，则判断冰箱100满足稳态运行条件。在冰箱100稳态运行过程中，冰箱100向外部的散热主要与环境温度和环境湿度有关。环境温度越大，箱体110与环境的传热温差越大，传热量越大，变频压缩机401给储物间室所提供的冷量就越大，那么变频压缩机401的转速将要提高；环境湿度越大，环境湿空气的导热系数越大，那么环境与冰箱100的传热量将会越大，变频压缩机401供给储物间室的冷量就越大，那么变频压缩机401的转速将要提高。在冰箱100稳态运过程中，储物间室的间室温度和间室设定温度的温差一般较小。如果根据间室设定温度来控制变频压缩机401的转速，会导致变频压缩机401的转速过大，造成较大的能量损失。因此，如果通过根据环境温度、环境湿度以及间室温度与间室设定温度的温差来建立映射关系来智能控制变频压缩机401的转速，这样可以提高变频压缩机401的效率，节约能耗。还可以适当提高蒸发温度、降低冷凝温度，提高制冷效率，同时还能防止变频压缩机401的工作温度过高，提高了变频压缩机401的使用寿命。
环境检测装置201可以采用温湿度传感器或者采用温度传感器和湿度传感器的组合。
在一个优选实施方式中，在箱体110的外部的不同部位分别设置有环境检测装置201。通过获取布置在外壳上不同部位的多个环境检测装置201测得的数值，之后对多个数值进行融合计算来得到环境温度和环境湿度。与单一测量值相比，这种融合计算得到的数值更为准确。一般是将多个数值进行加和平均后作为最终环境温度和环境湿度。当然，也可以依照环境检测装置201设置位置的不同来限定不同的权重，例如靠近水源一侧的环境检测装置201的权重设置较高，而远离水源一侧的环境检测装置201的权重设置较低。
间室测温装置210可以采用温度传感器。在一个优选实施方式中，在每个储物间室内分别设置有一间室测温装置210，分别得到一间室温度。在每个储物间室内分别设置间室测温装置210，可以对每个储物间室均进行精确调控。例如，储物间室包括冷藏间室120、变温间室130和冷冻间室140。
在冷藏间室120内设置有第一温度传感器211，用于检测冷藏间室120的温度，得到冷藏温度。冷藏温度与冷藏设定温度的温差为冷藏温差。预先设定的映射关系中规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、冷藏温差数值范围对应的转速值。
在变温间室130内设置有第二温度传感器212，用于检测变温间室130的温度，得到变温温度。变温温度与变温设定温度的温差为变温温差。预先设定的映射关系中规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、变温温差数值范围对应的转速值。
在冷冻间室140内设置有第三温度传感器213，用于检测冷冻间室140的温度，得到冷冻温度。冷冻温度与冷冻设定温度的温差为冷冻温差。预先设定的映射关系中规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、冷冻温差数值范围对应的转速值。
在一个实施例中，冷藏间室120形成有干区空间112。干区空间112是指在冷藏间室120内单独隔开的湿度保持在较低水平的区域，用于存放茶叶、药材等物品，能长时间保存不返潮。在干区空间112内设置有第四温度传感器214，用于检测干区空间112的温度，得到冷藏干区温度。冷藏干区温度与冷藏干区设定温度的温差为冷藏干区温差。预先设定的映射关系中规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、冷藏干区温差数值范围对应的转速值。利用预设的映射关系可以实现及时、快速、精确地调整变频压缩机401的转速，使干区空间112持续保持微正压状态，有效防止干区空间112返潮。
以干区空间112为例，对预设映射关系进行说明。如表1中所示，是干区空间112的映射关系，以表格形式显示。
表1干区空间映射关系
Figure BDA0001814046300000061
表中，T代表环境温度数值范围，d代表环境湿度数值范围，△T代表冷藏干区温差数值范围，N代表变频压缩机401的转速值。
表中，环境温度数值范围、环境湿度数值范围、冷藏干区温差数值范围、转速值可依照控温精准度、制冷和化霜时间等等来按需设定。
环境温度数值范围的区间长度设置可以是按照冰箱100的极限工作温度进行均分得到。极限工作温度假定为-20℃-50℃，均分成100等份，n为100。
以一个应用具体实例来描述本发明实施例的冰箱100的变频压缩机401的转速控制过程。假定冷藏干区设定温度为4℃。表1中预先设定：环境温度数值范围T1为24-25℃、环境湿度数值范围d2为38-40％RH，温差数值范围△T2为0.5-1℃时，转速值N121为800转。获取的环境温度为24.8℃，环境湿度为38％RH，冷藏干区温度为5℃，计算得到冷藏干区温差为1℃，此时变频压缩机401的转速为760转。首先，确定环境温度24.8℃所属的环境温度数值范围为T1；按照确定出的环境温度数值范围T1查询得到对应的温差-湿度-转速映射关系，依照环境湿度38％RH对应的环境湿度数值范围d2以及冷藏干区温差1℃对应的温差数值范围△T2对应出转速值N121为800转。这样，就可以控制变频压缩机401的转速升速至800转。
本发明实施例中仅以干区空间112为例描述了本发明的冰箱100的压缩机401的转速的控制部分，应理解，对其他储物间室，同样可以采用类似干区空间112部分的映射关系来表示压缩机401的转速值，并进而控制压缩机401的转速。
控制器300具有存储器301和处理器302，存储器301内存储有控制程序303，当控制程序303被处理器302执行时，实现本实施例的控制方法。图3是根据本发明一个实施例的变频冰箱100的控制方法的流程示意图。该变频冰箱100的控制方法，包括：
S302：获取变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；
S304：获取变频冰箱内部的间室温度，并计算间室温度与间室设定温度的温差；
S306：按照预设的映射关系确定出环境温度、环境湿度、温差对应的压缩机转速；其中映射关系规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、温差数值范围对应的转速值；
S308：控制变频冰箱的压缩机按照确定出的压缩机转速运行。
在一个实施例中，S306中，按照映射关系确定压缩机转速的步骤包括：确定环境温度所属的环境温度数值范围；按照确定出的环境温度数值范围查询得到对应的温差-湿度-转速映射关系。其中，温差-湿度-转速映射关系规定有环境湿度数值范围以及温差数值范围对应的转速值，并且不同环境温度数值范围对应的温差-湿度-转速映射关系不同。环境温度数值范围的区间长度设置按照变频冰箱100的极限工作温度进行均分得到。
在S304计算得到所述温差之后，将温差与预设的温差阈值进行比较。在温差大于温差阈值的情况下，使压缩机401运行并执行确定压缩机转速的步骤。若温差小于或等于温差阈值，则使压缩机401停机。温差阈值可依照控温精准度、制冷和化霜时间等等来按需设定。
在S304获取间室温度之后，判断变频冰箱100是否满足稳态运行条件，如果满足则执行确定压缩机转速的步骤。稳态运行条件是在预设的时间内，如果间室温度的变化值小于预设的变化阈值，则认为变频冰箱100满足稳态运行条件。现有冰箱在稳态运行的初始阶段，压缩机转速几乎不进行调整，容易出现转速过大，能耗大的问题。本发明实施例的压缩机转速确定步骤执行后，则可以依照条件变化来迅速对压缩机转速进行调整。
一般在冷藏间室120内分区有干区空间112，为了使干区空间112持续保持微正压状态，需要压缩机401持续运行，为了减少能耗，延长压缩机401的使用寿命，对压缩机401的转速进行实时调整是一种可选方式。获取干区空间112的间室干区温度，并计算间室干区温度与间室干区设定温度的温差，之后依照当前的环境温度确定所属的环境温度数值范围，之后依照所属的环境温度数值范围选定其对应的温差-湿度-转速映射关系表，再代入环境湿度和温差，确定压缩机转速。
为了使环境温度和环境湿度更为精准，该控制方法S302是获取布置于变频冰箱100外壳上不同部位的多个环境检测装置201测得的数值，对多个数值进行融合计算，得到变频冰箱100所在区域的环境温度和环境湿度。另外，在获得多个环境检测装置测得的数值后，还能对其中数值偏差过大的环境检测装置201进行识别，并对用户发出提醒，以便及时排除故障。
图4是根据本发明一个实施例的变频冰箱的控制方法的应用实例的流程示意图。该变频冰箱100的控制方法，包括：
S402：获取变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；
S404：获取变频冰箱内部的间室温度；
S406：计算间室温度与间室设定温度的温差；
S408：判断温差和预设的温差阈值的大小；
S410：若温差小于或等于温差阈值，控制压缩机停机；
S412：若温差大于温差阈值，确定环境温度所属的环境温度数值范围；
S414：按照确定出的环境温度数值范围查询得到对应的温差-湿度-转速映射关系；
S416：在温差-湿度-转速映射关系中，依照环境温度、环境湿度、温差确定对应的转速值；
S418：控制变频冰箱的压缩机按照确定出的压缩机转速运行。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种变频冰箱的控制方法，其特征在于，所述变频冰箱包括冷藏间室，所述冷藏间室内分区形成干区空间；所述控制方法包括：
获取所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；
获取所述干区空间的间室干区温度，并计算所述间室干区温度与间室干区设定温度的温差；
按照预设的映射关系确定出所述环境温度、所述环境湿度、所述温差对应的压缩机转速，其中所述映射关系规定有环境温度数值范围、环境湿度数值范围、温差数值范围对应的转速值；
控制所述变频冰箱的压缩机按照确定出的压缩机转速运行以使所述干区空间持续保持微正压状态。
2.根据权利要求1所述的变频冰箱的控制方法，其特征在于，
按照所述映射关系确定所述压缩机转速的步骤包括：
确定所述环境温度所属的所述环境温度数值范围；
按照确定出的所述环境温度数值范围查询得到对应的温差-湿度-转速映射关系；其中所述温差-湿度-转速映射关系规定有环境湿度数值范围以及温差数值范围对应的转速值，并且不同环境温度数值范围对应的所述温差-湿度-转速映射关系不同。
3.根据权利要求2所述的变频冰箱的控制方法，其特征在于，
所述环境温度数值范围的区间长度设置按照所述变频冰箱的极限工作温度进行均分得到。
4.根据权利要求1所述的变频冰箱的控制方法，其特征在于，
在计算得到所述温差之后还包括：
将所述温差与预设的温差阈值进行比较；在所述温差大于所述温差阈值的情况下，使所述压缩机运行并执行确定所述压缩机转速的步骤，若所述温差小于或等于所述温差阈值，则使所述压缩机停机。
5.根据权利要求1所述的变频冰箱的控制方法，其特征在于，
获取所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度包括：获取布置于所述变频冰箱外壳上不同部位的多个所述环境检测装置测得的数值，对所述数值进行融合计算，得到所述变频冰箱所在区域的环境温度和环境湿度。
6.根据权利要求5所述的变频冰箱的控制方法，其特征在于，
获取所述不同部位的多个所述环境检测装置测得的数值后，识别其中数值偏差过大的环境检测装置，并进行提醒。
7.一种冰箱，其特征在于，包括：
箱体，其内具有一个或多个储物间室；
压缩制冷系统，用于向所述储物间室内提供冷量，包括变频压缩机；
环境检测装置，用于检测所述冰箱所在区域的环境温度和环境湿度；
间室测温装置，设置在一个或多个所述储物间室内部，用于检测间室温度；以及
控制器，所述控制器具有存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，当所述控制程序被所述处理器执行时，用于实现根据权利要求1-4任一所述的控制方法。
8.根据权利要求7所述的一种冰箱，其特征在于，
在所述箱体外壳上的不同部位分别设置有所述环境检测装置；
所述控制器配置成当所述控制程序被所述处理器执行时，用于实现根据权利要求5或6所述的控制方法。
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