冰箱及其控制方法與流程
2023-10-11 01:02:14 1
本發明涉及冰箱及其控制方法，更詳細地，涉及可簡單地調節冰箱的箱內溫度的冰箱及其控制方法。
背景技術：
通常，冰箱是通過反覆進行製冷循環，來冷卻儲藏室(冷凍室或冷藏室)，從而可在規定期間內新鮮地保存飲食物的裝置。
冰箱包括壓縮機，上述壓縮機以高溫高壓對在製冷循環中循環的製冷劑進行壓縮。在壓縮機中被壓縮的製冷劑在經過熱交換器的過程中產生冷氣，所產生的冷氣將被供給到上述冷凍室或冷藏室。
在以往的冰箱中，用於冰箱的壓縮機可根據冰箱內的溫度值反覆被開啟/關閉。若冰箱內的溫度值在預先設定的溫度以上，則上述壓縮機被開啟(ON)，來驅動製冷循環。相反，若冰箱內的溫度值在預先設定的溫度以下，則由於無需供給冷氣，因而可關閉(OFF)上述壓縮機。
為了控制壓縮機的開啟/關閉，需在冰箱設置主印製電路板，上述主印製電路板用於接收與冰箱的箱內溫度等相關的信息來向壓縮機控制部傳遞相應的指令。但存在設置這種主印製電路板將導致費用增加的問題。
技術實現要素：
本發明用於解決如上所述的問題，本發明的目的在於，提供冰箱及其控制方法，根據上述冰箱及其控制方法，即使未設有用於控制冰箱整體的主印製電路板，即，未設有主微型計算機，也可通過控制壓縮機來調節冰箱的箱內溫度。
並且，本發明的目的在於，提供可有效驅動壓縮機的冰箱及其控制方法。
並且，本發明的目的在於，提供可提供用於運轉壓縮機的簡單的算法。
為了實現上述目的，本發明提供冰箱的控制方法，上述冰箱的控制方法的特徵在於，包括：初期驅動步驟，根據在上一製冷循環中被驅動的壓縮機 的轉速，驅動壓縮機；轉速調整步驟，考慮上述上一製冷循環的運轉率，若運轉率大於第一設定值，則使上述壓縮機的轉速上升，若運轉率小於第二設定值，則使上述壓縮機的轉速下降，若運轉率在上述第一設定值和上述第二設定值之間的範圍內，則維持上述壓縮機的轉速；以及驅動步驟，根據經調整的轉速，驅動壓縮機，上述第一設定值大於上述第二設定值。
可在上述驅動步驟中，驅動壓縮機直到儲藏室的溫度達到設定溫度為止，若儲藏室的溫度達到設定溫度，則停止驅動壓縮機。
本發明的冰箱的控制方法還可包括計算運轉率的步驟，在上述計算運轉率的步驟中，計算已執行的製冷循環的運轉率。
上述計算運轉率的步驟可與上述初期驅動步驟一同執行，或者可在上述初期驅動步驟之後執行上述計算運轉率的步驟。
上述運轉率可以為壓縮機在一個製冷循環內被驅動的時間除以一個製冷循環的整體時間的值。
上述運轉率可以為壓縮機在多個製冷循環內被驅動的時間除以多個製冷循環的整體時間的值。
在本發明的冰箱的控制方法中，若由用於測定儲藏室的溫度的溫度傳感器所測定的溫度脫離設定溫度範圍，則可驅動上述壓縮機。
上述驅動步驟還可包括追加調整轉速的步驟，在上述追加調整轉速的步驟中，在經過設定時間的情況下，使上述壓縮機的轉速上升。
在上一製冷循環中被驅動的壓縮機的轉速可以為以壓縮機在停止之前最後被驅動的方式設定的轉速。
可以以速度相對低的低轉速、速度相對高的高轉速及作為上述低轉速和上述高轉速的中間程度的中等轉速來驅動上述壓縮機。
一個製冷循環可意味著從開始驅動上述壓縮機的時間點起至上述壓縮機的驅動被中斷後重新開始驅動上述壓縮機的時間點為止。
並且，本發明提供冰箱，上述冰箱的特徵在於，包括：驅動部，用於壓縮製冷劑；壓縮機控制部，用於使上述驅動部根據已設定的轉速運轉，來產生製冷力；溫度傳感器，用於測定儲藏室的溫度；以及存儲部，用於存儲在上一製冷循環中被驅動的壓縮機的轉速，上述壓縮機控制部初期以在上一製冷循環被驅動的壓縮機的轉速來驅動上述驅動部，考慮上述上一製冷循環的 運轉率，若運轉率大於第一設定值，則上述壓縮機控制部使上述壓縮機的轉速上升，若運轉率小於第二設定值，則上述壓縮機控制部使上述壓縮機的轉速下降，若運轉率在上述第一設定值和上述第二設定值之間的範圍內，則上述壓縮機控制部維持上述壓縮機的轉速，上述第一設定值大於上述第二設定值。
本發明的冰箱還可包括用於測定時間經過的計時器，上述壓縮機控制部可計算已執行的製冷循環的運轉率。
上述壓縮機控制部可在與上述驅動部被驅動的時間點相同的時間點計算運轉率，或者可在上述驅動部被驅動的時間點之後的時間點計算運轉率。
上述運轉率可以為上述驅動部在一個製冷循環內被驅動的時間除以一個製冷循環的整體時間的值。
上述運轉率可以為上述驅動部在多個製冷循環內被驅動的時間除以多個製冷循環的整體時間的值。
一個製冷循環可意味著從開始驅動上述壓縮機的時間點起至上述壓縮機的驅動被中斷後重新開始驅動上述壓縮機的時間點為止。
上述壓縮機控制部可驅動上述壓縮機直到儲藏室的溫度達到設定溫度為止，若儲藏室的溫度達到設定溫度，則可停止驅動壓縮機。
根據本發明，由於在冰箱未設有主微型計算機的情況下，可僅利用壓縮機的微型計算機來控制冰箱的箱內溫度，因而可節約製造費用。
並且，根據本發明，可通過有效驅動壓縮機來提高能源效率。
並且，根據本發明，由於將壓縮機設定成當在計算運轉率之前初期驅動壓縮機時，使壓縮機以在上一製冷循環中被驅動的壓縮機的轉速運轉，因而可使用於初期驅動壓縮機的算法變得簡單。
附圖說明
圖1為示出可應用本發明的冰箱的圖。
圖2為本發明一實施例的控制框圖。
圖3為本發明一實施例的控制流程圖。
圖4為對圖3進行詳細說明的圖。
圖5為對運轉率進行說明的圖。
圖6A為示出本發明一實施例的實例的圖。
圖6B為示出本發明一實例的另一實例的圖。
具體實施方式
以下，參照附圖，對可具體實現上述目的的本發明的優選實施例進行詳細說明。
在這過程中，為了明確地進行說明以及便於說明，可誇張地示出附圖中的結構要素的大小或形狀等。並且，考慮到本發明的結構及作用而特別定義的術語，可根據使用人員、操作人員的意圖或慣例而不同。應基於說明書全文的內容來對這種術語進行定義。
圖1為示出可應用本發明的冰箱1的立體圖，示出了冰箱本體10、蒸發器20及門15。
即，如圖1所示，本發明也可充分適用於冷凍室和冷藏室未由各自的門劃分的形態簡單的冰箱。本發明公開未設有用於控制冰箱整體的微型計算機，而可僅利用壓縮機用微型計算機來控制冰箱的技術。
冰箱1在內部設有儲藏室，可通過利用製冷循環來使上述儲藏室維持規定溫度，從而保存易腐敗的食品。冰箱1包括：本體10，上述本體10的一側被開放，在上述本體10的內部形成有上述儲藏室；以及門15，用於開閉上述冰箱本體10的開口。
上述冰箱本體10設有儲藏室，上述儲藏室的前部面開放，上述儲藏室用於在儲藏室的內部保存食品。上述冰箱本體10可通過整體形成一個空間來使得上述冰箱本體10的整體維持均勻的溫度，但是，通常在家庭中使用的冰箱1可劃分為冷凍室11和冷藏室，上述冷凍室11將內部溫度維持在0度以下，上述冷藏室將內部溫度維持在低於常溫的0度以上的溫度(例如，約10度)。
如圖1所示，上述門15可僅形成有一個，根據需要，還可形成兩個以上。隨著冰箱1的大型化及冰箱1用途的多樣化，趨於逐漸增加上述門15的數量。
上述門15的開閉方式也除了以鉸鏈為軸旋轉開閉的開閉方式之外，在設有收納於上述冰箱本體10來引入以及從上述冰箱本體10引出的抽屜式儲 藏室的情況下，可通過推拉來開閉上述門15。根據上述冰箱本體10被劃分的空間，上述門15的數量可採用多種方式。
上述蒸發器20作為上述製冷循環的一部分，配置於上述儲藏室來向上述儲藏室供給冷氣。除了上述蒸發器20之外，上述製冷循環還設有冷凝器和壓縮機等，上述製冷劑通過在蒸發器20、冷凝器及壓縮機之間循環來進行熱交換，從而使上述儲藏室內部的溫度維持在規定的溫度。
上述製冷劑在上述冷凝器和壓縮機中被液化，並且在上述蒸發器20中氣化並吸收周邊的熱量，從而降低上述儲藏室的溫度。即，上述蒸發器20為與上述儲藏室的內部進行熱交換的部分，因而為了提高熱交換效率，在上述蒸發器20的表面形成凹凸。為了增加表面積，圖1中所示的蒸發器20的表面也凹凸不平。
圖2為本發明一實施例的控制框圖。
參照圖2進行說明，本發明一實施例的壓縮機可包括：壓縮機控制部100；以及驅動部110，通過上述壓縮機控制部100來驅動。
上述驅動部110可根據基於上述壓縮機控制部100的驅動命令來已設定的轉速進行旋轉，從而對製冷循環所包含的潤滑油或製冷劑進行壓縮。即，若驅動上述驅動部110，則上述壓縮機的內部被潤滑，並對製冷劑進行壓縮，從而可產生製冷力。
上述壓縮機控制部100決定可驅動上述驅動部110的轉速，即，可驅動壓縮機的轉速，並且上述壓縮機控制部100以相應的轉速驅動上述驅動部110，即壓縮機。若通過上述壓縮機控制部100，來以相對高的轉速驅動上述壓縮機，則可產生相對大的製冷力。相反，若通過上述壓縮機控制部100，來以相對低的轉速驅動上述壓縮機，則可產生相對小的製冷力。
另一方面，由上述壓縮機控制部100設定上述驅動部110的轉速，即由上述壓縮機控制部100設定壓縮機的轉速來驅動上述驅動部110的轉速值，可存儲於存儲部140。此時，存儲於上述存儲部140的轉速可以為上述驅動部110在上一製冷循環中的轉速，即壓縮機在上一製冷循環中的轉速。通過上述存儲部140存儲的轉速可以為在上一製冷循環、在再上一製冷循環等數次的上一製冷循環中存儲的多個轉速。
冰箱1還可包括計時器120，上述計時器120用於測定上述驅動部110 被驅動的時間，即上述壓縮機被驅動的時間。上述計時器120可測定從開始驅動上述壓縮機的時間點起至重新驅動上述壓縮機的時間點為止的時間，即，測定一個製冷循環所耗的時間。並且，上述計時器120還測定上述驅動部110被驅動的時間，即上述壓縮機被驅動的時間，來測定上述驅動部110在一個製冷循環內被驅動的時間，即上述壓縮機在一個製冷循環內被驅動的時間，從而用於計算上述壓縮機的運轉率。
並且，冰箱1還可包括用於測定儲藏室的溫度的溫度傳感器130。若由上述溫度傳感器130所測定的溫度達到設定溫度，則上述壓縮機控制部100可使上述驅動部110停止。相反，若由上述溫度傳感器130所測定的溫度未達到設定溫度，或者脫離上述設定溫度，則上述壓縮機控制部100可驅動上述驅動部110。例如，在上述溫度傳感器130為恆溫器(thermostat)的情況下，恆溫器可開閉向上述驅動部110供給電流的迴路。
在這種情況下，若儲藏室的溫度未下降設定溫度程度，則恆溫器可處於封閉狀態(closed state)。由於恆溫器處於封閉狀態，並且可向上述驅動部110供給電流，因而可驅動上述驅動部110。相反，若儲藏室的溫度下降設定溫度程度，則恆溫器可處於開放狀態(opened state)。由於恆溫器處於開放狀態，並且無法向上述驅動部110供給電流，因而可停止驅動上述驅動部110。
圖3為本發明一實施例的控制流程圖。
參照圖3進行說明，由上述溫度傳感器130檢測到上述儲藏室的溫度與設定溫度相比上升，則驅動上述壓縮機，具體地，驅動上述驅動部110(步驟S100)。
此時，當上述壓縮機運轉時，上述壓縮機的轉速可以為存儲於上述存儲部140的在上一製冷循環中被驅動的壓縮機的轉速。
另一方面，在滿足特定條件的情況下，調整轉速(步驟S200)。
例如，與上一轉速相比，可使用於使壓縮機運轉的轉速上升，或者與上一轉速相同或比上一轉速下降。
而且，根據經調整的轉速來驅動上述驅動部110(步驟S300)。
此時，上述驅動部110可根據經調整的轉速來持續被驅動，從而使儲藏室的溫度下降至設定溫度。
並且，還可根據追加條件，在日後變更壓縮機的運轉轉速。
若儲藏室的溫度下降可達到設定溫度的程度，則可通過中斷上述壓縮機的驅動，來實現不再供給額外的冷氣，從而防止消耗能源。
圖4為對圖3進行詳細說明的圖，圖5為對運轉率進行說明的圖，圖6A為示出本發明一實施例的實例的圖，圖6B為示出本發明一實例的另一實例的圖。
參照圖4至圖6A、圖6B，若由上述溫度傳感器130檢測到上述儲藏室的溫度上升到設定溫度以上，則以驅動部在上一次被旋轉的轉速驅動上述驅動部110(步驟S100)。即，可以以在上一製冷循環中被驅動的轉速來驅動上述壓縮機。
此時，上一轉速可利用存儲於上述存儲部140的轉速值。
在此情況下，如圖6A所示，由於壓縮機從未進行運轉的狀態，以上一轉速被驅動，因而在規定時間內，壓縮機的轉速上升，並在經過規定時間之後，可以以達到上一轉速的轉速來驅動壓縮機。
另一方面，若壓縮機開始運轉，即上述驅動部110開始旋轉，則計算運算率(步驟S150)。
為了使儲藏室的溫度隨著時間的經過來達到設定溫度的範圍，將使壓縮機運轉。在此情況下，若儲藏室的溫度在設定溫度的範圍內，則中斷壓縮機的驅動，若儲藏室的溫度脫離設定溫度的範圍，則使壓縮機運轉。
如圖5所示，隨著時間的經過，反覆進行驅動壓縮機或中斷壓縮機的驅動，從而可使儲藏室的溫度在設定溫度的範圍內，即低於設定溫度。
將這種周期稱為一個製冷循環，在一個製冷循環內，存在壓縮機被驅動的驅動時間，以及壓縮機不被驅動的中斷時間。由於在壓縮機被驅動的時間內供給製冷劑，因而可使儲藏室的溫度下降。
運轉率可通過壓縮機在一個製冷循環內被驅動的時間除以一個製冷循環的整體時間的值來計算。例如，一個製冷循環的整體時間可意味著從壓縮機開始運轉的時間點起至壓縮機在停止規定時間程度之後重新開始運轉的時間點為止的時間。運轉率可意味著，在上述一個製冷循環的整體時間中壓縮機運轉的時間除以一個製冷循環的整體製冷循環的比率，即，上述驅動部110進行旋轉來對製冷劑進行壓縮並供給冷氣的時間除以一個製冷循環的整 體時間的比率。
當然，運轉率可以為壓縮機在多個製冷循環內被驅動的時間除以多個製冷循環的整體時間的值。即，如圖5所示，還可利用兩個製冷循環的整體時間和壓縮機在兩個製冷循環中運轉的時間的比率來計算運轉率。
像這樣，與利用一個製冷循環來計算運轉率的情況相比，利用多個製冷循環來計算運轉率的情況可反映出上一製冷循環的特殊情況，從而防止壓縮機根據特殊情況進行運轉。
只有經過壓縮機開始運轉，運轉中斷並重新開始運轉的時間點才可計算運轉率。這是因為只有經過相應的時間，才能測定出一個製冷循環的整體時間。
因此，可在與步驟S100一同執行步驟S150的時間點計算出運轉率，即壓縮機開始以上一轉速運轉的時間點計算出壓縮機的運轉率。
由於步驟S150與步驟S100一同執行或在步驟100之後執行步驟S150，因而用於在初期使壓縮機運轉的轉速可選擇壓縮機在上一製冷循環中運轉時的轉速。因此，由於可相對容易選擇用於使壓縮機運轉的轉速，因而在本發明中，體現本發明的算法相對簡單，從而具有可簡單地調節冰箱溫度的優點。
而且，如圖3中的步驟S200，可調整壓縮機的轉速。
可根據利用步驟S150來計算出的在上一製冷循環中所執行的運轉率，來調整上述驅動部110的轉速。
若上一運轉率大於第一設定值，例如，若上一運轉率大於80％，則可使壓縮機的轉速上升(步驟S210、步驟S220)。如圖6A所示，若在使壓縮機初期運轉的初期驅動步驟中，以中等轉速驅動壓縮機，則可使壓縮機的轉速上升為高轉速。
優選地，若上一運轉率大於第一設定值，則掌握為壓縮機運轉了比設計條件更長的時間，由此調整轉速，以使壓縮機運轉更短時間。因此，一方面使壓縮機的轉速上升，而相反減少壓縮機被驅動的時間，從而可提高能源效率。
另一方面，若上一運轉率小於第二設定值，例如，若上一運轉率小於40％，則可使壓縮機的轉速下降(步驟S250、步驟S260)。雖然未在圖6A 中示出，但若在使壓縮機初期運轉的初期驅動步驟中，以中等轉速驅動壓縮機，則可使壓縮機的轉速下降為低轉速。
優選地，若上一運轉率小於第二設定值，則掌握為壓縮機運轉了比設計條件更短的時間，由此調整轉速，以使壓縮機運轉更長時間。因此，一方面使壓縮機的轉速下降，而相反增加壓縮機被驅動的時間，從而可提高能源效率。
另一方面，若運轉率在上述第一設定值和上述第二設定值之間的範圍，即運轉率在40％以上且80％以下的範圍，則可維持上一轉速(步驟S270)。雖然未在圖6A中示出，但若在使壓縮機初期運轉的初期驅動步驟中，以中等轉速驅動壓縮機，則可持續以中等轉速驅動壓縮機。
這是由於上一運轉率在設計條件範圍內，因而判斷為正以適當的負荷在適當的時間範圍驅動壓縮機，從而解釋為正有效消耗能量。
雖然可根據冰箱的種類或壓縮機的種類等來對上述第一設定值和上述第二設定值進行多種變形，但是優選地，上述第一設定值大於上述第二設定值。
另一方面，壓縮機以通過步驟S210～步驟S270來根據條件變化的轉速運轉，而並不以作為初期轉速的上一轉速來運轉。作為初期轉速的上一轉速僅僅是用於在初期驅動壓縮機的轉速，而實際上，為了通過供給冷氣來冷卻儲藏室，壓縮機利用經調整的轉速來運轉。
而且，即使以經調整的轉速驅動壓縮機，而若使壓縮機的運轉達到經過設定時間，則將增加壓縮機的轉速(步驟S310、步驟S320)。即，這是因為，優選地，若壓縮機運轉比設計條件更長的時間，則通過使壓縮機的轉速上升來減少運轉時間，從而提高能源效率。
參照圖6B進行說明，首先可使壓縮機以作為上一轉速的中等轉速進行運轉。若壓縮機上一次以低轉速運轉，則上一轉速將成為低轉速，而並非中等轉速。
而且，在運轉率小於第二設定值的情況下，壓縮機以轉速小於中等轉速的低轉速進行運轉。即，壓縮機的驅動部110可根據從上一轉速改變的經調整的轉速來被驅動，並供給冷氣。
但是，優選地，若壓縮機的運轉時間達設定時間以上，則以比作為經調 整的轉速的低轉速高的中等轉速驅動壓縮機。這是因為，判斷在當前製冷循環中，若通過壓縮機的經調整的轉速供給冷氣，將無法使溫度以充分的速度下降。
另一方面，上述的上一轉速可意味著壓縮機為了供給製冷劑而被驅動的最後轉速。即，可在一個製冷循環內改變壓縮機的運轉轉速。可在初期根據初期轉速來開始驅動壓縮機，並可根據運轉率來調整壓縮機的轉速。而且，即使壓縮機根據經調整的轉速來運轉，但若壓縮機的運轉時間超過設定時間，則可追加調整壓縮機的轉速。
在這種一個製冷循環內的多種轉速中，在步驟S100等中進行說明的上一轉速可意味著壓縮機的經調整的轉速。若上一轉速還存在經追加調整的轉速，則可意味著經追加調整的轉速。即，壓縮機在上一製冷循環中被驅動的轉速可以為以壓縮機在停止之前最後被驅動的方式設定的轉速。
本發明並不局限於上述實施例，如在所附的發明要求保護範圍中可知，可由本發明所屬領域的普通技術人員對本發明進行變形，並且這種變形屬於本發明的範圍。