專利名稱：一種冰箱防凝露加熱控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冰箱防凝露加熱控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的法式對(duì)開(kāi)門冰箱一般在兩扇冷藏室門體之間設(shè)計(jì)有豎梁，多門冰箱兩個(gè)冷凍室之間設(shè)計(jì)有橫梁結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)及材料的局限性局部保溫性能較差，冰箱正常制冷時(shí)該部位表面溫度較低易產(chǎn)生凝露。為防止凝露一般在其內(nèi)表面粘貼電加熱器，通過(guò)電加熱提高表面溫度。而對(duì)加熱器的加熱控制規(guī)則,各個(gè)廠家略有不同，一般有如下兩種加熱方式一、采用恒定的加熱比例，二、根據(jù)冰箱制冷周期同步(或延遲)開(kāi)啟加熱器。由于冰箱的使用環(huán)境溫度及濕度隨時(shí)都在變化，采用恒定的加熱比例在冰箱內(nèi)外溫差較小的情況下易使防凝露部位表面溫度過(guò)高，增加冰箱使用能耗，或者在冰箱內(nèi)外溫差較大的情況下加熱比例不夠出現(xiàn)凝露的問(wèn)題；按冰箱制冷周期同步開(kāi)啟加熱器的方法則會(huì)出現(xiàn)在開(kāi)機(jī)率低的情況下，加熱比例不夠，造成表面凝露，在開(kāi)機(jī)率高的情況下，防凝露部位表面溫度過(guò)高。上述兩種方法還存在一個(gè)缺點(diǎn)，加熱器加熱時(shí)間和停止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，防凝露部位表面溫度波動(dòng)大，在加熱停止的時(shí)間內(nèi)，容易產(chǎn)生凝露。要減小溫度波動(dòng)，在保證加熱比例的情況下縮短加熱時(shí)間則會(huì)出現(xiàn)加熱器頻繁的通斷，由于加熱器的電源一般都是通過(guò)主控板上的繼電器控制，繼電器的每次通斷會(huì)產(chǎn)生啪啪的噪音，用戶在實(shí)際使用中的體驗(yàn)感不好，且影響繼電器使用壽命。有的廠商在其產(chǎn)品中將溫度參數(shù)和濕度參數(shù)同時(shí)作為變量輸入其控制單元，然后輸出控制指令控制加熱器進(jìn)行工作，以使其表面溫度不低于露點(diǎn)溫度，如中國(guó)發(fā)明專利ZL201120119754. O公開(kāi)一種防凝露加熱絲的控制裝置，基于這種設(shè)計(jì)理念，為了實(shí)現(xiàn)其基本的防凝露功能，則硬件部分至少包含一個(gè)濕度傳感器、一個(gè)環(huán)境溫度傳感器和一個(gè)防凝露表面溫度傳感器，這些傳感器的精度對(duì)防凝露的功能實(shí)現(xiàn)與否起著至關(guān)重要的作用。軟件部分則必需要有濕空氣參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，同樣也必須有一系列可靠的指令對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，最后輸出一個(gè)指令對(duì)加熱器進(jìn)行控制。傳感器的精度制約著軟件指令的可靠性，所以為了實(shí)現(xiàn)防凝露要求則必需在軟硬件方面下很大功夫，難度較大。也有忽略了濕度的影響，直接將環(huán)境溫度參數(shù)作為控制防凝露加熱器的依據(jù)，如申請(qǐng)CN201210129111. 3公開(kāi)一種對(duì)開(kāi)門冰箱豎梁防凝露的加熱裝置及控制方法。將空氣濕度參數(shù)設(shè)定為恒定值，僅根據(jù)環(huán)境溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器的工作方式滿足冷藏豎梁的外表面在不同使用條件下的防凝露要求，簡(jiǎn)化了控制規(guī)則。從專業(yè)角度分析，當(dāng)物體表面溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，表面即會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。冰箱防凝露部位的外表面溫度不但取決環(huán)境溫度，還取決于箱內(nèi)溫度的高低，用戶在實(shí)際使用時(shí)有可能設(shè)定不同的使用溫度，箱內(nèi)溫度的變化同樣會(huì)導(dǎo)致其表面溫度發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種冰箱防凝露加熱控制裝置及控制方法，本控制方法重點(diǎn)考慮防凝露部位在不同環(huán)溫，不同使用條件下(設(shè)定溫度)表面溫度的變化，根據(jù)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器的工作方式。這樣可以保證防凝露部位在不同環(huán)溫及使用條件下不會(huì)出現(xiàn)凝露，同時(shí)避免過(guò)度加熱，有效降低冰箱使用能耗。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案一種冰箱防凝露加熱控制裝置，包括環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器、控制單元以及設(shè)置在防凝露部位的加熱器，所述控制單元根據(jù)所述環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器的輸出參數(shù)，控制所述加熱器工作。所述控制單元含有微處理器分別與環(huán)境溫度傳感器、冷藏室溫度傳感器、加熱器、開(kāi)關(guān)單元相連，根據(jù)采集到的參數(shù)對(duì)開(kāi)關(guān)單元進(jìn)行相應(yīng)控制。所述環(huán)境溫度傳感器設(shè)置于冰箱外部用于直接或間接檢測(cè)冰箱所處的環(huán)境溫度。所述箱內(nèi)溫度傳感器設(shè)置于加熱部位對(duì)應(yīng)的冰箱間室內(nèi)，用于檢測(cè)冰箱當(dāng)前間室內(nèi)實(shí)際的溫度參數(shù)；

所述加熱器粘貼在需防凝露部位內(nèi)表面，用于提高該處外表面溫度。由于冰箱冷藏室豎梁的表面溫度取決于環(huán)境溫度與冷藏室內(nèi)溫度的溫差，相同環(huán)境溫度下冷藏室溫度越低，豎梁表面溫度越低。豎梁表面溫度同時(shí)隨環(huán)溫的變化而變化。本發(fā)明提供一種冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，控制單元將環(huán)境溫度傳感器采集到的環(huán)境溫度作為控制加熱器工作方式的參數(shù)之一，并且進(jìn)一步的將箱內(nèi)溫度傳感器采集到的箱內(nèi)溫度作為控制加熱器工作方式的輔助參數(shù)。即，以此確定防凝露加熱器的加熱時(shí)間、加熱比例。本發(fā)明通過(guò)環(huán)境溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)防凝露加熱器的加熱時(shí)間及加熱比例，進(jìn)一步的，將箱內(nèi)溫度作為調(diào)節(jié)加熱器加熱比例的參數(shù)之一。滿足防凝露部位在不同使用環(huán)境、不同使用條件下的防凝露要求，本發(fā)明借用電腦控制冰箱本身已有的環(huán)境溫度傳感器及箱內(nèi)溫度傳感器，根據(jù)環(huán)溫及箱內(nèi)溫度兩個(gè)參數(shù)的變化對(duì)防凝露加熱器進(jìn)行控制，不需額外增加成本，簡(jiǎn)化了控制程序的同時(shí)保證了系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。為簡(jiǎn)化控制規(guī)則，本發(fā)明將每一個(gè)環(huán)境溫度區(qū)間和箱內(nèi)溫度區(qū)間設(shè)定一個(gè)最大的加熱時(shí)間及加熱比例。將環(huán)境溫度范圍分為m Cm為正整數(shù))個(gè)區(qū)間；將箱內(nèi)溫度范圍分為η (η為正整數(shù))個(gè)區(qū)間；每個(gè)環(huán)境溫度區(qū)間和箱內(nèi)溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)工作方式，共有m*n個(gè)工作方式。每個(gè)工作方式對(duì)應(yīng)一個(gè)加熱器工作比例，即加熱器工作時(shí)間與總時(shí)間的比值。進(jìn)一步地，加熱器的停止時(shí)間為恒定值，即Λ t為O.1秒至5分鐘?？刂茊卧刂萍訜崞鞯墓ぷ鲿r(shí)間以符合規(guī)定的工作比例。進(jìn)一步地，環(huán)境溫度低于低于TO時(shí)(5°C )，加熱器的工作比例為0，箱內(nèi)溫度高于Tl (20°C)時(shí)，加熱器的工作比例為0，環(huán)境溫度與箱內(nèi)溫度的差A(yù)T小于T2 (8°C)時(shí)，力口熱器的工作比例為O。進(jìn)一步地，在每一個(gè)工作方式下，所述控制單元還進(jìn)一步根據(jù)輸入電源的實(shí)際電壓值或者防凝露加熱器的實(shí)際電流值修訂加熱器的工作比例，使其實(shí)際平均功率等于額定電壓下相應(yīng)工作方式下的平均功率。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明通過(guò)采集環(huán)境溫度及箱內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)防凝露加熱器的工作時(shí)間和工作比例，采用可控硅或固態(tài)繼電器控制加熱器的通斷，可縮短加熱器通、斷時(shí)間，使防凝露部位表面溫度高于露點(diǎn)溫度，且基本保持恒定。進(jìn)一步地，采集輸入電源的電壓，根據(jù)電壓變化，調(diào)整加熱器工作時(shí)間和工作比例，使加熱器平均功率達(dá)到設(shè)定的數(shù)值。


圖1為本發(fā)明對(duì)開(kāi)門冰箱防凝露加熱控制裝置的構(gòu)成圖；圖2為本發(fā)明控制方法一種實(shí)施例的流程圖；圖3為冷藏室豎梁加熱器加熱比例隨環(huán)溫及箱內(nèi)溫度變化趨勢(shì)圖；圖4為防凝露加熱器加熱比例隨輸入電壓變化進(jìn)行進(jìn)一步修正。以下通過(guò)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例如圖示1，本發(fā)明的冰箱防凝露加熱控制裝置，包括設(shè)置在防凝露部位的加熱器，還包括環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器和控制單元，所述控制單元根據(jù)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器輸出參數(shù)，控制加熱器工作。加熱器功率根據(jù)防凝露部位尺寸大小及保溫效果選定為恒定值，生產(chǎn)時(shí)將加熱器粘貼在防凝露部位內(nèi)表面，環(huán)境溫度傳感器設(shè)置在冰箱外表面，如合頁(yè)蓋內(nèi)、頂蓋內(nèi)、門顯示窗口內(nèi)等，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前環(huán)境溫度參數(shù)。箱內(nèi)溫度傳感器設(shè)置在冰箱內(nèi)膽一側(cè)，可實(shí)時(shí)采集到冰箱內(nèi)當(dāng)前溫度參數(shù)。本實(shí)施例中控制單元由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，設(shè)備簡(jiǎn)單，可靠性高。本發(fā)明冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，參見(jiàn)圖2，為本發(fā)明控制方法一種實(shí)施例的流程圖。首先，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，根據(jù)冰箱用戶正常使用條件下的最大相對(duì)濕度，將相對(duì)濕度設(shè)定為恒定值，如80%或85%。加熱器停止加熱時(shí)間設(shè)定為恒定值，如60秒，冰箱使用環(huán)境溫度范圍按2°C的溫度間隔分為若干溫度區(qū)間，溫度低于5°C和高于43°C不再劃分；冰箱冷藏室溫度范圍按2°C的溫度間隔分為若干個(gè)溫度區(qū)間，溫度低于0°C和高于20°C不再劃分。以對(duì)開(kāi)門冰箱冷藏室豎梁的防凝露程序?yàn)槔?，環(huán)境溫度傳感器采集到的環(huán)境溫度值和箱內(nèi)溫度傳感器采集到的冷藏室溫度值位于某個(gè)溫度區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，控制單元根據(jù)預(yù)存的程序確定該條件下的最大加熱時(shí)間及加熱比例。環(huán)溫參數(shù)及箱內(nèi)溫度參數(shù)確定后，對(duì)應(yīng)的加熱時(shí)間及加熱比例即可確定。控制單元根據(jù)確定的加熱時(shí)間、加熱比例輸出給加熱器控制其工作。例如，當(dāng)環(huán)境溫度為20. 5°C，箱內(nèi)溫度為4. 3°C時(shí)，控制程序會(huì)自動(dòng)按照環(huán)境溫度21°C和箱內(nèi)溫度4°C條件下的加熱比例和加熱時(shí)間把加熱時(shí)間輸出給加熱器。冰箱冷藏室的最大溫度范圍為0°C至10°C，但是在使用過(guò)程中，用戶會(huì)開(kāi)門并取放入食物，實(shí)際會(huì)使溫度高于設(shè)計(jì)范圍，特別是在首次使用和斷電的情況下，箱內(nèi)溫度更高?？紤]到此情況，冷藏室的溫度劃分范圍為0°c至20°C，當(dāng)冷藏室溫度高于20°C時(shí)，可認(rèn)為是在降溫過(guò)程中，防凝露加熱器停止工作。當(dāng)環(huán)境溫度低于10°C時(shí)，濕度相應(yīng)較低，環(huán)境溫度與冷藏室溫度差很小，甚至高于冷藏室溫度，基本不需要加熱，防凝露加熱器停止工作。當(dāng)環(huán)境溫度高于43°C時(shí)，已超過(guò)冰箱的正常使用范圍，防凝露加熱器按照43°C條件下的加熱比例和加熱時(shí)間工作。防凝露加熱器的電阻值為恒定值，其功率與輸入電壓的平方成正比，工作電流與輸入電壓成正比。冰箱的正常設(shè)計(jì)使用電壓范圍為187V至242V，隨著輸入電壓的變化，加熱器的功率也發(fā)生很大的變化。為了控制防凝露部位的表面溫度，需要進(jìn)一步地采集輸入電壓或工作電流的變化，在根據(jù)環(huán)境溫度和箱內(nèi)溫度范圍確定的加熱時(shí)間和加熱比例的基礎(chǔ)上，根據(jù)功率與電壓或工作電流的比例關(guān)系，進(jìn)一步修訂加熱時(shí)間和加熱比例，電壓越高，工作電流越大，加熱時(shí)間越短，電壓越低，工作電流越小，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，并把加熱時(shí)間和加熱比例輸出給加熱器控制其工作。本發(fā)明通過(guò)環(huán)境溫度參數(shù)及箱內(nèi)溫度參數(shù)的變化，確定防凝露加熱器在不同條件下最優(yōu)的加熱時(shí)間及加熱比例，最優(yōu)的加熱比例滿足冷藏室豎梁不同環(huán)溫及使用條件下(箱內(nèi)溫度)防凝露要求，并最大限度的節(jié)約電能。上述控制方法中，相對(duì)濕度設(shè)定為恒定值，可以簡(jiǎn)化程序，降低軟件硬件系統(tǒng)的復(fù)雜性。只要保證防凝露部位表面溫度不低于露點(diǎn)溫度，即不會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。防凝露部位的表面溫度決定因素有以下幾條保溫性能、環(huán)溫、箱內(nèi)溫度。在確定的冰箱結(jié)構(gòu)上，則取決于環(huán)溫及箱內(nèi)溫度。參照?qǐng)D3所示，環(huán)溫越高防凝露部位的表面溫度與環(huán)溫的差值越大，需要補(bǔ)償加熱的熱量就越大。同時(shí)其表面溫度還受箱內(nèi)溫度的影響，箱內(nèi)溫度越高表面溫度也越高，相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒崃靠蛇m當(dāng)減小。圖3為冷藏室豎梁加熱器加熱比例隨環(huán)溫及箱內(nèi)溫度變化趨勢(shì)圖，冷藏室內(nèi)溫度恒定時(shí)，環(huán)境溫度越高，豎梁表面溫度與環(huán)溫兩者溫差越大，加熱比例越高；環(huán)溫不變時(shí)，冷藏室溫度越低，豎梁表面溫度與環(huán)溫溫差越大，加熱比例越高。圖4為防凝露加熱器加熱比例隨輸入電壓變化進(jìn)行進(jìn)一步修正。本發(fā)明通過(guò)環(huán)境溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器加熱時(shí)間及加熱比例，進(jìn)一步的通過(guò)箱內(nèi)溫度的變化，調(diào)整加熱比例，在滿足防凝露要求的前提下，最大限度的為用戶節(jié)約電能。本發(fā)明控制方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，不需要額外增加傳感器，成本低廉。
權(quán)利要求
1.一種冰箱防凝露加熱控制裝置，包括環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器、控制單元以及設(shè)置在防凝露部位的加熱器，其特征在于所述控制單元根據(jù)所述環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器的輸出參數(shù)，控制所述加熱器工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置，其特征在于，所述環(huán)境溫度傳感器設(shè)置于冰箱外部用于直接或間接檢測(cè)冰箱所處的環(huán)境溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置，其特征在于，所述箱內(nèi)溫度傳感器設(shè)置于加熱部位對(duì)應(yīng)的冰箱間室內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置，其特征在于，所述加熱器粘貼在需防凝露部位內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置，其特征在于，所述控制單元采用包括有可控硅或固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)電路控制，通過(guò)可控硅或固態(tài)繼電器控制加熱器的工作狀態(tài)。
6.一種冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，所述加熱控制裝置包括環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器、控制單元以及設(shè)置在防凝露部位的加熱器，其特征在于，所述控制單元將所述環(huán)境溫度傳感器采集到的環(huán)溫作為控制加熱器工作狀態(tài)的參數(shù)之一，并且進(jìn)一步的將所述箱內(nèi)溫度傳感器采集到的箱內(nèi)溫度作為控制加熱器工作狀態(tài)的輔助參數(shù) (1)將環(huán)境溫度范圍分為mCm為正整數(shù))個(gè)區(qū)間； (2)將箱內(nèi)溫度范圍分為η(η為正整數(shù))個(gè)區(qū)間； (3)每個(gè)環(huán)境溫度區(qū)間和箱內(nèi)溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)工作方式，共有m*n個(gè)工作方式，每個(gè)工作方式對(duì)應(yīng)一個(gè)加熱器工作比例，即加熱器工作時(shí)間與總時(shí)間的比值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，其特征在于，在每一個(gè)工作方式下，所述控制單元還進(jìn)一步根據(jù)輸入電源的實(shí)際電壓值或者防凝露加熱器的實(shí)際電流值修訂加熱器的工作比例，使其實(shí)際平均功率等于額定電壓下相應(yīng)工作方式下的平均功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，其特征在于，當(dāng)環(huán)境溫度低于TO時(shí)，所述加熱器的工作比例為0，當(dāng)箱內(nèi)溫度高于Tl時(shí)，所述加熱器的工作比例為0，環(huán)境溫度與箱內(nèi)溫度的差Λ T小于Τ2時(shí)，加熱器的工作比例為O。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，其特征在于，加熱器的停止時(shí)間Λ t為O.1秒至5分鐘，控制單元控制加熱器的工作時(shí)間以符合規(guī)定的工作比例。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種冰箱防凝露加熱控制裝置的加熱控制方法，其特征在于，T0=5°C, T1=20°C, T2=8°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種冰箱防凝露加熱控制裝置及控制方法，所述加熱控制裝置包括環(huán)境溫度傳感器、箱內(nèi)溫度傳感器、控制單元以及設(shè)置在防凝露部位的加熱器，所述控制單元將所述環(huán)境溫度傳感器采集到的環(huán)溫作為控制加熱器工作狀態(tài)的參數(shù)之一，并且進(jìn)一步的將所述箱內(nèi)溫度傳感器采集到的箱內(nèi)溫度作為控制加熱器工作狀態(tài)的輔助參數(shù)本發(fā)明采用環(huán)境溫度傳感器及箱內(nèi)溫度傳感器，根據(jù)環(huán)溫及箱內(nèi)溫度兩個(gè)參數(shù)的變化對(duì)防凝露加熱器進(jìn)行控制，不需額外增加成本，簡(jiǎn)化了控制程序的同時(shí)保證了系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F25D29/00GK103062978SQ20131003639
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者魏邦福, 馬長(zhǎng)州, 李子勝 申請(qǐng)人:合肥美菱股份有限公司