Охлаждающее устройство и способ управления им - RU2337283C2

Чертежи

Описание

Это изобретение относится к охлаждающему устройству и к способу управления им, в случае которых полезная работа будет увеличена за счет того, что можно избежать ненужных размораживаний, когда закрыта дверца.

Поскольку испаритель систем охлаждения имеет наиболее холодную поверхность внутри камеры, которая в нем расположена, влажный воздух окружающей среды приводит к образованию инея на поверхности испарителя. Иней, накапливаемый на поверхности испарителя, должен быть периодически подвергнут плавлению посредством выполнения процесса размораживания. Период выполнения процесса размораживания определен алгоритмами управления размораживанием, которые основаны на таких параметрах, как количество инея на испарителе, частота открывания и закрывания дверцы холодильника или расход энергии, либо размораживание происходит в пределах заданных, постоянных временных рамок. Эффективность охлаждения будет увеличена, если можно избежать образования инея посредством выполнения процесса размораживания, однако, поскольку работа требует высокого потребления энергии, затраты на повышенный расход энергии отрицательно сказываются на интересах потребителя. Поэтому оптимизация количества процессов размораживания и времени их выполнения обеспечивают пониженный расход энергии.

Количество инея, накапливаемого на испарителе, прямо пропорционально уровню влажности воздуха, который циркулирует в системе охлаждения. Когда уровень влажности высок, накапливание инея увеличивается. Если дверца холодильника остается открытой в течение продолжительного времени, то, поскольку воздух не поступает снаружи внутрь холодильника, уровень влаги, циркулирующей в воздухе, постоянно уменьшается. В этом случае накапливание инея на испарителе занимает более продолжительный период. Чтобы уменьшить расход энергии, когда дверцу в течение длительных периодов удерживают закрытой, разработаны различные способы размораживания.

Согласно патенту США № US 4297852, если дверцу холодильника открывают не часто, то выполняют вспомогательный способ размораживания, при этом размораживание выполняют в соответствии с отношением периода, в течение которого дверцу удерживают открытой, к периоду, в течение которого дверцу удерживают закрытой.

Согласно европейской заявке на патент № ЕР 1070925, если дверцу холодильника в течение длительных периодов удерживают закрытой, выполняют вспомогательный способ размораживания, при этом размораживание осуществляют на основе разности температур испарителя и внутреннего объема холодильника.

Цель настоящего изобретения заключается в создании системы охлаждения и способа управления ею, при которых время размораживания устанавливают таким образом, чтобы снизить затраты пользователя, связанные с потреблением энергии.

Охлаждающее устройство и способ управления им, разработанные для достижения указанной цели, представлены на прилагаемых чертежах, на которых:

фиг.1 - схематический вид охлаждающего устройства;

фиг.2 - технологическая схема выполнения способа управления охлаждающим устройством;

фиг.3 и 4 - технологическая схема альтернативных случаев выполнения способа управления охлаждающим устройством.

Компоненты, представленные на фигурах, по отдельности пронумерованы и перечислены ниже:

1 - охлаждающее устройство;

2 - камера для свежих продуктов;

3 - морозильная камера;

4 - дверца;

5 - компрессор;

6 - испаритель;

7 - блок размораживания;

8 - термометр;

9 - карта управления;

10 - память;

11 - выключатель дверцы.

Охлаждающее устройство (1), предпочтительно холодильник без нарастания инея, содержит камеру (2) для свежих продуктов, в которой хранят продукты и напитки, морозильную камеру (3), в которой продукты хранят замороженными, одну или более дверцы (4), которые обеспечивают доступ к камерам (2 и 3), компрессор (5), который способствует выполнению цикла охлаждения, испаритель (6), который обеспечивает охлаждение внутреннего объема охлаждающего устройства (1) посредством поглощения тепловой энергии, блок размораживания (7), который обеспечивает очистку от инея, накапливаемого на испарителе (6), термометр (8), который обеспечивает возможность измерения температуры внутри камеры (6) для свежих продуктов, один или более выключателей (11) дверец, которые будут разомкнуты, когда дверца открыта, и которые будут замкнуты, когда дверца закрыта, карту управления (9), которая определяет периоды работы блока размораживания (7) на основе постоянных или переменных алгоритмов размораживания и которая обеспечивает задержку периода работы блока размораживания (7), пока температура в камере (2) для свежих продуктов не превысит заданное предельное значение температуры в заданное ожидаемое время, если дверца (4) не открывалась после последнего процесса размораживания, и память (10), которая хранит такую информацию, как алгоритм размораживания, последующее время размораживания и т.д.

Карта управления (9) отслеживает состояние дверцы (4), которая закрывает какую-либо из камер (2 и 3), по положению выключателя (11) дверцы после какого-либо процесса размораживания, выполненного блоком размораживания (7). Время достижения размораживания, определяемое алгоритмом размораживания, хранится в памяти (10). Если дверца (4) открыта перед временем достижения размораживания, другими словами, если выключатель (11) дверцы включен, процесс размораживания выполняют в заданное время. Если дверцу (4) удерживают закрытой, другими словами, если выключатель (11) дверцы неизменно остается выключенным, процесс размораживания будет задержан картой управления (9). Информацию, поступающую от термометра (8), постоянно контролируют; процесс размораживания не происходит, если температура камеры (2) для свежих продуктов не превышает предельного значения температуры. Если температура камеры (2) превышает предельное значение и остается выше этого предельного значения в течение некоторого периода, карта управления (9) обеспечивает приведение в действие блока размораживания (7) и происходит выполнение процесса размораживания. Более продолжительный период сохранения такой температуры камеры (2) для свежих продуктов, которая превышает предельное значение температуры, указывает на повышенное количество инея на испарителе (6) и свидетельствует о необходимости выполнения процесса размораживания.

При описании способа управления охлаждающим устройством (1), который составляет предмет настоящего изобретения, использованы следующие символы:

zd - время достижения размораживания;

Т1 - температура камеры (2) для свежих продуктов;

Ts - предельное значение температуры камеры (2) для свежих продуктов;

z1 - промежуток времени, в течение которого температура камеры для свежих продуктов остается выше предельного значения (Ts) температуры этой камеры (2);

zs - предельный период нагревания камеры (2) для свежих продуктов;

z2 - дополнительная задержка размораживания по времени;

z3 - минимальный промежуток времени между двумя процессами размораживания, когда дверца (4) закрыта.

Предельное значение (Ts) температуры камеры (2) для свежих продуктов, предельный период (zs) нагревания камеры (2) для свежих продуктов, дополнительную задержку (z2) размораживания по времени и минимальный промежуток (z3) времени между двумя процессами размораживания, когда дверца (4) закрыта, будут заданы изготовителем и записаны в памяти (10).

Процессом размораживания охлаждающего устройства (1) управляют следующим образом:

после завершения процесса размораживания вычисляют (101) время (zd) достижения размораживания;

проверяют (102), открыта ли дверца (4);

ожидают (103), пока не будет достигнуто время (zd) размораживания, если дверца открыта;

выполняют (106) процесс размораживания посредством приведения в действие блока размораживания (7);

возвращаются к той стадии, когда рассчитывают (101) время достижения размораживания;

если дверца (4) не открыта, то температуру камеры (Т1) для свежих продуктов, определяемую термометром (8), сравнивают (104) с предельным значением (Ts) температуры камеры (2) для свежих продуктов;

возвращаются к проверке (102), при которой проверяют, закрыта дверца или нет, если температура (Т1) камеры для свежих продуктов ниже предельного значения температуры (Ts) этой камеры (2);

если температура (Т1) камеры для свежих продуктов выше, чем предельное значение температуры (Ts) этой камеры (2), то промежуток времени (z1), в течение которого температура камеры для свежих продуктов остается выше предельного значения температуры (Ts) этой камеры (2), сравнивают (105) с предельным периодом (zs) нагревания камеры (2);

если промежуток времени (z1), в течение которого температура камеры для свежих продуктов остается выше предельного значения температуры (Ts) этой камеры (2), меньше, чем предельный период (zs) нагревания камеры (2), то происходит возврат к проверке (102), при которой проверяют, закрыта дверца или нет;

если промежуток времени (z1), в течение которого температура камеры для свежих продуктов остается выше предельного значения (Ts) температуры этой камеры (2), больше, чем предельный период (zs) нагревания камеры (2), выполняют (106) размораживание посредством приведения в действие блока размораживания (7);

возвращаются к вычислению (101), при котором рассчитывают время достижения размораживания (фиг.2).

В случае еще одного варианта осуществления изобретения, чтобы избежать цикла, при котором могло бы происходить непрерывное размораживание, определяют требуемый минимальный промежуток времени (z3) между последовательными процессами размораживания, когда дверцы (4) закрыты. Если дверца (4) находится в закрытом положении, а выключатель (11) нажат, но все же находится в несколько разомкнутом состоянии, либо в том случае, когда в охлаждающее устройство (1) загружен горячий продукт или охлаждение недостаточно вследствие неисправности (утечки газа и т.д.), то, поскольку температура (Т1) в камере для свежих продуктов всегда будет выше предельного значения (Ts) температуры этой камеры (2), пришлось бы столкнуться с непрерывным циклом размораживания. Чтобы этого избежать, в дополнение к вышеупомянутым стадиям после стадии сравнения (105) промежутка времени (z1), в течение которого температура камеры (2) для свежих продуктов остается выше предельного значения температуры (Ts) этой камеры (2), с предельным временем нагревания (zs) камеры (2), выполняют следующие стадии:

если промежуток времени (z1), в течение которого температура камеры (2) для свежих продуктов остается выше предельного значения (Ts) температуры этой камеры (2), больше, чем предельное время (zs) нагревания камеры (2), проверяют (201), прошел или нет минимальный промежуток времени (z3) между двумя последовательными процессами размораживания, когда дверца (4) закрыта;

возвращаются к проверке (102), при которой проверяют, закрыта дверца или нет, если не закончен минимальный промежуток времени (z3) между двумя процессами размораживания, когда дверца (4) закрыта;

если минимальный промежуток времени (z3) между двумя процессами размораживания закончен, когда дверца (4) закрыта, то выполняют (106) размораживание посредством приведения в действие блока размораживания (7) (фиг.3).

Еще в одном варианте осуществления изобретения после стадии, на которой проверяют (102), открыта дверца или нет, если установлено, что дверца (4) открыта, то:

проверяют (301), достигнуто или нет время (zd) размораживания;

если время (zd) размораживания не достигнуто, то задерживают (103) процесс до следующего времени (zd) размораживания;

если достигнуто следующее время (zd) размораживания, то задерживают (302) процесс на дополнительную задержку размораживания по времени (z2);

выполняют (106) размораживание посредством приведения в действие блока размораживания (7) (фиг.4).

В случае охлаждающего устройства (1), поскольку увеличение уровня влажности не происходит, пока дверцу (4) удерживают закрытой, накапливание инея на испарителе (6) и необходимость размораживания возникают в интервале времени более длительном, чем при обычных условиях работы. Когда дверцы (4) закрыты, процесс размораживания выполняют с учетом температуры (Т1) камеры для свежих продуктов, что приводит к уменьшению процессов размораживания и к снижению затрат пользователя на потребляемую энергию.

Реферат

Изобретение относится к холодильной технике. Охлаждающее устройство имеет карту управления, которая определяет период работы блока размораживания на основе постоянных или переменных алгоритмов размораживания, и которая выполнена с возможностью задерживания периода работы блока размораживания до тех пор, пока температура камеры для свежих продуктов не превысит заданное предельное значение в заданное время, если дверца не открывалась после последнего процесса размораживания. Способ управления охлаждающим устройством позволяет определить время достижения размораживания. Заявленная группа изобретений позволяет снизить затраты пользователя на потребляемую энергию и, как следствие, уменьшить количество процессов размораживания, за счет учета температуры (Т1) камеры для свежих продуктов в течение процесса размораживания, происходящего, когда закрыты дверцы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула