專利名稱：冷藏變溫的冰箱及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冰箱，具體地說，涉及一種具有若干串、并行配置的制冷回路的壓縮裝置的冰箱。
背景技術：
現(xiàn)有技術一一般壓縮式制冷系統(tǒng)冷藏冷凍箱，其制冷循環(huán)回路為單系統(tǒng)，參考附圖1，壓縮機1出氣端接冷凝器2，后接節(jié)流毛細管3，主毛細管3后接冷凍蒸發(fā)器4、冷藏蒸發(fā)器5，或先接冷藏蒸發(fā)器5，后接冷凍蒸發(fā)器4，最后經(jīng)回氣管6回到壓縮機1。工作原理是這樣的壓縮機1開停由置于冷藏室的溫度傳感器控制。冷藏室的溫度高于設定開機溫度時，壓縮機運行，兩個間室的溫度同時下降；低于設定停機溫度時，壓縮機停止運行。兩個間室的溫度同時回升。當冷藏室溫度回升到設定開機溫度時，再次開機，依次循環(huán)，使冷藏室溫度保持在一定范圍內。
這種系統(tǒng)結構簡單，運行靠冷藏使溫度控制，冷凍室溫度不能獨立控制，環(huán)境溫度變化時，冷凍溫度也跟隨變化。一般情況下，夏季環(huán)境溫度升高，冷凍室溫度過低，消耗更多冷量；而冬季環(huán)境溫度較低時，冷藏要求的開機率太低，冷凍室溫度過高，一般解決辦法是在冷藏室增加輔助加熱裝置，強迫循環(huán)啟動，以降低冷凍室溫度。顯然，輔助加熱裝置消耗多額外能源。
現(xiàn)有技術二傳統(tǒng)的雙系統(tǒng)拓撲，通常在前述先接冷藏后接冷凍拓撲結構的基礎上，在冷凝器2末端接一電磁閥31入端，參考附圖2，電磁閥31出口有兩個，除一個接冷藏節(jié)流毛細管3外，另一出口端接冷凍輔助節(jié)流毛細管34，毛細管34末端接冷藏蒸發(fā)器5出口端和冷凍蒸發(fā)器4入口端，冷凍蒸發(fā)器4末端經(jīng)回氣管6接壓縮機1回氣端。
工作原理壓縮機1開停由置于冷藏室的溫度傳感器控制。冷藏室的溫度高于設定開機溫度時，壓縮機運行，兩個間室的溫度同時下降；低于設定停機溫度時，壓縮機停止運行。兩個間室的溫度同時回升。當速凍或環(huán)境溫度較低引起冷凍室溫度升高時，可以啟動冷凍輔助循環(huán)，單獨降低冷凍室溫度。與一般單系統(tǒng)循環(huán)回路相比，取消了輔助加熱裝置，在環(huán)境溫度較低時，可節(jié)約能源。
該雙系統(tǒng)冷藏冷凍箱的優(yōu)勢還在于可以關閉冷藏室，獨立使用冷凍室。同時，該系統(tǒng)還具備大冷凍能力，這是因為冷凍室具有獨立的毛細管節(jié)流控制裝置。這一技術已普遍應用。
現(xiàn)有技術三為解決關閉冷凍室，獨立使用冷藏室需求，已有發(fā)明專利給出了一種并聯(lián)拓撲結構，參考附圖3。其特點是冷藏、冷凍采用了兩個獨立節(jié)流、蒸發(fā)制冷回路。這種拓撲結構簡單，可以獨立開關冷藏、冷凍制冷回路，節(jié)約能源。但其正常使用時，即冷藏、冷凍同時使用時，由于負載變化太大，蒸發(fā)壓力、溫度偏離最佳值較大，系統(tǒng)效率下降，耗電量增大。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出的新型拓撲結構制冷系統(tǒng)成功解決了制冷效率與冷凍關閉功能之間的矛盾，使正常使用狀態(tài)下即冷藏、冷凍同時使用時，系統(tǒng)效率最佳，有效地降低耗電量。同時又能夠實現(xiàn)關閉冷凍室功能，并可將冷藏室轉化為不同星級的冷凍室使用。
本發(fā)明的技術方案是這樣的其包括主CPU、溫度傳感器和制冷循環(huán)回路，其中制冷循環(huán)回路由壓縮機、冷凝器、主毛細管、冷凍蒸發(fā)器、冷藏蒸發(fā)器和回氣管串聯(lián)而成，在冷凝器后串接電磁閥，該電磁閥有兩個輸出端，其一端與主毛細管連接，另一端連接冷藏輔助循環(huán)支路，冷藏輔助循環(huán)支路包括輔助毛細管和與其串聯(lián)的輔助冷藏蒸發(fā)器。
冷藏輔助循環(huán)支路與串聯(lián)后的主毛細管、冷凍蒸發(fā)器和冷藏蒸發(fā)器并聯(lián)，連接在電磁閥和回氣管之間，制冷循環(huán)回路中冷凍蒸發(fā)器在先，冷藏蒸發(fā)器在后。
制冷循環(huán)回路中也可以冷藏蒸發(fā)器在先，冷凍蒸發(fā)器在后。
電磁閥可以為兩位三通一體閥，其與冷凝器、主毛細管和和輔助毛細管連接，也可以是兩個獨立的截止閥，其中的一個電磁閥與冷凝器和主毛細管相連，另一個與冷凝器和輔助毛細管相連。
冷藏變溫的冰箱的控制方法，其包括下列步驟i.冰箱通電，進行初始化；ii.溫度傳感器檢測冷凍關是否處于激活狀態(tài)，如果處于激活狀態(tài)，其就關閉冷凍循環(huán)回路，并接通冷藏輔助循環(huán)支路，冰箱根據(jù)冷藏室設定溫度運行至設定溫度；如果冷凍關沒有被激活，電磁閥就接通冷凍循環(huán)回路，關斷冷藏輔助循環(huán)支路，然后進入步驟3)；iii.檢測冷凍室和冷藏室的溫度，當冷藏室或冷凍室的溫度高于設定的開機溫度時，壓縮機啟動；如果冷凍室溫度過低而冷藏室溫度高于設定開機溫度時，電磁閥關斷冷凍循環(huán)回路，接通冷藏輔助循環(huán)支路，為冷藏室降溫，直到達到設定的溫度。


圖1是本發(fā)明現(xiàn)有技術一的結構方框圖；圖2是本發(fā)明現(xiàn)有技術二的結構方框圖；圖3是本發(fā)明現(xiàn)有技術三的結構方框圖；圖4是本發(fā)明實施例一的結構方框圖；圖5是本發(fā)明實施例二的結構方框圖；具體實施方式
實施例一圖4給出了本發(fā)明的一個典型系統(tǒng)拓撲結構，其與傳統(tǒng)雙系統(tǒng)完全不同。本發(fā)明的冰箱設置有一個冷藏輔助循環(huán)支路，冷藏輔助循環(huán)支路具有一個輔助冷藏蒸發(fā)器52和輔助毛細管32以及一個切換電磁閥31組成，參考附圖4，冷凝器2接電磁閥31入端，電磁閥設置為兩位三通的一體閥，電磁閥31出口有兩個，除一個接主毛細管3接冷凍蒸發(fā)器41外，另一出口端接冷藏輔助毛細管32，冷藏輔助毛細管32末端接輔助冷藏蒸發(fā)器52入口端，輔助冷藏蒸發(fā)器52末端與冷藏蒸發(fā)器51末端匯合經(jīng)回氣管6接壓縮機1回氣端。
所述本發(fā)明制冷劑循環(huán)系統(tǒng)是這樣流動的本發(fā)明冰箱的控制過程是這樣的，通電初始化后，溫度傳感器開始檢測各間室的溫度，當冷藏室和冷凍室同時要求開機時，主CPU就控制電磁閥31擲于主循環(huán)開、冷藏輔助循環(huán)關位置，制冷劑循環(huán)與普通冰箱系統(tǒng)相同，冷凍室和冷藏室同時制冷。制冷劑經(jīng)壓縮機1壓縮成高壓氣體排出，經(jīng)冷凝器2冷凝后，流過電磁閥31。制冷劑經(jīng)主毛細管3節(jié)流，成為低壓低溫液體。液體在冷凍蒸發(fā)器41中部分蒸發(fā)成低溫氣體，吸收冷凍室F熱量。未完全蒸發(fā)的液體流入冷藏蒸發(fā)器51繼續(xù)蒸發(fā)，吸收冷藏室R熱量。最后完全蒸發(fā)成低溫氣體，經(jīng)回氣管6升溫后吸入壓縮機1，形成循環(huán)；此時冷藏、冷凍同時參與循環(huán)，可作為常規(guī)意義下的冰箱使用。由于系統(tǒng)負載為冷藏冷凍串聯(lián)負載，是穩(wěn)定不變的，制冷系統(tǒng)循環(huán)效率可以在目標環(huán)境溫度下匹配至最佳狀態(tài)，有效地提高能源轉換效率。
當冷藏室需要的冷量比較大時，主CPU可以控制電磁閥31擲于主循環(huán)開、冷藏輔助循環(huán)開的位置，制冷劑經(jīng)壓縮機1壓縮成高壓氣體排出，經(jīng)冷凝器2冷凝后，流過電磁閥31。制冷劑經(jīng)主毛細管3節(jié)流，成為低壓低溫液體。液體在冷凍蒸發(fā)器41中部分蒸發(fā)成低溫氣體，吸收冷凍室F熱量。未完全蒸發(fā)的液體流入冷藏蒸發(fā)器51繼續(xù)蒸發(fā)，吸收冷藏室R熱量。同時，制冷劑經(jīng)冷藏輔助毛細管32節(jié)流，成為低壓低溫液體。液體在輔助冷藏蒸發(fā)器52中蒸發(fā)成低溫氣體，吸收冷藏室R熱量。最后完全蒸發(fā)成低溫氣體，經(jīng)回氣管6升溫后吸入壓縮機1，形成循環(huán)；此時可以將冷藏室溫度拉低，一是實現(xiàn)快速冷卻功能，二是可以實現(xiàn)將冷藏室轉換為冷凍室使用功能。特別適合于階段性大量存儲冷凍食品使用。調整電磁閥31冷藏開關的時間，可以調整冷藏室冷凍溫度深度。這是一個非常適合中國人使用習慣的、非常實用的功能。
當冷凍室的溫度已經(jīng)達到設定的溫度或關閉，而冷藏室需要冷量時，CPU可以控制電磁閥置于冷凍循環(huán)關，冷藏輔助循環(huán)支路開的位置，制冷劑經(jīng)冷藏輔助毛細管32節(jié)流，成為低壓低溫液體。液體在輔助冷藏蒸發(fā)器52中蒸發(fā)成低溫氣體，吸收冷藏室R熱量。最后完全蒸發(fā)成低溫氣體，經(jīng)回氣管6升溫后吸入壓縮機1，形成循環(huán)；此時冷凍蒸發(fā)器41和冷藏蒸發(fā)器51不參與制冷循環(huán)，所有冷量來自輔助冷藏蒸發(fā)器52，可作為冷藏箱使用，大幅度降低耗電量，節(jié)約能源。并且可以實現(xiàn)冷藏室作為冷凍室使用的目的。這也是一個非常實用的功能。
本專利所述冰箱，冷藏蒸發(fā)器51和冷凍蒸發(fā)器41包含單一蒸發(fā)器和用于相同或不同溫度間室多個蒸發(fā)器串聯(lián)的組合。
本專利所述冰箱典型匹配策略如下壓縮機運行主控制采用冷藏溫度傳感器，系統(tǒng)匹配原則為目標環(huán)境溫度(如，25攝氏度，也可以是其他溫度，根據(jù)目標市場的環(huán)境平均溫度或冰箱設計的氣候類型定)下，同時達到冷藏目標溫度(如，5攝氏度)、冷凍目標溫度(如，-18攝氏度)，以最大限度的提高制冷劑循環(huán)系統(tǒng)效率，使冰箱在冷藏、冷凍同時使用的一般目標環(huán)境溫度下達到最佳節(jié)能目的。
本專利所述冰箱典型溫度控制策略如下由于環(huán)境溫度升高或冷藏負載變化，使冷藏溫度升高到一定量(冷藏目標溫度+X)，可以接通冷藏輔助循環(huán)回路電磁閥開關運行，使冷藏室溫度單獨下降，達到冷藏目標溫度。而冷凍溫度降低超過一定量(冷凍目標溫度-Y)時，可以關斷冷凍電磁閥開關，切斷冷凍循環(huán)回路，減少能量損失。一般情況下，X為1～3攝氏度，Y為2～5攝氏度。
實施例二參見圖5，本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例的制冷回路中的冷藏蒸發(fā)器和冷凍蒸發(fā)器的位置互換，這樣，冷藏輔助循環(huán)回路就有一端連接在冷凍蒸發(fā)器和回氣管之間，其余的同實施例一。
權利要求
1.一種冷藏變溫的冰箱，其包括主CPU、溫度傳感器和制冷循環(huán)回路，其中制冷循環(huán)回路由壓縮機、冷凝器、主毛細管、冷凍蒸發(fā)器、冷藏蒸發(fā)器和回氣管串聯(lián)而成，其特征在于在冷凝器后串接電磁閥，該電磁閥有兩個輸出端，其一端與主毛細管連接，另一端連接冷藏輔助循環(huán)支路。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷藏變溫的冰箱，其特征在于冷藏輔助循環(huán)支路包括輔助毛細管和與其串聯(lián)的輔助冷藏蒸發(fā)器。
3.根據(jù)權利要求2所述的冷藏變溫的冰箱，其特征在于冷藏輔助循環(huán)支路與串聯(lián)后的主毛細管、冷凍蒸發(fā)器和冷藏蒸發(fā)器并聯(lián)，連接在電磁閥和回氣管之間。
4.根據(jù)權利要求3所述的冷藏變溫的冰箱，其特征在于制冷循環(huán)回路中冷凍蒸發(fā)器在先，冷藏蒸發(fā)器在后。
5.根據(jù)權利要求3所述的冷藏變溫的冰箱，其特征在于制冷循環(huán)回路中冷藏蒸發(fā)器在先，冷凍蒸發(fā)器在后。
6.根據(jù)權利要求1所述的冷藏變溫的冰箱，其特征在于電磁閥為兩位三通一體閥，其與冷凝器、主毛細管和和輔助毛細管連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的冷藏變溫的冰箱，其特征在于電磁閥設置為者兩個獨立的截止閥，其中的一個電磁閥與冷凝器和主毛細管相連，另一個與冷凝器和輔助毛細管相連。
8.一種冷藏變溫的冰箱的控制方法，其特征在于其包括下列步驟1)冰箱通電，進行初始化；2)溫度傳感器檢測冷凍關是否處于激活狀態(tài)，如果處于激活狀態(tài)，其就關閉冷凍循環(huán)回路，并接通冷藏輔助循環(huán)支路，冰箱根據(jù)冷藏室設定溫度運行至設定溫度；如果冷凍關沒有被激活，電磁閥就接通冷凍循環(huán)回路，關斷冷藏輔助循環(huán)支路，然后進入步驟3)；3)檢測冷凍室和冷藏室的溫度，當冷藏室或冷凍室的溫度高于設定的開機溫度時，壓縮機啟動；如果冷凍室溫度過低而冷藏室溫度高于設定開機溫度時，電磁閥關斷冷凍循環(huán)回路，接通冷藏輔助循環(huán)支路，為冷藏室降溫，直到達到設定的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冰箱，具體地說，涉及一種具有若干串、并行配置的制冷回路的壓縮裝置的冰箱，本發(fā)明提出的新型拓撲結構制冷系統(tǒng)成功解決了制冷效率與冷凍關閉功能之間的矛盾，使正常使用狀態(tài)下即冷藏、冷凍同時使用時，系統(tǒng)效率最佳，有效地降低耗電量。同時又能夠實現(xiàn)關閉冷凍室功能，并可將冷藏室轉化為不同星級的冷凍室使用，其包括主CPU、溫度傳感器和制冷循環(huán)回路，其中制冷循環(huán)回路由壓縮機、冷凝器、主毛細管、冷凍蒸發(fā)器、冷藏蒸發(fā)器和回氣管串聯(lián)而成，在冷凝器后串接電磁閥，該電磁閥有兩個輸出端，其一端與主毛細管連接，另一端連接冷藏輔助循環(huán)支路，冷藏輔助循環(huán)支路包括輔助毛細管和與其串聯(lián)的輔助冷藏蒸發(fā)器。
文檔編號F25D29/00GK1598446SQ200410035588
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月19日 優(yōu)先權日2004年8月19日
發(fā)明者李硯泉, 趙興 申請人:海信集團有限公司