CN102102933B - 冰箱和控制其操作的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种冰箱，其中蒸发器分开安装在冷冻室和冷藏室中的每一个中，以便独立地控制冷冻室和冷藏室的操作，并公开了控制该冰箱的操作的方法。当冰箱开始以并行循环操作时，首先执行冷冻室的操作，以采用三通阀转换制冷剂，以便独立地执行冷冻室和冷藏室的操作，由此实现节能。而且，省略了用于防止制冷剂流向冷冻室蒸发器的止回阀，由此实现制造成本的降低。

Description

冰箱和控制其操作的方法

技术领域

各实施方式涉及一种冰箱，其中蒸发器单独安装在冷冻室和冷藏室中的每一个中，以便独立地控制冷冻室和冷藏室的操作，并涉及控制该冰箱的操作的方法。

背景技术

通常，冰箱是这样一种设备，对其应用用于在其中循环制冷剂的常规制冷循环，以将通过在处于液态的制冷剂蒸发时吸收周围的热量产生的冷空气供给至储藏室，如冷冻室和冷藏室，以将食物长时间储存在新鲜状态下。冷冻室保持在约-20℃的低温，冷藏室保持在约3℃的低温。

在这些冰箱中，已经披露了并行循环类型的冰箱，其中蒸发器单独安装在冷冻室和冷藏室中的每一个中，并采用三通阀独立地控制冷冻室和冷藏室的操作。

并行循环类型的冰箱独立于冷冻室的操作实现冷藏室的操作，因此保持冷藏室的高蒸发温度，由此改善冷藏室操作期间的能量效率。然而，在并行循环类型的冰箱中，由于冷冻室蒸发器的温度比冷藏室蒸发器的温度低很多，固定量的制冷剂移至冷冻室蒸发器，并且在压缩机操作停止期间被捕获在冷冻室蒸发器中，由此在冷藏室的下一次操作期间制冷剂变得不足。

因此，在常规的并行循环类型的冰箱中，在冷藏室和冷冻室的操作之后，执行制冷剂回收操作，随后完成压缩机的操作，在制冷剂回收操作中，分配在低压部件(冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器)处的制冷剂在下述条件下通过操作压缩机转移至高压部件(冷凝器)，即三通阀沿两个方向的通道，即三通阀在冷藏室和冷冻室侧的通道关闭。

然而，由制冷剂回收操作回收的制冷剂在执行冷藏室的下一次操作之前重新引入冷冻室蒸发器中，因此在冷藏室操作期间仍然会遇到制冷剂不足的问题。因此，为了解决该问题，用于防止制冷剂流向并行循环类型的冰箱的冷冻室蒸发器的止回阀安装在冷冻室蒸发器的出口处，以防止回收的制冷剂被重新引入到冷冻室蒸发器中。

然而，止回阀的安装导致制造成本的增加，并且在冷冻室操作期间降低制冷剂的压力，增加出流压缩比，由此影响制冷循环的总效率。

发明内容

因此，一个方面提供一种冰箱，即使在并行循环中省略用于防止制冷剂流向冷冻室蒸发器的止回阀，该冰箱也能减轻冷藏室操作期间的制冷剂不足，并提供控制该冰箱的操作的方法。

其它方面将部分地在随后的描述中提出，并且部分地，根据所述描述将会是明显的，或者通过实践本发明可以认识到。

根据一个方面，一种冰箱，包括：压缩机；冷凝器，该冷凝器用于冷凝由压缩机压缩的制冷剂；冷冻室和冷藏室；分别安装在冷冻室和冷藏室中、用于冷却冷冻室和冷藏室的冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器；流动转换阀，用于根据操作模式将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器；和控制单元，用于控制流动转换阀，以便在冰箱开始操作时首先执行冷冻室的操作。

流动转换阀可以为连接至冷凝器出口侧的导管以及冷冻室蒸发器入口侧的导管和冷藏室蒸发器入口侧的导管的三通阀。

如果判断需要冷藏室的操作，则控制单元可以控制流动转换阀，以便在冷冻室操作之后执行制冷剂回收操作，随后执行冷藏室的操作。

可以在沿所有方向的流动转换阀的通道都关闭的情况下通过操作压缩机来执行制冷剂回收操作，以将分配在冷冻室蒸发器处的制冷剂移动至冷凝器。

根据另一个方面，一种冰箱，包括：冷冻室和冷藏室；冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，分别安装在冷冻室和冷藏室中，用于冷却冷冻室和冷藏室；流动转换阀，用于将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中，以形成独立控制冷冻室的操作和冷藏室的操作的并行循环；和控制单元，用于控制流动转换阀，以便在并行循环中首先执行冷冻室操作。

在冷冻室的操作之后，控制单元可以执行制冷剂回收操作，以回收分配在冷冻室蒸发器处的制冷剂。

根据另一个方面，一种冰箱，包括：冷冻室和冷藏室；冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，分别安装在冷冻室和冷藏室中，用于冷却冷冻室和冷藏室；流动转换阀，用于根据操作模式将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中；和控制单元，用于控制流动转换阀，以便在冷藏室的操作之前执行制冷剂回收操作。

该冰箱还可以包括压缩机和用于冷凝由压缩机压缩的制冷剂的冷凝器，其中流动转换阀为连接至冷凝器出口侧的导管以及冷冻室蒸发器入口侧的导管和冷藏室蒸发入口侧的导管的三通阀。

可以在沿所有方向的流动转换阀的通道都关闭的情况下通过操作压缩机来执行制冷剂回收操作，以将分配在低压部件处的制冷剂移动至高压部件。

低压部件可以为冷冻室蒸发器，高压部件可以为冷凝器。

根据另一个方面，一种冰箱，包括：冷冻室和冷藏室；冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，分别安装在冷冻室和冷藏室中，用于冷却冷冻室和冷藏室；流动转换阀，用于将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中，以形成独立控制冷冻室的操作和冷藏室的操作的并行循环；和控制单元，用于控制流动转换阀，以便在并行循环中在冷藏室的操作之前执行制冷剂回收操作。

根据另一个方面，一种控制冰箱的操作的方法，该冰箱设置有冷冻室和冷藏室、以及用于冷却冷冻室和冷藏室的冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，该方法包括下述步骤：判断是否是启动冰箱的操作的时间；以及如果判断是启动冰箱的操作的时间，则首先执行冷冻室的操作。

执行冷冻室的操作的步骤可以通过打开用于将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中的流动转换阀的沿冷冻室方向的通道而实现。

所述方法还可以包括判断是否需要冷藏室的操作，以及如果判断需要冷藏室的操作，则在沿所有方向的流动转换阀的通道都关闭的情况下执行制冷剂回收操作，以回收分配在冷冻室蒸发器处的制冷剂，然后执行冷藏室的操作。

根据另一个方面，一种控制冰箱的操作的方法，该冰箱设置有冷冻室和冷藏室、以及用于冷却冷冻室和冷藏室的冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，该方法包括下述步骤：判断是否是操作冷藏室的时间；如果判断是操作冷藏室的时间，则首先执行制冷剂回收操作，以回收分配在低压部件处的制冷剂；以及在制冷剂回收操作之后，执行冷藏室的操作。

附图说明

结合附图，根据接下来的实施方式的描述，这些和/或其它方面将变得明显，且更容易理解，在附图中：

图1为图示根据一种实施方式的冰箱的外观的正视图；

图2为图示根据该实施方式的冰箱的内部结构的正视图；

图3为图示根据该实施方式的冰箱的并行循环系统的示意图；

图4为根据该实施方式的冰箱的操作控制方块图；

图5为图示控制根据该实施方式的冰箱的操作的方法的流程图；以及

图6为图示根据该实施方式的冰箱的并行循环控制时序的示意图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的各实施方式，各实施方式的例子在附图中图示，其中在全文中相同的附图标记表示相同的元件。

图1为图示根据一种实施方式的冰箱的外观的正视图，图2为图示根据该实施方式的冰箱的内部结构的正视图。

如图1和2所示，根据本发明的该实施方式的冰箱包括主体10，该主体设置有形成在其中的冷冻室12和冷藏室14、以及铰接至主体10以分别打开和关闭冷冻室12和冷藏室14的门13和15。

冷冻室12和冷藏室14通过设置在主体10上的隔板11彼此水平分隔开，以防止各个室12和14的冷空气混合，用于冷却各个室12和14的冷冻室蒸发器32和冷藏室蒸发器34分别安装在冷冻室12和冷藏室14的后部处。

图3为图示根据该实施方式的冰箱的并行循环系统的示意图。

如图3所示，根据该实施方式的冰箱的并行循环系统包括压缩机20、冷凝器22、热管24、流动转换阀26、冷冻室膨胀装置28、冷藏室膨胀装置30、冷冻室蒸发器32和冷藏室蒸发器34。

压缩机20将处于低温低压气态的吸入制冷剂压缩成高温高压气态，随后排出处于高温高压气态的制冷剂。

冷凝器22连接至压缩机20的高压部件处的排出管，并且通过与周围空气的热交换将由压缩机20压缩的处于高温高压气态的制冷剂冷凝成液态。

热管24从冷凝器22延伸，并连接至流动转换阀26的入口。热管24防止由于在热管24内流动的制冷剂的热辐射引起的主体10的内部和外部之间的温差所导致的露水在主体10前表面上的积聚。

流动转换阀26根据操作模式(冷冻室操作模式或冷藏室操作模式)选择已经通过冷凝器22的制冷剂的一个通道，并包括由一个入口和两个出口构成的三通阀。所述一个入口连接至热管24，所述两个出口连接至冷冻室膨胀装置28和冷藏室膨胀装置30。冷冻室12侧的通道，即连接至冷冻室膨胀装置28的通道称为沿F方向的通道，冷藏室14侧的通道，即连接至冷藏室膨胀装置30的通道称为沿R方向的通道，冷冻室12侧的通道的打开和关闭称为沿F方向的通道的ON/OFF，冷藏室14侧的通道的打开和关闭称为沿R方向的通道的ON/OFF。

冷冻室膨胀装置28和冷藏室膨胀装置30将通过流动转换阀26的由冷凝器22冷凝的处于室温高压液态的制冷剂通过膨胀解压缩成处于低温低压状态的包括液相成分和气相成分的两相制冷剂。冷冻室膨胀装置28和冷藏室膨胀装置30中的每一个都包括毛细管或膨胀阀。

冷冻室蒸发器32和冷藏室蒸发器34将由冷冻室膨胀装置28和冷藏室膨胀装置30膨胀的处于低温低压液态的制冷剂蒸发为气态，以供给冷空气，并以并行循环类型操作，使得冷冻室12和冷藏室14的操作利用流动转换阀26独立执行。

图4为根据本发明的该实施方式的冰箱的操作控制方块图。该冰箱包括输入单元50、感测单元52、控制单元54、驱动单元56和存储单元58。

输入单元50允许用户向控制单元54输入控制命令，并包括多个按钮，如用于控制冷冻室12和冷藏室14的操作的模式选择按钮，以及用于设定冷冻室12和冷藏室14的目标温度的温度设定按钮。

感测单元52感测冷冻室12和冷藏室14的内部温度，并将感测温度传送至控制单元54。这些温度用作用于判断冷冻室12和冷藏室14的操作状态(同步操作模式或独立操作模式)的数据。

控制单元54为用于控制冰箱的整个操作的微型计算机。控制单元54根据由感测单元52感测的冷冻室12和冷藏室14的内部温度判断冷冻室12和冷藏室14的操作状态，因此以并行循环方式控制冰箱的运行，使得冷冻室12和冷藏室14独立运行。

此外，控制单元54控制流动转换阀26，以便在冰箱开始操作时首先执行冷冻室12的操作，因此可以省略通常在压缩机20的操作已经完成时执行的制冷剂回收操作。而且，其中分配在冷冻室蒸发器32处的制冷剂被传递至高压部件(冷凝器)的制冷剂回收操作刚好在执行冷冻室12的操作之后执行。因此，在冷冻室12操作期间不需要回收分配在冷凝器22处的制冷剂，因此可以缩短制冷剂回收操作时间。制冷剂回收操作是简单地再分配制冷剂的操作。由于在制冷剂回收操作中，压缩机20操作但不产生冷却效应，因此希望最小化制冷剂回收操作时间。因此，根据该实施方式的冰箱省略了在压缩机20的操作已经完成时执行的制冷剂回收操作，并且与常规操作方法相比，缩短了压缩机20不产生冷却效应的操作时间(制冷剂回收操作时间)，由此实现节能(约2％)。而且，根据该实施方式的冰箱总是首先执行冷冻室12的操作，因此省略了用于防止制冷剂流向冷冻室蒸发器32的止回阀，由此实现制造成本的降低。

而且，控制单元54判断是否需要使冷藏室14操作，控制流动转换阀26，以便在需要使冷藏室14操作时执行用于回收分配在冷冻室蒸发器32处的制冷剂的制冷剂回收操作，随后执行冷藏室14的操作，由此在冷藏室14操作期间不会产生制冷剂的不足。

驱动单元56根据控制单元54的驱动控制信号驱动压缩机20和流动转换阀26。

存储单元58根据由控制单元54判断的冷冻室12和冷藏室14的操作状态存储温度控制值，并存储与并行循环操作相关的控制因数，在该并行循环操作中，当冰箱开始操作时，冷冻室12首先操作，随后刚刚在冷冻室12的操作之后执行制冷剂回收操作。

以下，将描述该冰箱的操作过程和控制该冰箱的操作的方法的效果。

图5为图示控制根据该实施方式的冰箱的操作的方法的流程图，图6为图示根据该实施方式的冰箱的并行循环控制时序的示意图。

参照图5和6，电力输入至冰箱，感测单元52感测冷冻室12和冷藏室14的内部温度，并将感测的内部温度传递至控制单元54。

随后，通过将由感测单元52感测的冷冻室12和冷藏室14的内部温度与设定温度进行比较，控制单元54判断是否是开始冰箱操作的时间(操作100)。

如果冷冻室12或冷藏室14的内部温度比设定温度高出规定温度或更多，根据温度差计算相应的室12或14的负荷，随后使压缩机20操作，此时，冰箱开始操作。

作为操作100的判断结果，如果判断出是冰箱开始操作的时间，则控制单元54打开沿F方向(冷冻室的方向)的流动转换阀26，如图3所示，以便冷冻室12首先操作。在这种情况中，即使实际上不需要冷冻室12的冷冻，也要首先操作冷冻室12。

当流动转换阀26沿F方向(冷冻室的方向)打开时，制冷剂在冷冻室操作模式中循环，即，按压缩机20、冷凝器22、热管24、流动转换阀26、冷冻室膨胀装置28、冷冻室蒸发器32和压缩机20的顺序循环。

因此，从压缩机20排出的处于高温高压气态的制冷剂通过冷凝器22冷凝成高压液态，随后经由热管24被引入到流动转换阀26中。

在这里，在流动转换阀26中，由于冷冻室12侧沿F方向的通道打开，则执行冷冻室12的操作，其中引入到流动转换阀26中的制冷剂通过冷冻室膨胀装置28被引入到冷冻室蒸发器32中，以冷却冷冻室12，随后返回压缩机20(操作102)。

如果当冰箱开始操作时冷冻室12首先在冷冻室操作模式下操作，则立即回收分配在冷冻室蒸发器32处的大量制冷剂，由此与回收分配在冷凝器处的制冷剂的常规情况相比，实现节能。

而且，如果判断在冷冻室12的操作之后需要冷藏室14的操作，则刚刚在冷冻室12操作之后，控制单元54执行制冷剂回收操作，以将分配在冷冻室蒸发器32处的制冷剂移至冷凝器22(操作104)。

在流动转换阀26的两个方向(F方向和R方向)都关闭且压缩机20打开以将分配在冷冻室蒸发器32处的制冷剂移至冷凝器22的情况下执行制冷剂回收操作。制冷剂回收操作允许用于冷却冷冻室12的制冷剂全部被用来冷却冷藏室14，而不留在冷却冷冻室12的循环上，由此不会引起冷却冷藏室14所必需的制冷剂的不足。

通常，制冷剂回收操作时间Δt约为1～2分钟。制冷剂回收操作时间不限于此，而是可以根据冰箱的容量和设计结构进行多种修改。

在分配在冷冻室蒸发器32处的制冷剂通过制冷剂回收操作移至冷凝器22之后，控制单元54沿R方向(沿冷藏室方向)打开流动转换阀26，如图3所示，使得冷藏室14操作。

当流动转换阀26沿R方向(沿冷藏室方向)打开时，制冷剂在冷藏室操作模式下循环，即，按压缩机20、冷凝器22、热管24、流动转换阀26、冷藏室膨胀装置30、冷藏室蒸发器34和压缩机20的顺序循环。

因此，从压缩机20排出的处于高温高压气态的制冷剂由冷凝器22冷凝成高压液态，随后经由热管24引入流动转换阀26中。

在这里，在流动转换阀26中，由于沿R方向的冷藏室14侧的通道打开，则执行冷藏室14的操作，其中引入流动转换阀26中的制冷剂通过冷藏室膨胀装置30引入冷藏室蒸发器34，以冷却冷藏室14，随后返回压缩机20(操作106)。

当冷藏室14随着上述制冷剂流动在冷藏室操作模式下被冷却时，不会产生制冷剂的不足。

如上所述，并行循环以下述顺序执行：在压缩机20关闭的情况下执行冷冻室12的操作、制冷剂回收操作和冷藏室14的操作，以便独立地执行冷冻室12和冷藏室14的操作。随后，判断压缩机关闭条件是否满足(操作108)，并且如果判断压缩机关闭条件满足，则压缩机20关闭(操作110)，并行循环操作完成。

如根据上述描述明显的是，在根据一种实施方式的冰箱和控制该冰箱的操作的方法中，蒸发器分别安装在冷冻室和冷藏室的每一个中，并且，当冰箱开始在并行循环中操作时，首先执行冷冻室的操作，以采用三通阀转换制冷剂通道，以便独立地执行冷冻室和冷藏室的操作，由此实现节能。而且，省略了用于防止制冷剂流向冷冻室蒸发器的止回阀，由此实现制造成本的降低，并缩短操作冷藏室所必需的制冷剂回收操作时间。

虽然已经示出和描述了一些实施方式，本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的原则和精神的条件下可以在这些实施方式中进行改变，本发明的保护范围在权利要求和它们的等同物中限定。

Claims (10)

1.一种冰箱，包括：

压缩机；

冷凝器，所述冷凝器用于冷凝由压缩机压缩的制冷剂；

冷冻室和冷藏室；

冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，所述冷冻室蒸发器和所述冷藏室蒸发器分别安装在冷冻室和冷藏室中，用于冷却冷冻室和冷藏室；

流动转换阀，所述流动转换阀用于根据操作模式将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中；和

控制单元，该控制单元被配置成：

当冷冻室的内部温度被设定温度高出指定温度时，确定当前是开始冰箱操作的时间，并且操作压缩机，然后控制流动转换阀，从而执行冷冻室的操作；

当冷藏室的内部温度比设定温度高出指定温度时，确定当前是开始冰箱操作的时间，并且操作压缩机，然后控制流动转换阀使得首先执行冷冻室的操作，然后执行制冷剂回收操作，再然后执行冷藏室的操作；并且

如果压缩机关闭条件被满足，则关闭压缩机。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其中流动转换阀为三通阀，所述三通阀连接至冷凝器出口侧的导管以及冷冻室蒸发器入口侧的导管和冷藏室蒸发器入口侧的导管。

3.根据权利要求1所述的冰箱，其中在沿所有方向的流动转换阀的通道都关闭的情况下，通过操作压缩机来执行制冷剂回收操作，以将分配在冷冻室蒸发器处的制冷剂移动至冷凝器。

4.根据权利要求1所述的冰箱，其中

所述流动转换阀适于将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中，以形成独立控制冷冻室的操作和冷藏室的操作的并行循环；和

所述控制单元适于控制流动转换阀，以便在并行循环中首先执行冷冻室的操作。

5.根据权利要求1所述的冰箱，其中在沿所有方向的流动转换阀的通道都关闭的情况下，通过操作压缩机来执行制冷剂回收操作，以将分配在低压部件处的制冷剂移动至高压部件。

6.根据权利要求5所述的冰箱，其中所述低压部件为冷冻室蒸发器。

7.根据权利要求5所述的冰箱，其中所述高压部件为冷凝器。

8.一种控制冰箱的操作的方法，该冰箱设置有冷冻室和冷藏室、以及用于冷却冷冻室和冷藏室的冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器，该方法包括下述步骤：

当冷冻室的内部温度被设定温度高出指定温度时，确定当前是开始冰箱操作的时间，并且操作压缩机，然后控制流动转换阀，从而执行冷冻室的操作；

当冷藏室的内部温度比设定温度高出指定温度时，则控制单元确定当前是开始冰箱操作的时间，并且操作压缩机，然后控制流动转换阀使得首先执行冷冻室的操作，然后执行制冷剂回收操作，再然后执行冷藏室的操作；并且

如果压缩机关闭条件被满足，则关闭压缩机。

9.根据权利要求8所述的方法，其中执行冷冻室的操作的步骤通过打开流动转换阀的沿冷冻室的方向的通道来实现，所述流动转换阀用于将制冷剂的流动转换到冷冻室蒸发器和冷藏室蒸发器中。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括在沿所有方向的流动转换阀的通道都关闭的情况下，通过操作压缩机来执行制冷剂回收操作，以将分配在冷冻室蒸发器处的制冷剂移动至高压部件。