способ и устройство управления размораживанием холодильника

Формула изобретения

1. Способ управления размораживанием холодильника, имеющего шкаф, образующий камеру для хранения продуктов, дверь камеры для хранения продуктов, компрессор, испаритель и размораживающий нагреватель для размораживания испарителя, предусматривающий измерение внешней температуры, число открываний двери, продолжительность работы компрессора, отличающийся тем, что измерение внешней температуры, числа открываний двери, продолжительности работы компрессора производят в течение единичного интервала времени, осуществляют классифицирование множества случаев режимов работы, основываясь на внешней температуре и числе открываний двери за единичный интервал времени, причем каждому из случаев режимов работы задают заранее заданный фактор суровости, определяют вес нарастающего инея за единичный интервал времени путем умножения продолжительности работы компрессора на фактор суровости, соответствующий внешней температуре и числу открываний двери, накапливают веса нарастающего инея для множества единичных интервалов времени, выполняют операцию размораживания, когда накопленный вес нарастающего инея превышает заранее определенное значение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап измерения продолжительности открывания двери для каждого открывания двери и увеличение числа открываний двери, когда продолжительность открывания двери превышает каждый заранее установленный период.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что заранее установленный период составляет 10 - 20 с.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап предварительного определения периодов размораживания для случаев режимов работы, и применение обратного числа периодов размораживания для фактора суровости.

5. Устройство управления размораживанием холодильника, имеющего шкаф, образующий камеру для хранения продуктов, дверь камеры для хранения продуктов, компрессор, испаритель, размораживающий нагреватель для размораживания испарителя, датчик внешней температуры для определения внешней температуры, счетчик открываний двери для подсчета числа открываний двери, реле времени работы компрессора для измерения продолжительности работы компрессора, отличающееся тем, что снабжено управляющим устройством для управления размораживающим нагревателем, обеспечивающим расчет продолжительности работы компрессора с учетом фактора суровости, заранее определенного на основании внешней температуры и числа открываний двери за единичный интервал времени, для получения единичного веса нарастающего инея, накопления единичных весов нарастающего инея для множества единичных интервалов времени и определения времени размораживания, когда накопленный вес нарастающего инея превышает заранее определенное значение.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит реле времени открываний двери для измерения продолжительности открываний двери, в котором управляющее устройство увеличивает число открываний двери, когда продолжительность открываний двери превышает каждый заранее установленный период.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается способа и устройства управления размораживанием холодильника.

Холодильник в общем включает в себя шкаф, в котором образованы камеры для хранения продуктов, такие как холодильная камера и морозильная камера, холодильную установку, предназначенную для охлаждения продуктов, хранящихся в камерах для продуктов, и двери для открывания и закрывания холодильной и морозильной камер. Холодильная установка включает в себя компрессор для сжатия хладагента, конденсатор для конденсирования хладагента из компрессора и испаритель для испарения хладагента из конденсатора с целью образования холодного воздуха. Испаритель образует холодный воздух путем охлаждения окружающего воздуха с помощью выпаривания скрытой теплоты хладагента, протекающего внутри испарителя. Образованный таким образом охлажденный воздух подается в холодильную и морозильную камеры с помощью вентилятора внешнего обдува.

В таком холодильнике влага конденсируется и замораживается на поверхности испарителя за счет разности относительных влажностей между поверхностью испарителя, имеющего относительно низкую температуру, и окружающего воздуха, имеющего относительно высокую температуру, образуя при этом иней. Образованный на поверхности испарителя иней препятствует теплообмену испарителя, снижая тем самым эффективность охлаждения и повышая потребление энергии. Для решения этой проблемы недавно разработан холодильник, имеющий размораживающий нагреватель рядом с испарителем, для удаления нарастающего инея с поверхности испарителя.

Величина образующегося на поверхности испарителя нарастающего инея пропорциональна продолжительности работы компрессора и увеличивается в соответствии с притоком окружающего воздуха в холодильник, увеличивающимся при открывании дверей. То есть количество нарастающего инея зависит от продолжительности работы компрессора, числа и длительности открываний двери и температуры окружающего воздуха. С учетом этих факторов предложены различные способы определения времени размораживания.

Раскрытый в патенте США N 4.297.852 способ определения времени размораживания определяет его как время размораживания, когда суммарная продолжительность работы компрессора выше заранее определенной величины, и затем суммарная продолжительность открываний двери достигает опорной величины. Однако в этом способе не рассматривается влияние температуры окружающего воздуха.

Известно устройство определения времени размораживания, раскрытое в патенте США N 5.564.286, которое включает элементы реле времени работы компрессора, счетчик открываний двери, реле времени открываний двери и датчик внешней температуры, и определяет время размораживания в соответствии с рассуждениями нечеткой логики, используя измеренные элементами значения. В данном случае после того, как проходит заранее определенное время работы компрессора, оценивается время размораживания на основании числа открываний двери и внешней температуры. С другой стороны, функция размораживания осуществляется независимо, когда суммарная продолжительность открываний двери превышает опорное значение, без учета других условий работы. Однако это устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что процесс определения времени размораживания относительно сложный.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства управления размораживанием холодильника, которое способно просто и эффективно определять время размораживания холодильника.

Для решения вышеупомянутой задачи создан способ управления размораживанием холодильника, имеющего шкаф, образующий камеру для хранения продуктов, дверь камеры для хранения продуктов, компрессор, испаритель и размораживающий нагреватель для размораживания испарителя, предусматривающий измерение внешней температуры, число открываний двери, продолжительность работы компрессора, при этом согласно изобретению измерение внешней температуры, числа открываний двери, продолжительности работы компрессора производят в течение единичного интервала времени, осуществляют классифицирование множества случаев режимов работы, основываясь на внешней температуре и числе открываний двери за единичный интервал времени, причем каждому из случаев режимов работы задают заранее заданный фактор суровости, определяют вес нарастающего инея за единичный интервал времени путем умножения продолжительности работы компрессора на фактор суровости, соответствующий внешней температуре и числу открываний двери, накапливают веса нарастающего инея для множества единичных интервалов времени, выполняют операцию размораживания, когда накопленный вес нарастающего инея превышает заранее определенное значение.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этап измерения продолжительности открывания двери для каждого открывания двери и увеличение числа открываний двери, когда продолжительность открывания двери превышает каждый заранее установленный период, причем заранее установленный период составляет 10 - 20 секунд. Способ также дополнительно содержит этап предварительного определения периодов размораживания для случаев режимов работы, и применение обратного числа периодов размораживания для фактора суровости.

Для решения вышеуказанной задачи создано устройство управления размораживанием холодильника, имеющего шкаф, образующий камеру для хранения продуктов, дверь камеры для хранения продуктов, компрессор, испаритель, размораживающий нагреватель для размораживания испарителя, датчик внешней температуры для определения внешней температуры, счетчик открываний двери для подсчета числа открываний двери, реле времени работы компрессора для измерения продолжительности работы компрессора, которое согласно изобретению снабжено управляющим устройством для управления размораживающим нагревателем, обеспечивающим расчет продолжительности работы компрессора с учетом фактора суровости, заранее определенного на основании внешней температуры и числа открываний двери за единичный интервал времени, для получения единичного веса нарастающего инея, накопления единичных весов нарастающего инея для множества единичных интервалов времени и определения времени размораживания, когда накопленный вес нарастающего инея превышает заранее определенное значение.

Устройство предпочтительно дополнительно содержит реле времени открываний двери для измерения продолжительности открываний двери, в котором управляющее устройство увеличивает число открываний двери, когда продолжительность открываний двери превышает каждый заранее установленный период.

Вышеупомянутые задача и преимущества настоящего изобретения станут понятными из подробного описания его предпочтительного варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 изображен вид в разрезе холодильника, имеющего соответствующее настоящему изобретению устройство управления размораживанием; на фиг. 2 - блок-схема соответствующего настоящему изобретению устройства управления размораживанием; на фиг. 3 представлена таблица, показывающая пример случаев режимов работы, применяемых в соответствующем настоящему изобретению устройстве управления размораживанием; на фиг. 4 представлена графическая схема соответствующего настоящему изобретению способа управления размораживанием.

Рассмотрим фиг. 1, на которой холодильник, имеющий соответствующее настоящему изобретению устройство управления размораживанием, включает в себя шкаф 1, снабженный верхней морозильной камерой 2 и нижней холодильной камерой 3, которые отделены друг от друга перегородкой 5. На передних сторонах морозильной и холодильной камер 2 и 3, соответственно, предусмотрены двери 6 и 7.

В холодильнике используется так называемая независимая холодильная установка, в которой испаритель 10 морозильной камеры и испаритель 13 холодильной камеры связаны с морозильной и холодильной камерами 2 и 3, соответственно. Компрессор 9 для сжатия хладагента установлен в задней нижней части шкафа 1. Хладагент из компрессора 9 переносится в испарители 10 и 13 через конденсатор (не показан). Холодный воздух, образуемый испарителями 10 и 13, поступает в морозильную и холодильную камеры 2 и 3 с помощью вентиляторов внешнего обдува 11 и 14. Размораживающие нагреватели 12 и 15 расположены под испарителями 10 и 13 для удаления нарастающего инея, образующегося на поверхностях испарителей 10 и 13, соответственно.

Для обнаружения открывания дверей 6 и 7 на передних сторонах морозильной и холодильной камер 2 и 3 под соответствующими дверями 6 и 7 предусмотрены дверные выключатели 17 и 18. Обнаруживаемые дверными выключателями 17 и 18 сигналы открываний передаются в счетчик открываний двери и реле времени открываний двери (описываемые ниже).

Соответствующее настоящему изобретению устройство управления размораживанием не ограничивается независимой холодильной установкой. Ниже описана работа устройства управления размораживанием относительно испарителя 10 морозильной камеры для удобства описания.

Как показано на фиг. 2, настоящее устройство управления размораживанием включает в себя управляющее устройство 20 для управления размораживающим нагревателем 12. Датчик 23 внешней температуры, счетчик 24 открываний двери, реле времени 25 открываний двери и реле времени 26 работы компрессора подают входные сигналы в управляющее устройство 20.

Датчик 23 внешней температуры определяет внешнюю температуру воздуха, окружающего шкаф 1, и передает сигнал температуры в управляющее устройство 20. Счетчик 24 открываний двери подсчитывает число открываний двери в соответствии с сигналом открывания из дверного выключателя 17, а реле времени 25 открываний двери измеряет продолжительность открываний двери 6 в соответствии с сигналом открывания из дверного выключателя 17. Количество и продолжительность открываний двери передаются в управляющее устройство 20. Реле времени 26 работы компрессора накапливает продолжительность работы компрессора 9, который работает нерегулярно, в соответствии с температурой внутри морозильной камеры 2.

Управляющее устройство 20 запоминает информацию относительно множества случаев режимов работы, которые классифицируются в соответствии с режимами работы холодильника. Пример классификации случаев режимов работы показан в таблице на фиг. 3, которая классифицирует случаи на основании внешней температуры и числа открываний двери, учитывая суровость, увеличивающую образование инея.

На фиг. 3 показан пример классификации случаев режимов работы, значительно упрощенный для удобства описания. Случаи классифицируются на основании экспериментальных результатов. Случай 1 соответствует случаю, когда дверь 6 открывают 5 раз или больше в состоянии высокой внешней температуры. Случай 2 означает, что дверь 6 открывают менее 5 раз в состоянии высокой внешней температуры или что дверь 6 открывают 5 раз или больше в состоянии низкой внешней температуры. В состоянии промежуточной внешней температуры случай режима работы уже соответствует случаю 2. Случай 3 применяют для количества открываний двери менее 5 раз при состоянии низкой внешней температуры.

Предполагается, что следует выполнять размораживание, когда режимы работы, соответствующие случаю 1, случаю 2 и случаю 3, продолжаются 6 часов, 12 часов и 16 часов, соответственно. То есть, чем чаще открывают дверь при высокой внешней температуре, тем короче период между размораживаниями. Обратная величина периодов между размораживаниями, то есть 1/6, 1/12 или 1/16, означает суровость, влияющую на нарастание инея.

Легко понять, что классификация примера 3 при необходимости может подразделяться.

Управляющее устройство 20 оценивает сигнал, относящийся к продолжительности открывания двери из реле времени 25 открываний двери, и увеличивает число открываний двери, когда продолжительность открывания двери превышает каждый заранее установленный промежуток времени, например, 10-20 секунд, предпочтительно 15 секунд. Например, если дверь открыта в течение 50 секунд (превышающих три раза по 15 секунд) при одном открывании двери, количество открываний двери оценивается как (1+3) = 4.

Управляющее устройство 20 определяет случай режима работы на основании оцененного числа открываний двери и внешней температуры за единичный интервал времени, например, 1 час, из фиг. 3. Фактор суровости, который является обратной величиной периода между размораживаниями, соответствующего определенному случаю, умножается на продолжительность работы компрессора для получения веса нарастающего инея за единичный интервал времени. Веса нарастающего инея за несколько единичных интервалов времени накапливаются до тех пор, пока сумма весов нарастающего инея не достигнет "1" или больше. Когда сумма весов нарастающего инея превысит "1", управляющее устройство 20 определяет время как время, когда следует осуществить размораживание.

Например, если компрессор работает в течение 30 минут при режиме работы случая 2 в течение первого часа и в течение 30 минут при режиме работы случая 1 в течение второго 1 часа, сумма весов нарастающего инея равняется (0,5/12 + 0,5/6) = 1,5/12.

На фиг. 4 показана графическая схема соответствующего настоящему изобретению способа управления размораживанием. Когда холодильник первоначально начинает работать, общий вес нарастающего инея D_e устанавливается на "0" (S1), и продолжительность работы компрессора t_c, количество открываний двери C_do и продолжительность открываний двери t_do также устанавливаются на "0" (S2). Затем датчик 23 внешней температуры, счетчик 24 открываний двери, реле времени 25 открываний двери и реле времени 26 работы компрессора за единичный интервал времени 1 час измеряют внешнюю температуру Т_o, количество открываний двери C_do, продолжительность открываний двери t_do и продолжительность работы компрессора t_c, соответственно (S3).

Управляющее устройство 20 преобразует продолжительность открываний двери t_do из этапа S3 в преобразованное число открываний двери C_dc (S4). Как описывалось выше, преобразованное число открываний двери C_dc увеличивается на единицу, когда продолжительность открываний двери t_do превышает каждые 15 секунд. Преобразованное число открываний двери C_dc добавляется к числу открываний двери C_do (S5). Основываясь на числе открываний двери C_do и внешней температуре Т_o, из таблицы на фиг. 3 определяется случай режима работы для получения фактора суровости S_f (S6). Единичный вес нарастающего инея получается путем умножения фактора суровости S_f на продолжительность работы компрессора t_c. Единичный вес нарастающего инея накапливается до общего веса нарастающего инея D_e (S7). Если общий вес нарастающего инея D_e меньше чем "1" (S8), этапы S2-S7 повторяются для получения другого единичного веса нарастающего инея для следующего 1 часа и нового общего веса нарастающего инея. Если общий вес нарастающего инея D_e больше чем "1" (S8), выполняется операция размораживания (S9). После завершения операции размораживания программа возвращается к этапу S1.

Как было описано выше, в соответствии с изобретением единичный вес нарастающего инея за единичный интервал времени рассчитывается на основании внешней температуры, числа открываний двери, продолжительности открываний двери и продолжительности работы компрессора, а единичные веса нарастающего инея за несколько единичных интервалов времени накапливаются для использования в определении времени размораживания. В соответствии с этим время размораживания эффективно определяется с учетом всех факторов, влияющих на нарастание инея.