专利名称：家用控温控湿电冰箱及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种家用控温控湿电冰箱，同时涉及其控温控湿的方法。
背景技术：
随着人们的生活节奏的加快，生活方法的改变，各种快捷的方便食品和营养美味进入人们的家庭。现实生活中用于购买食品的时间变得越来越少。越来越多的人需要一次购买大量的食品和蔬菜放入冰箱内储藏，以方便生活。此时，保质保鲜将被提上议程。
目前市场上用各种方式在冰箱内实现保质保鲜。如纳米技术，养鲜魔宝，活性炭吸附，紫外线及臭氧发生器等等。让我们来分析它们具有的保鲜功能纳米技术，家用电冰箱结构中使用了纳米材料的部件，当带有细菌的物质接触这些部件时，部件可以抗菌或抑制细菌不使细菌通过这类部件传播，它仅仅是自身清洁功能。食物自身的细菌和微生物并不能达到有效的抑制，它的保鲜效果就可想而知了。
养鲜魔宝及活性炭吸附，仅仅是吸附食物内部化学变化以及自身呼吸作用所产生的一些含乙烯成份气体含乙烯成份气体对有些植物具有催熟作用，仅仅对食物所处于空气的成份进行有效的调节。如果吸附达到平衡时，就难以起到调节作用了。也有些养鲜魔宝可能带有氧化剂等，但它们都具有一定的有效期。
紫外杀菌，它是辐射一定波长紫外线光谱，产生一定量的氧O和臭氧O3，从而杀灭细菌，但发达国家食品安全机构认为使用它可能对有些食物安全性存在隐患。
臭氧发生器，利用脉冲高压放电产生臭氧O3，从而清除异味以及杀灭细菌。
以上这些方面仅仅从保质保鲜的外围来解决问题并且有些还具有一定的有效期，并未从根本上解决保质保鲜的问题。既所谓的治标不治本。食品的安全存在潜在隐患。
理论研究表明引起食物腐败变质的主要原因是微生物的生长繁殖以及食品内部自身氧化和呼吸作用，这些都是有食物所处于环境温度，湿度条件决定的。控制这两项条件，基本上就可以阻止食品的腐败变质。如果有效的控制这两方面因素，食品的安全将被提高到一个新台阶。食品的有效期将被极大的延长。
目前市场上有些型号的冰箱的间室内采用保湿如专利号为90218744.9的实用新型中公开了一种新型电冰箱，在于电冰箱的一个或几个间室采取“直冷”方式制冷，另一个或几个间室采取“间冷”方式制冷。
如专利号为92244120.0的实用新型专利中公开了一种新型电冰箱，它包括箱体、门体、制冷系统、控制系统。其特征在于冷冻室内采用全封闭式抽屉，风道为同步风道系统，在冷冻室内放置有可以隔绝冷风流通的绝热隔板。冷风可以从主风道的出风口同步向各个抽屉吹送冷风，因而冷冻均匀，效果佳，冷风沿着抽屉上平面流通，因而食物不易风干。
在上述的电冰箱中采用加盖的果菜盒或抽屉并尽可能的密封的办法，来防止湿度下降和水分流失，也有些使用保湿布膜进行保湿，同时有些食物要求低湿度，如无霜冰箱的诞生。但它们在使用时，会有许多不方便，如家庭操作复杂，甚至产生一些不利因素，如湿度不受控、空气循环较差或者食物被风干等等。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种家用电冰箱的控温控湿装置及其方法，该装置具有多种结构，适合于各种循环的家用电冰箱，它能在进行温度控制的同时进行湿度控制，随时有效的调节电冰箱内的湿度，从根本上解决电冰箱内食品保质保鲜的问题。
为实现上述目的，本发明使用的技术方案如下一种家用电冰箱的控温控湿装置，包括箱体、一控制系统、一具有冷藏和冷冻作用的制冷系统，控制系统，包括温度控制装置、化霜控制装置等，感温元件将得到的信号，经过CPU处理后，送给相应模块，以便指挥相关的部件动作，来控制整个系统；制冷系统，包括冷藏制冷循环系统A和冷冻制冷循环系统C，用于接受控制系统发出的指令，给箱体或间室提供所需要的冷量；该装置还包括一湿度制冷循环系统B，相应的在控制系统中增加一湿度控制装置，该湿度控制装置中包括感湿元件；该系统既可以增加湿度也可以担当除湿装置使用，用于给间室补充或去除湿度。
所述的湿度制冷循环系统B与制冷系统共用压缩机3、冷凝器4、干燥过滤器5、毛细管。所述的湿度制冷循环系统B采用加湿器、除湿蒸发器7、蓄冷装置、加热器、风扇71；湿度制冷循环系统B还可以采用自动处理的化学吸附剂型和自动加湿装置。
所述制冷系统中的压缩机3的一端接冷凝器4的输入端，冷凝器4输出通过干燥过滤器5、第一电磁阀1、第一毛细管2与冷藏蒸发器6的输入端相连，冷藏蒸发器6的输出端与冷冻蒸发器8输入端相连，第一电磁阀1通过第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入端相连，冷冻蒸发器8的输出通过储液器81与压缩机3相连。
也可以是所述的第三毛细管22不与第一电磁阀1相连，直接与干燥过滤器5相连。
还可以是所述的冷藏蒸发器6的输出不与冷冻蒸发器8输入端相连，直接与压缩机3相连。
制冷系统中的压缩机3的一端接冷凝器4的输入端，冷凝器4输出通过干燥过滤器5、第一电磁阀1、第一毛细管2与冷藏蒸发器6的输入端相连，冷藏蒸发器6的输出端与冷冻蒸发器8输入端相连，第一电磁阀1通过第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入端相连，冷冻蒸发器8的输出通过储液器81与压缩机3相连，当所述的第三毛细管22不与第一电磁阀1相连，直接与干燥过滤器5相连时，在第一电磁阀1与第一毛细管2之间增加第二电磁阀11，该第二电磁阀11的一端经过第二毛细管21与湿度制冷循环系统B的一端相连，该湿度制冷循环系统B的另一端与冷冻制冷循环系统C相连，该湿度制冷循环系统B的另一端也可以与冷藏制冷循环系统A相连。该第二电磁阀11也可以设在第一电磁阀1与第三毛细管22之间；或者所述的冷藏蒸发器6的输出不与冷冻蒸发器8输入端相连，通过储液器81直接与压缩机3相连时，在第一电磁阀1与第一毛细管2之间增加第二电磁阀11，该第二电磁阀11的一端经过第三毛细管22与湿度制冷循环系统B的一端相连，该湿度制冷循环系统B的另一端与冷冻制冷循环系统C相连，该湿度制冷循环系统B的另一端也可以与冷藏制冷循环系统A相连。该第二电磁阀11也可以设在第一电磁阀1与第三毛细管22之间。
该湿度制冷循环系统B与制冷系统相互独立，该湿度制冷循环系统B包括第二压缩机31、第二冷凝器41、干燥过滤器5’、加湿器和除湿蒸发器7、蓄冷装置，毛细管，该湿度制冷循环系统B中的第二压缩机31一端接冷凝器41的输入端，冷凝器41的输出通过干燥过滤器5’、第二毛细管21、加湿器和除湿蒸发器7的一端相连，然后通过储液器81与第二压缩机31的一端接。也可以在所述的干燥过滤器5’和第二毛细管21之间设有一电磁阀11。
所述的独立的湿度制冷循环系统B可用于单循环制冷系统、相互有关的双循环制冷系统、相互独立的双循环制冷系统、多循环制冷系统。
一种家用电冰箱的控温控湿的方法，控制系统在对制冷系统进行温度控制的同时，对湿度制冷循环系统进行湿度控制。
所述的制冷系统与湿度制冷循环系统的控制步骤如下给电冰箱上电后10，首先判断电压11，如果不稳定，则返回重新进行电压判断；如果稳定，继续下一步进行环境温度的判断步骤12、在环境温度的判断中，包括调用已储存的对应判断条件参数，然后进入调用设定值步骤13，然后启动具有部件的判断、是否需要处理化霜水的判断、室内温度的判断、室内湿度的判断的步骤14，结合上一步进行调用设定温度和湿度进行比较判断；这时，就会出现七条分支分支a.如果判断湿度低141，则进入加湿系统工作142，工作的同时，进行电压和湿度判断步骤143，如果电压异常，则退出工作状态，重新转到判断电压11；如果电压正常，则继续加湿系统工作142即继续该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进入下一步加以时间限定判断144，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿系统工作142即进行继续加湿，并进行湿度判断；如果进行时间限定到达后，也返回到环境温度的判断步骤12；分支b.对温度高湿度低241的判断，首先转入制冷系统工作步骤242，制冷的同时，进行电压和温度判断243，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度达到要求，转入加湿系统工作步骤245；如果湿度还没有达到要求，则进入时间限定步骤244，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷，返回电压和温度判断243；如果进行时间限定到达后，也转入加湿系统工作步骤245，加湿的同时，进行电压和湿度判断步骤246，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进下一步时间判断步骤247，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿系统工作步骤245即继续加湿；如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤12；分支C.对部件是否正常的判断步骤341，如果部件出现故障，则进入紧急程序和报警步骤342，接着进入故障是否排除判断步骤343，如果故障解除，返回到环境温度的判断步骤12；如果故障没有排除，继续紧急程序和报警步骤342，依次循环直到解除故障；分支d.如果判断湿度高441，则进入除湿系统进行工作442，加湿同时，进行电压和湿度判断443，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进入下一步加以时间限定判断444，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿，返回电压和湿度判断443；如果进行时间限定到达后，返回到环境温度的判断步骤12，如此重新循环工作；分支e.如果温度和湿度都高541，首先转入制冷系统542，制冷的同时，进行电压和温度判断543，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度达到要求，转入除湿系统工作步骤544；如果温度还没有达到要求，则进入时间限定步骤545，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷系统542即继续制冷，如果进行时间限定到达后，则转入除湿系统工作步骤544，除湿同时，进行电压和湿度判断步骤546，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进下一步时间判断步骤547，如果进行时间限定没有到达，则继续除湿系统工作步骤544即继续除湿，如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤12；分支f对温度高的判断步骤641，温度高时，进入启动制冷系统步骤642，制冷的同时，进行电压和温度判断步骤643，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果温度还没有达到，则进入下一步时间限定判断644，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷系统步骤642即继续制冷，如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤12；分支g对需要处理化霜的判断步骤741，如果需要进行化霜处理，启动化霜系统工作742，同时，进行电压和化霜时间限定及温度保护判断步骤743，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果不满足时间限定及温度保护，则继续化霜系统工作742，即继续化霜处理过程；如果满足时间限定及温度保护，则返回到环境温度的判断步骤12。
在上述具有部件的判断、是否需要处理化霜水的判断、室内温度的判断、室内湿度的判断的步骤14中，其优先次序为“部件的判断”具有最高优先执行权；“是否需要处理化霜水的判断”次高优先执行权，“室内温度的判断”再次高优先执行权，“室内湿度的判断”最低执行权，在执行分支a，分支b，分支d，分支e，分支f和分支g中，所有电压判断具有最高优先执行权。
也可以采用风扇、加热器、离心器或超声波加速空气流动来加速水的气化，为间室内增加湿度。
使用本发明的有益效果在于该控温控湿电冰箱具有冷藏制冷循环系统、湿度控制循环系统和冷冻制冷循环系统三个执行部分，通过控制系统的指令来控制相关部件的运行，可以实现对冰箱室内温度和湿度进行有效控制，确保食品保鲜，成为既方便有实用。该控制方法是在控制温度的同时对冰箱的湿度进行控制，调节、控制方便，易于控制。
图1为本发明的各部件之间线路简图；图2a-2b为本发明实施例一中的湿度制冷循环系统与制冷系统的结构示意图；图3a-3c为本发明实施例二中的湿度制冷循环系统与制冷系统的结构示意图；图4a-4d为本发明实施例三中的湿度制冷循环系统与制冷系统的结构示意图；图5a-5b为本发明实施例四中的湿度制冷循环系统与制冷系统相互独立的结构示意图；图6-图8为本发明的控温控湿方法的流程图。
具体实施例方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，为本发明控制部分线路简图，控制系统包括主控板、感温元件(如热电偶、湿度传感器)、感湿元件(如温度传感器)、动力板、显示器或显示屏等或其它类似(合并)装置，也可以是半机械半电子控制系统。通过温度或湿度传感器得到的信号，经过CPU处理后，送给相关模块，以便指挥相关部件的动作，相关部件有信号反馈系统，用于对部件进行判断，来控制整个系统。
制冷系统有冷藏制冷循环系统A和冷冻制冷循环系统C两部分，包括压缩机3、冷凝器4、干燥过滤器5、一个或多个毛细管、冷藏蒸发器6、冷冻蒸发器8，还可能带有风扇61、加热器、储液器81及电磁阀等器件。它主要给箱体内的间室提供所需要的冷量，或者调解能量的分配，或者利用制冷(或者冷量)进行除湿。
湿度制冷循环系统B包括加湿器、除湿蒸发器7、风扇61、蓄冷装置、加热器及其它辅助器件构成。其中加湿器和除湿蒸发器7既可增加湿度也可以担当除湿装置使用；该系统中有些器件可以和制冷系统共用压缩机3、冷凝器4、干燥过滤器5、电磁阀、毛细管以及储液器81等部件；该湿度制冷循环系统B也可以使用第二压缩机31、第二冷凝器41、干燥过滤器5’、加湿器和除湿蒸发器7、电磁阀、蓄冷装置、毛细管，形成一个独立的加湿制冷循环系统；该湿度制冷循环系统B还可以采用自动处理的化学吸附剂型和自动加湿装置。它主要给箱体内间室补充(或去除)湿度。该蓄冷装置一般由蓄冷器构成，该蓄冷器与加湿器、除湿蒸发器7紧密结合。
其工作原理如下当用户通过操作模块设定冰箱某室温度和湿度，微处理单元的微处理器接到操作模块的信号后，经过处理，控制显示器显示，以方便操作。用户设定温度或湿度后，微处理单元首先用设定值在数据库或程序中寻找对应数据与当前温度及湿度传感器的信号数据进行比较。
该装置具有冷藏制冷循环系统A、湿度制冷循环系统B、冷冻制冷循环系统C三个部分，在启动工作时，优先冷藏制冷循环系统A工作，然后是湿度制冷循环系统B工作，最低是冷冻制冷循环系统C工作；如果温度较高，微处理器通过动力模块接通该制冷系统对应部件，使之工作，使得室内温度降到指定点。
如果湿度较高，蓄冷器的冷量较少，微处理单元通过动力模块接通该制冷系统对应的部件(压缩机，电磁阀，风扇等)，使之工作，此时除湿蒸发器开始工作，同时蓄冷器开始储存冷量。除湿风扇吸室内空气通过除湿蒸发器，降低空气中的水分(此时除湿系统输入室内的冷量小于外界传入室内的热量)，当蓄冷器储存足够冷量时(如达到一定的温度时)，该制冷系统停止工作，但除湿风扇继续运行直到湿度达到控制要求最低点范围为止。若蓄冷器的有足够冷量时，微处理器通过动力模块接通对应的除湿风扇工作达到控制要求。
如果温度和湿度都较高，若蓄冷器有足够冷量，则除湿仅仅启动除湿风扇工作进行除湿，而此时仅仅要求的对应制冷系统工作满足温度制冷要求。若蓄冷气的冷量较少，则微处理单元的微处理器通过动力模块交替接通两个制冷系统，即接通对应的部件，使之运行，并按其温度下降的速率进行调整，直到达到控制要求范围为止。
如果冷冻室需要冷量，微处理单元的微处理器判断蓄冷器储存冷量是否需要补充；如果需要，则让除湿度蒸发器制冷系统工作，以便除湿度用的蓄冷器储存一定的冷量。蓄冷器储存足够的冷量后，再单独运行冷冻制冷循环系统。如果不需要，则单独运行冷冻制冷循环系统。
当除湿度装置的霜或水达到一定量时(使用传感器监测的数据并经过微处理单元的微处理器判断)，控制器通过动力模块接通对应的加热器工作，致使该系统化霜并排出多余的化霜水。
如果湿度较低，控制器通过动力模块接通对应湿度装置内的加热器和风扇同时工作(湿度装置内储存较多的化霜水和霜)，以补偿室内湿度。(由于不断存取食物和外界水分的流入，室内的化霜水总是多于加湿要求的水量)。加湿时，除湿制冷循环不参与工作。
实施例1图2a-图2b所示，为本发明实施例一中的湿度制冷循环系统与制冷系统的结构示意图；如图2a所示，压缩机3一端接冷凝器4的输入端，冷凝器4的输出通过干燥过滤器5与第一电磁阀1和第一毛细管2与冷藏蒸发器6的输入相连，第一电磁阀1通过第二电磁阀11、第二毛细管21与加湿器和除湿蒸发器7输入相连，第一电磁阀1通过第二电磁阀11、第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入相连；冷藏蒸发器6的输出与冷冻蒸发器8输入相连，加湿器和除湿蒸发器7的输出与冷冻蒸发器8输入相连，冷冻蒸发器8的输出通过储液器81与压缩机3的另一端相连。
图2b是在图2a的基础上的另一种连接方式，其不同之处在于第一电磁阀1通过第二电磁阀11、第一毛细管2与冷藏蒸发器6的输入相连，第一电磁阀1通过第二电磁阀11和第二毛细管21与加湿器或除湿蒸发器7的输入相连，第一电磁阀通过第三毛细管22与冷冻蒸发器8的输入相连。
该系统结构特点利用冷冻室需要能量较多的情况，多余冷量分配给冷冻室。使用电磁阀、蒸发器的管道连接方式调整分配能量。
除湿蒸发器7及附属部件，在自身稳定运行周期内所释放的冷量小于周期内所在室内的基本热负荷。
实施例2图3a-图3c所示，为本发明实施例二中的湿度制冷循环系统与制冷系统的结构示意图；如图3a所示，压缩机3一端接冷凝器4的输入端，冷凝器4输出通过干燥过滤器5、第一电磁阀1、第一毛细管2与冷藏蒸发器6的输入端相连，冷藏蒸发器6的输出端与冷冻蒸发器8输入端相连，第一电磁阀1通过第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入端相连，冷冻蒸发器8的输出通过储液器81与压缩机3相连；如图3b所示，这种结构是在图3a的基础上的改变，冷凝器4输出通过干燥过滤器5、第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入端相连，不用通过第一电磁阀1的控制；如图3c所示，这种结构也是在图3a的基础上的改变，冷藏蒸发器6的输出不与冷冻蒸发器8输入端相连，通过储液器81与压缩机3相连，冷冻蒸发器8输出通过储液器81与压缩机3相连；该结构中，湿度制冷循环系统B还可以采用自动处理的化学吸附剂型和自动加湿装置；既考虑控制温度的系统制冷，也考虑除湿时的能量安排。使温度和湿度控制在要求设定的范围内。同样，在增加室内湿度的同时，也同样考虑控制箱内温度波动。
根据湿度和温度的变化速率，控制系统会发出指令来调整该变频压缩机的运转速度。
实施例3图4a-图4d所示，为本发明实施例三中的湿度制冷循环系统与制冷系统的结构示意图；如图4a所示，压缩机3一端接冷凝器4的输入端，冷凝器4的输出通过干燥过滤器5、第一电磁阀1、第二电磁阀11、第一毛细管2与冷藏蒸发器6的相连，第一电磁阀1通过第二电磁阀11、第二毛细管21与加湿器和除湿蒸发器7的输入相连，第一电磁阀1通过第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入相连，冷藏蒸发器6的输出和冷冻蒸发器8输出通过储液器81与压缩机3相连，加湿器和除湿蒸发器7的输出与冷藏蒸发器6一端相连。
如图4c所示，它是在图4a的基础上对加湿器和除湿蒸发器7连接进行的改变，加湿器和除湿蒸发器7的输出不与冷藏蒸发器6相连，而与冷冻蒸发器8一端相连。
根据湿度和温度及控制方式，采用毛细管不同连结方式。在图4a、图4c的基础上，将第一电磁阀1、第二电磁阀11与第一毛细管2、第二毛细管21、第三毛细管22之间的连接稍加改动，便可得到图4b、图4d两种新的结构。
如图4b所示，压缩机3一端接冷凝器4的输入端，冷凝器4的输出通过干燥过滤器5、第一电磁阀1、第一毛细管2与冷藏蒸发器6的输入相连，第一电磁阀1通过第二电磁阀11、第二毛细管21与加湿器和除湿蒸发器7的输入相连，第一电磁阀1通过第二电磁阀11、第三毛细管22与冷冻蒸发器8输入相连，冷藏蒸发器6的输出和冷冻蒸发器8输出通过储液器81与压缩机3相连，加湿器和除湿蒸发器7的输入既可以与冷藏蒸发器6相连。
如图4d所示，它是在图4b的基础上对加湿器或除湿蒸发器7连接进行的改变，加湿器或除湿蒸发器7的输出不与冷藏蒸发器6相连，而与冷冻蒸发器8一端相连。
所述的湿度控制循环系统B中包括有蓄冷装置，在设计该结构在时，既考虑控制温度的系统制冷，也考虑除湿时的制冷能量安排。根据箱体间室的热负荷，决定加湿器和除湿蒸发器7工作时制冷系统多余冷量的分配(参看输出不同连结方式)。根据温度湿度控制的要求，可以采用蓄冷器进行储能。
控制湿度部分控制系统接受到箱内湿度信号后，经过CPU处理。如果需要降低湿度，控制系统启动除湿蒸发器工作(除湿蒸发器的蒸发温度较低，并带有相关吸附结构以便吸湿)，此时也可以利用辅助器件(如风扇)帮助，以提高效率。除湿蒸发器工作的同时并确保所处室温度波动范围。如果吸附的霜和冰过多时，启动化霜装置化霜，并迅速排除多余的化霜水。如果室内湿度需要增加，控制系统启动加湿器工作(如风扇或加热器等)进行工作，利用储存的化霜水给予室内增加湿度。
当上述实施例中的压缩机3采用变频压缩机时，根据湿度和温度的控制精度，决定该变频压缩机的有级变速的开停运行比例或调速档，无级变速的压缩机调整速度。根据湿度和温度的变化速率，控制系统会发出指令来调整该变频压缩机的运转速度。
控制温度按照冷藏或冷冻室要求，控制器指挥相应模块，分别接通相应的制冷回路以保证各个间室的能量需求，此时控制系统根据温度变化速率来判断室内的热负荷情况，来调整压缩机的转速，以达到最佳节能效果和最稳定的温度。
控制湿度控制系统接受到箱内湿度信号后，经过CPU处理。如果需要降低湿度，控制系统启动除湿蒸发器进行除湿工作，此时变频压缩机根据除湿要求降低压缩机的转速，保持除湿蒸发器的蒸发温度始终低于0度，以便吸湿。同时还可以利用辅助器件(如风扇)帮助，以提高吸湿效率。除湿蒸发器在工作时需要确保所处室温度波动范围。如果吸附的霜和冰过多时，启动化霜装置化霜，并迅速排除多余的化霜水。如果室内湿度需要增加，控制系统启动加湿器(如风扇或加热器等)进行工作，利用储存的化霜水给予室内增加湿度。
针对低湿度要求的电冰箱，将除湿蒸发器与蓄冷装置结合使用，或者使用是它们的一个复合装置，将直冷型冰箱转变为无霜型冰箱。
温度控制同正常冰箱室内控制一样，但制冷时需要兼顾除湿要求，使能量合理分配。
湿度控制控制系统接受到箱内降低湿度信号后，经过CPU处理。如果需要降低湿度，控制系统启动除湿蒸发器工作，同时蓄冷装置开始储存冷量，以备在整个制冷系统停止运行阶段除湿所需冷量，以便吸附空气湿度。同时还可以利用辅助器件(如风扇)帮助，以提高效率。除湿装置工作的同时并确保所处室温度波动范围。如果吸附的霜和冰过多时，启动自身所具有化霜装置化霜，并迅速排除化霜水。如果室内湿度需要增加，控制系统启动加湿器及其他相关装置(如风扇或加热器等)进行工作，利用储存的霜或水给予室内增加湿度。低湿度要求的箱体，蓄冷器件始终低于0℃(化霜除外)。
根据箱体的气候类型和室内容积，蓄冷器稳定运行周期内所释放的冷量与周期内它的基本热负荷相等。
稳定周期内基本热负荷是指使用最低环境温度时，冰箱温度稳定以后，这次开机到下次运行的时间段内外界传入室内的能量。
上述实施例1到实施例3在进行温度湿度控制时，控制温度部分同正常冰箱室内控制一样，但制冷时需要兼顾除湿要求，起动相应的制冷回路，使能量合理分配。上述电磁阀既可以使用三通电磁阀，也可以使用单向电磁阀，冷藏制冷循环系统A和冷冻制冷循环系统C既可以使用相关的双循环制冷系统，也可以使用各自相对独立的双循环制冷系统。
实施例4图5a-5b为本发明实施例四中的湿度制冷循环系统与制冷系统相互独立的结构原理示意图；如图5a所示，该湿度制冷循环系统包括第二压缩机31、第二冷凝器41、干燥过滤器5’、加湿器和除湿蒸发器7、蓄冷装置、毛细管，该制冷系统的结构与现有的制冷系统结构相同，该湿度制冷循环系统中的第二压缩机31一端接冷凝器41的输入端，冷凝器41的输出通过干燥过滤器5’、第二毛细管21、加湿器和除湿蒸发器7的一端相连，然后通过储液器81与第二压缩机31的一端接。
如图5b所示，在干燥过滤器5’与第二毛细管21之间进一步设有电磁阀11，第二电磁阀12的一端通过第二毛细管21接加湿器和除湿蒸发器7，另一端接冷冻蒸发器8内的冷冻室82，如果需要控制湿度，则是加湿器和除湿蒸发器7进行加湿或除湿工作；如果不需要控制湿度，在高环境温度下，则启动冷冻蒸发器8作制冷补充。
该系统结构特点适合于单循环制冷系统，双循环制冷系统或多循环制冷系统等。
该系统结构特点不仅实用控温控湿，也采用冷藏、冷冻蒸发器替代除湿蒸发器使之适合控制高稳定温度的冰箱或成为热带气候类型(T型)冰箱(即扩大冰箱使用的气候带)。
除湿采用独立的制冷循环系统，也可以根据几个间室的需要可以利用电磁阀，多毛细管等组成多循环制冷除湿系统。
其工作原理是温度控制同正常冰箱室内控制一样，启动所需能量的制冷系统工作，同时要兼顾湿度要求，因为制冷的同时湿度也有相应下降。
湿度控制如果需要降低湿度，启动对应的除湿制冷系统工作。如果室内湿度需要增加，开动加湿装置或加热装置，利用制冷系统的化霜水，给予所需室补充湿度。针对低湿度要求的冰箱间室，除湿蒸发器与蓄冷器配合，就确保室内低湿度要求，同时为了节能降耗。
本发明的控温控湿系统还可以作为高稳定温度控制的冷藏冷冻冰箱或拓宽冷藏冷冻箱的使用气候带，通过替换除湿度蒸发器，就可以实现。它的工作原理当冰箱内部热负荷较小时，使用消耗功率较小的系统工作，以维持内部温度波动。当箱体热负荷较大时，如放置食物，开门频繁或环境温度较高等，此时将启动较大功率的压缩机或两套制冷系统同时工作，以便迅速稳定温度。
家用电冰箱根据设计改造，就可以把湿度的循环制冷系统(特指双压缩机)，直接作为制冷系统，为高环境温度冰箱制冷的冷量补充，以便电冰箱适合更宽的气候带。该系统的结构，还可以作为改变冰箱室内温度范围，即较容易实现变温室。通过替换除湿度蒸发器，就可以实现。该系统的结构和方式，即可以把冷藏室设成微冷室，软冷冻室，一星级室，二星级室，三星级室，冷冻室及深冷冻室等功能。当冰箱内部热负荷较小时，使用消耗功率较小的系统工作，以维持内部温度波动。当冰箱内部热负荷较大时，即转变成需要能量较大功能的室时，如软冷冻室，一星级室，二星级室，三星级室，冷冻室及深冷冻室等功能。此时将启动较大功率的压缩机或两套制冷系统同时工作，以便迅速稳定温度。
实现该控温控湿的方法，控制系统在对制冷系统进行控制的同时，根据间室内的需要对湿度制冷循环系统进行控制。图6-图8为本发明的控温控湿方法的流程图。
所述的制冷系统与湿度制冷循环系统的控制步骤如下给电冰箱上电后10，首先判断电压11，如果不稳定，则返回重新进行电压判断；如果稳定，继续下一步进行环境温度的判断步骤12、在环境温度的判断中，包括调用已储存的对应判断条件参数，然后进入调用设定值步骤13，然后启动具有部件的判断、是否需要处理化霜水的判断、室内温度的判断、室内湿度的判断的步骤14，结合上一步进行调用设定温度和湿度进行比较判断；这时，就会出现七条分支分支a.如果判断湿度低141，则进入加湿系统工作142，工作的同时，进行电压和湿度判断步骤143，如果电压异常，则退出工作状态，重新转到判断电压11；如果电压正常，则继续加湿系统工作142继续该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进入下一步加以时间限定判断144，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿系统工作142进行继续加湿，并进行湿度判断；如果进行时间限定到达后，也返回到环境温度的判断步骤12；分支b.对温度高湿度低241的判断，首先转入制冷系统工作步骤242，制冷的同时，进行电压和温度判断243，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度达到要求，转入加湿系统工作步骤245；如果湿度还没有达到要求，则进入时间限定步骤244，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷，返回电压和温度判断243；如果进行时间限定到达后，也转入加湿系统工作步骤245，加湿的同时，进行电压和湿度判断步骤246，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进下一步时间判断步骤247，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿系统工作步骤245继续加湿；如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤12；分支C.对部件是否正常的判断步骤341，如果部件出现故障，则进入紧急程序和报警步骤342，接着进入故障是否排除判断步骤343，如果故障解除，返回到环境温度的判断步骤12；如果故障没有排除，继续紧急程序和报警步骤342，依次循环到解除故障；分支d.如果判断湿度高441，则进入除湿系统进行工作442，加湿同时，进行电压和湿度判断443，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进入下一步加以时间限定判断444，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿，返回电压和湿度判断443；如果进行时间限定到达后，返回到环境温度的判断步骤12，如此重新循环工作；分支e.如果温度和湿度都高541，首先转入制冷系统542，制冷的同时，进行电压和温度判断543，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度达到要求，转入除湿系统工作步骤544；如果温度还没有达到要求，则进入时间限定步骤545，如果进行时间限定没有到达，则转到制冷系统542继续制冷，如果进行时间限定到达后，则转入除湿系统工作步骤544，除湿同时，进行电压和湿度判断步骤546，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果湿度不合适，则进下一步时间判断步骤547，如果进行时间限定没有到达，则继续除湿系统工作步骤544继续除湿，如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤12；分支f对温度高的判断步骤641，温度高时，进入启动制冷系统步骤642，制冷的同时，进行电压和温度判断步骤643，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度合适，则返回到环境温度的判断步骤12；如果温度还没有达到，则进入下一步时间限定判断644，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷系统步骤642继续制冷，如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤12；分支g对需要处理化霜的判断步骤741，如果需要进行化霜处理，启动化霜系统工作742，同时，进行电压和化霜时间限定及温度保护判断步骤743，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果不满足时间限定及温度保护，则继续到化霜系统工作742，继续化霜处理过程；如果满足时间限定及温度保护，则返回到环境温度的判断步骤12。
在上述具有部件的判断、是否需要处理化霜水的判断、室内温度的判断、室内湿度的判断的步骤14中，其优先次序为“部件的判断”具有最高优先执行权；“是否需要处理化霜水的判断”次高优先执行权，“室内温度的判断”再次高优先执行权，“室内湿度的判断”最低执行权，在执行分支a，分支b，分支d，分支e，分支f和分支g中，所有电压判断具有最高优先执行权。
也可以采用风扇、加热器、离心器或超声波加速空气流动来加速水的气化，为间室内增加湿度。
权利要求
1.一种家用控温控湿的电冰箱，包括箱体、一控制系统、一具有冷藏和冷冻作用的制冷系统，控制系统，包括温度控制装置、化霜控制装置等，感温元件将得到的信号，经过CPU处理后，送给相应模块，以便指挥相关的部件动作，来控制整个系统；制冷系统，包括冷藏制冷循环系统(A)和冷冻制冷循环系统(C)，用于接受控制系统发出的指令，给箱体内间室提供所需要的冷量；其特征在于该冰箱还包括一湿度制冷循环系统(B)，在控制系统中增加一湿度控制装置，该湿度控制装置中包括感湿元件。
2.根据权利要求1所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的湿度制冷循环系统(B)与制冷系统共用压缩机(3)、冷凝器(4)、干燥过滤器(5)、电磁阀、毛细管、储液器(81)。
3.根据权利要求2所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的湿度制冷循环系统(B)包括加湿器和除湿蒸发器(7)、蓄冷装置、加热器、风扇(71)。
4.根据权利要求3所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于该湿度制冷循环系统(B)还可以采用自动处理的化学吸附剂型和自动加湿装置。
5.根据权利要求3或4所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的制冷系统中的压缩机(3)的一端接冷凝器(4)的输入端，冷凝器(4)输出通过干燥过滤器(5)、第一电磁阀(1)、第一毛细管(2)与冷藏蒸发器(6)的输入端相连，冷藏蒸发器(6)的输出端与冷冻蒸发器(8)输入端相连，第一电磁阀(1)通过第三毛细管(22)与冷冻蒸发器(8)输入端相连，冷冻蒸发器(8)的输出通过储液器(81)与压缩机(3)相连。
6.根据权利要求5所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的第三毛细管(22)不与第一电磁阀(1)相连，直接与干燥过滤器(5)相连。
7.根据权利要求5所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的冷藏蒸发器(6)的输出也可以不与冷冻蒸发器(8)输入端相连，直接通过储液器(81)与压缩机(3)相连。
8.根据权利要求6所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于在第一电磁阀(1)与第一毛细管(2)之间增加第二电磁阀(11)，该第二电磁阀(11)的一端经过第二毛细管(21)与湿度制冷循环系统(B)的一端相连，该湿度制冷循环系统(B)的另一端与冷冻制冷循环系统(C)相连，该湿度制冷循环系统(B)的另一端也可以与冷藏制冷循环系统(A)相连。
9.根据权利要求8所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的第二电磁阀(11)也可以设在第一电磁阀(1)与第三毛细管(22)之间。
10.根据权利要求7所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于在第一电磁阀(1)与第一毛细管(1)之间增加第二电磁阀(11)，该第二电磁阀(11)的一端经过第三毛细管(22)与湿度制冷循环系统(B)的一端相连，该湿度制冷循环系统(B)的另一端与冷冻制冷循环系统(C)相连，该湿度制冷循环系统(B)的另一端也可以与冷藏制冷循环系统(A)相连。
11.根据权利要求10所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于所述的第二电磁阀(11)也可以设在第一电磁阀(1)与第三毛细管(22)之间。
12.根据权利要求1所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于该湿度制冷循环系统(B)包括第二压缩机(31)、第二冷凝器(41)、干燥过滤器(5’)、加湿器和除湿蒸发器(7)、蓄冷装置，毛细管。
13.根据权利要求12所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于该湿度制冷循环系统(B)中的第二压缩机(31)一端接冷凝器(41)的输入端，冷凝器(41)的输出通过干燥过滤器(5’)、第二毛细管(21)、加湿器和除湿蒸发器(7)的一端相连，然后通过储液器(81)与第二压缩机(31)的一端接。
14.根据权利要求13所述的家用控温控湿电冰箱，其特征在于也可以在所述的干燥过滤器(5’)和第二毛细管(21)之间设有一电磁阀(11)。
15.一种家用电冰箱的控温控湿的方法，其特征在于控制系统在对制冷系统进行温度控制的同时，对湿度制冷循环系统进行湿度控制。
16.根据权利要求15所述的家用电冰箱温度湿度控制方法，其特征在于所述的制冷系统与湿度制冷循环系统的控制步骤如下给电冰箱上电后(10)，首先判断电压(11)，如果不稳定，则返回重新进行电压判断；如果稳定，继续下一步进行环境温度的判断步骤(12)、在环境温度的判断中，包括调用已储存的对应判断条件参数，然后进入调用设定值步骤(13)，然后启动具有部件的判断、是否需要处理化霜水的判断、室内温度的判断、室内湿度的判断的步骤(14)，结合上一步进行调用设定温度和湿度进行比较判断；这时，就会出现七条分支分支a.如果判断湿度低(141)，则进入加湿系统工作(142)，工作的同时，进行电压和湿度判断步骤(143)，如果电压异常，则退出工作状态，重新转到判断电压(11)；如果电压正常，则转到加湿系统工作(142)继续该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤(12)；如果湿度不合适，则进入下一步加以时间限定判断(144)，如果进行时间限定没有到达，则转到加湿系统工作(142)进行继续加湿，并进行湿度判断；如果进行时间限定到达后，也返回到环境温度的判断步骤(12)；分支b.对温度高湿度低(241)的判断，首先转入制冷系统工作步骤(242)，制冷的同时，进行电压和温度判断(243)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度达到要求，转入加湿系统工作步骤(245)；如果湿度还没有达到要求，则进入时间限定步骤(244)，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷，返回电压和温度判断(243)；如果进行时间限定到达后，也转入加湿系统工作步骤(245)，加湿的同时，进行电压和湿度判断步骤(246)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤(12)；如果湿度不合适，则进下一步时间判断步骤(247)，如果进行时间限定没有到达，则转入加湿系统工作步骤(245)继续加湿；如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤(12)；分支C.对部件是否正常的判断步骤(341)，如果部件出现故障，则进入紧急程序和报警步骤(342)，接着进入故障是否排除判断步骤(343)，如果故障解除，返回到环境温度的判断步骤(12)；如果故障没有排除，转入紧急程序和报警步骤(342)，依次循环到解除故障；分支d.如果判断湿度高(441)，则进入除湿系统进行工作(442)，加湿同时，进行电压和湿度判断(443)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤(12)；如果湿度不合适，则进入下一步加以时间限定判断(444)，如果进行时间限定没有到达，则继续加湿，返回电压和湿度判断(443)；如果进行时间限定到达后，返回到环境温度的判断步骤(12)，如此重新循环工作；分支e.如果温度和湿度都高(541)，首先转入制冷系统(542)，制冷的同时，进行电压和温度判断(543)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度达到要求，转入除湿系统工作步骤(544)；如果温度还没有达到要求，则进入时间限定步骤(545)，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷系统(542)制冷，如果进行时间限定到达后，则转入除湿系统工作步骤(544)，除湿同时，进行电压和湿度判断步骤(546)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续进行在该状态；如果湿度合适，则返回到环境温度的判断步骤(12)；如果湿度不合适，则进下一步时间判断步骤(547)，如果进行时间限定没有到达，则继续除湿系统工作步骤(544)继续除湿，如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤(12)；分支f对温度高的判断步骤(641)，温度高时，进入启动制冷系统步骤(642)，制冷的同时，进行电压和温度判断步骤(643)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果温度合适，则返回到环境温度的判断步骤(12)；如果温度还没有达到，则进入下一步时间限定判断(644)，如果进行时间限定没有到达，则继续制冷系统步骤(642)制冷，如果进行时间限定到达后，则返回到环境温度的判断步骤(12)；分支g对需要处理化霜的判断步骤(741)，如果需要进行化霜处理，启动化霜系统工作(742)，同时，进行电压和化霜时间限定及温度保护判断步骤(743)，如果电压是异常，则退出工作状态；如果电压不是异常，则继续在该循环进行；如果不满足时间限定及温度保护，则继续执行化霜系统工作(742)，即化霜处理过程；如果满足时间限定及温度保护，则返回到环境温度的判断步骤(12)。
17.根据权利要求16所述的家用电冰箱温度湿度控制方法，其特征在于在上述具有部件的判断、是否需要处理化霜水的判断、室内温度的判断、室内湿度的判断的步骤(14)中，其优先次序为“部件的判断”具有最高优先执行权；“是否需要处理化霜水的判断”次高优先执行权，“室内温度的判断”再次高优先执行权，“室内湿度的判断”最低执行权，在执行分支a，分支b，分支d，分支e，分支f和分支g中，所有电压判断具有最高优先执行权。
18.根据权利要求15或16所述的家用电冰箱温度湿度控制方法，其特征在于也可以采用风扇、加热器、离心器或超声波加速空气流动即加速水的气化，为间室内增加湿度。
全文摘要
本发明涉及一种家用控温控湿电冰箱及其控制方法，通过增加一湿度制冷循环系统，相应的在控制系统中增加一湿度控制装置，该湿度制冷循环系统可以包括加湿器和除湿蒸发器、蓄冷装置、风扇等装置，该装置既可以增加湿度也可以担当除湿装置使用，用于给间室补充或去除湿度。它可以用于一个压缩机多个制冷回路，也可以用于双压缩机多个制冷回路，既可以使用普通的压缩机也可以使用变频压缩机。控制系统在对制冷系统进行控制的同时，根据间室内的需要对湿度制冷循环系统进行控制，通过控制系统的指令来控制相关部件的运行，可以实现对冰箱室内温度和湿度进行有效控制，确保食品保鲜，成为既方便又实用的家用控温控湿电冰箱。
文档编号F25D11/02GK1553128SQ03137160
公开日2004年12月8日 申请日期2003年6月6日 优先权日2003年6月6日
发明者周小天, 王士生, 朱启武, 朱卫忠 申请人:博西华家用电器有限公司