冰箱节能控制方法与流程

1.本发明属于家用电冰箱的技术领域，尤其涉及一种冰箱节能控制方法。


背景技术：

2.多系统冰箱中有多个蒸发器、多组节流毛细管组成的制冷系统，通过电磁阀或者电动阀切换毛细管，分别对不同的蒸发器制冷；多系统冰箱在切换制冷系统时，不同的系统的热负荷不同，因此需要匹配不同的毛细管流量、压缩机转速。
3.目前随着产品容积增大的要求提升，在冰箱设计时，在保持外观尺寸不变的情况下，通过个别位置发泡层减薄来实现增大容积的目标；而目前工厂为提升生产效率，采用快脱发泡工艺，发泡层的实际保温效果变差，导致冰箱实现一级能效的目标困难。
4.有鉴于此，提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明针对上述的技术问题，提出一种冰箱节能控制方法。
6.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.冰箱节能控制方法，其包括：
8.确定冰箱所处的能耗状态；获得相应能耗状态下的与最小耗电量e
min
相对应的压缩机最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
；压缩机以最优冷藏制冷降温频率f
cy
进行冷藏制冷降温，以最优冷冻制冷降温频率f
dy
进行冷冻制冷降温。
9.优选的，所述确定冰箱所处的能耗状态包括：
10.监测冷藏间室温度tc及冷冻间室温度td；
11.将冷藏间室温度tc与预设的冷藏特性温度t
c0
进行对比，并将冷冻间室温度td与预设的冷冻特性温度t
d0
进行对比，确定满足第一能耗状态tc≥t
c0
且td≥t
d0
或第二能耗状态tc＜t
c0
且td＜t
d0
。
12.优选的，当冰箱能耗状态发生改变，重新获得相应能耗状态下的压缩机最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
。
13.优选的，所述获得相应能耗状态下的压缩机最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
包括：
14.控制冰箱压缩机在第i个单位优化周期t内的冷藏制冷降温频率为f
ci
及冷冻制冷降温频率为f
di
；并获取第i个单位优化周期t内的耗电量ei；其中，0＜i＜n，i为正整数；
15.比较e1、e2……ei
……en
的大小，得到最小耗电量e
min
及其相对应的最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
。
16.优选的，多个单位优化周期t内的冷藏制冷降温频率为f
ci
及冷冻制冷降温频率为f
di
的组合设置采用正交试验设计。
17.优选的，包括确定满足预设的能耗优化环境温度条件；所述确定满足预设的能耗优化环境温度条件包括监测环境温度th，将环境温度th与预设的能耗优化环境温度标准区
间作对比；当th∈能耗优化环境温度标准区间时，执行以上所述确定冰箱所处的能耗状态。
18.优选的，所述能耗优化环境温度标准区间设定为多个温度区间，当所述环境温度th所属的能耗优化环境温度标准区间发生改变，进入下一周期的节能控制方法。
19.优选的，所述能耗优化环境温度标准区间包括[25℃，35℃]。
[0020]
优选的，f
ci
＝f
min
，f
di
＞f
min
。
[0021]
优选的，所述能耗优化环境温度标准区间包括[15℃，25℃)。
[0022]
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
[0023]
本发明提供了一种冰箱节能控制方法，其包括确定冰箱所处的能耗状态；获得相应能耗状态下的压缩机最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
；压缩机以最优冷藏制冷降温频率f
cy
进行冷藏制冷降温，以最优冷冻制冷降温频率f
dy
进行冷冻制冷降温；本发明的节能控制方法能够确定相应耗电状态下最优的最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
，从而使压缩机高效制冷，减小耗电量满足能耗要求。
附图说明
[0024]
图1为本发明冰箱节能控制系统的结构示意图；
[0025]
图2为本发明冰箱节能控制系统的模块示意图；
[0026]
图3为本发明冰箱节能控制方法的整体控制流程图；
[0027]
图4为本发明冰箱节能控制方法的具体控制流程图。
[0028]
以上各图中：压缩机1；冷凝器2；电磁三通阀3；冷冻毛细管9；冷藏毛细管8；冷冻蒸发器5；冷藏蒸发器4；冷冻风机7；冷藏风机6；控制系统10；设定模块20；温度采集模块40；计数模块30；判断模块50；控制模块60。
具体实施方式
[0029]
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但本发明所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0030]
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。
[0031]
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0032]
一种冰箱的冷藏控温系统，如图1所示，双系统冰箱的制冷系统包括压缩机1、与压缩机1出口连通的冷凝器2、用于切换制冷系统的工作状态的电磁三通阀3、冷冻毛细管9和冷藏毛细管8、分别用于为冷冻间室和冷藏间室提供冷量的冷冻蒸发器5和冷藏蒸发器4、分别将冷冻蒸发器5和冷藏蒸发器4产生的冷量扩散到冷冻间室和冷藏间室内的冷冻风机7和冷藏风机6以及分别为冷冻蒸发器5和冷藏蒸发器4化霜的冷冻加热丝和冷藏加热丝。
[0033]
如图2所示，冰箱设有控制系统10，用于控制冰箱各部件的运行状态，以实现对冰
箱的控制。控制系统10包括设定模块20、温度采集模块40、计数模块30、判断模块50及控制模块60。
[0034]
其中，设定模块20用于获取冰箱运行的各种标准参数，所述标准参数包括但不限于温度参数、时间参数等。本实施例中设定模块20获取能耗优化环境温度标准区间、冷藏特性温度t
c0
、冷冻特性温度t
d0
、压缩机运行最低频率f
min
、测试次数阈值n、单位优化周期t。设定模块20亦用于获取冰箱的原始控制程序，其包括冷藏间室的控制程序和冷冻间室的控制程序；即根据冰箱冷藏间室和冷冻间室内的实时温度判断是否为冷冻间室制冷或同时为冷藏间室和冷冻间室制冷。
[0035]
温度采集模块40用于实时采集环境温度th、冷藏间室的冷藏间室温度tc及冷冻间室温度td。具体地，温度采集模块40可包括设置于冷冻间室内的冷冻传感器、设置于冷藏间室内的冷藏传感器及环境温度传感器。冷冻传感器用于感测并获得冷冻间室温度，冷藏传感器用于感测并获得冷藏间室温度tc，冷冻传感器用于感测并获得冷冻间室温度td，环境温度传感器用于感测并获得环境温度th。
[0036]
当然，在其他实施例中，冷冻传感器和冷藏传感器均设置为多个，温度采集模块40还包括数据处理单元，所述数据处理单元用于接收多个冷冻传感器分别感测到的冷冻间室的温度值并按照预设逻辑处理多个所述温度值以获得冷冻间室温度td；所述数据处理单元还用于接收多个冷藏传感器分别感测到的冷藏间室的温度值并按照预设逻辑处理多个所述温度值以获得冷藏间室温度tc；所述数据处理单元还用于接收多个环境温度传感器分别感测到的箱外环境的温度值并按照预设逻辑处理多个所述温度值以获得环境温度th。
[0037]
计数模块30用于记录逻辑处理进行的次数，具体地可设置为计数器。本实施例中计数模块30用于记录调整压缩机冷藏制冷降温频率与冷冻制冷降温频率并获取其耗电量的次数。
[0038]
判断模块50用于接收温度采集模块40所采集到的冷藏间室温度tc及冷冻间室温度td，并判断冷藏间室温度tc和冷冻间室温度td分别与其各自对应的冷藏特性温度t
c0
、冷冻特性温度t
d0
的大小关系。另外，判断模块50用于接收计数模块30所采集到的压缩机冷藏制冷降温频率与冷冻制冷降温频率并获取其耗电量的次数，并判断调整次数与设定的测试次数阈值n的大小关系。
[0039]
控制模块60连接于设定模块20、温度采集模块40、计数模块30、判断模块50并与设定模块20、温度采集模块40、计数模块30、判断模块50进行信息交互，以及控制所述制冷系统各部件的开闭状态。
[0040]
具体的，一种冰箱节能控制方法，如图3-图4所示，其包括确定冰箱处于设定的能耗状态，并获得相应能耗状态下的与最小耗电量e
min
相对应的压缩机最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
，压缩机以最优冷藏制冷降温频率f
cy
进行冷藏制冷降温，以最优冷冻制冷降温频率f
dy
进行冷冻制冷降温。
[0041]
具体步骤如下：
[0042]
s1：监测环境温度th，确定环境温度th满足预设的能耗优化环境温度条件。其具体包括以下步骤：
[0043]
s11：监测环境温度th，将环境温度th与预设的能耗优化环境温度标准区间作对比；
[0044]
s12：th∈能耗优化环境温度标准区间？若是，执行步骤s2；若否，执行步骤s11；
[0045]
s2：确定冰箱所处的能耗状态；本实施例中，能耗状态分为第一能耗状态和第二能耗状态，其中第一能耗状态为td≥t
d0
且td≥t
d0
时的状态；第二能耗状态为td＜t
d0
且td＜t
d0
时的状态。即以冷藏特性温度t
c0
和冷冻特性温度t
d0
为分界点，冷藏间室与冷冻间室温度均高于其各自的特性温度时为第一能耗状态，冷藏间室与冷冻间室温度均低于其各自的特性温度时为第二能耗状态。
[0046]
其具体包括以下步骤：
[0047]
s21：监测冷藏间室温度tc及冷冻间室温度td；
[0048]
s22：将冷藏间室温度tc与预设的冷藏特性温度t
c0
进行对比，并将冷冻间室温度td与预设的冷冻特性温度t
d0
进行对比，判断tc≥t
c0
，且td≥t
d0
？若是，执行步骤s3；若否，执行步骤s23；
[0049]
s23：判断tc＜t
c0
，且td＜t
d0
？若是，执行步骤s3；若否，执行步骤s21。
[0050]
s3：获得相应能耗状态下的压缩机最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
；其具体包括以下步骤：
[0051]
s31：计数器计数，i的初值为1；
[0052]
s32：第i个单位优化周期t内，压缩机冷藏制冷降温的频率为f
ci
，压缩机冷冻制冷降温的频率为f
di
；并获取第i个单位优化周期t内的耗电量ei；
[0053]
s33：i＝i 1；
[0054]
s34：将i与预设的测试次数阈值n进行对比，判断i＜n？若是，执行步骤s22；若否，执行步骤s35；
[0055]
s35：比较e1、e2……ei
……en
的大小，得到最小耗电量e
min
及其相对应的最优冷藏制冷降温频率f
cy
及最优冷冻制冷降温频率f
dy
。
[0056]
具体的，压缩机冷藏制冷降温的频率f
ci
及冷冻制冷降温的频率f
di
的组合设定相应的组合逻辑；以上多个单位优化周期t内的冷藏制冷降温频率为f
ci
及冷冻制冷降温频率为f
di
的组合设置采用正交试验设计。
[0057]
另外，压缩机冷藏制冷降温的频率f
ci
与冷冻制冷降温的频率f
di
的组合均以满足各间室制冷要求为前提。
[0058]
通过以上步骤获取n个单位优化周期内，在满足间室制冷要求的前提下，压缩机冷藏制冷降温的频率及冷冻制冷降温的频率的进行不同组合，并获得各组合相对应的耗电量，通过n个耗电量大小比较，能够获得最小耗电量对应的压缩机冷藏制冷降温的频率及冷冻制冷降温的频率，从而得到满足各间室制冷要求且耗电量最小的最优压缩机冷藏制冷降温的频率及冷冻制冷降温的频率组合。
[0059]
另外，本发明的节能控制方法，在冰箱能耗状态不发生改变时，保持当前的节能状态运行；当冰箱能耗状态发生改变时，则重新执行步骤s3，以对新能耗状态下的压缩机运行频率进行优化，从而确保压缩机高效运行，节约能耗。s4：压缩机以最优冷藏制冷降温频率f
cy
进行冷藏制冷降温，以最优冷冻制冷降温频率f
dy
进行冷冻制冷降温。
[0060]
压缩机以最优冷藏制冷降温频率f
cy
和最优冷冻制冷降温频率f
dy
进行制冷降温，能够有效减小能耗，满足冰箱的能耗要求。
[0061]
使用本发明的节能控制方法，分别对环境温度16℃和32℃情况下的冰箱进行节能控制，并与未采用本发明的节能控制方法情况进行对比。具体如下：
[0062][0063]
综上，通过优化前后对比可知，在环境温度为16℃时，受压缩机最低频率f
min
＝40hz的限制，f
cy
＝f
dy
＝f
min
＝40hz，压缩机始终以最低频率f
min
＝40hz制冷降温，表明该环境温度下不具有优化的空间。从控制程序的简捷性来说，优化方案反而增加了控制程序的复杂性。
[0064]
而对于环境温度为32℃时，对比可知，压缩机冷藏制冷降温频率减小，且压缩机冷冻制冷降温频率在第二能耗测试时亦减小；另外冷藏制冷降温频率亦受压缩机最低频率影响，以最低频率运行进行冷藏制冷降温；其优化后f
cy
＝f
min
，f
dy
＞f
min
；从而减小耗电量，节约能耗；虽然压缩机受限于其最低频率限制，但在环境温度为32℃时仍存在优化空间。通过本发明的节能控制方法，能够节约耗电量5％，从而满足能耗要求。
[0065]
依据以上方法，对各环境温度的优化空间进行探究，在此不一列举，得出：在目前压缩机机最低频率f
min
＝40hz的限制下，能耗优化环境温度标准区间设置为[25℃，35℃]；环境温度th∈[25℃，35℃]时，其具有能耗优化空间，能够节约耗电量，满足能耗要求。
[0066]
据此，本发明的节能控制方法中能耗优化环境温度标准区间具体设置为[25℃，35℃]，在对压缩机运行频率优化过程中对压缩机冷藏降温频率与冷冻降温频率进行组合时，可在f
cy
＝f
min
，f
dy
＞f
min
的基础上进行组合设计，以提高能耗优化的高效性和有效性。
[0067]
本发明不局限于以上的环境温度随着技术的发展，压缩机最低频率有所改进时，可设置更大的能耗优化环境温度标准区间，以进行更大范围的节能优化。
[0068]
同时，亦可设置多个能耗优化环境温度标准区间以设定本发明的节能控制方法的触发条件，在环境温度所属设定的能耗优化环境温度标准区间发生改变时，即可触发下一周期的节能控制方法。如能耗优化环境温度标准区间包括[15℃，25℃)，[25℃，35℃]。
[0069]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。