CN114593553A - 一种冰箱的恒温间室及其控制方法和冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱的恒温间室及其控制方式，设计冰箱技术领域。本发明所述恒温间室外部具有送风风道、回风风道及混风风道；所述恒温间室上通过设置有回风口与回风风道连通；回风风道与混风风道连接处设置有换热器风门和回风风门，混风风道被换热器风门和回风风门分为第一风道和第二风道，第一风道和第二风道顶部连通；第一风道内具有相变蓄冷换热器；混风风道通过设置被风机与送风风道连通；送风风道内设置有送风温度传感器；送风风道通过设置送风口与恒温间室连通。通过采用混合送风的方式，达到送风温差小，送风风量大，送风温度可变的目的。可以最大限度的减小恒温间室的温度波动，还可使用户根据需求自由设定恒温间室温度。

Description

一种冰箱的恒温间室及其控制方法和冰箱

技术领域

本发明属于冰箱设计技术领域，特别是涉及一种冰箱的恒温间室及其控制方法和冰箱。

背景技术

随着人们对高端生活水平追求的日益提高，带有专区功能的冰箱越来越受到市场的青睐。恒温专区作为一种接受程度最高的专区功能已经普及在各种品牌的中高端系列冰箱中。但目前的恒温专区依然无法解决恒温间室温度波动的现象，而造成这种现象的原因一方面是由于送风温度与恒温间室温度的差值较大，另一方面是无法实现对单个恒温间室24h不间断的供冷。因此市面上的冰箱恒温间室只能做到一定程度上的恒温保鲜，不能很好的满足用户需求，严重影响了用户的实际体验。

发明内容

了解决上述背景中提到的问题，本发明在于提供一种冰箱的恒温间室及其控制方法和冰箱。通过配合该恒温间室的控制方式，实现恒温间室的精准控温，增强恒温间室内温度的抗扰动能力。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案。

一种冰箱的恒温间室，所述恒温间室外部具有送风风道、回风风道及混风风道；

所述恒温间室上通过设置有回风口与回风风道连通；回风风道与混风风道连接处设置有换热器风门和回风风门，混风风道被换热器风门和回风风门分为第一风道和第二风道，第一风道和第二风道顶部连通；第一风道内具有相变蓄冷换热器；混风风道通过设置被风机与送风风道连通；送风风道内设置有送风温度传感器；送风风道通过设置送风口与恒温间室连通。

作为本发明的进一步改进，所述换热器风门布置在第一风道的入口，且与相变蓄冷换热器的入口相对；所述混风风门布置在第二风道的入口。

作为本发明的进一步改进，所述送风温度传感器布置在送风风道正对风机的位置；多个送风口均匀布置在送风风道上；多个回风口均匀布置在回风风道上。

作为本发明的进一步改进，所述相变蓄冷换热器由相变材料和蒸发器盘管组成。

一种冰箱，包括所述的一种冰箱的恒温间室。

一种冰箱的恒温间室的控制方法，通过控制换热器风门和混风风门的开度大小，控制冷风与回风的混合比例，调节送风温度和送风风量，包括稳定运行状态的控制方式和非稳定运行状态的控制方式。

作为本发明的进一步改进，稳定运行状态下的控制方式，包括：

S101：恒温间室进入稳定运行状态后，开启风机，混风风门的开度调为100％；根据送风温度Ts与恒温间室设定温度Td的差值来调整换热器风门的开度；根据恒温间室温度T与环境温度Ta的差值调整风机的转速；

S102：计算风机开启时间，若风机持续工作时间不满设定时间，则返回步骤S101，否则进入步骤S103；

S103：将蒸发器风门的开度调为100％，关闭混风风门，以最低送风温度进行送风；

S104：判断设定温度Td与恒温间室温度T的差值是否大于设定值t，若Td-T>t，则关闭风机并进入步骤S105，否则返回步骤S103；

S105：判断恒温间室温度T与设定温度Td的大小，若T>Td，则返回步骤S101，否则进入步骤S104。

作为本发明的进一步改进，所述根据送风温度Ts与恒温间室设定温度Td的差值来调整蒸发器风门的开度是指：调整蒸发器风门的开度，使得恒温间室送风温度Ts始终比设定温度Td低1～3℃；

所述根据恒温间室温度T与环境温度Ta的差值调整风机的转速是指：风机转速与温度差值之间存在线性关系，满足公式：

其中，P为风机转速；T为恒温间室温度；T₁为恒温间室温度T与环境温度Ta的最小差值；T₂为恒温间室温度T与环境温度Ta的最大差值；P₂为风机转速上限；P₁为风机转速下限；

所述恒温间室温度T与环境温度Ta的最小差值T₁，T₁取0～10℃；

所述恒温间室温度T与环境温度Ta的最大差值T₂，T₂取40～45℃；

所述恒温间室设定温度Td，Td取-5～5℃；

所述设定值t，t取0～5℃。

作为本发明的进一步改进，非稳定运行状态的控制方式，包括：

S201：恒温间室进入非稳定运行状态后，开启风机，换热器风门开度调为100％，混风风门开度调为100％，持续运行后进入步骤S202；

S202：计算恒温间室温度下降速率K，比较K与设定值K0的大小：若K<K0，则进入步骤S203；否则，将换热器风门开度调为100％，混风风门关闭，降低风机转速；

S203：风机根据恒温间室温度T和开停机点进行启停操作；

S204：计算停机时温度上升速率L，比较L与设定值L0的大小：若L<L0，恒温间室控制模式变为稳定运行模式，执行稳定状态下的控制方式；否则返回步骤S203。

作为本发明的进一步改进，所述恒温间室温度下降速率的设定值K0，K0取0.3～0.6℃/min；

所述恒温间室温度上降速率的设定值L0，L0取0.4～0.8℃/min；

所述风机根据恒温间室温度T和开停机点进行启停操作是指：当恒温间室温度T高于开机点温度时风门开启，当恒温间室温度T低于停机点温度时风门关闭；

判断恒温间室由稳定运行状态变为非稳定运行状态的依据是：

①恒温间室的恒温间室门持续打开10s或在短时间内累计打开20s；

②恒温间室温度T在短时间内突然升高，超过允许的温度波动范围；

满足以上两个条件任一个，则判断此时恒温间室进入非稳定运行状态。

与现有相比，本发明的有益效果为：

本发明包括送风风道、回风风道及混风风道，混风风道使用相变蓄冷换热器来实现恒温间室24h不间断供冷。相变蓄冷换热器使用相变材料作为冷源可以保证送风温度的稳定可控；换热器风门用于控制进入相变蓄冷换热器的风量；混风风门用来控制参与混合的回风风量。通过采用混合送风的方式，达到送风温差小，送风风量大，送风温度可变的目的。可以最大限度的减小恒温间室的温度波动，还可使用户根据需求自由设定恒温间室温度。

本发明控制方法通过采用冷风和回风混合后送风的方法，减小送风温差，增大送风流量，实现减小恒温间室温度波动，增大温度场均匀性的目的。同时使用相变蓄冷换热器作为恒温间室冷源，实现恒温间室24h不间断供冷的需求。通过配合该恒温间室的控制方式，实现恒温间室的精准控温，增强恒温间室内温度的抗扰动能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例的恒温间室结构示意图；

图2为本发明优选实施例稳定运行状态下的控制方式流程图；

图3为本发明优选实施例非稳定运行状态下的控制方式流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明第一种方案是提供一种冰箱的恒温间室，包括送风风道101，回风风道102，混风风道103，相变蓄冷换热器1，风机2，换热器风门3，混风风门4，送风口5，回风口6和送风温度传感器7。

所述恒温间室外部具有送风风道101、回风风道102及混风风道103；

所述恒温间室上通过设置有回风口6与回风风道102连通；回风风道102与混风风道103连接处设置有换热器风门3和回风风门4，混风风道103被换热器风门3和回风风门4分为第一风道和第二风道，第一风道和第二风道顶部连通；第一风道内具有相变蓄冷换热器1；混风风道103通过设置被风机2与送风风道101连通；送风风道101内设置有送风温度传感器7；送风风道101通过设置送风口5与恒温间室连通。

换热器风门3布置在相变蓄冷换热器1的入口；混风风门4布置在混风风道103的入口；送风温度传感器7布置在送风风道101正对风机2的位置；多个送风口5均匀布置在送风风道101上；多个回风口6均匀布置在回风风道102上。

其气流循环原理为：

恒温间室内的空气经过回风口6进入回风风道102，被换热器风门3和回风风门4分为两部分。一部分气流经相变蓄冷换热器1冷却，另一部分直接经过回风风门4进入混风风道103，与经相变蓄冷换热器1冷却的气流混合后被风机2吹入送风风道101。混合后的冷风再经多个送风口5进入恒温间室。

相变蓄冷换热器使用相变材料作为冷源可以保证送风温度的稳定可控；换热器风门用于控制进入相变蓄冷换热器的风量；混风风门用来控制参与混合的回风风量。本发明使用相变蓄冷换热器来实现恒温间室24h不间断供冷。通过采用混合送风的方式，达到送风温差小，送风风量大，送风温度可变的目的。可以最大限度的减小恒温间室的温度波动，还可使用户根据需求自由设定恒温间室温度。

作为优选地实施例，相变蓄冷换热器1由相变材料和蒸发器盘管组成。相变材料为恒温间室提供冷量，蒸发器盘管用来给相变材料蓄冷。当相变材料冷量充足时，使用相变材料供冷；当相变材料冷量不足时使用蒸发器盘管给相变材料蓄冷。采用这种措施，可以达成冰箱蒸发器盘管间断蓄冷，恒温间室24h不间断供冷的效果。

本发明使用相变蓄冷换热器来实现恒温间室24h不间断供冷。通过采用混合送风的方式，达到送风温差小，送风风量大，送风温度可变的目的。可以最大限度的减小恒温间室的温度波动，还可使用户根据需求自由设定恒温间室温度。

因此本发明可以通过控制换热器风门3和混风风门4的开度大小，控制冷风与回风的混合比例，调节送风温度，增大送风风量。

本发明第二个方案是提供一种冰箱的恒温间室的控制方式，包括以下步骤：

恒温间室温度控制方式分为两块，分别为稳定运行状态下的控制方式和非稳定运行状态下的控制方式。

1)稳定运行状态下的控制方式：

稳定运行状态的控制方式目的是为了：

1.保证在平稳运行时，保持恒温间室的小温差，大风量的送风。此时提供给恒温间室的冷量正好等于恒温间室箱体的漏热负荷。

2.当风机持续运行20h后，自动进入停机状态，延长变频风机使用寿命。

如图2所示，控制方法包括：

S101：恒温间室进入稳定运行状态后，开启风机2，混风风门4的开度调为100％。根据送风温度Ts与恒温间室设定温度Td的差值来调整换热器风门3的开度。根据恒温间室温度T与环境温度Ta的差值调整风机2的转速。进入步骤S102。

S102：计算风机开启时间，若风机持续工作时间不满20h则返回步骤S101，否则进入步骤S103。

S103：将蒸发器风门3的开度调为100％，关闭混风风门4，此时以最低送风温度进行送风。进入步骤104。

S104：判断设定温度Td与恒温间室温度T的差值是否大于设定值t，若Td-T>t，则关闭风机2并进入步骤S105，否则返回步骤S103。

S105：判断恒温间室温度T与设定温度Td的大小，若T>Td，则返回步骤S101，否则进入步骤S104。

2)所述根据送风温度Ts与恒温间室设定温度Td的差值来调整蒸发器风门3的开度是指，调整蒸发器风门3的开度，使得恒温间室送风温度Ts始终比设定温度Td低1～3℃。

3)所述根据恒温间室温度T与环境温度Ta的差值调整风机2的转速是指，风机转速与温度差值之间存在线性关系，满足公式：

其中，P为风机转速；T为恒温间室温度；T₁为恒温间室温度T与环境温度Ta的最小差值；T₂为恒温间室温度T与环境温度Ta的最大差值；P₂为风机转速上限；P₁为风机转速下限。

作为优选地实施例，所述恒温间室温度T与环境温度Ta的最小差值T₁，T₁取0～10℃。例如0℃、1℃、3℃、5℃、8℃、10℃等。

作为优选地实施例，所述恒温间室温度T与环境温度Ta的最大差值T₂，T₂取40～45℃。例如40℃、41℃、43℃、45℃等。

作为优选地实施例，所述恒温间室设定温度Td，Td取-5～5℃。例如-5℃、-1℃、-3℃、1℃、4℃、5℃等。

作为优选地实施例，所述设定值t，t取0～5℃。例如0℃、1℃、3℃、5℃等。

如图3所示，非稳定运行状态下的控制方式：

非稳定运行状态的控制方式是通过计算恒温间室降温速率判断恒温间室负荷大小，在保证恒温间室温度较小波动的前提下，使恒温间室快速从非稳定运行状态调整为稳定运行状态。

S201：恒温间室进入非稳定运行状态后，开启风机2，换热器风门3开度调为100％，混风风门开度调为100％，持续运行2min，进入步骤S202。

S202：计算5min内恒温间室温度下降速率K，比较K与设定值K0的大小。若K<K0，则进入步骤S203；否则，将换热器风门3开度调为100％，混风风门关闭，降低风机2转速，进入步骤S203。

S203：风机2根据恒温间室温度T和开停机点进行启停操作，并进入步骤S204。

S204：:计算停机时温度上升速率L，比较L与设定值L0的大小。若L<L0，恒温间室控制模式变为稳定运行模式，执行稳定状态下的控制方式；否则返回步骤S203。

作为优选地实施例，所述恒温间室温度下降速率的设定值K0，K0取0.3～0.6℃/min。例如0.3℃/min、0.4℃/min、0.5℃/min、0.6℃/min等。

作为优选地实施例，所述恒温间室温度上降速率的设定值L0，L0取0.4～0.8℃/min。例如0.4℃/min、0.5℃/min、0.6℃/min、0.8℃/min等。

作为优选地实施例，所述风机2根据恒温间室温度T和开停机点进行启停操作是指，当恒温间室温度T高于开机点温度时风门2开启，当恒温间室温度T低于停机点温度时风门2关闭。

判断恒温间室由稳定运行状态变为非稳定运行状态的依据是：1.恒温间室的恒温间室门持续打开10s或在短时间内累计打开20s。2.恒温间室温度T在短时间内突然升高，超过允许的温度波动范围。满足以上两个条件任一个，则判断此时恒温间室进入非稳定运行状态。

本发明还提供一种冰箱，包括所述的一种冰箱的恒温间室。恒温间室如图1所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护。

以上，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冰箱的恒温间室，其特征在于，所述恒温间室外部具有送风风道、回风风道及混风风道；

所述恒温间室上通过设置有回风口与回风风道连通；回风风道与混风风道连接处设置有换热器风门和回风风门，混风风道被换热器风门和回风风门分为第一风道和第二风道，第一风道和第二风道顶部连通；第一风道内具有相变蓄冷换热器；混风风道通过设置被风机与送风风道连通；送风风道内设置有送风温度传感器；送风风道通过设置送风口与恒温间室连通。

2.根据权利要求1所述的一种冰箱的恒温间室，其特征在于，所述换热器风门布置在第一风道的入口，且与相变蓄冷换热器的入口相对；所述混风风门布置在第二风道的入口。

3.根据权利要求1所述的一种冰箱的恒温间室，其特征在于，所述送风温度传感器布置在送风风道正对风机的位置；多个送风口均匀布置在送风风道上；多个回风口均匀布置在回风风道上。

4.根据权利要求1所述的一种冰箱的恒温间室，其特征在于，所述相变蓄冷换热器由相变材料和蒸发器盘管组成。

5.一种冰箱，其特征在于，包括权利要求1至4任意一项所述的一种冰箱的恒温间室。

6.权利要求1至4任一项所述的一种冰箱的恒温间室的控制方法，其特征在于，通过控制换热器风门和混风风门的开度大小，控制冷风与回风的混合比例，调节送风温度和送风风量，包括稳定运行状态的控制方式和非稳定运行状态的控制方式。

7.根据权利要求6所述的一种冰箱的恒温间室的控制方法，其特征在于，稳定运行状态下的控制方式，包括：

S101：恒温间室进入稳定运行状态后，开启风机，混风风门的开度调为100％；根据送风温度Ts与恒温间室设定温度Td的差值来调整换热器风门的开度；根据恒温间室温度T与环境温度Ta的差值调整风机的转速；

S102：计算风机开启时间，若风机持续工作时间不满设定时间，则返回步骤S101，否则进入步骤S103；

S103：将蒸发器风门的开度调为100％，关闭混风风门，以最低送风温度进行送风；

S104：判断设定温度Td与恒温间室温度T的差值是否大于设定值t，若Td-T>t，则关闭风机并进入步骤S105，否则返回步骤S103；

S105：判断恒温间室温度T与设定温度Td的大小，若T>Td，则返回步骤S101，否则进入步骤S104。

8.根据权利要求7所述的一种冰箱的恒温间室的控制方法，其特征在于，

所述根据送风温度Ts与恒温间室设定温度Td的差值来调整蒸发器风门的开度是指：调整蒸发器风门的开度，使得恒温间室送风温度Ts始终比设定温度Td低1～3℃；

所述根据恒温间室温度T与环境温度Ta的差值调整风机的转速是指：风机转速与温度差值之间存在线性关系，满足公式：

其中，P为风机转速；T为恒温间室温度；T₁为恒温间室温度T与环境温度Ta的最小差值；T₂为恒温间室温度T与环境温度Ta的最大差值；P₂为风机转速上限；P₁为风机转速下限；

所述恒温间室温度T与环境温度Ta的最小差值T₁，T₁取0～10℃；

所述恒温间室温度T与环境温度Ta的最大差值T₂，T₂取40～45℃；

所述恒温间室设定温度Td，Td取-5～5℃；

所述设定值t，t取0～5℃。

9.根据权利要求6所述的一种冰箱的恒温间室的控制方法，其特征在于，非稳定运行状态的控制方式，包括：

S201：恒温间室进入非稳定运行状态后，开启风机，换热器风门开度调为100％，混风风门开度调为100％，持续运行后进入步骤S202；

S202：计算恒温间室温度下降速率K，比较K与设定值K0的大小：若K<K0，则进入步骤S203；否则，将换热器风门开度调为100％，混风风门关闭，降低风机转速；

S203：风机根据恒温间室温度T和开停机点进行启停操作；

S204：计算停机时温度上升速率L，比较L与设定值L0的大小：若L<L0，恒温间室控制模式变为稳定运行模式，执行稳定状态下的控制方式；否则返回步骤S203。

10.根据权利要求9所述的一种冰箱的恒温间室的控制方法，其特征在于，

所述恒温间室温度下降速率的设定值K0，K0取0.3～0.6℃/min；

所述恒温间室温度上降速率的设定值L0，L0取0.4～0.8℃/min；

所述风机根据恒温间室温度T和开停机点进行启停操作是指：当恒温间室温度T高于开机点温度时风门开启，当恒温间室温度T低于停机点温度时风门关闭；

判断恒温间室由稳定运行状态变为非稳定运行状态的依据是：

①恒温间室的恒温间室门持续打开10s或在短时间内累计打开20s；

②恒温间室温度T在短时间内突然升高，超过允许的温度波动范围；

满足以上两个条件任一个，则判断此时恒温间室进入非稳定运行状态。

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