专利名称：冰箱及其控制方法
技术领域：
本文公开了一种冰箱及其控制方法。
背景技术：
冰箱以及用于控制冰箱的方法是众所周知的。然而，它们具有多种缺点。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种冰箱。根据本发明的一个方面，所述冰箱包括压缩机，用于压缩制冷剂；冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述制冷剂；毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述制冷剂的温度和压力；蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述制冷剂；热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能；能量管理装置，用于接收电费率信息；以及控制器，被配置为基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述压缩机，其中当不运行所述压缩机时，所述控制器控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却。本发明的冰箱能够节省电力收费(electric charge)。
下面将参照如下的附图来详细描述实施例，其中类似的附图标记指代类似的元件，其中图I是根据本发明的一个实施例的冰箱的方框图；图2是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的配置的电路图；图3是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的配置的电路图；图4是示出根据本发明的另一个实施例的冰箱的配置的电路图；图5是蒸发器局部透视图；图6是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的控制过程的流程图；图7是示出根据图6所述实施例的冰箱的控制过程的流程图；图8是示出根据图6所示实施例的冰箱的控制过程的流程图；图9是示出在图6的冰箱中冷气排放的控制过程的流程图；图10是示出根据图I所示实施例的冰箱的执行状态的示意图；图11是示出冰箱部件基于时间的运行的曲线图12是示出在一个实施例中冰箱的执行状态的示意图；图13是根据本发明的一个实施例的冰箱的方框图；图14是示出图13的冰箱的配置的电路图；图15是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的配置的电路图；图16是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的配置的电路图；图17是冰箱的前纵向剖视图；图18是冰箱的侧纵向剖视图；图19是示出根据图13所示实施例的冰箱的控制过程的流程图； 图20是示出在图19的冰箱中冰箱内部冷却和冷气存储的控制过程的流程图；图21是示出在图19的冰箱中关于直接冷气排放的控制过程的流程图；图22是示出在图19的冰箱中关于间接冷气排放的控制过程的流程图；图23是示出根据图13的所述实施例的冰箱部件基于时间的运行的曲线图；图24是示出根据一个实施例的冰箱部件基于时间的运行的曲线图；图25是示出表示根据一个实施例的冰箱部件基于时间的运行的曲线的示意图；图26是根据本发明的一个实施例的冰箱的方框图；图27是示出根据图26所示实施例的冰箱的配置的电路图；以及图28是示出根据图26的所述实施例的一个变型的冰箱的配置的电路图。
具体实施例方式一般来说，在冷冻状态或冷藏状态下用于存储食品等的冰箱可包括形成容纳空间(accommodation space)(该容纳空间被分为冷冻室和冷藏室)的壳体(case),以及形成制冷环路以使冷冻室和冷藏室的温度降低的装置，例如压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管
坐寸ο在这种冰箱中，可经由制冷环路来进行冷却操作，在该制冷环路中，压缩机将低温低压气体状态下的制冷剂压缩成高温高压状态；冷凝器使高温高压气体状态下的压缩后制冷剂冷凝成高温液体状态；毛细管降低高压液体状态下的制冷剂的温度和压力；以及蒸发器将制冷剂改变为低温低压气体状态，同时从环境中移除热量以冷却周围空气。针对电力成本(例如电费率(power rate))的增加,贝U需要研发一种能够节省电力收费(electriccharge)的主动式冰箱(active type refrigerator)。因此，本发明指向一种冰箱及其控制方法，用以实质上避免由于相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。本发明的一个目的在于提供一种在高电力收费期间降低电力消耗量并在低电力收费期间正常运行的冰箱，以降低电费。本发明的另一个目的在于提供一种利用热存储装置(冷气存储单元)存储热能(例如冷气)并利用存储在热存储装置中的能量将冷气供应至冷冻室或冷藏室的冰箱。本发明的进一步的目的在于提供一种利用存储在热存储装置中的能量有效地将冷气输送至冰箱内部的冰箱。本发明可与智能电网技术相结合。所述智能电网技术可以指这样的电网，其通过将信息技术(IT)与电网相结合使电力供应商和消费者可双向地交换有关电力的信息，从而对能量效率加以优化。在本发明中，不能从外部供电至冰箱的电力失效状态(failure state)可被认为是与高电力收费状态相同的状态。在电力失效期间，电力不能从外部供应至冰箱，而当高电力收费期间，可以不使用外部电力。也就是说，在这两种状态下，可进行热对流(thermosyphon )而不需要从外部供应电力。当然,在电力收费相对较低的情况下，可进行制冷循环而不需要进行热对流。在应用至本发明的热存储装置中可包括相变材料(PCM)。所述相变材料是指可以根据温度变化来改变材料的相态以具有潜藏热(latent heat)的材料。当容纳有相变材料的热存储装置被安装在冰箱上时，必须考虑在热存储装置中存储冷气能量的冷气存储方法和排放存储在热存储装置中的冷气能量的冷气排放方法。冷气存储方法可以被分成直接冷却型和间接冷却型，而冷气排放方法也可以被分 成直接冷却型和间接冷却型。首先，作为在热存储装置中存储冷气能量的冷气存储方法，直接冷却型例如是一种将相变材料安装在其中流过制冷剂的管道上的方法。在这种情况下，通过传导来进行其中流过制冷剂的管道与相变材料之间的热交换。此外，作为在热存储装置中存储冷气能量的冷气存储方法，间接冷却型例如是当蒸发器(蒸发单元)与相变材料进行热交换时将空气用作媒介物的方法。在这种情况下，通过传导来进行蒸发器与相变材料之间的热交换。排放存储在热存储装置中的冷气能量的冷气排放方法可以被分成直接冷却型和间接冷却型，其中直接冷却型利用安装在冰箱中的热交换器，通过自然对流来冷却冰箱内部，而不是利用风扇以类似于直接冷却型冰箱的方式产生强制对流，而间接冷却型则利用风扇产生强制对流。在直接冷却型冷气排放方法的情况下，可使用自然对流，因此，用以冷却的相位材料可位于冰箱上部从而适当地冷却冰箱内部。当相变材料位于冰箱上部时，从相变材料供应的冷气可以很容易地流至冰箱下部。另一方面，在间接冷却型冷气排放方法的情况下，对热存储装置的安装位置没有限制，但是需要一定量的电力来驱动鼓风风扇以产生强制对流。作为参考，间接冷却型可基于从鼓风风扇产生的室内对流而均匀地保持冰箱的温度；并且由于通过相变材料提高了热交换效率，冰箱内可具有优良的冷却性能。此外，可根据是否使用热交换器来提高热存储装置的热交换器性能而分成直接型和间接型。直接型可包括在相变材料的表面上或在容纳相变材料的壳体的表面上进行热交换的类型，而间接型可包括通过分开使用(s^arately used)的热交换器来进行热交换的类型。图I是根据本发明的一个实施例的冰箱的方框图。能量管理装置30可将与电力收费改变时的电力供应时间有关的信息(或者在用电高峰期间的电费率信息)输送至冰箱控制器102。也就是说，能量管理装置30可将关于当前时间的电力收费是否高于或低于其它时间的电力收费的信息输送至冰箱控制器102。此外，冰箱内部温度传感器104可感测冰箱的内部温度，而热存储装置温度传感器106可感测热存储装置的温度，且冰箱内部温度传感器104和热存储装置温度传感器106将所感测的温度输送至冰箱控制器102。冰箱内部温度传感器104可暴露于冰箱内部以测量冰箱的内部温度，而热存储装置温度传感器106可接触热存储装置以测量热存储装置的温度。冰箱控制器102可根据从能量管理装置30输送的信息(用户是否设置了省电费(electric charge saving)模式以及当前时间的电力收费是否相对较低)以省电费模式来运行冰箱。冰箱控制器102可打开/关闭产生空气流动的鼓风风扇142，并且可运行构成制冷环路的压缩机110。此外，冰箱控制器102可利用第一变向阀124来控制制冷剂的路径。虽然稍后还将对其进行描述，第一变向阀124可改变将第一制冷剂传送至位置A或位置B的路径。
鼓风风扇142可安装在邻近蒸发器或热交换器处(稍后述及)。鼓风风扇142产生对流，使用第二制冷剂从热存储装置输送的冷气可通过蒸发器或热交换器输送至冰箱内部。此外，冰箱控制器102可根据从能量管理装置30输送的电力信息来控制泵或开关阀174。这里，所述电力信息可以是与电力收费改变时的电力供应时间或电费率信息有关的信息。也就是说，冰箱控制器102可以让泵运行或停止运行，并且可利用开关阀174控制路径的打开和关闭。图2是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的配置的电路图。所述冰箱可包括基本上形成制冷环路的压缩机110、冷凝器120、毛细管130和蒸发单元140 (蒸发器)，并且通过这些部件形成使用第一制冷剂的制冷环路。压缩机110压缩经由制冷环路循环的第一制冷剂，冷凝器120冷凝已经通过压缩机110的第一制冷剂，毛细管130降低已经通过冷凝器120的第一制冷剂的温度和压力，以及蒸发单元140蒸发已经通过毛细管130的第一制冷剂。在图2的实施例中，热存储装置170可布置在蒸发器140的后端。这里，基于经由制冷环路而循环的第一制冷剂的流动方向来设置蒸发器140的后端，并且该蒸发器140的后端是指第一制冷剂在通过蒸发器140之后流到的位置。例如，在通过蒸发器140之后，第一制冷剂流至热存储装置170。热存储装置170可以被安装在冰箱的外壳与内壳之间的空间中，或者可以被安装在内壳中以直接暴露于存储在冰箱中的食品等处。参见图2，当已经通过压缩机110、冷凝器120、毛细管130以及蒸发器140的第一制冷剂接触热存储装置170或热存储装置170的壳体时，第一制冷剂直接冷却热存储装置170。利用传导，可通过与沿着制冷环路循环的第一制冷剂进行热交换来冷却热存储装置170。由于可通过基于接触输送能量的传导来冷却热存储装置170，因而可以有效地将第一制冷剂的冷气能量输送到热存储装置170。这里，为了增大热存储装置170与经由制冷环路进行制冷剂循环的管道之间发生热交换的表面积或接触面积，可将制冷剂管道弯成Z形或蛇形以增加其容积，或者可将诸如鳍片等分离部件安装在制冷剂管道的外表面处以增加接触面积。冰箱可包括通过引导管172连接至热存储装置170的热交换器160。引导管172可连接热存储装置170和热交换器160，以使第二制冷剂在热存储装置170与热交换器160之间循环。第二制冷剂可使用不同于执行上述基本制冷循环的第一制冷剂的制冷剂，并且可以使第一制冷剂和第二制冷剂独立地(independently)循环。也就是说，第一制冷剂和第二制冷剂可经由各自的路径循环而不相混合。热交换器160可暴露于冰箱的冷藏室或冷冻室的内部空间。当使用存储在热存储装置170中的冷气能量时，影响冰箱的内部温度降低的最高因素可能是热存储装置170的热交换面积。通常，热存储装置170保持在通过注射模塑法制造的壳体或外罩(enclosure)中，并且在冰箱内通过包围热存储装置170的壳体来进行热存储装置的热交换。因此，倘若给出了热存储装置170的特定尺寸，热存储装置170的壳体或外罩可能对冷却性能(对冰箱的内部温度的降低)有不利影响。因此，为了提高冷气输送效率，可提供分离的热交换器160。可通过热对流(thermosyphon)或通过盐水循环(brine circulation)来进行热交换器160与热存储装置170之间的第二制冷剂的循环。首先，当第二制冷剂在热存储装置170与热交换器160之间循环时，可使用不需要额外电力供应的热对流。所述热对流是指由于热失衡(例如自蒸发、温度差异等)产生的虹吸(siphon)作用。在这种情况下，附图 标记174是指调节是否允许第二制冷剂在热存储装置170与热交换器160之间的热对流中流动的开关阀。如果冰箱控制器102利用开关阀174打开引导管172，那么可通过热对流使第二制冷剂在热存储装置170与热交换器160之间循环。另一方面，如果开关阀174关闭引导管172，那么第二制冷剂在热存储装置170与热交换器160之间的循环被停止。在一个实施例中，可在热存储装置170与热交换器160之间使用盐水循环。这里，第二制冷剂是盐水，并且循环第二制冷剂的泵174可被设置在引导管172上。盐水可包括海水、盐水溶液、用于冷冻诸如氯化钙或氯化镁等的盐溶液、用于漂白诸如硫磺溶液等的盐溶液、或其他适当类型的溶液。在盐水循环中，可在引导管172中容纳盐水，并且可根据泵174是否运行而在热存储装置170与热交换器160之间通过弓I导管172进行盐水循环，从而允许将热存储装置170的冷气输送至热交换器160。如图2所示，当运行压缩机110且使第一制冷剂沿制冷环路循环时，可通过传导将冷气存储在热存储装置170中。然后，蒸发器140的冷气降低了冰箱的内部温度，从而能够使冰箱有效地运行。这里，可关闭开关阀174或者可停止泵174的运行，以使第二制冷剂不通过引导管172循环。另一方面，在高电力收费期间，可停止使用第一制冷剂的制冷环路而使第二制冷剂循环。此时，如果进行经由引导管172的热对流循环，则打开开关阀174。另一方面，如果进行经由引导管172的盐水循环，则运行泵174以使第二制冷剂循环。此外，可通过运行鼓风风扇142来产生对流，以使热交换器160的冷气有效地输送至冰箱内部。图3是示出根据图2的实施例的一个变型的冰箱配置的电路图。在此实施例中，未设置分离的热交换器，且蒸发器140可实现从热存储装置170输送冷气的功能。这里，蒸发器140可具有图5所示的形状，将在下文中予以描述。在该实施例中，可在热存储装置170与蒸发器140之间设置进口管176，通过该进口管176使不同于已经通过压缩机110的第一制冷剂的第二制冷剂独立地流动而循环。特别地，第一制冷剂和第二制冷剂没有混合，而是可以独立地循环，而不用管对方怎么循环。
通过热对流或者通过盐水循环，可在蒸发器140与热存储装置170之间进行经由进口管176的制冷剂循环。可将根据图2的实施例的热对流或盐水循环的配置应用到图3的实施例变型。然而，图2的实施例中用的是引导管,而本实施例中用的是进口管176。作为参考，如果进行的是利用热对流的循环，那么附图标记174可指开关阀，而如果进行的是盐水循环，那么附图标记174表示泵。图4是示出根据图2的实施例的另一变型的冰箱配置的电路图。根据如图4所示的实施例的冰箱可包括对已经通过冷凝器120的第一制冷剂进行分流的第一变向阀124，以及安装在第一变向阀124后部(例如，耦接至阀124的出口)的分支毛细管132。这里，热存储装置170可布置在分支毛细管132的后端(例如，在分支毛细管132的出口处)。基于制冷环路的方向，将毛细管130和蒸发器140与分支毛细管132和热存储装置170并列布置。已经通过毛细管130和蒸发器140的第一制冷剂和已经通过分支毛细管 132和热存储装置170的第一制冷剂可在蒸发器140和热存储装置170后部汇集。参见图4，经由制冷环路循环的第一制冷剂可通过第一变向阀124沿选自毛细管130和分支毛细管132的一个流动。如果选择毛细管130作为第一制冷剂的路径(位置A)，那么第一制冷剂流向蒸发器140，因此，可以冷却冰箱内部。另一方面，如果选择分支毛细管132作为第一制冷剂的路径(位置B)，那么第一制冷剂流向热存储装置170，因此，可冷却热存储装置170并且可将冷气能量存储在热存储装置170中。当然，如果热存储装置170位于冰箱内，那么冰箱内部可与热存储装置170 —起被冷却。然而，制冷剂流向热存储装置170时的冷却效率可能会低于制冷剂流向蒸发器140时的冷却效率。如果主要目的是降低冰箱的内部温度，那么第一变向阀124可将第一制冷剂输送至蒸发器140 ;而如果是使冰箱的内部温度充分降低并且有必要在热存储装置170中存储冷气，那么第一变向阀124可将第一制冷剂输送至热存储装置170。已经通过热存储装置170的第一制冷剂和已经通过蒸发器140的第一制冷剂可以混合，或者也可分别输送，然后被引导至压缩机110，从而构成常规的制冷环路。也就是说，虽然由第一变向阀124将毛细管130或分支毛细管132选作第一制冷剂的路径，但是所有的第一制冷剂都会流向压缩机110。此外，进口管176设置在热存储装置170与蒸发器140之间，通过该进口管176使不同于已经通过压缩机110的第一制冷剂的第二制冷剂独立地流动并循环。图3所示的实施例的变型以及图4所示的实施例的变型在这些方面是相同的，它们都没有设置使用热存储装置170的冷气的独立的热交换器，而是用蒸发器140实现两个功能。此外，通过热对流或盐水循环，可在蒸发器140与热存储装置170之间进行经由进口管176的制冷剂循环。可将根据图2所示的实施例的热对流或盐水循环的配置应用到图4所示的实施例的变型。然而，图4所示的实施例的变型不同于其中使用引导管的第一实施例，而且在图4中示出的第一实施例的变型中使用的是引导管176。作为参考，如果通过热对流来进行循环，那么附图标记174可以是开关阀，而如果进行的是盐水循环，那么附图标记174可以是泵。图5是蒸发器的局部透视图。图5所示的蒸发器是蒸发器140的部件。这种蒸发器可包括位于其上端的两个管道，通过所述管道使两种不同的制冷剂独立地流动而无需混合。两个管道之一可以是图3或图4所示的进口管176，而两个管道的另一个可以是第一制冷剂经由压缩机110和冷凝器120的流动路径。进口管176和第一制冷剂的流动路径彼此没有交叉，并且可独立设置。也就是说，根据图5所示的实施例，当在一个蒸发器中经由两条不同的流动路径流动时，两种不同的制冷剂可进行热交换，因此，可实现图3或图4所示的制冷剂循环路径。图6是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的控制过程的流程图。在下文中，将参照图6对根据第一实施例的冰箱的总的控制过程进行描述。首先，在步骤S30中，可调节冰箱的内部温度。因为食品存储在冰箱内，运行压缩机110等以使冰箱的内部温度充分地降低。此后，在步骤S60中，可调节热存储装置170的温度。热存储装置170可存储由压缩机110等产生的冷气能量。在步骤S80中，可判断是否例如通过用户设置了省电费模式。
在步骤S200中，当判断没有设置省电费模式时，判断没必要节省电力收费并进行常规操作。在常规操作期间，可进行通过常规的制冷环路来冷却冰箱内部的过程或者在热存储装置170内存储冷气的过程。也就是说，常规操作是指不管电力收费是不是很高，冰箱都以常规运行或正常运行的状态。这种常规操作可具有与上述原始设置状态下的操作相同的含义。在常规操作期间，可限制第二制冷剂的循环。为了这个目的，可通过使用开关阀174关闭路径或者停止泵174的运行来限制第二制冷剂的流动。在步骤S81中，当判断通过用户设置了省电费模式时，判断电力收费是否很高。可利用从能量管理装置30输送的信息来判断电力收费是否很高。也就是说，如果电力供应时间对应于第一时间段，则可判断电力收费相对较高，而如果电力供应时间对应于第二时间段，则可判断电力收费相对较低。可以基于规定等级来测量电力收费的等级，例如，相对较高的电费率可以是电费率高于第一规定量值时的功率，而相对较低的电费率可以是当电费率低于第二规定量值时的功率。可通过用户来设置规定量值或界限值，或者可提供默认值。在步骤S82中，当判断电力收费高时，首先可以停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果当电力收费高时运行压缩机110，可能产生相对较高的电费(electric fee)。另一方面，在步骤S200中，当判断电力收费低时，进行常规操作。此后，在步骤S90中，可将存储在热存储装置170中的冷气排放到冰箱内部以使冰箱内部冷却。然而，在步骤S200中，当判断电力供应时间对应于第二时间段、且因此而电力收费相对较低时，虽然设置了省电费模式，但可进行上述常规操作。图7是示出根据图2的实施例和图3的实施例变型的冰箱中冰箱内部冷却和冷气存储的具体控制过程的流程图。此后，将参照图7对冰箱内部冷却和冷气存储的具体控制过程进行描述。在步骤S34中，可通过冰箱内部温度传感器104来测量冰箱的内部温度I；ef。此后，在步骤S36中，判断所测量的冰箱的内部温度TMf是否低于冰箱的设置内部温度的允许范围界限值Tset+T
diff °此后，在步骤S40中，当判断所测量的冰箱的内部温度Iref不低于允许范围界限值(Tset+Tdiff)时，判断有必要冷却冰箱内部，因此，可运行压缩机110以冷却冰箱内部。另一方面，在步骤S38中，当判断所测量的冰箱的内部温度Iref低于允许范围界限值(Tsrt+Tdiff)时，可停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果感测到的冰箱的内部温度Tm低于允许范围界限值(Tset+Tdiff)时，则判断没必要再冷却冰箱内部。在压缩机110的运行于初始阶段即被停止的条件下，可以省略步骤S38。此后，在步骤S62中，可通过热存储装置温度传感器106来测量热存储装置170的温度TrcM。在步骤S64中，如果热存储装置170的温度TrcM高于热存储装置设置温度TrcM—srt，则判断有必要在热存储装置170内存储冷气。然后，在步骤S68中，运行压缩机110以在热存储装置170中存储冷气。另一方面，在步骤S72中，如果热存储装置170的温度TrcM不高于热存储装置设置温度Traisrt，则停止压缩机110的运行。此外，在没有运行压缩机110的条件下也可以省略S72。图8是示出根据如图4所示的的冰箱(图2的实施例变型)中的冰箱内部冷却和冷 气存储的具体控制过程的流程图。此后，将参照图8对冰箱内部冷却和冷气存储的具体控制过程进行描述。首先，在步骤S32中，将第一变向阀124的路径设置到位置A。位置A表示冷气没有存储在热存储装置170中的状态。此后，在步骤S34中，通过冰箱内部温度传感器104来测量冰箱的内部温度TMf。此后，在步骤S36中，判断所测量的冰箱的内部温度TMf是否低于冰箱的设置内部温度的允许范围界限值Tsrt+Tdiff。此后，在步骤S40中，当判断所测量的冰箱的内部温度Iref没有低于允许范围界限值(Tsrt+Tdiff)时，则判断有必要冷却冰箱内部，因此，运行压缩机110以冷却冰箱内部。另一方面，在步骤S38中，当判断所感测的冰箱的内部温度Iref低于允许范围界限值(Tsrt+Tdiff)时，停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果所测量的冰箱的内部温度Iref低于允许范围界限值(Tsrt+Tdiff)，则判断没必要再冷却冰箱内部。在压缩机110的运行于初始阶段即被停止的条件下，可以省略步骤S38。此后，在步骤S62中，通过热存储装置温度传感器106来测量热存储装置170的温度TrcM。在步骤S66中，如果热存储装置170的温度TrcM高于热存储装置设置温度TrcM_srt，则判断有必要在热存储装置170内存储冷气，并且控制第一变向阀124使制冷剂流向位置B。当制冷剂流向位置B时，可将比在位置A时更大量的冷气存储在热存储装置170中，或者可将从压缩机110产生的所有冷气存储在热存储装置110中。然后，在步骤S68中，运行压缩机110以在热存储装置170内存储冷气。另一方面，在步骤S70中，如果热存储装置170的温度TrcM不高于热存储装置设置温度TrcM_srt，则控制第一变向阀124使得制冷剂流向位置A。这里，如果预先设置第一变向阀124使得制冷剂流向位置A，那么可以省略S70。此后，在步骤S72中，停止压缩机110的运行。此外，在没有运行压缩机110的条件下，也可以省略S72。图9是示出图6的冰箱中的冷气排放的具体控制过程的流程图。图9是如果通过用户设置了省电费模式且电力供应时间对应于第一时间段的流程图。如果电力供应时间对应于第二时间段，虽然通过用户设置了省电费模式，也不会进行图9的控制过程。可将图9的冰箱中的冷气排放的控制过程共同应用到上述第一实施例、其前一个变型和其后一个变型。此后，将参照图9对冷气排放的控制过程进行描述。首先，在步骤S82中，停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果当电力收费相对较高时运行压缩机110，会产生较高的电费。由于压缩机的运行被停止，因此冰箱的内部温度逐渐升高。当冰箱的内部温度达到指定温度时，将存储在热存储装置170中的冷气供应至冰箱内部，从而可使冰箱的内部温度降低。此后，在步骤S84中，通过冰箱内部温度传感器104来测量冰箱的内部温度Tm。此后，在步骤S92中，判断所测量的冰箱的内部温度Tref是否高于冰箱的设置内部温度的界限值Tsrt+Tdiff。如果所测量的冰箱的内部温度TMf高于界限值Tsrt+Tdiff，则可判断有必要冷却冰箱内部。当判断所测量的冰箱的内部温度Iref高于界限值Tset+Tdiff时，排放存储在热存储装置170中的冷气。此时，在步骤S94中，如果使用的是热对流，则打开开关阀174。另一方面，如果使用的是盐水循环，则运行泵174以使第二制冷剂循环。此外，可运行鼓风风扇142以通过对流而将热交换器160或蒸发器140的冷气输送至冰箱内部。 此后，在步骤SlOO中，判断通过冰箱内部温度传感器104所测量的冰箱的内部温度Traf是否闻于临界温度TCTitieal。如果所测星的冰禮的内部温度Traf闻于临界温度Traitical,则判断通过从热存储装置170供应的冷气不能充分地冷却冰箱内部。因此，停止第二制冷剂的循环。此时，在步骤SlOl中，如果使用的是热对流，则由开关阀174关闭第二制冷剂的路径，而如果使用的是盐水循环，则停止泵174的运行。此后，在步骤S102中，运行压缩机110以利用第一制冷剂进行制冷循环。此后，在步骤S106中，持续地测量冰箱的内部温度Iref，并且在步骤S108中，如果所测量的冰箱的内部温度TMf低于冰箱的设置内部温度的允许范围界限值Tsrt-Tdiff，则停止压缩机110的运行。这样做的原因是，判断结果是冰箱的内部温度TMf被充分地降低且冰箱内部被充分地冷却。图10是示出根据如图2的实施例的前一个变型(如图3所示)的冰箱的执行状态的示意图。在下文中，将参见图3到图10对根据第一实施例的前一个变型的冰箱进行描述。循环于压缩机110、冷凝器129、毛细管130和蒸发器140的第一制冷剂在热存储装置170内存储冷气。这里，由于热存储装置170直接接触形成制冷环路的制冷剂管道，因此，可通过传导将冷气存储在热存储装置170中。在图10的配置中，使用具有图5所示形状的蒸发器而不使用分离的热交换器，设置连接热存储装置170和蒸发器140的进口管176以及控制制冷剂沿进口管176流动的开关阀174。蒸发器140和热存储装置170可利用热对流或者利用盐水循环并经由进口管176来进行第二制冷剂的循环。压缩机110可以安装在位于冰箱下部的机械室中，而蒸发器140和热存储装置170可布置在冰箱上部。图2的实施例的变型不限于图10，而是可以进行各种变型。在图10所示的变型中，可由蒸发器140提供经由基本制冷环路形成的冷气，并由鼓风风扇142将该冷气供应至冷冻室180a内部。从蒸发器140供应的冷气也可以冷却热存储装置170，从而同时进行常规操作和冷气存储操作。图11是示出根据图10的实施例的冰箱部件基于时间运行的曲线图。在下文中，将参照图11对根据第一实施例及其前一个变型的冰箱部件基于时间的运行进行描述。冰箱的内部温度可根据压缩机110的运行升高或降低。以相同的方式，当压缩机110运行时，热存储装置170的温度可降低，而当停止压缩机110的运行时，热存储装置170
的温度可升高。如果用户设置了省电费模式且目前电力收费相对较高，可停止压缩机110的运行。然后，冰箱的内部温度升高，并利用热存储装置170来冷却冰箱内部。在这种情况下，打开开关阀174或者运行泵174。如果打开开关阀174或者运行泵174，那么第二制冷剂循环，因此，可将冷气供应至冰箱内部。虽然图11仅示出了开关阀174的打开和关闭，但可以同样的方式将开关阀174的打开表达为泵174的运行，而且也可以同样的方式将开关阀174的关闭表达为泵174停止运行。虽然通过第二制冷剂将热存储装置170的冷气供应至冰箱内部，但如果冰箱的内部温度升高至高于临界温度Traitic;al，可运行压缩机110以冷却冰箱内部。 图12是示出根据图4的变型的冰箱的执行状态的示意图。在下文中，将参照图4和图12对根据第一实施例的后一个变型的冰箱进行描述。在图12中，可分别设置毛细管130和分支毛细管132，并且已经通过毛细管130的制冷剂可流动至蒸发器140以将冷气供应至冰箱内部。另一方面，已经通过分支毛细管132的制冷剂可流动至热存储装置170以在热存储装置170内存储冷气。由第一变向阀12将冷却冰箱内部的常规操作和在热存储装置170内存储冷气的冷气存储操作彼此分开。也就是说，当通过第一变向阀124选择了去往毛细管130的制冷剂路径时，可进行常规操作，而当通过第一变向阀124选择了去往分支毛细管132的制冷剂路径时，可进行冷气存储操作。第一变向阀124的操作模式可通过考虑在热存储装置170中的冷气存储量或冷气存储时间予以确定。在使用热存储装置170的冷却操作期间，可利用热对流或通过盐水循环来进行热存储装置170与通过进口管176连接至热存储装置170的蒸发器140之间的制冷剂循环。利用热对流或通过盐水循环的热交换的配置或功能与上述的实施例一样，并且因此将省略其具体说明。图13是根据本发明的另一个实施例的冰箱的方框图。在下文中，将参照图13对根据本发明的第二实施例的冰箱进行描述。能量管理装置30可接收与电力收费改变时的电力供应时间有关的信息并将其输送至冰箱控制器102。也就是说，能量管理装置30可从外部源接收与电力有关的信息，并将该信息输送至制冷剂控制器102。与电力有关的信息可以是关于当前时间的电力收费是否高于或低于其它时间的电力收费的信息。此外，冰箱内部温度传感器104可感测冰箱的内部温度，而热存储装置温度传感器106可感测热存储装置的温度，然后，冰箱内部温度传感器104和热存储装置温度传感器106可将所感测的温度输送至冰箱控制器102。冰箱内部温度传感器104可以暴露于冰箱内部以测量冰箱的内部温度，而热存储装置温度传感器106可接触热存储装置以测量热存储装置的温度。冰箱控制器102可根据从能量管理装置30输送的信息(用户是否设置了省电费模式以及当前时间的电力收费是否相对较低)以省电费模式运行冰箱。冰箱控制器102可打开/关闭产生气流的鼓风风扇142，并且可运行构成制冷环路的压缩机110。此外，冰箱控制器102可通过路径引导单元108来控制制冷剂的路径。路径引导单元108可包括将在下文中描述的第一变向阀和第二变向阀。第一变向阀安装在蒸发器前端，而第二变向阀安装在蒸发器后端。这里，鼓风风扇142可安装在邻近热存储装置处。特别地，冰箱控制器102可根据从能量管理装置30输送的电力信息(电费率信息)来控制路径引导单元108。这里，电力信息可以是与电力收费改变时的电力供应时间(例如，在高峰时间段期间)有关的信息。图14是示出根据图13的实施例的冰箱的配置的电路图。在下文中，将参照图14对根据第二实施例的冰箱的配置进行描述。在图14所示的实施例中，热存储装置170可布置在蒸发器140后端，例如，可耦接至蒸发器140的出口。这里，蒸发器140后端可基于制冷剂通过制冷环路的流动方向来设置，并且其表示制冷剂在通过蒸发器140之后流到的位置。也就是说，在通过蒸发器140之 后，制冷剂流动至热存储装置170。热存储装置170可安装在冰箱的外壳与内壳之间的空间中，或者可安装在内壳中以直接暴露于存储在冰箱中的食品等。参见图14，当已经通过压缩机110、冷凝器120、毛细管130和蒸发器140的制冷剂接触热存储装置170或热存储装置170的壳体时，制冷剂可直接冷却热存储装置170。可通过利用传导与循环于制冷环路的制冷剂进行热交换来冷却热存储装置170。由于是通过传导(其中通过接触来输送能量)来冷却热存储装置170，因此，可将制冷剂的冷气有效地输送至热存储装置170。所述冰箱可包括在毛细管130之前分流制冷剂的第一变向阀124，以及降低被第一变向阀124分流的制冷剂的温度和压力的分支毛细管132。第一变向阀124可安装在毛细管130与冷凝器120之间，制冷剂通过其间的通道流动，因此，可允许制冷剂沿选自去往毛细管130的通道和去往分支毛细管132的通道的一个通道流动。分支毛细管132可与毛细管130和蒸发器140并列布置，因此，通过第一变向阀改变其路径的制冷剂可沿分支毛细管132流动。已经通过分支毛细管132的制冷剂和已经通过蒸发器140的制冷剂可被混合或分别提供，然后将其引导至热存储装置170。也就是说，已经通过分支毛细管132的制冷剂和已经通过毛细管130和蒸发器140的制冷剂可在热存储装置170的前端汇集。参见图14，如果由第一变向阀124选择毛细管130作为制冷剂路径(位置A)，制冷剂通过毛细管130，然后由蒸发器140蒸发，从而以正常模式冷却冰箱的内室。在经由蒸发器140进行冰箱内部冷却时，可利用剩余的冷气来冷却热存储装置170。另一方面，如果由第一变向阀124选择分支毛细管132作为制冷剂路径(位置B)，制冷剂通过分支毛细管132，然后流到热存储装置170，从而冷却热存储装置170。可通过冰箱控制器102来控制这种第一变向阀124。根据是否是第一次将冷气供应至冰箱内部以降低冰箱的内部温度、或者是否是第一次将冷气供应至热存储装置170以将其存储在热存储装置170中，可确定经由第一变向阀124的路径选择。例如，如果冰箱的内部温度足够低，第一变向阀124可选择分支毛细管132作为制冷剂路径以利用冷气快速地充满热存储装置170。另一方面，在需要将冷气供应至冰箱的情况下，第一变向阀124可选择毛细管130和蒸发器140作为制冷剂路径。冰箱的内部温度可以是预先存储值。图15是示出根据本发明的一个实施例的冰箱的配置的电路图。所述实施例可以是图14的实施例的变型。在下文中，将参照图15对根据第二实施例的这种变型的冰箱进行描述。根据图15所示的实施例的变型的冰箱还包括在蒸发器140之后分流制冷剂的第二变向阀144，以及引导被第二变向阀144分流的制冷剂的旁路管146。也就是说，旁路管146可基于制冷环路的方向而与热存储装置170并列布置。第二变向阀144可安装在蒸发器140与热存储装置170之间，制冷剂通过其间的通道流动，因此，可用于选择已经通过蒸发器140的制冷剂是否通过热存储装置170。如果制冷剂通过热存储装置170 (位置B)，则可以冷却热存储装置170，而如果将制冷剂的路径 变至旁路管146 (位置A)，则不冷却热存储装置170。例如，如果有必要冷却热存储装置170，则第二变向阀144选择去往热存储装置170的制冷剂路径。如果热存储装置170中的冷气存储不够充分，可进行这一操作。另一方面，如果没必要冷却热存储装置170，例如，如果热存储装置170被充分冷却，那么可控制第二变向阀144以选择去往旁路管146的制冷剂路径。在这种情况下，制冷剂没有通过热存储装置170，而是直接流到压缩机110，从而执行常规制冷循环或者主冷却电路正常运行。图16是示出根据本发明的另一个实施例的冰箱的配置的电路图。在下文中，将参见图16对根据第二实施例的这种变型的冰箱进行描述。冰箱可包括分流已经通过冷凝器120的制冷剂的第一变向阀124，以及安装在第一变向阀124之后的分支毛细管132。这里，热存储装置170可布置在分支毛细管132的后端，例如，可耦接至分支毛细管132的出口。可基于制冷环路的方向将毛细管130和蒸发器140与分支毛细管132和热存储装置170并列布置。已经通过毛细管130和蒸发器140的制冷剂以及已经通过分支毛细管132和热存储装置170的制冷剂可在蒸发器140和热存储装置170之后汇集。参见图16，循环通过制冷环路的制冷剂可沿由第一变向阀124从去往毛细管130的路径和去往分支毛细管132的路径中选出的一个路径流动。如果选择毛细管130作为制冷剂路径(位置A)，那么制冷剂流向蒸发器140，因而可冷却冰箱内部。另一方面，如果选择分支毛细管132作为制冷剂路径(位置B)，那么第一制冷剂流向热存储装置170，因而可冷却热存储装置170，并且可使冷气存储在热存储装置170中。当然，如果热存储装置170位于冰箱内，那么冰箱内部可与热存储装置170 —起被冷却。然而，在制冷剂流到热存储装置170的情况下，冷却效率可能会低于制冷剂流到蒸发器140的情况下的冷却效率。如果主要目的是降低冰箱的内部温度，则第一变向阀124可将制冷剂输送到蒸发器140，而如果冰箱的内部温度被充分地降低且有必要在热存储装置170内存储冷气，那么第一变向阀124可将制冷剂输送到热存储装置170。已经通过热存储装置170的制冷剂与已经通过蒸发器140的制冷剂可被混合或分别输送，然后被引导至压缩机110，从而构成常规的制冷环路。也就是说，虽然通过第一变向阀124选择毛细管130或分支毛细管132作为制冷剂路径，但是所有制冷剂均会流到压缩机 110。图17是冰箱的前纵向剖视图，且图18是冰箱的侧纵向剖视图。图17和图18所示的冷气排放的实例采用了直接冷却方式，在该直接冷却方式中，不需要分离的鼓风风扇将热存储装置170的冷气输送至冷藏室180b或冷冻室180a。由于热存储装置170可暴露于冰箱的内部空间，因此，可通过自然对流将存储在热存储装置170中的冷气能量供应至冰箱内部。更详细地，可将热存储装置170附接至形成指定空间的内壳。此外，可将多个热存储装置170安装在内壳上以存储足量的冷气。可将热存储装置170分别安装在内壳的上表面和侧表面上。当热存储装置170安装在内壳的多个表面上的较宽范围内时，虽然使用了相同数量的相变材料，但热存储装置170与内壳中的空气可具有更大的接触面积。当热存储装置170与空气的接触面积增加时， 可将存储在热存储装置170中的冷气有效地输送至内壳的内部。如图17和图18所示，热存储装置170包括用于冷藏室的热存储装置，其安装在内壳的冷藏室180b上；以及用于冷冻室的热存储装置，其安装在内壳的冷冻室180a上。可根据安装位置将用于冷藏室的热存储装置和用于冷冻室的热存储装置隔开。也就是说，可将多个热存储装置170安装在内壳上，并且可将多个热存储装置170分开安装在冷冻室180a和冷藏室180b上。由于冷冻室180a的温度和冷藏室180b的温度不同，安装在冷冻室180a上的热存储装置170和安装在冷藏室180b上的热存储装置170可具有不同的尺寸或者可由不同的材料形成，使得安装在冷冻室180a上的热存储装置170比安装在冷藏室180b上的热存储装置170包含更大量的冷气能量。如果热存储装置170暴露于内壳的内部，那么通过自然对流，可使用存储在热存储装置170中的冷气而不是分离的鼓风风扇来冷却冰箱内部。不同于图17和图18所示的直接冷气排放方法，可采用其中安装有邻近热存储装置的分离的鼓风风扇142以将存储在热存储装置170中的冷气供应至冰箱内部的直接冷气排放方法。这里，例如，当电力收费高时，可运行鼓风风扇142以将存储在热存储装置170中的冷气输送至冰箱内部。图19是示出根据图13的实施例的冰箱的总的控制过程的流程图。在下文中，将参照图19对根据第二实施例的冰箱的总的控制过程进行描述。首先，在步骤S1030中，可调节冰箱的内部温度。由于食品存储在冰箱内，因此可运行上述压缩机110等以充分降低冰箱的内部温度。此后，在步骤S1060中，可调节热存储装置170的温度。热存储装置170可存储由压缩机110等产生的冷气。在步骤S1080中，判断是否通过用户设置了省电费模式。在步骤S200中，当判断没有通过用户设置省电费模式时，可判断没必要节省电力收费，并进行常规操作。在常规操作期间，可进行通过常规制冷环路冷却冰箱内部的过程或者可执行在热存储装置170内存储冷气的过程。也就是说，常规操作是指不管电力收费是否相对较高冰箱均以常规运行或正常运行的状态。这种常规操作可具有与上述在原始设置状态下的操作一样的含义。在步骤S1081中，当判断通过用户设置了省电费模式时，判断电力收费是否高。可利用从能量管理装置30输送的信息来判断电力收费是否高。也就是说，如果电力供应时间对应于第一时间段，可判断电力收费相对较高，而如果电力供应时间对应于第二时间段，可判断电力收费相对较低。在步骤S1082中，当判断电力收费高时，首先停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果电力收费高时运行压缩机110，可导致相对较高的电费。为了将电力成本降到最低，热存储装置170可用于暂时冷却冰箱。此后，在步骤S1090中，存储在热存储装置170中的热能可用于将冷却空气排放到冰箱内部以使冰箱内部冷却。然而，在步骤S200中，当判断电力供应时间对应于第二时间段并且因此而电力收费相对较低时，尽管设置了省电费模式，也可进行上述常规操作。图20是示出在图19的冰箱中冰箱内部冷却和冷气存储的具体控制过程的流程图。在下文中，将参见图20对冰箱内部冷却和冷气存储的具体控制过程进行描述。
首先，在步骤S1032中，将路径引导单元108的路径设置至位置A。位置A是指其中没有利用压缩机110将热存储装置170再次充满的状态，或者其中冷却冰箱的内室的比率大于当将路径设置至位置B时的状态。当将路径设置至位置A时，热存储装置170可被芳路掉，从而提闻冷却回路冷却冰箱内室的效率。此后，在步骤S1034中，通过冰箱内部温度传感器104来测量冰箱的内部温度TMf。此后，在步骤S1036中，判断所测量的冰箱的内部温度Tref是否低于冰箱的设定内部温度的允许范围界限值Tsrt-Tdiff。此后，在步骤S1040中，当判断所测量的冰箱内部温度Tref没有低于允许范围界限值(Tsrt-Tdiff)时，判断有必要冷却冰箱内部，因此运行压缩机110以冷却冰箱内部。另一方面，在步骤S1038中，当判断所测量的冰箱的内部温度Tref低于允许范围界限值(Tsrt-Tdiff)时，停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果所测量的冰箱的内部温度Tref低于允许范围界限值(Tsrt-Tdiff),则判断没有必要再冷却冰箱内部。在初始阶段即停止压缩机110的运行的条件下，可以省略步骤S1038。此后，在步骤S1062中，通过热存储装置温度传感器106来测量热存储装置170的温度TrcM。在步骤S1066中，如果热存储装置170的温度Tpqi高于热存储装置设置温度TrcM-srt，则判断有必要在热存储装置内存储冷气(例如，再充满热存储装置)，并控制路径引导单元108使得制冷剂流向位置B。当制冷剂流向位置B时，可存储比在位置A时更大量的冷气，或者可存储从压缩机110产生的全部冷气。然后，在步骤S1068中，可运行压缩机110以在热存储装置170内存储冷气。另一方面，在步骤S1070中，如果热存储装置170的温度Tpqi不高于热存储装置设置温度Trai s6t，则控制路径引导单元108使制冷剂流向位置A。这里，当预先设置路径引导单元108使得制冷剂流向位置A时，可以省略步骤S1070。此后，在步骤S1072中，停止压缩机110的运行。此外，在压缩机110没有运行的情况下也可以省略S1072。图21是示出在高电费率时段图19的冰箱中的直接冷气排放的具体控制过程的流程图。图21是示出已经设置(例如，通过用户)了省电费模式且电力供应时间对应于第一时间段的情况的流程图。如果电力供应时间对应于第二时间段，虽然通过用户设置了省电费模式，也不会进行图12的控制过程。此后，将参照图21对直接冷气排放的控制过程进行描述。
首先，在步骤S1082中，停止压缩机110的运行。这样做的原因是，如果当电力收费相对较高时运行压缩机110，可能导致电费较高。由于停止了压缩机110的运行，因此冰箱的内部温度可能逐渐升高。当冰箱的内部温度达到指定温度时，存储在热存储装置170中的冷气被供应至冰箱内部，因此可降低冰箱的内部温度。特别地，图21的流程是指直接冷气排放，并且可在热存储装置170暴露于冰箱内部(如图17和图18所示)的条件下进行。因此，可冷却冰箱内部，而不需要分离的驱动装置来将存储在热存储装置170中的冷气供应至冰箱内部。此外，由于热存储装置170可暴露于冰箱内部，因此，可能没必要控制热存储装置170以根据冰箱的内部温度是否升高到指定温度或更高来排放存储在热存储装置170中的冷气能量。这样做的原因是，如果冰箱的内部温度升高，那么热存储装置170的温度比冰箱的内部温度升高的更慢，冰箱内部与热存储装置170之间存在温度差，因此，通过对流可以很自然地冷却冰箱内部。
此后，在步骤S 1084中，通过冰箱内部温度传感器104来测量冰箱的内部温度Tref0此后，在步骤SllOO中，判断通过冰箱内部温度传感器104所测量冰箱的内部温度Tref是否高于临界温度Traitic;al。在步骤S1102中，如果所测量的冰箱的内部温度TMf高于临界温度I itic;al，判断存储在冰箱中的食品可能有损坏的可能性，因此，不管电力收费是否高都运行压缩机110。此后，在步骤S1106中，持续测量冰箱的内部温度T,ef ;并且在步骤S1108中，如果所测量的冰箱的内部温度TMf低于冰箱的设置内部温度的允许范围界限值Tsrt-Tdiff，那么停止压缩机110的运行。这样做的原因是，可判断冰箱的内部温度Tref被充分降低，并且冰箱内部被充分冷却。图22是示出当电费率较高时图19的冰箱中的间接冷气排放的具体控制过程的流程图。图22是如果已经设置了省电费模式(例如，通过用户)且电力供应时间对应于第一时间段的流程图。如果电力供应时间对应于第二时间段，虽然通过用户设置了省电费模式，也不会进行图22的控制过程。在下文中，将参照图22对间接冷气排放的控制过程进行描述。图22的流程类似于图21的流程，但是其与图21的流程的不同之处在于对冰箱内部的冷却是间接进行的。也就是说，图22的间接冷气排放采用热存储装置170没有暴露于冰箱内部的方法，因此，可使用分离的鼓风风扇142通过利用存储在热存储装置170中的能量将冷气排放至冰箱内部。将省略图22的操作中与图21的操作相同的操作，并仅对图22的操作中不同于图21的操作进行描述。在步骤S1084中，通过冰箱内部温度传感器104测量冰箱的内部温度TMf。如果所测量的冰箱的内部温度TMf高于冰箱的设置内部温度的允许范围界限值Tset+Tdiff,可判断有必要冷却冰箱内部。此后，在步骤S1094中，运行鼓风风扇142以将来自存储在热存储装置170中的能量的冷气供应至冰箱内部。鼓风风扇142可在热存储装置170和冰箱中产生强制对流，从而使冰箱内部冷却。图23是示出根据图13的实施例的冰箱部件基于时间的运行的曲线图。在下文中，将参照图14和图23对冰箱部件基于时间的运行的曲线图进行描述。可以间歇地运行压缩机110，然后，如果选择了省电费模式则停止压缩机110的运行，并判断当前时间对应于其中电力收费高的第一时间段。冰箱的内部温度会基于压缩机110是否运行而升高或降低，并且如果停止压缩机110的运行且已经过了指定时间，冰箱的内部温度会升高至临界温度Traitic;al。如果冰箱的内部温度升高至临界温度Traitic;al，运行压缩机110以使冰箱的内部温度降低。可以将路径引导单元108设置至位置A或位置B。如果将路径引导单元108设置至位置A，制冷剂在通过蒸发器140之后被引导至热存储装置170，因此，相对较小量的冷气能量存储在热存储装置170中。这里，术语“相对”可指与将路径引导单元108设置至位置B的情况进行比较。因此，相比于路径引导单元108将制冷剂引导至位置A时热存储装置170的温度，如果路径引导单元108将制冷剂引导至位置B，那么热存储装置170的温度以更高的梯度被降低。如果将路径引导单元108设置至位置B，则制冷剂不被引导至蒸发器140，因此，冰箱的内部温度升高。 图24是示出根据图15的一个实施例的冰箱部件基于时间的运行的曲线图。为了便于说明，仅对图24的操作中不同于图23的操作进行描述。在下文中，将参照图15和图24对根据第二实施例的前一个变型的冰箱部件基于时间的运行进行描述。参见图24，可通过路径弓丨导单元108将制冷剂引导至位置A或位置B。如果将制冷剂引导至位置A，那么制冷剂不通过热存储装置170，因此，不会再次充满热存储装置170。因此，如果阀位于位置A处，则热存储装置170的温度不会降低，反而会升高，只有冰箱的内部温度得以降低。另一方面，如果阀位于位置B处，制冷剂依序通过蒸发器140和热存储装置170，因此，同时进行冰箱内部冷却和热存储装置170内的冷气存储。因此，在相应的时段内冰箱的内部温度和热存储装置170的温度同时降低。如果将阀设置至位置B，那么制冷剂的内部温度降低的梯度小于当将阀设置至位置A时制冷剂的内部温度的降低梯度。图25是示出根据图16的实施例的冰箱部件基于时间的运行的曲线的图。为了便于说明，仅对图25的操作中不同于图23的操作进行描述。在下文中，将参照图16和图25对根据第二实施例的后一个变型的冰箱部件基于时间的运行进行描述。参见图25，可通过路径引导单元108将制冷剂引导至位置A或位置B。如果将制冷剂引导至位置A，冷气存储不是用与图24相同的方式进行的。另一方面，如果路径形成在位置B处，则以不同于图23和图24的方式形成这样的制冷环路，其中制冷剂不通过热存储装置170而是仅通过蒸发器140。也就是说，可将制冷剂引导至热存储装置170以在热存储装置170中进行冷气存储，或者可将其引导至蒸发器140以冷却冰箱内部。因此，如果阀在位置A处形成路径，那么冰箱的内部温度降低但热存储装置170的温度不降低。另一方面，如果阀在位置B处形成路径，热存储装置170的温度降低但冰箱的内部温度不降低。因此，根据第二实施例的该变型，用户可选择性地控制冰箱的内部温度的降低和热存储装置170中的冷气存储。图26是根据本发明的一个实施例的冰箱的方框图。冰箱控制器102可打开/关闭产生空气流动的鼓风风扇171以在蒸发器中进行热交换，或者可调节第一鼓风风扇171的转速。此外，冰箱控制器105可打开/关闭产生空气流动的第二鼓风风扇172以在热存储装置中进行热交换，或者可调节第二鼓风风扇172的转速。冰箱控制器102可运行构成制冷剂环路的压缩机110。此外，冰箱控制器102可控制进行这样的对流的路径，在该对流中使用路径引导单元108产生热交换路径。路径引导单元108可包括将在下文中描述的第一挡板(damper)和第二挡板。虽然将参照图27和图10对它们进行具体描述，第一挡板可打开和关闭路径，使得在隔离的热存储装置中进行热交换，以及第二挡板可打开和关闭路径，使得在隔离的热存储装置和蒸发器中进行热交换。这里，蒸发器可包括第一鼓风风扇171，而热存储装置可包括第二鼓风风扇172。图27是示出根据图26的实施例的冰箱的配置的电路图。蒸发器140可包括产生对流的第一鼓风风扇171。应该理解的是，即使当没有提供第一空气流动风扇171时，也可以基于温度差异而通过自然对流来进行热交换。然而，为了提高蒸发器140与热存储装置170之间的热交换效率，可提供第一鼓风风扇171。此外，可在压缩机110的运行期间运行第一鼓风风扇171。这样做的原因是，当压 缩机Iio运行时，制冷剂通过压缩机110、蒸发器140等进行循环，因此，可通过蒸发器140将冷气排放。冰箱通常包括形成冰箱外表的外壳，以及形成内部空间以容纳食品的内壳180。蒸发器140安装在形成内部空间的内壳180上，以及与内壳180隔离的第一室182可形成在内壳180上。可将热存储装置170容纳在第一室182中，并且可选择地安装第一挡板184使第一室182和内壳180的内部彼此相通。热存储装置170可与通过对流沿制冷环路循环且容纳在蒸发器140中的制冷剂进行热交换，因此而被冷却。也就是说，热存储装置170可以不直接接触沿制冷环路循环的制冷剂或制冷剂沿其流动的管道。相反地，可通过进行基于自然对流或强制对流的热交换来使存储装置170冷却，从而在其中存储能量以供应冷气。也就是说，虽然制冷剂依序通过压缩机110、冷凝器120、毛细管130和蒸发器140以进行制冷循环，如果第一挡板184密封第一室182，那么冷气不能被输送至热存储装置170。因此，不进行热存储装置170内的冷气存储。另一方面，如果第一挡板184打开第一室182，那么可冷却热存储装置170，因此，可将冷气存储在热存储装置170中。如果第一挡板184打开第一室182，可将部分冷气存储在热存储装置170中，因此，不能快速地将冷气供应至内壳180内部。因此，为了快速地使内壳180的内部冷却，第一挡板184可密封第一室182。当有必要选择性地进行这种类型的控制时，其中热存储装置170不吸收冷气且所有产生的冷气被用来冷却冰箱内部，可应用图27的实施例。另一方面，在冰箱的内部温度已经被充分降低之后，第一挡板184可打开第一室182以在热存储装置170中存储冷气能量。另一方面，为了将存储在热存储装置170中的冷气排放至冰箱内部，第一挡板184打开第一室182。此外，可运行安装在邻近热存储装置170的第二鼓风风扇172以在热存储装置170与内壳180之间产生对流，从而促进热交换。特别地，当热存储装置170安装在被密封到指定程度的第一室182中时，通过第二鼓风风扇172产生强制对流。图28是示出根据图27的实施例的一个变型的冰箱的配置的电路图。在下文中，将参照图28对根据第三实施例的冰箱的主要配置进行描述。
本实施例中的冰箱与根据图27的实施例的冰箱的不同点在于热存储装置170和蒸发器140布置在相同的空间中。与内壳180隔离的第二室186可形成在内壳180中。第二室186可容纳蒸发器140和热存储装置170，并且可通过第二挡板188选择性地密封以使其与内壳180的内部隔离。第二室186可以是在冰箱的内壳180与外壳之间的空间。也就是说，在内壳180内没有形成分离的空间，但是可将在内壳180与外壳之间形成的空间用作第二室186而无需改变传统的冰箱结构。参见图28，当制冷剂通过蒸发器140时，所产生的冷气首先冷却布置在第二室186中的热存储装置170。这里，不管第二挡板188是否密封第二室186，热存储装置170都可以冷却。如果第二挡板188使第二室186与内壳180的内部彼此相通，那么从蒸发器140产 生的冷气可冷却内壳180的内部。另一方面，如果第二挡板188从内壳180的内部密封第二室186，那么仅将从蒸发器140产生的冷气输送至热存储装置170，因此，热存储装置170可快速地存储冷气能量。如果运行第一鼓风风扇171，则产生强制对流，因此，可有效地将从蒸发器140产生的冷气输送至热存储装置170和内壳180的内部。另一方面，如果没有运行压缩机110，那么冷气不会通过蒸发器140排放，因此，可排放存储在热存储装置170中的冷气。在这种情况下，可打开第二挡板188以使第二室186和内壳180内部彼此相通。此外，可运行第一鼓风风扇171以在安装在第二室186内的热存储装置170与内壳180内部的空气之间产生对流，从而在其间进行热交换。然而，如果安装在邻近热存储装置170的第二鼓风风扇172是分开设置的，那么可运行第二鼓风风扇172以进行冷气排放而无需运行第一鼓风风扇171。由于第二鼓风风扇172安装得比第一鼓风风扇171更靠近热存储装置170，因此，可运行第二鼓风风扇172以排放存储在热存储装置170中的冷气。当有必要进行优先在热存储装置170中存储冷气而不是降低冰箱的内部温度的过程时，可应用图28的实施例的变型。如此处广泛描述和具体体现的那样，根据本公开的冰箱可通过区别高电费率时段和低电费率时段来控制电力消耗率，从而降低与电力有关的成本。根据本发明的冰箱采用通过传导来冷却热存储装置的相变材料的方法，并且该方法可用于相变材料的数量较大、并且与热存储装置的冷气排放时间相比热存储装置的冷气存储时间不够充足之时。如果通过传导进行相变材料的冷却，那么可直接进行热交换，因此，可将用于产生冷气的能量更有效地存储在相变材料中。此外，可将通过对流将热存储装置的冷却应用到热存储装置未在结构上暴露于冰箱内部的情况，或者由于热存储装置暴露于冰箱内部使得冰箱的内部容积减少而造成诸多弊端的情况。可将通过传导冷却热存储装置应用到相变材料的熔点很低且不便通过基于传导的间接冷却进行冷气存储的情况。此外，根据本发明的冰箱可包括用以输送热存储装置的冷气的分离的热交换器或蒸发单元，以提高热存储装置的冷气输送效率。特别地，如果蒸发单元被用于从热存储装置输送冷气，可能没必要增加部件以将热存储装置暴露于冰箱内部，因此，降低了设计变更的必要性。在一个实施例中，冰箱可包括压缩机，用于压缩制冷剂；冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述制冷剂；毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述制冷剂的温度和压力；蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述制冷剂；热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能；能量管理装置，用于接收电费率信息；以及控制器，配置为基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述压缩机。当不运行所述压缩机时，所述控制器控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却。所述冰箱还包括与所述热存储单元进行热交换以提供辅助冷却的第二制冷剂，其中所述控制器基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述第二制冷剂的流动。当所述电费率信息低于规定量值时，所述控制器可限制所述第二制冷剂的流动。所述热存储装置可被耦接至所述蒸发器的出口。热交换器可通过引导管而被耦接至所述热存储装置，所述第二制冷剂通过所述引导管而循环于所述热存储装置与所述热交换器之间。可在所述引导管处设置阀门以控制所述第二制冷剂的流动，其中所述热存储装置、所述 热交换器、所述引导管和所述阀门形成热对流，通过所述热对流，所述第二制冷剂基于对流而循环。可设置进气管以使所述第二制冷剂循环于所述热存储装置与所述蒸发器之间。此夕卜，阀门可被耦接至所述冷凝器的出口，并被配置为在第一路径和第二路径之间改变所述制冷剂的流路，其中所述毛细管设置在所述第一路径中，而第二毛细管和所述热存储装置设置在所述第二路径中。阀门可被配置为改变所述第一制冷剂的路径，其中所述控制器基于从所述能量管理装置接收的电费率信息来控制所述阀门。所述控制器控制所述阀门以给所述第一制冷剂设置路径，从而当电费率高于第一规定量值时利用所述热存储装置提供辅助冷却，或者给所述第一制冷剂设置路径，从而当电费率低于第二规定量值时在所述热存储装置中存储热倉泛。可提供降低从所述阀门流入的制冷剂的温度和压力的第二毛细管，其中所述毛细管可被耦接至所述阀门的第一出口，而所述第二毛细管被耦接至所述阀门的第二出口。已经通过所述第二毛细管的制冷剂和已经通过所述蒸发器的制冷剂可以混合，或者控制它们独立流动，并且可被弓I导至所述热存储装置。所述阀门可被耦接至所述蒸发器的输出端，所述阀门的第一出口被耦接至所述热存储装置，而所述阀门的第二出口被耦接至旁路管。所述旁路管相对于所述制冷剂的循环方向而与所述热存储装置并列布置。所述阀门可被设置为从所述冷凝器接收制冷剂，且所述毛细管可被耦接至所述阀门的第一出口，而第二毛细管和所述热存储装置可被耦接至所述阀门的第二出口。所述热存储装置相对于所述制冷剂的循环方向而与所述蒸发器并列布置。在一个实施例中，冰箱可包括压缩机，用于压缩在第一冷却环路中流动的第一制冷剂；冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述第一制冷剂；毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述第一制冷剂的温度和压力；蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述第一制冷剂；热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能；第二制冷剂，用于与所述热存储装置进行热交换以冷却冷藏室；能量管理装置，用于接收电费率信息；以及控制器，配置为基于从所述能量管理装置接收的所述电费率信息来控制所述压缩机。其中当不运行所述压缩机时所述控制器可控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却，并且基于从所述能量管理装置接收的所述电费率信息来控制所述第二制冷剂的流动。所述第一制冷剂和第二制冷剂为在分离的冷却环路中流动的不同的制冷剂。所述热存储装置可被耦接至将热能从所述热存储装置输送至所述冷藏室的热对流以提供辅助冷却，通过对流，所述第二制冷剂在所述热对流中循环。当所述电费率高于规定水平时，所述控制器进行所述热对流。在一个实施例中，冰箱可包括压缩机，用于压缩制冷剂；冷凝器，用于冷凝通过 所述压缩机的所述制冷剂；毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述制冷剂的温度和压力；蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述制冷剂；热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能；阀门，配置为改变所述制冷剂的流路；能量管理装置，用于接收电费率信息；以及控制器，配置为基于从所述能量管理装置接收的所述电费率信息来控制所述压缩机。在此实施例中，其中当不运行所述压缩机时所述控制器控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却，并且基于从所述能量管理装置接收的所述电费率信息来控制所述阀门。在一个实施例中，冰箱可包括压缩机，用于压缩第一制冷剂；冷凝器，用于冷凝已经通过所述压缩机的所述第一制冷剂；毛细管，用于降低已经通过所述冷凝器的所述第一制冷剂的温度和压力；蒸发单元，用于蒸发已经通过所述毛细管的所述第一制冷剂；热存储装置，通过与沿制冷环路循环的所述第一制冷剂进行热交换而被冷却；能量管理装置，基于从外部提供的电力信息运行省电费模式以节省电力收费；以及冰箱控制器，配置为基于从所述能量管理装置输送的电力信息来控制所述压缩机，其中所述电力信息是与电力收费改变时的电力供应时间有关的信息。所述冰箱还可包括使用存储在热存储装置中的冷空气冷却冰箱内部的第二制冷齐U，并且所述冰箱控制器可基于从能量管理装置输送的电力信息控制第二制冷剂。当电力收费相对较低时，冰箱控制器可对第二制冷剂的流动加以限制。热存储装置可布置在蒸发单元的后端。所述冰箱还可包括通过弓I导管连接至热存储装置并和热存储装置一起进行第二制冷剂循环的热交换器。调节基于热对流的第二制冷剂循环的开关阀可以设置在引导管中。进口管(第二制冷剂沿其流动而循环)可以设置在热存储装置与蒸发单元之间。冰箱还可包括分流已经通过冷凝器的制冷剂的第一变向阀，以及安装在第一变向阀之后的分支毛细管，并且热存储装置可被布置在分支毛细管的后端。冰箱还可包括改变第一制冷剂的路径的路径引导单元，并且冰箱控制器可根据从能量管理装置输送的电力信息来控制路径引导单元。冰箱控制器可调节路径引导单元，使得当电力收费相对较低时进行冰箱内部冷却或在热存储装置中存储冷气。路径引导单元可包括在毛细管之前分流制冷剂的第一变向阀，且所述冰箱还可包括使经由第一变向阀分流的制冷剂的温度和压力降低的分支毛细管。已经通过分支毛细管的制冷剂和已经通过蒸发单元的制冷剂可被混合或独立流动，然后被弓I导至热存储装置。路径引导单元可包括在蒸发单元之后分流制冷剂的第二变向阀，以及冰箱还可包括引导经由第二变向阀分流的制冷剂的旁路管。所述旁路管可基于制冷环路的方向而与热存储装置并列布置。路径引导单元可包括分流已经通过冷凝器的制冷剂的第一变向阀，冰箱还可包括安装在第一变向阀之后的分支毛细管，并且热存储装置可布置在分支毛细管的后端。热存储装置可基于制冷环路的方向而与蒸发单元并列布置。根据本发明的另一方面，一种冰箱的控制方法包括判断是否选择了冰箱的省电费模式，并且基于对是否选择了省电费模式的判断，当电力收费相对较高时，停止压缩机的运行，并利用存储在热存储装置中的冷气来冷却冰箱内部。在冰箱内部的冷却中，可通过不同于经由压缩机循环的第一制冷剂的第二制冷剂来输送冷气。当电力收费相对较低时，可进行运行压缩机以将冷气供应至冰箱内部或在热存储装置中存储冷气的常规操作。在常规操作中，可选择性地进行冰箱内部的冷气供应和热存储装置中的冷气存储。
说明书中所涉及的“一实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等，其含义是结合实施例描述的特定特征、结构、或特性均包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中出现于各处的这些短语并不一定都涉及同一个实施例。此外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为其落在本领域技术人员结合其它实施例就可以实现这些特征、结构或特性的范围内。尽管对实施例的描述中结合了其中多个示例性实施例，但可以理解的是本领域技术人员完全可以推导出许多其它变化和实施例，并落入本公开内容的原理的精神和范围之内。尤其是，可以在该公开、附图和所附权利要求的范围内对组件和/或附件组合设置中的设置进行多种变化和改进。除组件和/或设置的变化和改进之外，其他可选择的应用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。
权利要求
1.一种冰箱，包括 压缩机，用于压缩制冷剂； 冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述制冷剂； 毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述制冷剂的温度和压力； 蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述制冷剂； 热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能； 能量管理装置，用于接收电费率信息；以及 控制器，被配置为基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述压缩机， 其中当不运行所述压缩机时，所述控制器控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却。
2.根据权利要求I所述的冰箱，还包括第二制冷剂，与所述热存储单元进行热交换以提供辅助冷却，其中所述控制器基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述第二制冷剂的流动。
3.根据权利要求2所述的冰箱，其中当所述电费率信息低于规定量值时，所述控制器限制所述第二制冷剂的流动。
4.根据权利要求2所述的冰箱，其中所述热存储装置被耦接至所述蒸发器的出口。
5.根据权利要求4所述的冰箱，还包括热交换器，通过引导管被耦接至所述热存储装置，所述第二制冷剂通过所述引导管循环于所述热存储装置与所述热交换器之间。
6.根据权利要求5所述的冰箱，还包括被设置在所述引导管处以控制所述第二制冷剂的流动的阀门，其中所述热存储装置、所述热交换器、所述引导管和所述阀门形成热对流，通过所述热对流，所述第二制冷剂基于对流而流动。
7.根据权利要求4所述的冰箱，其中设置进口管，用于使所述第二制冷剂循环于所述热存储装置与所述蒸发器之间。
8.根据权利要求2所述的冰箱，还包括被耦接至所述冷凝器的出口且被配置为在第一路径和第二路径之间改变所述制冷剂的流路的阀门，其中所述毛细管被设置在所述第一路径中，而第二毛细管和所述热存储装置被设置在所述第二路径中。
9.根据权利要求I所述的冰箱，还包括被配置为改变所述第一制冷剂的路径的阀门，其中所述控制器基于从所述能量管理装置接收的电费率信息来控制此阀门。
10.根据权利要求9所述的冰箱，其中所述控制器控制所述阀门以给所述第一制冷剂设置路径，从而当电费率高于第一规定量值时利用所述热存储装置提供辅助冷却，或者给所述第一制冷剂设置路径，从而当电费率低于第二规定量值时在所述热存储装置中存储热倉泛。
11.根据权利要求9所述的冰箱，还包括降低从所述阀门流出的所述制冷剂的温度和压力的第二毛细管，其中所述毛细管被耦接至所述阀门的第一出口，而所述第二毛细管被耦接至所述阀门的第二出口。
12.根据权利要求11所述的冰箱，其中已经通过所述第二毛细管的所述制冷剂和已经通过所述蒸发器的所述制冷剂被混合或被控制而独立流动，并被引导至所述热存储装置。
13.根据权利要求10所述的冰箱，其中所述阀门被耦接至所述蒸发器的输出端，所述阀门的第一出口被耦接至所述热存储装置，而所述阀门的第二出口被耦接至旁路管。
14.根据权利要求13所述的冰箱，其中所述旁路管相对于所述制冷剂的循环方向而与所述热存储装置并列布置。
15.根据权利要求9所述的冰箱，其中所述阀门被设置为从所述冷凝器接收制冷剂，且所述毛细管被耦接至所述阀门的第一出口，而第二毛细管和所述热存储装置被耦接至所述阀门的第二出口。
16.根据权利要求15所述的冰箱，其中所述热存储装置相对于所述制冷剂的循环方向而与所述蒸发器并列布置。
17.—种冰箱,包括 压缩机，用于压缩在第一冷却环路中流动的第一制冷剂； 冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述第一制冷剂； 毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述第一制冷剂的温度和压力； 蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述第一制冷剂； 热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能； 第二制冷剂，用于与所述热存储装置进行热交换以冷却冷藏室； 能量管理装置，用于接收电费率信息；以及 控制器，被配置为基于从所述能量管理装置处接收的电费率信息来控制所述压缩机， 其中当不运行所述压缩机时所述控制器控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却，并且基于从所述能量管理装置接收的所述电费率信息来控制所述第二制冷剂的流动。
18.根据权利要求17所述的冰箱，其中所述第一制冷剂和第二制冷剂为流动于分离的冷却环路中的不同的制冷剂。
19.根据权利要求17所述的冰箱，其中所述热存储装置被耦接至将热能从所述热存储装置输送至所述冷藏室的热对流以提供辅助冷却，通过对流，所述第二制冷剂在所述热对流中循环，以及其中当所述电费率高于规定水平时，所述控制器进行所述热对流。
20.—种冰箱,包括 压缩机，用于压缩制冷剂； 冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述制冷剂； 毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述制冷剂的温度和压力； 蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述制冷剂； 热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能； 阀门，被配置为改变所述制冷剂的流路； 能量管理装置，接收电费率信息；以及 控制器，被配置为基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述压缩机， 其中当不运行所述压缩机时所述控制器控制所述热存储装置的运行以提供辅助冷却，并且基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述阀门。
全文摘要
本文公开了一种冰箱。所述冰箱包括压缩机，用于压缩制冷剂；冷凝器，用于冷凝通过所述压缩机的所述制冷剂；毛细管，用于降低通过所述冷凝器的所述制冷剂的温度和压力；蒸发器，用于蒸发通过所述毛细管的所述制冷剂；热存储装置，用于辅助冷却，所述热存储装置与所述制冷剂进行热交换以存储热能；能量管理装置，接收电费率信息；以及控制器，被配置为基于从所述能量管理装置处接收的所述电费率信息来控制所述压缩机。当不运行所述压缩机或者当电费率相对较高时，所述控制器可控制所述热存储装置的运行以给所述冰箱提供辅助冷却。
文档编号F25D11/00GK102967101SQ20121031529
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者李泰喜, 李相奉, 尹皙俊, 尹宁焄, 曹逸铉 申请人:Lg电子株式会社