專利名稱：超星級電冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型全稱為超星級電冰箱。
本實用新型隸屬于機-電-體化新技術(shù)領(lǐng)域。
本實用新型是對現(xiàn)有的星級電冰箱進行更新?lián)Q代式的改造。
電冰箱主要由箱體、制冷循環(huán)裝置和控制系統(tǒng)等三大部分所組成。長期以來，國內(nèi)外冰箱的控制系統(tǒng)都是定性的開環(huán)控制系統(tǒng)，需控溫度和取樣溫度不同一，亦即為間接取樣。被控對象只有一個壓縮機。它通過機械分檔或電子連續(xù)分檔預置法，達到″弱冷″，“中冷”和″強冷″的致冷效果。但箱內(nèi)溫度究竟是多少，使用者并不清楚，即使用同一型號的溫控器，置于同一檔位上，在不同的季節(jié)(亦即環(huán)境溫度不同)條件下，或在相同環(huán)境溫度而不同電冰箱個體的條件下，其箱內(nèi)相同取樣點的溫度均無同一性，隨著使用期的增加，這種非同一性則更為明顯。同時，通、斷溫差亦無法準確地設(shè)定。不但不同的溫控器個體通、斷溫差不同，而且，同一溫控器在不同的控溫溫度上，其通、斷溫差也不同，小的只有1℃左右(冷凍室計量)，大的達到10℃以上?；蛟斐闪似饎宇l繁，浪費電能，降低冰箱壓縮機的使用壽命；或影響被貯物品的保鮮度，同時也為實現(xiàn)滿足星級標準的合理匹配造成了困難。典型的機械控溫器是根據(jù)蒸氣壓力傳感原理制造的，一般調(diào)節(jié)范圍約為6～10℃，其觸點的通、斷必須要有足夠大的壓力變化量，亦即必須要有足夠大的溫度變化量才能產(chǎn)生動作。然而冰箱內(nèi)空氣溫度的變化量是比較小的，一般都在幾度范圍內(nèi)，因之而產(chǎn)生的溫變壓力十分有限，這就決定了不可能采用空氣直接取樣法來實現(xiàn)溫控。于是不得不將溫度傳感器置于冷藏室內(nèi)的副蒸器附近進行間接取樣。當冰箱致冷時，蒸發(fā)器上-30℃以下的低溫場通過熱傳導使傳感器內(nèi)工質(zhì)產(chǎn)生冷縮，傳感膜片壓力減小至一定程度時，觸點斷開。調(diào)節(jié)傳感器與副蒸發(fā)器表面之間的襯墊和接觸位置，便可以改變傳感系統(tǒng)的感溫靈敏度，亦即可適當調(diào)整開機工作時間的長短。當停機保溫時，依靠冷藏室內(nèi)的正溫空氣對傳感器加熱，由于對流傳熱熱阻遠大于傳導熱阻，加之，蒸發(fā)器中的余冷繼續(xù)對傳感器致冷，因而傳感器溫度回升的速度通常要慢于降溫速度，這就形成了一個特定的開停時間比。機械溫控器調(diào)節(jié)擋位的旋鈕就是在有限的小范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)這一開停比的大小來改變箱內(nèi)的受控溫度。很明顯的是這種控溫效果不是由控溫器單一因素來決定的，它還要取決于環(huán)境溫度，負載容量和整個制冷系統(tǒng)與感溫系統(tǒng)的幾何質(zhì)量與物理質(zhì)量，而這些因素的綜合作用結(jié)果很難具有良好的一致性。國內(nèi)外許多電子溫控器模擬機械溫控器固有功能的思路進行設(shè)計，因而同時也保留了上述的各種缺點。
目前，國內(nèi)仿東芝冰箱電子控溫器的產(chǎn)品比較多。其控溫機理屬定溫復位法，即開機溫度預先設(shè)定，約為-14℃(冷凍箱內(nèi))，調(diào)節(jié)電位器只能改變停機溫度，弱冷表示停機溫度較高，強冷表示停機溫度較低。它等于是通過改變通、斷溫差來改變箱內(nèi)的平均溫度。它仍舊是定性控制這一點反映了它缺乏足夠的先進度。而且定死了開機溫度，大大限制了按需預置和節(jié)約用電的幅度。在制冷循環(huán)裝置中，幾乎所有直冷式冰箱都是采用純串聯(lián)式系統(tǒng)，亦即制冷量固定匹配系統(tǒng)。所謂制冷量固定匹配是指在邊界條件一定時，壓縮制冷系統(tǒng)提供給冷凍箱和冷藏箱的制冷量比例是固定的，亦即在特定的工況下，冷凍箱與冷藏箱內(nèi)溫度場的分布規(guī)律是恒定的，匹配的好壞直接影響著兩箱的制冷效果。星級概念就是主要用來衡量電冰箱制冷系統(tǒng)匹配水平的指標。由于電冰箱的使用環(huán)境溫度是一個變化的溫度場，在其額定范圍內(nèi)都能滿足要求十分不易，因而不得不將星級指標制定成一端開放式和有限范圍式。即要求冷藏箱內(nèi)溫度必須滿足在一定范圍內(nèi)變化，而冷凍箱內(nèi)溫度不得超過某一上限?？己藭r，僅在極限環(huán)境條件下進行檢測即可。星級指標參見下表
有些國家將冷凍箱內(nèi)溫度≤-15℃稱為二星半級，≤-24℃稱為四星級。
實質(zhì)上，在環(huán)境溫度+32℃條件下能滿足指標的匹配，在下限+10℃或+16℃時往往會產(chǎn)生冷藏箱內(nèi)溫度過零的情況，為了解決匹配適應(yīng)范圍問題，常常不得不在低環(huán)溫條件下采取手控加溫補償?shù)拇胧﹣矸乐惯@一過零現(xiàn)象。而在實際使用中，在速冷、強冷工況下過零問題更為實出。加之理論上的理想匹配關(guān)系經(jīng)常為元、器件的性能離散性所破壞，使所謂的固定匹配關(guān)系固定不了，造成了有些產(chǎn)品能通過國家檢測，也能評得上優(yōu)質(zhì)獎，但批量生產(chǎn)后卻達不到設(shè)計指標。同時，幾乎所有的電冰箱箱體都只起支撐與隔熱作用，控制系統(tǒng)都放在箱內(nèi)，不但操作不便，而且還占去了一定的貯物容積，從使用與節(jié)能上看都不合理。采取上述三種技術(shù)手段制造出來的只能是落后的星級電冰箱，其星級工作狀態(tài)不能按需隨意轉(zhuǎn)換，電冰箱內(nèi)的溫度不能按需隨意設(shè)定控制，這就大大限制了電冰箱的應(yīng)用范圍(主要為食品貯存)和應(yīng)用質(zhì)量，并不必要地消耗了過多的電能。在中國，對這種星級電冰箱的生產(chǎn)考核已制定出了國家標準。落后的設(shè)計技術(shù)造就了星級概念與星級標準，反過來成熟的星級概念和星級標準又嚴重地束縛了電冰箱產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。
本實用新型的目的就是為了克服上述缺點，在控制系統(tǒng)中以先進的直接取樣、定量的閉環(huán)控制系統(tǒng)取代間接取樣、定性的開環(huán)控制系統(tǒng)；在制冷循環(huán)裝置中，以先進的制冷量按需供應(yīng)(分配)系統(tǒng)取代制冷量固定匹配系統(tǒng)；在箱體結(jié)構(gòu)上，增加了箱外數(shù)字顯示與控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使新的電冰箱達到超星級水平。
本實用新型在控制系統(tǒng)中采用了本發(fā)明人之一的另一實用新型專利多功能定量控溫的“電冰箱電腦數(shù)顯控溫器”。具體電路圖、電路連接方法及使用方法可參見專利號為“ZL94 2 41685.6”的實用新型專利說明書與附圖
。不但可控制壓縮機的開停，而且，具有同時控制電磁閥開、合(用于直冷式冰箱)或風機，風門控制(用于間冷式冰箱)的功能。它的特點有一.采用有源集成探頭為溫度傳感器，并放置于箱內(nèi)空氣中。取樣溫度與被控溫度相同，實現(xiàn)了閉環(huán)控制，在環(huán)境溫度與負載變化時，被控效果不變，而開、停比隨之自動調(diào)配，使電冰箱永遠能按需工作在最佳工況下；二.采用電位器或按觸開關(guān)機構(gòu)作開機溫度定量預置的調(diào)節(jié)裝置，從而實現(xiàn)在大范圍內(nèi)按需隨意調(diào)節(jié)開機溫度的功能；三.采用正反饋電子電路作開、停溫差控制器，實現(xiàn)全程溫差復位；四.采用每箱一只傳感器實現(xiàn)多溫多控。
本實用新型在制冷循環(huán)裝置中增加了雙穩(wěn)態(tài)電磁閥旁路系統(tǒng)，電磁閥并聯(lián)焊接于蒸發(fā)器輸入端與輸出端之間，附圖(1)以雙門電冰箱為例，其中，A與B電磁閥分別并聯(lián)焊接于上，下箱蒸發(fā)器1與2的輸入與輸出端，受電冰箱電腦(電子)數(shù)顯控溫器控制。3為壓縮機，4為冷凝器，5為過濾器，5為毛細管。若上、下箱內(nèi)溫度均高于預置設(shè)定的開機溫度，則壓縮機3受控啟動制冷，A與B電磁閥受控處于關(guān)斷狀態(tài)，制冷工質(zhì)按附圖(1)中箭頭“→”所示之方向循環(huán)，兩箱一起致冷降溫；若上箱內(nèi)溫度先達到停機溫度而下箱內(nèi)溫度沒有達到停機溫度，則A電磁閥受控打開，制冷工質(zhì)按附圖(1)中箭頭“＝＞”所示之方向循環(huán)，制冷量絕大部分送入下箱，加快下箱內(nèi)的降溫速度，少量制冷工質(zhì)分流流過上箱蒸發(fā)器1，防止上箱內(nèi)溫度回升。若下箱內(nèi)溫度先達到停機溫度而上箱內(nèi)溫度沒有達到停機溫度，則B電磁閥受控打開，制冷工質(zhì)按附圖(1)中箭頭“---＞”所示之方向循環(huán)，制冷量絕大部分送入上箱，加快上箱內(nèi)的降溫速度，少量制冷工質(zhì)分流流過下箱蒸發(fā)器2，防止下箱內(nèi)溫度回升。這種旁路式制冷量按需供應(yīng)系統(tǒng)不但保證能實現(xiàn)定量型的多溫多控，而且能趨向同步開、停，避免壓縮機的頻繁啟動。當兩箱內(nèi)溫度都達到停機溫度時，壓縮機受控停機，A與B電磁閥亦均受控打開，整個冰箱系統(tǒng)處于保溫狀態(tài)。
本實用新型在箱體結(jié)構(gòu)中，對頂蓋板作了加厚處理，并在頂蓋板正面安裝了一系列控制調(diào)節(jié)與數(shù)字顯示機構(gòu)，如附圖(2)所示。圖中，1為顯示溫度的數(shù)碼管或液晶顯示屏。2為下?lián)軇娱_關(guān)，控制上、下箱內(nèi)溫度參數(shù)的分別顯示。3為上撥動開關(guān)，控制箱內(nèi)瞬時實際溫度與預置開機溫度值的分別顯示。4、5、6為LED發(fā)光管，分別指示上箱制冷，下箱制冷、延時保護和保溫等各種具體的工作狀態(tài)。7為人工終止延時工作狀態(tài)的快速啟動鍵。8、9為預置上、下箱開機溫度的電位器調(diào)節(jié)旋鈕。
與原有技術(shù)相比，本實用新型使電冰箱產(chǎn)生了更新?lián)Q代的效果。從實用性上看，它使電冰箱的使用達到了科學化和多功能的高水平。箱內(nèi)溫度可以按需定量預置設(shè)定和控制，不受環(huán)境溫度和負載的影響，星級工作狀態(tài)可以隨意轉(zhuǎn)換，不但可以從一星級到四星級任意可調(diào)，而且還可以實現(xiàn)冷凍、冷藏功能的全轉(zhuǎn)換，從而使食品、藥品、化妝品、工業(yè)品等均可按需定溫貯存，達到家用、醫(yī)用、工業(yè)用一體化的高水平；從節(jié)能上看，由于采用了定量預置，閉環(huán)控溫，優(yōu)選開停溫差和制冷量按需分配(供應(yīng))等先進技術(shù)，使開停比無級自適應(yīng)變化，并且防止了超調(diào)，徹底淘汰了“要冷一齊冷”的工作模式，減少了開機次數(shù)和累計工作時間，達到了原理上和使用上的雙向節(jié)能，與原有電冰箱相比，本實用新型的年平均節(jié)電量可以達到30％以上；從裝飾性上看，由于在頂蓋板的正面安裝了控制調(diào)節(jié)與顯示機構(gòu)，猶如給超星級電冰箱戴上了一頂?shù)溲诺拿弊樱淖兞穗姳湓械膯握{(diào)造型。溫度數(shù)字顯示窗和工作狀態(tài)指示系統(tǒng)彩光閃爍，使整機產(chǎn)生了動感，加之調(diào)節(jié)與測讀溫度無須打開柜門，人機關(guān)系的和諧協(xié)調(diào)大大提高了電冰箱的華貴檔次；從工藝上看，本實用新型由于自身已具有智能控制和自檢功能，可以省去電冰箱生產(chǎn)中的在線檢測工序，降低了對制造硬件的匹配要求，簡化了生產(chǎn)工藝，提高了電冰箱的合格率和可靠性；從整體上看，本實用新型使普通電冰箱產(chǎn)生了巨大的附加價值，其先進程度相當于電視機從“黑白”到“彩電”的飛躍。
實現(xiàn)本實用新型的最簡便的方式是在原有電冰箱的基礎(chǔ)上，省去機械溫控器，以定量型電腦(子)數(shù)顯控溫器取代，并重塑一符合安裝新控溫器的頂蓋板，同時在各蒸發(fā)器輸出、入端各焊接一旁路型(單通)電磁閥即可。其它發(fā)泡、灌注、組裝等工藝與制造普通電冰箱完全相同。
權(quán)利要求1.一種超星級電冰箱，其特征是對傳統(tǒng)電冰箱進行了改造在控制系統(tǒng)中采用了多功能定量控溫的“電冰箱電腦數(shù)顯控溫器”，實用新型專利號為ZL94 2 41685.6；在制冷循環(huán)裝置中增加了雙穩(wěn)態(tài)電磁閥旁路系統(tǒng)；在箱體結(jié)構(gòu)的頂蓋板正面安裝了一系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)與數(shù)字顯示裝置。
2.如權(quán)利要求1所述之超星級電冰箱，其特征是控溫系統(tǒng)中采用了有源集成探頭為傳感器，并放置于箱內(nèi)空氣中；采用電位器或按觸開關(guān)機構(gòu)作開機溫度定量預置的調(diào)節(jié)裝置；采用正反饋電子電路作開、停溫差控制器；采用每箱安裝一只溫度傳感器實現(xiàn)多溫多控。
3.如權(quán)利要求1所述之超星級電冰箱，其特征是雙穩(wěn)態(tài)電磁閥并聯(lián)焊接于蒸發(fā)器輸入端與輸出端之間構(gòu)成旁路系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述之超星級電冰箱，其特征是在頂蓋板正面采用數(shù)碼管或液晶顯示屏顯示溫度，采用撥動開關(guān)控制顯示內(nèi)容；采用LED發(fā)光管指示各種工作狀態(tài)；采用電位器或按鍵調(diào)節(jié)開機溫度。
專利摘要本實用新型全稱為超星級電冰箱,隸屬于機—電一體化新技術(shù)領(lǐng)域。它采用了多功能定量控溫的電腦(電子)數(shù)顯控溫器和電磁閥旁路系統(tǒng)等措施,解決了電冰箱閉環(huán)定量預置控溫和制冷量按需分配(供應(yīng))兩大技術(shù)難題。從而使食品、藥品、化妝品、工業(yè)品等均可按需定溫貯存,達到了家用、醫(yī)用、工業(yè)用冰箱一體化的高水平,同時具有超豪華的外觀并可使電冰箱年平均節(jié)電量達到30%以上。
文檔編號F25D29/00GK2291626SQ9524038
公開日1998年9月16日 申請日期1995年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月23日
發(fā)明者沙亞西, 陳春秀 申請人:沙亞西, 陳春秀