专利名称：具有高效、多蒸发器循环的冰箱操作控制电路的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种冰箱的操作控制电路及其控制方法，特别是涉及一种在冷冻室和冷藏室内各有一个蒸发器和一个风扇的冰箱的操作控制电路及其控制方法。
通常，一台冰箱包含有制冷温度不同的二个室，即冷冻室和冷藏室。为了冷却这二个室，冰箱具有一些实现制冷循环的部件，其中，在这二个室中的任一个室内安装有一台蒸发器，通过与这二室内的空气进行热交换使室内降温。靠近该蒸发器，设置有风扇，把通过交换所产生的冷空气吹入二个室内。
图1A所示的是现有的冰箱1的简图，它包括一个冷冻室2和一个冷藏室3，二者互相分隔开。在冷冻室2的后壁处，装有一个蒸发器4，在蒸发器4的上方有一风扇5。此外，冰箱1还包括气流通道6和6′，通道6把蒸发器4产生的冷空气导入各室，通道6′把各室内的空气导向蒸发器4。
图1B是冰箱1的制冷循环图，通常这是一个由压缩机7、冷凝器8、毛细管9和上面所说的蒸发器4所组成的闭合回路，这些部件通过一根制冷剂管互相连接，压缩机7把制冷剂压缩成高温高压状态，压缩后的制冷剂在冷凝器8内通过与周围的空气进行热交换而冷凝，冷凝的制冷剂在毛细管9内膨胀。制冷循环的工作液，即制冷剂在压缩机7内被压缩，在冷凝器8内冷凝，在毛细管9内膨胀，然后在蒸发器4中被蒸发。制冷剂在蒸发器4中被蒸发时吸收冰箱1内的在风扇5的作用下流经蒸发器4的空气中的热量，然后变成气体。
然而，由于这种现有的冰箱包括一个蒸发器和一台风扇，因此难以控制温度不同的二个室，也就是说，冷冻室应维持在保持食物冷冻所需的温度(如-21℃-15℃)，冷藏室应该维持在为保持食物冷藏所需的另一个温度(如-1℃6℃)。因此，为了用一个蒸发器使二个室制冷到各自所需的温度，现有的冰箱有一个复杂的控制系统。也就是说，它的结构复杂，并且难以对各室的温度分别控制。此外，由于只有一个蒸发器，制冷能力受到限制，就存在冷冻室和冷藏室不能快速制冷和各室内每个温度变化不能很快被调整(例如所装物量变化，周围空气温度变化)的问题。考虑到这些问题，必须使每个室内设定的温度变化减到最小，当然更应该使冰箱内部结构简化。
本发明的目的是提供一种用于冰箱的操作控制电路及其控制方法，使之能够分别控制冷冻室和冷藏室的温度。
本发明的另一个目的是提供一种用于冰箱的操作控制电路及其控制方法，在冰箱的冷冻室和冷藏室内各装有一个蒸发器和一台风扇，可选择地操作其中任何一台风扇，这样能够减少由过多的运行所引起的电能的消耗。
本发明的又一个目的是提供一种用于冰箱的操作控制电路及其控制方法，其分别控制冷冻室和冷藏室各自的温度。因此能够使带有空气通道的中间隔壁的结构简化。
本发明的再一个目的是提供一种用于冰箱的操作控制电路及其控制方法，其按照冷冻室和冷藏室的温度驱动压缩机，当压缩机运行时，按照冷冻室和冷藏室的温度选择二个室中的任何一台风扇运转，由此能提高运行效率并减少能量的消耗。
按照本发明，一种冰箱的操作控制电路包括一个冷冻室和一个冷藏室，二者互相分隔并被冷却到不同的温度；第一蒸发器和第二蒸发器，它们分别被安装在冷冻室和冷藏室中；一个冷冻温度传感器，用于检测冷冻室的温度；一个冷藏温度传感器，用于检测冷藏室的温度；分别安装在冷冻室和冷藏室中的第一和第二风扇，二者并联连接到交流电源上；一台压缩机，与交流电源相连；第一开关，用于接通和关闭压缩机、第一和第二风扇；第二开关，当压缩机由第一开关接通时，由第二开关选择接通第一和第二风扇之中的任一台；一个控制部分，用于按照上述温度传感器检测到的温度来控制第一和第二开关，从而，可以有选择地冷却冷冻室和冷藏室之中的任何一个；同样，按照本发明的一种冰箱控制方法，有第一和第二温度传感装置，二者分别安装在二个被冷却到不同温度的第一室和第二室，在第一和第二室中装有第一风扇和第二风扇，第一开关装置用于接通压缩机和关闭压缩机及风扇，第二开关装置用于当压缩机由第一开关接通时，来选择接通第一和第二风扇之中的任一台，有一个控制部分，用来控制第一和第二开关装置，该方法包括下列步骤在每个预定的时间从温度传感器提供的数据读出第一室和第二室的温度数据；把检测到的第一室的温度与由用户决定的第一设定温度相比较；在上述比较步骤中，如果第一室的温度低于第一设定温度，控制第一开关装置，使压缩机和风扇关闭；如果在上述比较步骤中第一室的温度高于第一设定温度，把检测到的第二室的温度与由用户决定的第二设定温度相比较；如果在比较第二室温度的步骤中，第二室的温度高于第二设定温度，控制第一和第二开关装置，接通压缩机和第二风扇；如果在比较第二室温度的步骤中，第二室的温度低于第二设定温度，控制第一和第二开关装置，接通压缩机和第一风扇。该控制方法由控制部分完成。
下面将结合附图对本发明作详细解释。
图1A是传统冰箱的侧面剖视图，图1B是传统冰箱采用的制冷循环图；图2A是本发明的冰箱的侧面剖视图，图2B是本发明的冰箱采用的制冷循环图；图3示出了本发明的一个实施例的操作控制电路；图4是按照本发明的一个实施例的操作控制电路的流程图；图5示出了按照本发明的另一个实施例的操作控制电路；图6是按照本发明的另一个实施例的操作控制电路的流程参看图2A，冰箱10包括冷冻室20和冷藏室30，二者互相分开，以使每个室内的冷空气不混合。在冷冻室20的后壁装有第一蒸发器21，在冷藏室30的后壁装有第二蒸发器31，第一蒸发器21和第二蒸发器31由制冷剂管40相互串接，这可以从图2B的制冷循环中看到。本发明所用的制冷循环包括一台压缩机41、冷凝器42、第一蒸发器21和第二蒸发器31以及毛细管43，这些部件通过制冷剂管40互相连接形成一个闭合回路。由于第一和第二蒸发器21和31互相串接，从第一蒸发器21出来的制冷剂流入第二蒸发器31。这样，制冷剂在压缩机41中被压缩，在冷凝器42内冷凝，然后在毛细管43内膨胀。膨胀后的制冷剂流经第一蒸发器21，一部分被蒸发，剩余部分流经第二蒸发器31时被气化，由此，在每个室内完成了热交换。制冷剂以气体状态流入压缩机41，从而完成制冷循环。在压缩机41运转期间制冷循环重复进行。这里要注意，第一和第二蒸发器21、31有它们自己固有的尺寸和能力，这种尺寸和能力应设计成与它们的体积和控制温度相匹配。
另一方面，第一风扇22安装在冷冻室20的第一蒸发器21的附近，第二风扇32安装在冷藏室30的第二蒸发器31的附近，第一风扇22和第二风扇32按照压缩机41的运转而运转，使得第一蒸发器21和第二蒸发器31分别与在冷冻室20和在冷藏室30内循环的空气进行热交换。此时，每个室的温度被控制在预定的温度。第一和第二风扇22、32彼此并联地与交流电源连接。
因此，本发明除了一块使冷冻室20与冷藏室30互相分隔开的中间隔板26外不需要任何附加构件，换句话说，在中间部分26上不必设冷空气流动通道，并且取消了在冰箱后壁构成的冷气流动通道中的管道和风门，这意味着简化了冰箱的结构。
图3示出了按照本发明的一个实施例控制冰箱运行的操作控制电路。该操作控制电路有一台微处理器50和与微处理器的输出部分相连的第一和第二继电器51和52，上述微处理器包括一个冷冻温度调节器23，用于设定冷冻室20的温度；一个冷藏温度调节器33，用于设定冷藏室30的温度；和一个用于检测冷冻室20的温度的冷冻温度传感器24，一个用于检测冷藏室30的温度的冷藏温度传感器34，它们与微处理机的输入部分相连。冷冻温度调节器23装在该冰箱的控制板上(没标出)，以把冷冻室20的温度设定在适合食品冷冻储藏的温度，冷冻储藏温度的设定范围是-15℃～-21℃。一般来说，用户常在这一范围内预定冷冻室20的温度，实际上，是在-21℃(属于强冷冻)、-18℃(中度冷冻)和-15℃(弱冷冻)之中任选一个温度作为冷冻室20的设定温度。冷藏温度调节器33装在该冰箱的一块控制板上(没标出)，用以把冷藏室30的温度设定在适合食品冷藏的温度，冷藏温度的设定范围是-1℃～6℃。一般来说，用户常在这一范围内预定冷藏室30的温度，实际上，是在-1℃(属于强冷藏)、3℃(中度冷藏)和6℃(弱冷藏)之中任选一个作为冷藏室30的设定温度。第一开关SW1的一端连接到交流电源AC上并按照第一继电器51的动作接通/断开，第一开关SW1的另一端与压缩机41的一端及第二开关SW2相连接，第二开关SW2有触点a和触点b，触点a使第一风扇22与第一开关SW1相连接，触点b使第二风扇32与第一开关SW1相连接。第一和第二风扇22、32通过第二开关SW2互相并行相联。第一和第二开关SW1、SW2分别受控制部分50的第一和第二继电器51、52的控制，即，当冷冻温度传感器24检测到的冷冻室20的温度高于冷冻室20的设定温度时，第一开关SW1接通，当测得的温度低于设定温度时，第一开关SW1断开。当冷藏温度传感器34测得冷藏室30的温度高于冷藏室30的设定温度时，第二开关SW2与触点b相连，使得第一风扇22断开，而第二风扇32接通，或者当测得的温度低于设定温度时，第二开关SW2与触点a相连，使得第一风扇22接通，而第二风扇32断开。图3中所示的操作控制电路按首先使冷藏室30降温的控制方法运行，因此必需具有与冷藏室30的容量和冷却速度匹配的第二蒸发器31，据此，冷藏室30首先被迅速降温，然后冷冻室20被降温。
按照本发明的一个实施例，如图4所示，微处理器50按下面的步骤参照冷冻室温度控制操作控制电路在101步，每隔预定的时间微处理器50从冷冻和冷藏温度传感器24和34提供的数据读出冷冻室20和冷藏室30的温度数据TF和TR，也就是说，由温度传感器24和34检测出冷冻室20和冷藏室30的温度TF和TR，然后输入微处理器50进行检查。从101步进入102步，把检测到的冷冻温度TF与用户通过温度调节器23设定的第一设定温度TFS进行比较。在103步，如果检测到的冷冻温度TF大于第一设定温度，把检测到的冷藏温度TR与用户通过温度调节器33设定的第二设定温度TRS进行比较。如果检测到的冷藏温度TR超过第二设定温度TRS，控制程序进入104步，启动第二继电器52，使压缩机41和第二风扇32接通，第一风扇22断开。反之，如果检测到的冷藏温度TR低于第二设定温度TRS，控制程序进入105步，启动第二继电器52，使压缩机41和第一风扇22接通，第二风扇32断开。于是，可选择地使第一和第二风扇22和32中的任一个运转。在压缩机41和第一风扇22、第二风扇32运转期间，如果在102步检测到的冷冻温度TF低于第一设定温度TFS，控制程序进入106步，断开第一继电器51，使第一开关SW1断开，于是，压缩机41和第一风扇22、第二风扇32同时停转。
按照本发明的第二个实施例，如图5和6所示，操作控制电路按下面所述来控制冷藏室温度系统该操作控制电路有一台微处理器50和与它的输出部分相连的第一和第二继电器51和52，上述微处理器包括一个冷冻温度调节器23，用于设定冷冻室20的温度；一个冷藏温度调节器33，用于设定冷藏室30的温度；和一个用于检测冷冻室20的温度的冷冻温度传感器24，一个用于检测冷藏室30的温度的冷藏温度传感器34，它们均与微处理器的输入部分相接。冷冻温度调节器23装在该冰箱的一块控制板上(没标出)，以把冷冻室20的温度设定在适合食品冷冻储藏的温度，冷冻储藏温度的设定范围是-15℃～-21℃。一般来说，用户常在这一范围内预定冷冻室20的温度，实际上，是在-21℃(属于强冷冻)、-18℃(中度冷冻)和-15℃(弱冷冻)之中任选一个作为冷冻室20的设定温度。冷藏温度调节器33装在该冰箱的一块控制板上(没标出)，用以把冷藏室30的温度设定在适合食品冷藏的温度，冷藏温度的设定范围是-1℃～6℃，一般来说，用户常在这一范围内预定冷藏室30的温度，实际上，是在-1℃(属于强冷藏)、3℃(中度冷藏)和6℃(弱冷藏)之中任选一个作为冷藏室30的设定温度。
图5中所示的操作控制电路按首先使冷冻室20降温的控制方法运行，因此必需具有与冷冻室20的容量和冷却速度匹配的第一蒸发器21，据此，冷冻室20首先被迅速降温，然后冷藏室30被降温。
第一开关SW1的一端连接到交流电源AC上并按照第一继电器51的动作接通/断开，第一开关SW1的另一端与压缩机41及第二开关SW2的一端相连接，第二开关SW2有一个触点a和触点b，触点a使第二风扇32与第一开关SW1相连接，触点b使第一风扇22与第一开关SW1相连接。第一和第二风扇22、32通过第二开关SW2互相平行相连接。第一和第二开关SW1、SW2分别受控制部分50的第一和第二继电器51、52的控制，即，当冷藏温度传感器34测到的冷藏室30的温度高于冷藏室30的设定温度时，第一开关SW1接通，当测得的温度低于设定温度时，第一开关SW1断开。当冷冻温度传感器24测得冷冻室20的温度高于冷冻室20的设定温度时，第二开关SW2与触点b相连，使得第一风扇22接通，而第二风扇32断开，或者当测得的温度低于设定温度时，第二开关SW2与触点a相连，使得第一风扇22断开，而第二风扇32接通。
按照本发明的第二个实施例，如图6所示，微处理器50按下面的步骤控制冷藏室温度的操作控制电路在111步骤中，每隔预定的时间微处理机50通过冷冻和冷藏温度传感器24和34所提供的数据读出冷冻室20和冷藏室30的温度数据TF和TR，也就是说，由温度传感器24和34检测出冷冻室20和冷藏室30的温度TF和TR，然后输入微处理器50进行检查。从111步进入112步，把检测到的冷藏温度TR与用户通过温度调节器33设定的第二设定温度TRS进行比较。在113步，如果检测到的冷藏温度TR高于第二设定温度，把检测到的冷冻温度TF与用户通过温度调节器23设定的第一设定温度TFS进行比较。如果检测到的冷冻温度TF超过第一设定温度TFS，控制程序进入104步，启动第二继电器52，使压缩机41和第一风扇22接通，第二风扇32断开。反之，如果检测到的冷冻温度TF低于第一设定温度TFS，控制程序进入115步，启动第二继电器53使压缩机41和第二风扇32接通，第一风扇22断开。因此，可选择第一和第二风扇22和32中的任一个运转。在压缩机41和第一风扇22、第二风扇32运转期间，如果在112步检测到的冷藏温度TR低于第二设定温度TRS，控制程序进入116步，中断第一继电器51使第一开关SW1断开，因此，压缩机41和第一风扇22、第二风扇32同时停转。
如上面所述，本发明可以任选第一和第二风扇22和23中的一台运转，因此，减少了由多余操作所引起的能量消耗，此外，本发明把制冷剂用量减到最少，并且由于是根据冷冻室和冷藏室的温度来接通/断开压缩机和根据传感器检测到的冷冻和冷藏温度来选择运转安装在冷冻室的第一风扇和安装在冷藏室的第二风扇中的任一台，这种高效的操作控制减少了能量消耗。本发明由于选择性运转能够使冷冻室和冷藏室中任一室降温，由于省去了任何气流通道而简化了结构。
权利要求
1.一种控制冰箱运转的操作控制电路，该冰箱具有至少二个互相分隔开的被冷却到不同温度的第一和第二室，一个向电子装置提供所需电源的交流电源，一台压缩制冷剂的压缩机，一个冷凝被压缩的制冷剂的冷凝器，一个膨胀被冷凝的制冷剂的毛细管，所说的操作控制电路包括第一蒸发器和第二蒸发器，它们分别安装在各个室并通过毛细管与压缩机连接；第一温度传感器，用于检测第一室的温度；第二温度传感器，用于检测第二室的温度；第一和第二风扇，分别安装在第一和第二室中，二者并联连接到交流电源上；第一开关装置，安装在交流电源、压缩机和二风扇之间，用于接通和关闭压缩机、第一和第二风扇；第二开关装置，安装在第一开关装置和风扇之间，当压缩机由第一开关装置接通时，由第二开关装置选择接通第一和第二风扇之中的任一台；一个控制部分，控制第一开关装置和第二开关装置，并按照温度传感器检测到的温度来选择性地冷却第一室和第二室之中的任何一个。
2.按照权利要求1的所说的操作控制电路，其中控制部分控制第一开关装置，以便当由第一温度传感器测得第一温度高于由用户确定的第一设定温度时，接通压缩机和第二开关装置，当第一温度低于第一设定温度时，断开压缩机和第二开关装置；在压缩机运转时，控制部分还控制第二开关装置，以便当由第二温度传感器测得的第二温度高于由用户确定的第二设定温度时，关闭第一风扇，接通第二风扇，当第二温度低于第二设定温度时，接通第一风扇和关闭第二风扇。
3.按照权利要求1或2所说的操作控制电路，其中由于控制部分根据测到的第二温度来选择性地使第一和第二风扇中的一台运转，第二蒸发器具有与第二室的容量相一致的可能的最大尺寸。
4.一种控制冰箱的操作控制电路运行的方法，该冰箱有第一和第二温度传感装置，二者分别安装在二个被冷却到不同温度的第一室和第二室，在第一和第二室中装有第一风扇和第二风扇，第一开关装置用于接通压缩机和关闭压缩机及风扇，第二开关装置用于当压缩机由第一开关装置接通时，来选择接通第一和第二风扇之中的任一台，还有一个控制部分，用来控制第一和第二开关装置，该方法包括下列步骤每隔预定的时间，从温度传感器提供的数据中读出第一和第二室的温度数据；把检测到的第一室的温度与由用户决定的第一设定温度相比较；在比较步骤中，如果第一室的温度低于第一设定温度，控制第一开关装置，使压缩机和风扇关闭；如果在比较步骤中第一室的温度高于第一设定温度，把检测到的第二室的温度与由用户决定的第二设定温度相比较；如果在比较第二室温度的步骤中，第二室的温度高于第二设定温度，控制第一和第二开关装置，使接通压缩机和第二风扇；如果在比较第二室温度的步骤中，第二室的温度低于第二设定温度，控制第一和第二开关装置，使接通压缩机和第一风扇。
5.按照权利要求4所说的一种控制冰箱的操作控制电路运行的方法，其中在接通压缩机和第二风扇的步骤中控制第二开关装置关闭第一风扇。
6.按照权利要求4所说的一种控制冰箱的操作控制电路运行的方法，其中在接通压缩机和第一风扇的步骤中控制第二开关装置关闭第二风扇。
全文摘要
本发明涉及一种冰箱的操作控制电路和方法，由于在冷冻室和冷藏室内每个都装有一个蒸发器和一台风扇，且每台风扇都可控制，可使每个室快速制冷并减少制冷剂用量及能量的消耗，该发明包括第一蒸发器和第二蒸发器，冷冻温度传感器，冷藏温度传感器，第一和第二风扇，第一开关装置，第二开关装置和一个控制部分。
文档编号F25D11/02GK1132848SQ9512156
公开日1996年10月9日 申请日期1995年11月10日 优先权日1994年11月11日
发明者徐国正 申请人:三星电子株式会社