霜检测设备和具有该霜检测设备的冷却系统和冰箱的制作方法

专利名称：霜检测设备和具有该霜检测设备的冷却系统和冰箱的制作方法
技术领域：
各实施例涉及一种霜检测设备、和具有该霜检测设备的冷却系统和冰箱，并且更 具体地，涉及一种检测由于热交换形成在蒸发器上的霜的霜检测设备、和具有该霜检测设 备的冷却系统和冰箱。
背景技术：
冷却系统适于通过制冷循环使制冷剂循环来冷却受限空间。作为这种冷却系统， 有冰箱、泡菜冰箱、空气调节器等。这里，制冷循环包括用于改变制冷剂的相的四个阶段，S卩，压缩阶段、冷凝阶段、膨 胀阶段、和蒸发阶段。为此，冷却系统应该包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、和蒸发器。当气态制 冷剂根据压缩机的操作被压缩之后被供应给冷凝器时，压缩状态下的制冷剂在与冷凝器周 围的空气进行热交换时被冷却。因此，制冷剂被冷凝成液相。然后将液态制冷剂注入到蒸 发器中，同时通过膨胀阀调节所述液态制冷剂的流量。因此，制冷剂急剧膨胀，使得所述制 冷剂被蒸发。当制冷剂被蒸发时，制冷剂从蒸发器周围的空气吸收热量，从而生成冷空气。 冷空气被供应给诸如储存室或房间的受限空间，从而冷却该受限空间。已经在蒸发器中被 变成气相的制冷剂被再次引入到压缩机内，并然后被压缩成液相。因此，对制冷剂重复制冷 循环的以上阶段。用于通过制冷循环从受限空间吸收热量来冷却受限空间的蒸发器的表面温度比 存在于受限空间的空气的温度相对较低。因此，从受限空间中的富水分状态下的空气冷凝 的水分附到蒸发器的表面，使得霜形成在蒸发器的表面上。形成在蒸发器的表面上的霜随 着时间推移而聚集，使得霜的厚度增加。因此，在蒸发器周围流动的冷空气的热交换效率降 低，从而使冷却效率降低并产生过大的功率消耗。为了解决这种问题，在传统的情况下，压缩机的工作时间被累积，并且当累积的工 作时间超过预定时间时执行除霜操作。在除霜操作中，绕蒸发器布置的加热器工作以除去 形成在蒸发器上的霜。然而，因为不管形成在蒸发器上的霜的实际量，而是根据压缩机的工 作时间而来执行除霜操作，因此这种方法对于除去形成在蒸发器上的霜效率较低。为此，为了有效率地控制除霜加热器的操作，具有一种直接检测形成在蒸发器上 的霜量的传统的霜检测设备。美国专利No7，466，146中公开了这种传统的霜检测设备的示 例，特别是使用电场的传统的霜检测设备。图1中显示了公开的霜检测设备的结构。如图1所示，使用电场的霜检测设备包括第一电极11，所述第一电极用于检测形 成在第一电极11与蒸发器20的第一散热片21之间的霜；第一绝缘体12，所述第一绝缘体 邻近第一电极11布置；第二电极13，所述第二电极邻近第一绝缘体12布置；第二散热片 22，所述第二散热片与第一散热片21相对布置；和第二绝缘体14，所述第二绝缘体布置在 第二散热片22与第二电极13之间，以使第二散热片22和第二电极13彼此绝缘。第一电 极11连接到传感器端子A，而第二电极13连接到屏蔽端子B。在霜检测设备中，在第一电极11与第一散热片21之间产生电场。当霜形成在第一散热片21与第一电极11之间时，电场由于形成的霜而变化。因此，第一散热片21和第 一电极11的介电常数变化，使得电容发生变化。变化的电容以电压形式通过传感器端子A 被输出。在这种情况下，根据通过传感器端子A输出的电压检测霜是否已经形成和所形成
的霜量。在检测霜的形成时，将相同的电压供应给霜检测设备10的第一电极11和第二电 极13，以防止在第一电极11下面的区域(即，非霜检测区域)中产生电场。然而，电场不可避免地形成在第一电极11与第二电极13之间。此电场通过第一 电极11的拐角被部分施加到第二散热片22。即，因为霜检测设备10的厚度较小，因此第一 电极11与第二散热片22之间的距离比第一电极11与第一散热片21之间的距离短，使得 大部分电场从第一电极11的拐角施加到第二散热片22。因为相对于第一电极11朝向第二 散热片22布置的区域不是霜检测区域，因此在第二散热片22的侧部处建立的电场用作除 霜检测信号之外的信号，即，噪音。蒸发器的温度根据压缩机的工作时间可能会急剧变化。在这种情况下，第一绝缘 体12的介电常数可能会变化，使得从第一电极11通过第一绝缘体12施加到第二散热片22 的电场可能会变化。因此，从第一电极施加到第二散热片22的电场可能也会变化。为此， 在使用霜检测设备检测霜的形成时，需要考虑第一电极11的电场基于第一绝缘体12的温 度变化的变化。以下参照图2和图3说明此。图2是显示根据第一绝缘体12的与第一绝缘体12的各种组分比值(环氧树脂 (a)和硅(b)的含量比值)相关联的温度变化的介电常数变化的图表。参照图2，可以看到 的是对于硅(b)来说，当霜检测设备的周围温度在70°C到-30°C之间的范围内时，显示在 0. 5或0. 5以上的介电常数变化。图3A是显示在将霜检测设备安装在冰箱中的蒸发器的散热片处之后在没有人为 增湿的条件下根据温度从室温下降到_23°C所显示的噪音值的变化的图表。详细地，图3A 是显示蒸发器和霜检测设备基于压缩机的驱动时间的温度变化的图表。图3B是显示根据 第一绝缘体12的介电常数基于压缩机的驱动时间的变化的输出电压变化的图表。如图3A所示，由于急剧的温度变化持续大约60秒，霜检测设备10的初始具有 2. 491V值的输出电压增加到2. 499V。参照图3A，可以看到的是由于温度变化持续大约60 秒，因此输出电压变化0. 008V(即，输出电压变成噪音)。当温度稳定时，输出电压变得恒 定。即，当假设由霜形成所引起的输出电压变化是0.025V时，则可能有大约30%的误 差，除非对由于温度变化所产生的0. 008V的噪音值进行补偿。为此，可能需要将单独的温度传感器连接到蒸发器，以根据霜检测设备的周围温 度的变化实现温度补偿。当霜形成在蒸发器上时，霜检测设备与散热片之间建立的电容增加。在这种情况 下，必须降低输出电压。然而，由于由温度降低所引起的输出噪声而使输出电压增加。为了 准确地补偿这种误差，可能需要准确地检测根据温度变化而变化的绝缘体的介电常数。还 需要考虑在制造霜检测设备期间所产生的偏差。

发明内容
根据一个方面，霜检测设备包括第一电极，用于在霜检测区域中产生电场；第二 电极，用于防止电场泄漏到非霜检测区域中；绝缘体，所述绝缘体布置在第一电极与第二电 极之间，以使第一电极绝缘；和屏蔽件，所述屏蔽件绕绝缘体的暴露部分布置，以防止电场 通过绝缘体的暴露部分泄漏到非霜检测区域中。屏蔽件可以电连接到第二电极。屏蔽件可以包围绝缘体的侧表面。
屏蔽件可以绕第一电极的侧表面延伸。屏蔽件可以与第一电极间隔开，使得绝缘间隙限定在屏蔽件与第一电极之间，以 使第一电极绝缘。屏蔽件可以与第二电极一体形成。第二电极可以朝向绝缘体弯曲，使得第二电极的至少一个外部分包围绝缘体。可以在第一电极和第二电极处建立相同的电势。可以在屏蔽件和第一电极处建立相同的电势。霜检测设备还可以包括形成在第二电极的外表面上的第二绝缘体。将要执行霜形成的检测的对象可以与第二绝缘体的外表面接触。屏蔽件可以不管由绝缘体周围的周围温度的变化引起的介电常数的变化而防止 在霜检测区域中产生的电场的变化。根据另一个方面，霜检测设备包括第一电极，用于在霜检测区域中产生电场；屏 蔽件，所述屏蔽件绕第一电极侧向布置，使得屏蔽件包围第一电极同时与第一电极绝缘，以 防止电场通过第一电极的侧表面泄漏到非霜检测区域中；绝缘体，所述绝缘体被布置成与 第一电极的后表面和屏蔽件的后表面接触；和第二电极，所述第二电极被布置成与绝缘体 的后表面接触，以防止电场通过第一绝缘体的后表面泄漏到非霜检测区域中。霜检测设备还可以包括电连接屏蔽件和第二电极的导体。导体可以绕绝缘体从第二电极延伸，以侧向包围绝缘体。霜检测设备还可以包括延伸通过绝缘体的至少一个孔、和形成在孔中的导体。导体可 以防止电场通过第一电极的侧表面和绝缘体的侧表面中的至少一个泄漏到非霜检测区域中。所述至少一个孔可以包括至少四个孔，所述至少四个孔沿绝缘体的侧表面形成， 并且连接到第二电极。可以在第二电极、第一电极、和屏蔽件处建立相同的电势。屏蔽件可以与第一电极间隔开，以限定屏蔽件与第一电极之间的绝缘间隙。第一 电极可以连接到传感器端子。第二电极和屏蔽件可以连接到屏蔽端子。霜检测设备还可以包括形成在第二电极的后表面上的第二绝缘体，并且第二绝缘 体使第一电极绝缘，以防止第一电极被水气腐蚀。导体可以从第二电极延伸，使得导体侧向包围绝缘体。非霜检测区域可以是沿与由第一电极在霜检测区域中产生的电场相反方向建立 由第一电极产生的电场的区域。根据另一个方面，霜检测设备包括板状第一电极，用于在霜检测区域中产生电 场；板状第一绝缘体，所述板状第一绝缘体被布置成与第一电极的后表面接触；板状第二电极，所述板状第二电极被布置成与第一绝缘体接触，以防止电场通过第一电极的后表面 泄漏；板状第二绝缘体，所述板状第二绝缘体被布置成与第二电极的后表面接触；和屏蔽 件，所述屏蔽件防止电场通过第一绝缘体的侧表面泄漏，其中，屏蔽件形成为侧向包围第一 绝缘体。 屏蔽件可以沿第一电极的侧表面延伸。屏蔽件可以电连接到第二电极。屏蔽件可以具有被弯曲以包围第一绝缘体和第一 电极的板状结构。可以在屏蔽件和第一电极处建立相同的电势。根据另一个方面，包括安装有第一散热片和第二散热片的蒸发器的冷却系统还包 括霜检测设备，所述霜检测设备包括第一电极，所述第一电极被布置成面对第一散热片， 第一电极在第一电极与第一散热片之间的区域中产生电场，以检测霜的形成；第一绝缘体， 所述第一绝缘体被布置在第一电极的后表面处；第二电极，所述第二电极布置在第一绝缘 体的后表面处，以防止电场朝向第二散热片泄漏；第二绝缘体，所述第二绝缘体被布置成与 第二散热片接触，以使第二散热片与第二电极绝缘；和屏蔽件，所述屏蔽件绕第一绝缘体的 暴露部分布置，以防止电场通过第一绝缘体的暴露部分朝向第二散热片泄漏。屏蔽件可以沿第一绝缘体的侧表面延伸。屏蔽件可以延伸到比第一绝缘体的侧表 面的上端低的水平。冷却系统还可以包括检测器和控制器，所述检测器用于检测与产生在霜检测设备 的第一电极与第一散热片之间的电场的变化相对应的电压，所述控制器用于根据由检测器 检测到的电压控制除霜操作。屏蔽件可以延伸到在第一绝缘体的暴露部分上方的包围第一电极的区域。冷却系统还可以包括电压供给源，所述电压供给源用于将相同的电压供应到第一 和第二电极，从而在第一和第二电极处建立相同的电势。第一电极可以连接到传感器端子， 而第二电极连接到屏蔽端子。霜检测设备可以具有带有弯曲部的U形结构，以连接到面对第一散热片的第二散 热片。霜检测设备可以具有双结构，所述双结构包括两个霜检测单元，所述两个霜检测 单元的每一个都具有与霜检测设备相同的结构。霜检测单元的第二绝缘体可以相互接触。冷却系统还可以包括检测器和控制器，所述检测器用于检测与产生在霜检测设备 的第一电极与第一散热片之间的电场的变化相对应的电压，所述控制器用于根据由检测器 检测到的电压控制除霜操作。控制器可以从检测器接收分别与在各霜检测单元中产生的电 容相对应的电压，可以对所述电压进行求和，并且可以根据总计的电压控制除霜操作。屏蔽件可以电连接到第二电极。屏蔽件可以包括延伸通过第一绝缘体的多个孔、和形成在多个孔中的每一个内的 导体，以通过导体将屏蔽件连接到第二电极。屏蔽件可以延伸到等于第一电极的侧表面的上端的水平的水平，并且可以与第一 电极间隔开，使得在屏蔽件与第一电极之间限定间隙，以使屏蔽件与第一电极电绝缘。屏蔽件可以具有至少一个外部分，所述至少一个外部分朝向第一散热片弯曲，以 包围第一绝缘体的至少一个侧表面。
屏蔽件可以延伸到等于第一电极的侧表面的上端的水平的水平。第一绝缘体可以 使屏蔽件与第一电极绝缘。根据另一个方面，包括安装有第一散热片和第二散热片的蒸发器的冰箱还包括霜 检测设备，所述霜检测设备包括第一电极，所述第一电极被布置成面对第一散热片，第一 电极产生电场；第一绝缘体，所述第一绝缘体布置在第一电极的后表面处；第二电极，所述 第二电极布置在第一绝缘体的后表面处，以防止电场朝向第二散热片泄漏；第二绝缘体，用 于使第二散热片与第二电极绝缘；屏蔽件，所述屏蔽件绕第一绝缘体的外周表面布置，以防 止电场通过第一绝缘体的外周表面朝向第二散热片泄漏；和绝缘间隙，用于使屏蔽件与第 一电极彼此绝缘。屏蔽件可以与第二电极一体形成。屏蔽件可以与第一电极侧向间隔开。屏蔽件可以包括延伸通过第一绝缘体的多个 孔。每个孔可以电连接屏蔽件和第二电极。屏蔽件还可以包括导体，所述导体沿第一绝缘体的侧表面形成，以将屏蔽件电连 接到第二电极。屏蔽件可以延伸到等于第一电极的侧表面的上端的水平的水平。根据一个方面，电极绕用于检测霜的形成的电极布置，并且在所述各电极处建立 相同的电势，以防止电场通过霜检测电极的侧表面泄漏到非霜检测区域内。因此，由霜检测 电极产生的电场可以仅仅由于形成在霜检测区域中的霜而变化。因此，可以更加准确地检 测霜在蒸发器的制冷剂管和散热片上的形成以及形成的霜量。还可以准确地确定除霜操作 开始点和除霜操作结束点。因此，可以获得除霜性能的提高。根据另一个方面，电极绕用于检测霜的形成的电极布置，使得绝缘体置于各电极 之间，并且在各电极处建立相同的电势，以防止电场通过霜检测电极的侧表面边缘部泄漏 到非霜检测区域。还可以不管由蒸发器周围的周围温度的变化所引起的绝缘体的介电常数的变化 而防止泄漏到非霜检测区域的电场变化。即，可以防止建立在霜检测区域中的电场泄漏到 其它区域中。因此，可以更加准确地检测霜在蒸发器的制冷剂管和散热片上的形成和所形 成的霜量，而不进行由于霜检测设备周围的周围温度的变化所需的温度补偿。因此，可以获 得除霜性能的提高。在这点上，因为不需要将温度传感器安装到蒸发器，所以可以简化霜检测设备的 结构。还可以在没有由温度补偿所产生的误差的情况下容易地控制除霜操作，因为可以不 需要在除霜操作控制期间根据由温度传感器感测到的温度执行温度补偿。因此，可以更加 准确地检测霜的形成和所形成的霜量。在这点上，可以根据准确检测到的霜量和准确确定的除霜操作结束时间在适当的 时间点开始或停止用于除霜操作的加热器的驱动，并因此优化除霜操作。因此，可以获得蒸 发器的热交换性能的提高。此外，可以通过降低由除霜操作引起的能量消耗获得能效的提 高。在冷却系统是冰箱的情况下，可以根据准确检测到的霜量和准确确定的除霜操作 结束时间在适当的时间点控制除霜操作。因此，可以防止由热交换和空气流由于霜的形成 的减小而引起的蒸发器的冷却效率的降低。还可以有效率地驱动用于除去霜的加热器。因此，在这种情况下，可以最小化在冰箱内部发生的温度变化，并且在保鲜状态下长期储存食 物。
以下结合附图，这些和/或其它方面将从实施例的以下说明清楚呈现并且更加易 于被认识，其中图1是显示设置在冷却系统处的传统的霜检测设备的结构的示意性视图；图2是显示传统的霜检测设备中的绝缘体根据霜检测设备的周围温度的变化的 介电常数变化的图表；图3A是显示包括在冷却系统和传统的霜检测设备中的蒸发器基于包括在冷却系 统中的压缩机的驱动时间的温度变化的图表；图;3B是显示传统的霜检测设备基于压缩机的驱动时间的输出电压变化的图表；图4是显示根据示例性实施例的冰箱的内部结构的视图；图5是显示设置在根据图示的示例性实施例的冰箱处的霜检测设备的安装的视 图；图6是显示根据图示的示例性实施例的冰箱的除霜操作结构的方框图；图7A是根据示例性实施例构造而成的霜检测设备的立体图；图7B是根据图7A中所示的示例性实施例的霜检测设备的剖视图；图8A和图8B是分别在传统的霜检测设备和根据图示的示例性实施例的霜检测设 备中产生的电场的分布图；图9示出了在传统的霜检测设备和根据图示的示例性实施例的霜检测设备中的 各个第一电极处的表面电荷密度的图表；图IOA和图IOB是来自霜检测设备的基于根据示例性实施例的霜检测设备的周围 温度的变化的输出电压变化的图表；图IlA是显示根据示例性实施例的霜检测设备的立体图；图11B-11D是分别显示包括在图IlA中所示的霜检测设备中的第二绝缘体的不同 结构的剖视图；图12是显示根据示例性实施例的霜检测设备的安装状态的视图；图13是显示与通过根据示例性实施例的霜检测设备检测到的霜量相对应的电压 的图表；图14A是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的立体图；图14B是图14A中所示的霜检测设备的剖视图；图14C是图14B中所示的另外包括第二绝缘体的霜检测设备的剖视图；图15是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的剖视图；图16A是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的剖视图；图16B是显示图16A中所示的霜检测设备的剖视图；图17是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的剖视图；图18是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的立体图；图19是显示图18中所示的霜检测设备的安装状态的立体图20A是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的立体图；图20B是沿图20A中的线X-X截得的显示图20A中所示的霜检测设备的横截面图； 和图21是显示图20A和图20B中所示的霜检测设备的安装状态的立体图。
具体实施例方式以下参照


示例性实施例。每一个示例性实施例都适于通过准确地检测霜是否已经形成在冷却系统的蒸发 器上并检测所形成的霜量，并且基于检测结果控制加热器的驱动，从而控制除霜操作来提 高冷却系统的除霜效率，并因此减少电力消耗。以下结合其中冷却系统应用到冰箱的示例 说明示例性实施例。图4是显示根据示例性实施例的冰箱的内部结构。图5是显示设置在根据图示的 示例性实施例的冰箱处的霜检测设备的安装的视图。图6是显示根据图示的实施例的冰箱 的除霜控制结构的方框图。冰箱适于通过重复制冷循环以顺续地压缩、冷凝、膨胀、和蒸发制冷剂而使储存室 保持低温状态以在保鲜状态下在长期的时间内储存食物。如图4所示，由附图标记100表示的冰箱包括具有开口前侧的主体110、和限定在 主体Iio内用于储存食物的储存室120。储存室120被中间隔壁横向分成冷冻室和冷藏室。 冷冻室和冷藏室中的每一个都在其前侧处开口。门130设置在每一个室的开口前侧，以使 室与室的外部隔离。空气流动通过的导管D形成在主体110与储存室120的一个壁之间。 多个孔穿过储存室120的壁形成。通过这些孔，空气在储存室120与导管D之间流动。在导管D中安装有蒸发器140，所述蒸发器用于根据从周围空气吸收潜热的冷却 操作冷却存在于蒸发器140周围的周围空气，同时蒸发从冷凝器(未示出)供应的制冷剂； 风扇150，所述风扇用于从储存室120抽吸空气，同时将在蒸发器140周围通过的空气供应 给储存室120 ；和加热器160，所述加热器用于除去形成在蒸发器140上的霜。用于在压缩 制冷剂之后供应所述制冷剂的压缩机170安装在限定在主体110的下部中的机器室内。冷 凝器(未示出)也安装在机器室中，以排放来自己经被压缩成高温和高压状态的制冷剂的 热量，从而对制冷剂进行冷凝。蒸发器140包括制冷剂流动通过的制冷剂管141、和多个散热片142(14 和 142b)，所述多个散热片安装到制冷剂管141，以实现热交换效率的提高。蒸发器140用于使 保持在低温和低压状态下的制冷剂与以比制冷剂高的温度存在于储存室中的空气进行热 交换，并因此蒸发制冷剂，从而降低储存室的内部温度。由于储存室中的制冷剂与空气之间 的温差，霜连续形成在制冷剂管141和散热片142上。为了除去形成在蒸发器140上的霜，执行除霜操作。为了控制除霜操作，在控制器 180的控制下控制加热器160的驱动。为了控制除霜操作，需要知道霜是否已经形成在蒸发 器140上和所形成的霜量。如图5和图6所示，为冷却系统的示例的冰箱还包括霜检测设备200，所述霜检测 设备安装在蒸发器140的制冷剂管141和多个散热片142 (14 和142b)中的至少一个处， 以检测霜是否已经形成在蒸发器140上并检测所形成的霜量。
冷却系统，即，冰箱，还包括与霜检测设备200电连接的检测器190，以从霜检测设 备接收霜数据和将数据发送到控制器180。冰箱还包括电源P，所述电源用于将具有相同相 位和大小的电压供应给包括在霜检测设备200中的传感器端子A和屏蔽端子B，以在霜检测 设备200的第一电极210和第二电极230处建立相同的电势。由霜检测设备200产生的霜数据表示在霜检测设备200与安装有霜检测设备200 的散热片142之间检测到的电容C。当霜检测设备200与散热片142之间形成的霜量增加 时，发生介电常数的增加，从而使电容C增加。根据电容增加，发生电压减小。即，在霜检测 设备200与散热片142之间产生的电压与霜检测设备200与散热片142之间建立的阻抗Z 成比例。另一方面。阻抗Z与电容C成反比(Z=l/jwC)。因此，霜检测设备200与散热片 142之间的电压与霜检测设备200与散热片142之间的电容C成反比。检测器190连接到霜检测设备200的传感器端子A，以检测根据霜检测设备200与 散热片142之间的电容产生的电压。检测器190将检测到的电压发送到控制器180。控制器180比较从检测器190接收到的电压与第一参考电压，以确定开始除霜操 作的时间点。即，当从检测器190接收到的电压比第一参考电压低时，控制器180确定此时 执行除霜操作。在这种情况下，控制器180控制风扇150和压缩机170停止。控制器180 还控制加热器160被驱动。根据这些控制操作，执行除霜操作。在除霜操作期间，控制器180比较从检测器190接收到的电压与第二参考电压，以 确定结束除霜操作的时间点。即，当从检测器190接收到的电压比第二参考电压高时，控制 器180确定此时结束除霜操作，因为没有霜而不再需要除霜操作。在这种情况下，控制器 180控制加热器160停止。控制器180还控制风扇150和压缩机170被驱动。根据这些操 作，执行冷却操作。此时，控制器180根据由用户设定的操作模式控制压缩机170和风扇 150以被驱动，从而将储存室保持在预定温度。由相应电压表示的霜量数据通过实验获得。根据获得的霜量数据，确定与除霜操 作开始的时间点相关联的第一参考电压、和与除霜操作结束的时间点相关联的第二参考电 压。将确定的第一和第二参考电压存储在存储器(未示出)或类似物中，使得可以随后使 用所述第一和第二参考电压。可选地，霜检测设备200可以安装在蒸发器140的散热片142处，以通过实验获得 在霜检测设备200与散热片142之间产生的初始电压，和通过实验获得在霜饱和状态下产 生的饱和电压。在这种情况下，第一参考电压可以被设定为通过在初始电压与饱和电压之 间进行比较获得的电压。此外，第二参考电压被设定为“0”。设定的第一和第二电压然后可 以存储在存储器(未示出)，以被随后使用。第二参考电压被设定为“0”的原因在于初始电压是当蒸发器140的除霜操作结束 时的输出，因为在霜检测设备200与散热片142之间不再存在霜。然后，控制器180比较霜检测设备200与散热片142之间的当前电压与初始电压， 并随后比较产生的比较电压和第一参考电压。当比较电压比第一参考电压高时，控制器180 执行用于开始除霜操作的控制操作。在除霜操作期间，控制器180比较霜检测设备200与 散热片142之间的当前电压与初始电压，并然后将产生的比较电压与第二参考电压进行比 较。当比较电压比第二参考电压低时，控制器180执行用于结束除霜操作的控制操作。在设定第一和第二参考电压时，应该考虑各散热片142之间的距离。
S卩，散热片142中的一个与霜检测设备200之间的距离根据霜检测设备200与安 装霜检测设备200的另一个散热片142之间的距离而变化。因此，所述一个散热片142与 霜检测设备200之间的电容(C = k ε 0A/d(A 第一电极的面积，d 各散热片之间的距离，k 各电极之间的介电常数，和自由空间的介电常数))变化，从而改变霜检测设备200与 散热片142之间的电压。还可以通过实验获得分别与给定的不同电压相对应的霜量，和分别被花费以除去 与给定的不同电压相对应的霜量的时间，并且将获得的数据存储在存储器(未示出)中。在 这种情况下，控制器180可以通过控制加热器160在与检测到的电压相对应的储存时间内 被驱动来控制除霜操作。因此，可以通过在适当的时间点开始除霜操作，并在适当的时间点结束除霜操作 来优化除霜操作。因此，可以最小化功率消耗。以下参照图7说明霜检测设备200。图7Α是根据示例性实施例构造而成的霜检测设备200的立体图。图7Β是根据图 示的示例性实施例的霜检测设备200的剖视图。霜检测设备200包括用于检测霜的形成的第一电极210、被布置成与第一电极210 接触的第一绝缘体220、和被布置成与第一绝缘体220接触的第二电极230。详细地，第二电极230被布置成与第一绝缘体220的后表面接触。第二电极230绕 第一绝缘体220的暴露部分延伸，以包围第一绝缘体220的暴露部分。因此，第二电极230 沿除了第一电极210的前表面之外的第一电极210的表面(即，第一电极210的侧表面) 延伸，以包围第一电极210。在这种情况下，第一电极210被布置成面对第一散热片，以检测 霜的形成。根据这种布置，第二电极230用作用于切断在第一绝缘体220和第一电极210的 侧表面边缘处泄露的电场的屏蔽件。第二电极230可以延伸到比第一电极210的侧表面高的水平。在这种情况下，第 二电极230引导由第一电极210产生的电场，使得第一电极210的电场限定霜检测区域。当然，第二电极230可以延伸到比第一电极210的侧表面低的水平。绝缘间隙g形成在第二电极230与第一电极210之间，以使第二电极230与第一 电极210绝缘。当然，绝缘体可以插入在第二电极230与第一电极210之间。霜检测设备200的第一电极210连接到传感器端子A，而第二电极230连接到屏蔽 端子B。具有相同相位和大小的电压分别施加到第一电极210和第二电极230。因此，在电 极210和230处建立相同的电势。因此，由第二电极230产生的电场防止由第一电极210 产生的电场被传送到第二散热片。在霜检测设备200中，在第一电极210和第二电极230处都建立相同的电势。具 体地，在第一电极210的侧表面和第二电极230的绕第一电极210的侧表面布置的部分处 建立相同的电势。因此，可以防止由第一电极210产生的电场在第一电极210的侧表面边 缘处泄露。还可以防止第一电极210的电场通过第一绝缘体220的侧表面边缘处泄露。因 此，可以防止限定霜检测区域的第一电极210的电场变化。即，第一电极210的电场在没有 泄漏的情况下通过第二电极230仅被引导到第一散热片。因此，霜检测设备200中的第一 电极210的电场仅仅由于第一电极210与第一散热片之间形成的霜而变化。
同时，霜检测设备200的第一绝缘体220显示根据第一绝缘体220周围的周围温 度的变化的介电常数变化。在这种情况下，第一电极210的表面电荷密度可能会变化，从而 使通过第一绝缘体220泄漏的电场变化。然而，即使当第一绝缘体220的介电常数变化时， 第二电极230可以防止电场在第一绝缘体220的侧表面边缘处泄漏，并因此防止电场变化。 即，可以防止在第一电极210与第二散热片之间产生的电场泄漏和变化，而不管第一绝缘 体220的介电常数的变化。因此，在第一电极210与第一散热片之间产生的电场可以仅仅 由于在第一电极210与第一散热片之间形成的霜而变化。以下参照图8和图9说明此。图8A和图8B示出了分别在传统的霜检测设备和根据图示的示例性实施例的霜检 测设备中产生的电场的分布图。图9示出了在传统的霜检测设备和根据图示的示例性实施 例的霜检测设备中的各个第一电极处的表面电荷密度的图表。图8A是由第一电极11产生的电场的分布图，其中如图1中所示的传统的情况，传 统的霜检测设备10中的第二电极13仅形成在第一绝缘体12的下面。图8B是由第一电极 210产生的电场的分布图，其中霜检测设备200的第二电极230被形成为包围第一绝缘体 220和第一电极210。参照图8A和图8B，可以看到的是在其中第二电极230包围第一绝缘 体220和第一电极210的霜检测设备200中，第一电极210的电场分布在霜检测区域内更 加密集。图9是显示当置于传统的霜检测设备中的两个电极11和13之间或根据图示的实 施例的霜检测设备中的两个电极210和230之间的第一绝缘体12或220的介电常数在1 与5之间变化时显示的第一电极11或210的表面电荷密度的变化。其中第二电极13仅形 成在第一绝缘体12的下面，如在传统的情况中，可以看到的是表面电荷密度根据第一绝缘 体12的介电常数的变化而发生相对较大的变化。另一方面，在第二电极230包围第一绝缘 体220的情况下，如在图示的实施例中，可以看到的是尽管第一绝缘体220的介电常数变化 但表面电荷密度没有变化。在传统的情况中，第一绝缘体12的介电常数根据除霜检测设备10的周围温度的 变化而变化，使得第一绝缘体12与第一电极11之间的表面电荷密度变化，从而使从第一电 极11泄漏到非霜检测区域内的电场变化。因此，第一电极11与第一散热片21之间的电场 变化，使得由于霜的形成而产生的霜检测信号变化。然而，在所述实施例中，尽管第一绝缘 体220的介电常数根据温度变化而变化，但是表面电荷密度恒定，因为第二电极230被形成 为包围第一电极210和第一绝缘体220，并且在第一电极210和第二电极230处建立相同的 电势。因此，具有与第一电极210相同电势的第二电极230可以防止将在霜检测区域内 建立的第一电极210的电场泄漏到非检测区域内，并因此防止第一电极210与第一散热片 之间的电场由于温度变化而变化。以下参照图IOA和图IOB说明此。图IOA是显示来自根据示例性实施例的霜检测设备200的基于霜检测设备200的 周围温度的变化的输出电压变化的图表。当压缩机170运转用于冷却操作时，蒸发器140的周围温度降低。因此，霜检测设 备200的周围温度从大约15°C降低到大约_25°C，如图IOB所示。然而，在这种情况下，不 管由霜检测设备200的周围温度变化引起的第一绝缘体220的介电常数变化，第一电极210 与散热片之间的电场恒定，如图IOA所示。即，电容没有变化。因此，可以看到的是从连接到霜检测设备200的第一电极210的传感器端子A输出的电压恒定。即，来自第一电极210的霜检测信号不受霜检测设备200的周围温度变化的影响。 换句话说，在第一电极210与散热片之间建立的电场仅受霜的形成的影响。因此，在检测霜的形成时不需要执行温度补偿过程。因此，不需要将单独的温度传 感器安装在霜检测设备200的附近。此外，因为在检测霜的形成时不需要执行温度补偿算 法，因此可以使用简单并且容易的控制算法。霜检测设备200的第一电极210和第二电极230由诸如铝或铜的导电材料制成。 在霜检测设备200安装在由金属制成的散热片142处的情况下，第二绝缘体240形成在与 第二散热片接触的第二电极230上，以使第二散热片与第二电极230绝缘。以下参照图11 说明此。图11A-11D是显示根据示例性实施例的霜检测设备的立体图和剖视图。在每一个 实施例中，所述示例性实施例的霜检测设备200包括第一电极210、第一绝缘体220、第二电 极230、和第二绝缘体M0。图IlA是霜检测设备的立体图，而图IlB是霜检测设备的剖视图。霜检测设备200 的第二绝缘体240形成在第二电极230的外表面上，以屏蔽第二电极230，并因此防止第二 电极230电连接散热片。霜检测设备200的第二绝缘体240与蒸发器140的散热片142接触。在图1IC的情况中，霜检测设备200的第二绝缘体240屏蔽第二电极230周围的区 域，以防止第二电极230与散热片电连接。第二绝缘体240形成在由金属制成的第一电极 210的外表面上，以防止第一电极210被霜腐蚀。因此，第二绝缘体240屏蔽第一电极210。 第二绝缘体240还填充在绝缘间隙g中，使得所述第二绝缘体屏蔽绝缘间隙g与霜检测设 备200的外部。在图IlD的情况中，霜检测设备200的第二绝缘体240形成在第二电极230的外 表面上，以防止第二电极230与散热片电连接。因此，第二绝缘体240屏蔽第二电极230。 第二绝缘体240还形成在第一电极210的表面和限定绝缘间隙g的表面上，以防止由金属 制成的第一电极210被霜腐蚀。因此，第二绝缘体240屏蔽第一电极210和绝缘间隙g。图12是显示根据示例性实施例的霜检测设备200的安装状态的视图。霜检测设备200安装在蒸发器140处，所述蒸发器包括制冷剂流动通过的制冷剂 管141、和多个散热片142(例如，第一散热片14 和第二散热片142b)。详细地，霜检测设 备200安装到多个散热片中的至少一个。更详细地，霜检测设备200包括第一电极210，所述第一电极被布置成面对第一 散热片142a，同时连接到传感器端子A ；第一绝缘体220，所述第一绝缘体被布置成与第一 电极210接触；第二电极230，所述第二电极被布置成与第一绝缘体220的后表面接触并连 接到屏蔽端子B，同时包围第一绝缘体220和第一电极210 ；和第二绝缘体M0，所述第二绝 缘体被布置成与第二电极230接触并形成在第二电极230的外表面上以包围第二电极230， 同时与第二散热片142b接触。绝缘间隙g形成在第二电极230与第一电极210之间，以防 止第二电极230与第一电极210电连接。在上述霜检测设备200中，第二绝缘体240与第二散热片142b接触。在这种情况 下，第一电极210面对蒸发器140的第一散热片14加。
霜检测区域Sl形成在第一电极210的前表面与第一散热片14 之间。非霜检测 区域S2形成在第一电极210的前表面与第二散热片142b之间。即，霜检测设备200检测 霜在第一电极210与第一散热片14 之间的霜检测区域Sl内的形成。非霜检测区域S2是这样的区域在该区域中，沿着与通过第一电极210在霜检测 区域Sl内产生的电场相反的方向建立通过第一电极210产生的电场。在霜检测设备200中，具有相同相位和大小的电压分别通过传感器端子A和屏蔽 端子B被供应给第一电极210和第二电极230。因此，在第一电极210和第二电极230处建 立相同的电势。因此，可以防止电场在第一电极210和第一绝缘层220的侧表面边缘处泄漏。此 外，对应第一绝缘体220的介电常数的变化，电场没有变化，所述介电常数的变化可以在霜 检测设备200的周围温度变化时发生。即，尽管第一绝缘体220的介电常数由于温度变化而产生变化，但是第一电极210 的电场在没有泄露和变化的情况下被第二电极230引导到霜检测区域Si。因此，电场仅由 于形成在第一电极210与第一散热片14 之间的霜检测区域Sl内的霜而变化。因此，可以实现霜检测性能的提高。因此，可以准确地确定除霜操作开始点和除霜 操作结束点，并因此适当地控制除霜操作。因此，可以防止由于热交换和空气流由于霜的形 成而减小使得蒸发器的冷却效率降低。此外，在冷却系统是冰箱的情况下，还可以有效地驱 动用于除去霜的加热器。因此，在这种情况下，可以最小化冰箱内部发生的温度变化，并且 使冰箱内的食物在保鲜状态下在长时期内储存。当将电压施加到霜检测设备200中的第一电极210时，电荷被分配给第一电极210 和第一散热片14加。因此，在第一电极210与第一散热片14 之间的区域内产生电场。此电场根据由在第一电极210与第一散热片14 之间的霜的形成所产生的介电 常数的增加而减小。这种介电常数变化还使电容变化，而所述电容变化从传感器端子A以 电压形式输出。即，与变化的电容相对应的电压从连接到第一电极210传感器端子A输出。 通过检测器190检测输出电压。以下参照图13说明根据霜在蒸发器140上的形成的霜检测设备200的输出电压。图13是显示与通过根据示例性实施例的霜检测设备200检测到的霜量相对应的 电压的图表。当压缩机170运转用于冷却操作时，在蒸发器140处执行热交换，使得霜形成在第 一电极210与第一散热片14 之间的霜检测区域Sl内。当形成在霜检测区域Sl内的霜量 增加时，第一电极210与第一散热片14 之间的电场变化。电场变化使电容变化。因此， 可以看到的是，当形成在霜检测区域Sl内的霜量增加时，从传感器端子A输出的电压降低。参照图13，可以看到的是在霜检测区域Sl的霜的形成饱和的状态下产生的输出 电压比在没有霜形成的状态下产生的输出电压低大约30mV。然而，30mV的输出电压差可以根据第一散热片与霜检测设备之间的距离、施加的 电压等变化。在这种情况下，可以将在霜饱和状态下来自霜检测设备200的输出电压与在霜非 形成状态下来自霜检测设备200的输出电压之间的比较结果，即，电压差(大约30mV)，设 定为除霜操作开始点处的参考电压，即，第一参考电压。在这种情况下，在除霜操作结束点处的参考电压，即，第二参考电压还可以被设定为0，因为在除霜操作结束点时，霜检测设备 200根据从霜检测区域Sl完全除去霜而输出等于霜非形成状态下的输出电压的电压。同时，霜检测设备200与第一散热片14 之间的距离根据两个散热片14 与 142b之间的距离而变化。根据霜检测设备200与第一散热片14 之间的距离，霜检测设备 200与第一散热片14 之间的霜检测区域Sl的电容变化，从而使来自霜检测设备200的输 出电压变化。为此，在设定第一和第二参考电压时需要考虑散热片14 与142b之间的距
1 O图14A是根据另一个示例性实施例的霜检测设备200的立体图。图14B是图14A 中所示的霜检测设备200的剖视图。霜检测设备200包括第一电极210、被布置成与第一电极210接触的第一绝缘体 220、被布置成与第一绝缘体220接触的第二电极230、和屏蔽件250，所述屏蔽件布置在第 一电极210周围，同时与第一电极210间隔开，以限定用于与第一电极210绝缘的绝缘间隙 go屏蔽件250被布置成与第一绝缘体220接触。霜检测设备200还包括一个或多个孔h，所述一个或多个孔延伸通过屏蔽件250、 第一绝缘体220、和第二电极230。作为导体沈0的电线可插入到每一个孔h中，以电连接 第二电极230和屏蔽件250。可选地，导体260可以通过将导电材料电镀在孔h中而形成。在霜检测设备200中，具有相同相位和大小的电压分别通过传感器端子A和屏蔽 端子B被供应给第一电极210和第二电极230。因此，在第一电极210和第二电极230处建 立相同的电势。当将电压施加到霜检测设备200中的第一电极210时，电荷被分配给第一电极210 和散热片。因此，在第一电极210与散热片之间的区域内产生电场。在霜检测设备200中，第一电极210与散热片之间的介电场、电场、和电容由于在 第一电极210与散热片之间形成的霜而变化。变化的电容从传感器端子A以电压形式被输 出。即，与变化的电容相对应的电压从连接到第一电极210的传感器端子A输出。通过检 测器190检测输出电压。在霜检测设备200中，在第一电极210与第二电极230处建立相同的电势，并且在 通过孔h电连接到第二电极230的屏蔽件250处和第一电极210处建立相同的电势。因此， 可以防止电场在第一电极210的侧表面边缘处泄漏到第一电极的非霜检测区域内。此外， 导体260通过将电线插入到延伸通过屏蔽件250、第一绝缘体220、和第二电极230的各个 孔h内同时布置在第一电极210周围或在孔h中电镀导电材料而形成。通过导体沈0，在第 一电极210和绕第一电极210布置的第一绝缘体220的一部分处建立相同的电势。因此， 可以防止电场通过第一绝缘体220泄漏到非霜检测区域内。因为在第一电极210和第一绝 缘体220的绕第一电极210布置的一部分处建立相同的电势，因此没有与第一绝缘体220 的介电常数的变化相对应的电场变化，所述介电常数的变化可能由霜检测设备200的周围 温度的变化引起。即，电场仅由于形成在第一电极210与散热片之间的霜检测区域内的霜 而变化。图14C是在图14A和图14B中所示的霜检测设备200的剖视图。如图14C所示， 霜检测设备200还包括第二绝缘体M0。第一电极210和第二电极230由诸如铝或铜的导电材料制成。在霜检测设备200安装在由金属制成的散热片142处的情况下，第二绝缘体240可以形成在霜检测设备200 的整个外表面上，以防止第二电极230和散热片142彼此电连接，并且防止第一电极210被 水气腐蚀。第二绝缘体240可以形成在与散热片142接触的第二电极230上，以使第二电极 230与散热片142绝缘。第二绝缘体240还可以形成在第一电极210上，以防止第一电极 210被水气腐蚀。图15是根据另一个示例性实施例的霜检测设备200的剖视图。如图15所示，霜检测设备200包括第一电极210 ；第一绝缘体220，所述第一绝缘 体220被布置成与第一电极210接触；第二电极230，所述第二电极被布置成与第一绝缘体 220接触；屏蔽件250，所述屏蔽件250绕第一电极210布置，同时与第一电极210间隔开， 以限定用于与第一电极210绝缘的绝缘间隙g ；和导体270，所述导体被布置成与第二电极 230、第一绝缘体220、和屏蔽件250的侧表面接触。导体270是形成在第二电极230、第一 绝缘体220、和屏蔽件250的侧表面上的电镀层。导体270用于电连接第二电极230和屏蔽 件 250。在此霜检测设备200中，具有相同相位和大小的电压分别通过传感器端子A和屏 蔽端子B被施加到第一电极210和第二电极230。因此，在第一电极210、第二电极230、屏 蔽件250、和导体270中建立相同的电势。当将电压施加到霜检测设备200中的第一电极210时，在第一电极210与散热片 之间的区域中产生电场。此电场由于由形成在第一电极210与散热片之间的霜而产生的介 电常数的变化而变化。由于变化的介电常数和电场，电容发生变化。变化的电容从传感器 端子A以电压形式被输出。即，与变化的电容相对应的电压从连接到第一电极210的传感 器端子A被输出。通过检测器190检测输出电压。在霜检测设备200中，在第一电极210、第二电极230、屏蔽件250、和导体270处建 立相同的电势。因此，可以防止电场在第一电极210和第一绝缘体220的侧表面边缘处泄 露。此外，第一绝缘体220周围的区域中的电势等于第一电极210处的电势。因此，没有与 第一绝缘体220的介电常数变化相对应的电场变化，所述介电常数变化可以由于霜检测设 备220的周围温度的变化而发生。因此，电场变化仅由于形成在第一电极210与第一散热 片之间的霜而发生。霜检测设备200的第一电极210和第二电极230由诸如铝或铜的导电材料制成。 因此，第二绝缘体240可以形成在第一电极210、第二电极230、和导体270上，以防止第二 电极230和散热片142电连接，并防止第一电极210、导体270等被水气腐蚀。可选地，第二 绝缘体240可以形成在霜检测设备200的整个外表面上。图16A是根据另一个示例性实施例的霜检测设备200的剖视图。如图16A所示，霜检测设备200包括第一电极210、被布置成与第一电极210接触 的第一绝缘体220、和被布置成与第一绝缘体220接触的第二电极230。第二电极230绕第 一绝缘体220的暴露部分211延伸，以包围第一绝缘体220。在这种情况下，第二电极230可以延伸到比第一绝缘体220的暴露部分211高的 水平，或者可以延伸到比第一绝缘体220的暴露部分211低的水平。当将电压施加到霜检测设备200中的第一电极210时，在第一电极210与散热片之间的区域中产生电场。此电场由于在第一电极210与散热片之间形成的霜而变化。由于 变化的电场，电容发生变化。变化的电容从传感器端子A以电压的形式被输出。S卩，与变化 的电容相对应的电压从连接到第一电极210的传感器端子A输出。通过检测器190检测输 出电压。在霜检测设备200中，将与供应给第一电极210的电压相等的电压供应给第二电 极230，使得在第二电极230处建立的电势等于在第一电极210处的电势。因此，可以防止 电场通过第一绝缘体220泄漏。此外，没有与第一绝缘体220的介电常数的变化相对应的 电场的变化，当霜检测设备200的周围温度变化时可能会发生所述第一绝缘体220的介电 常数的变化。即，电场仅由于形成在第一电极210与散热片之间的霜检测区域内的霜而变 化，而不考虑第一绝缘体220的介电常数变化。因此，第二电极230用作屏蔽第一电极210的电场的屏蔽件，所述第一电极的电场 可能会泄露到第一绝缘体220的暴露部分211中。图16B是显示图16A所示的霜检测设备200的剖视图。参照图16B，霜检测设备 200还包括第二绝缘体M0。霜检测设备200的第一电极210和第二电极230由诸如铝或铜的导电材料制成。 在霜检测设备200安装在由金属制成的散热片处的情况下，第二绝缘体240可以形成在霜 检测设备200的整个外表面上，以防止第二电极230和散热片彼此电连接，并且防止第一电 极210被水气腐蚀。第二绝缘体240可以形成在与散热片142接触的第二电极230上，以使第二电极 230与散热片142绝缘。第二绝缘体240还可以形成在第一电极210上，以防止第一电极 210被水气腐蚀。图17是根据另一个示例性实施例的霜检测设备200的剖视图。如图17所示，霜检测设备200包括第一电极210、被布置成与第一电极210接触的 第一绝缘体220、被布置成邻近于第一绝缘体220的第二电极230、和屏蔽件250，所述屏蔽 件绕第一电极210布置，同时与第一电极210间隔开，以限定用于与第一电极210绝缘的绝 缘间隙g。当将电压施加到霜检测设备200中的第一电极210时，在第一电极210与散热片 之间的区域中产生电场。此电场由于在第一电极210与散热片之间形成的霜而变化。由于 变化的电场，电容发生变化。变化的电容从传感器端子A以电压的形式被输出。S卩，与变化 的电容相对应的电压从连接到第一电极210的传感器端子A输出。通过检测器190检测输 出电压。在霜检测设备200中，与供应给第一电极210的电压相等的电压通过屏蔽端子B 被供应给第二电极230和屏蔽件250，使得在第二电极230和屏蔽件250处建立的电势等于 在第一电极210处的电势。因此，可以防止电场通过第一电极210的侧表面边缘泄漏到非 霜检测区域内。此外，霜检测设备200的第一绝缘体220具有厚度，该厚度允许第一绝缘体220防 止电场泄漏并最小化介电常数的变化而不管温度变化。因此，可以最小化通过第一绝缘体 220泄漏的电场量。因此，第一电极210的电场变化仅由于形成在第一电极210与散热片之间的霜检测区域内的霜而发生。图18是根据另一个示例性实施例的霜检测设备200的立体图。图19是显示图18 中所示的霜检测设备200的安装状态的立体图。霜检测设备200安装在蒸发器处。蒸发器包括制冷剂流动通过的制冷剂管141、和 安装到制冷剂管141的多个散热片142 (142a和142b)。霜检测设备200安装到多个散热片 中的至少一个。霜检测设备200具有带有两个弯曲部的U形结构，从而考虑了蒸发器的结构，在所 述蒸发器中，制冷剂管141延伸通过散热片142。当霜检测设备200具有U形结构时，包括 在霜检测设备200中的第一电极210的面积被最大化。因此，在第一电极210与散热片之 间形成的电容增加。因此，可以容易地根据形成在蒸发器上的霜量检测通过传感器端子A 的电压输出。更详细地，霜检测设备200包括第一电极210，所述第一电极被布置成与第二散 热片142b相对应；第一绝缘体220，所述第一绝缘体被布置成与第一电极210接触；第二电 极230，所述第二电极被布置成与第一绝缘体220接触，同时与第一绝缘体220和第一电极 210的侧表面接触以包围第一绝缘体220和第一电极210 ；和第二绝缘体M0，所述第二绝 缘体被布置成与第一绝缘体220接触，同时绕第二电极230延伸以包围第二电极230。第二 绝缘体240被布置成与第二散热片142b接触。绝缘间隙g形成在第二电极230与第一电 极210之间，以防止第二电极230与第一电极210电连接。如图19所示，霜检测设备200被安装成使得第二绝缘体240与第二散热片142b 接触，并且制冷剂管141延伸通过开口 0(图18)。在这种情况下，第一电极210被布置成面 对蒸发器210的第一散热片14加。因此，霜检测设备200检测在第一电极210与第一散热 片14 之间的霜的形成。当将电压施加到霜检测设备200中的第一电极210时，电荷被分配给第一电极210 和第一散热片14加。因此，在第一电极210与第一散热片14 之间的区域内产生电场。第一电极210与第一散热片14 之间的电场由于形成在第一电极210与第一散 热片14 之间的霜而变化。电场变化使电容变化，所述电容变化又以电压的形成从传感器 端子A输出。即，与变化的电容相对应的电压从连接到第一电极210的传感器端子A输出。 通过检测器190检测输出电压。在霜检测设备200中，具有相同相位和大小的电压分别通过传感器端子A和屏蔽 端子B被供应给第一电极210和第二电极230。因此，在第一电极210和第二电极230处建 立相同的电势。因此，可以防止电场在第一电极210的侧表面边缘处泄露。还可以防止第 一电极210的电场通过第一绝缘体220的侧表面边缘泄漏。因此，可以防止限定霜检测区 域的第一电极210的的电场变化。此外，没有与第一绝缘体220的介电常数的变化相对应的电场的变化，当霜检测 设备200的周围温度变化时，可能会发生所述第一绝缘体的介电常数的变化。即，电场仅仅 由于形成在第一电极210与第一散热片14 之间的霜检测区域Sl中的霜而变化。图20A是根据另一个示例性实施例的霜检测设备的立体图。图20B是沿图20A中 的线X-X截得的显示图20A中所示的霜检测设备的横截面图。霜检测设备具有包括两个霜检测单元200和200'的双结构，该两个霜检测单元的每一个都具有带有两个弯曲部的U形结构，从而考虑了蒸发器的结构，在所述蒸发器中， 制冷剂管延伸通过多个散热片。在双结构中，霜检测单元200和200'的第二绝缘体240和 240'相互接触。在这种情况下，霜检测单元200和200'的第一电极210和210'连接到 传感器端子A，而霜检测单元200和200'的第二电极230和230'连接到屏蔽端子B。在此霜检测设备中，第一电极210和210'的面积被最大化。因此，形成在第一电 极210和210'中的每一个与散热片之间的电容增加。因此，可以根据形成在蒸发器上的霜 量容易地检测通过传感器端子A输出的电压。更详细地，霜检测设备200包括第一电极210 ；第一绝缘体220，所述第一绝缘体 220被布置成与第一电极210接触；第二电极230，所述第二电极230被布置成与第一绝缘 体220接触，同时绕第一绝缘体220和第一电极210延伸，以包围第一电极210 ；第二绝缘体 MO，所述第二绝缘体240被布置成与第二电极230接触，同时绕第二电极230延伸，以包围 第二电极230;第二绝缘体MO'，所述第二绝缘体MO'被布置成与第二绝缘体240接触； 第二电极230'，所述第二电极230'被第二绝缘体MO'包围；第一绝缘体220'，所述第 一绝缘体220'被第二电极230'包围；和第一电极210'，所述第一电极210'被布置成与 第一绝缘体220'接触，同时侧向邻近于第二电极230'，以在第一电极210'与第二电极 230'之间限定绝缘间隙g。图21是显示图20A和图20B中所示的霜检测设备的安装状态的立体图。霜检测设备安装在蒸发器处。蒸发器包括制冷剂流动通过的制冷剂管141、和安装 到制冷剂管141的多个散热片142(14h、142a'和142b)。霜检测设备安装到多个散热片 中的至少一个，例如，第二散热片142b。在这种情况下，U形霜检测单元200和200'分别 安装在第二散热片142b的相对表面上。可选地，可以使用单独的安装装置将霜检测设备安装在散热片的相对端部之间。霜检测单元200被安装成使得第二绝缘体240与第二散热片142b的一个表面接 触，并且蒸发器140的制冷剂管141延伸通过形成在霜检测单元200处的开口。在这种情 况下，第一电极210面对第一散热片14 和14 '。另一方面，霜检测单元200'被安装成使得第二绝缘体MO'与第二散热片142b 的另一个表面接触，并且蒸发器140的制冷剂管141延伸通过形成在霜检测单元200 ‘处的 开口。在这种情况下，第一电极210'面对蒸发器140的第一散热片14 '。因此，霜检测单元200和200'分别检测第一电极210与第一散热片14 之间的 霜的形成和第一电极210'与第一散热片14 '之间的霜的形成。当将电压施加到检测部件200和200'中的第一电极210和210'时，电荷被分配 给第一电极210和第一散热片142a，同时被分配给第一电极210'和第一散热片14 '。 因此，在第一电极210与第一散热片14 之间的区域内产生电场，并且在第一电极210'与 第一散热片14 '之间的区域内产生电场。第一电极210与第一散热片14 之间的电场由于形成在第一电极210与第一散 热片14 之间的霜而变化。此外，第一电极210'与第一散热片14 '之间的电场由于形 成在第一电极210'与第一散热片14 '之间的霜而变化。电场变化使电容变化，然后，所 述电容变化又以电压的形式从传感器端子A被输出。即，与变化的电容相对应的电压从连 接到第一电极210和210'中相对应的一个第一电极的传感器端子A输出。通过检测器190检测输出电压。控制器180对电压求和，即，对关于形成在霜检测单元200与第一散热片14 之 间的霜的数据和关于形成在霜检测单元200'与第一散热片14 '之间的霜的数据进行 求和，并且根据总计的电压控制除霜操作。用于控制除霜操作的第一和第二参考电压根据 总计的电压通过实验获得，并且被存储在存储器中，使得随后可以使用所述第一和第二参 考电压。在霜检测单元200中，具有相同相位和大小的电压分别通过传感器端子A和屏蔽 端子B被供应给第一电极210和第二电极230。因此，在第一电极210和第二电极230处建 立相同的电势。此外，在霜检测单元200'中，具有相同相位和大小的电压分别通过传感器 端子A和屏蔽端子B被供应给第一电极210'和第二电极230'。因此，在第一电极210' 和第二电极230'处建立相同的电势。因此，可以防止电场通过第一电极210和210'以及第一绝缘体220和220‘的侧 表面边缘泄漏。此外，没有与第一绝缘体220或220'的介电常数的变化相对应的电场变 化，当霜检测单元200或200'的周围温度变化时，发生所述第一绝缘体220或220'的介 电常数的变化。即，电场仅仅由于形成在第一电极210与第一散热片14 之间的霜检测区 域中的霜或形成在第一电极210'与第一散热片14 '之间的霜检测区域中的霜而变化。因此，可以更加准确地检测霜是否已经形成在蒸发器的制冷剂管和散热片上和准 确地检测形成的霜量。因此，可以准确地确定除霜操作开始点和除霜操作结束点。由于可以准确地确定形成在蒸发器上的霜量和除霜操作结束时间，可以在适当的 时间点驱动或停止用于除霜操作的加热器。因此，可以优化除霜操作，从而可以提高蒸发器 的热交换性能。此外，可以降低由除霜操作产生的能量消耗，从而可以获得能效的提高。虽然已经显示和说明了多个实施例，但是本领域的技术人员将认识到在不背离本 发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的保护范围限定在权利要 求及等效物中。
权利要求
1.一种霜检测设备，包括第一电极，所述第一电极用于在霜检测区域中产生电场；第二电极，所述第二电极用于防止所述电场泄漏到非霜检测区域中；绝缘体，所述绝缘体布置在所述第一电极与所述第二电极之间，以绝缘所述第一电极；和屏蔽件，所述屏蔽件围绕所述绝缘体的暴露部分布置，以防止所述电场通过所述绝缘 体的暴露部分泄漏到所述非霜检测区域中。
2.根据权利要求1所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件电连接到所述第二电极。
3.根据权利要求2所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件包围所述绝缘体的侧表面。
4.根据权利要求3所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件围绕所述第一电极的侧表面 延伸。
5.根据权利要求4所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件延伸到等于所述第一电极的 侧表面的上端的水平的水平。
6.根据权利要求2所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件与所述第一电极间隔开，使得 绝缘间隙限定在所述屏蔽件与所述第一电极之间，以绝缘所述第一电极。
7.根据权利要求2所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件与所述第二电极一体形成。
8.根据权利要求7所述的霜检测设备，其中，所述第二电极朝向所述绝缘体弯曲，使得 所述第二电极的至少一个外部部分包围所述绝缘体。
9.根据权利要求1所述的霜检测设备，其中，相同的电势建立在所述第一电极和所述 第二电极处。
10.根据权利要求9所述的霜检测设备，其中，相同的电势建立在所述屏蔽件和所述第 一电极处。
11.根据权利要求1所述的霜检测设备，还包括形成在所述第二电极的外表面上的第二绝缘体。
12.根据权利要求11所述的霜检测设备，其中，将要执行霜形成的检测的对象与所述 第二绝缘体的外表面接触。
13.根据权利要求1所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件不管由所述绝缘体周围的周 围温度的变化所引起的介电常数的变化而防止在所述霜检测区域中产生的电场变化。
14.根据权利要求1所述的霜检测设备，还包括导体，所述导体电连接所述屏蔽件和 所述第二电极。
15.根据权利要求1所述的霜检测设备，其中，所述屏蔽件包括延伸通过所述绝缘体的 至少一个孔、和导体，所述导体形成在所述孔中并电连接到所述第二电极。
全文摘要
本发明涉及霜检测设备和具有该霜检测设备的冷却系统和冰箱。本发明公开了一种霜检测设备，包括第一电极，用于在霜检测区域中产生电场；第二电极，用于防止电场泄漏到非霜检测区域中；绝缘体，所述绝缘体布置在第一电极与第二电极之间，以使第一电极绝缘；和屏蔽件，所述屏蔽件绕绝缘体的暴露部分布置，以防止电场通过绝缘体的暴露部分泄露到非霜检测区域中。当在第一和第二电极处建立相同的电势时，可以防止电场通过第一电极的侧表面泄漏到非霜检测区域中。因此，电场仅仅由于形成在霜检测区域中的霜而变化，使得可以更加准确地检测霜的形成和形成的霜量。
文档编号F25D21/02GK102062751SQ20101054163
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月8日 优先权日2009年11月12日
发明者郭泫硕, 金兑奎, 金落铉, 高泳哲 申请人:三星电子株式会社