Способ поддержания температуры в холодильнике

 

Хладагент подают в испаритель морозильной камеры, а затем в сообщенный с последним испаритель холодильной камеры. Осуществляют контроль температуры в морозильной камере. С учетом понижения и повышения заданных предельных величин температуры в одной из камер соответственно прекращают или возобновляют подачу хладагента в испаритель. Прекращение или возобновление подачи хладагента осуществляют с учетом заданных предельных величин температур, определяемых в холодильной камере. При повышении верхнего заданного значения температуры в морозильной камере осуществляют периодическую принудительную циркуляцию воздуха в ней, которую периодически прекращают при достижении нижнего заданного значения температуры в морозильной камере. Использование изобретения позволит повысить эффективность работы испарительных камер, уменьшить время на достижение заданной температуры в камерах, повысить точность регулирования температуры и снизить потребление электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к низкотемпературной технике, в частности к способам поддержания заданной температуры в холодильнике.

Известен способ автоматического регулирования работы холодильника, когда температуру камеры регулируют в соответствии с установочной температурной точкой регулятора и средней температурой камеры. В процессе регулирования работы холодильника осуществляют регулирование установочной температуры в камере и частоты включения холодильника (US, 5228300, кл. F 25 В 49/00, 1993).

Данный способ требует сложных электронных систем, сложных алгоритмов управления этими системами для обеспечения сложных математических зависимостей при осуществлении этого способа, что усложняет конструкцию и снижает надежность холодильника.

Известен способ поддержания температуры в холодильнике, имеющем морозильную и холодильную камеры с единым контуром циркуляции хладагента, заключающийся в том, что подают хладагент в испаритель морозильной камеры, а затем сообщенный с последним испаритель холодильной камеры, осуществляют контроль температуры в морозильной камере, с учетом понижения и повышения заданных предельных величин в одной из камер соответственно прекращают или возобновляют подачу хладагента в испаритель (см. Ужанский B.C. и др. Холодильная автоматика, -М.: Пищевая промышленность, 1971, с.240).

Недостатками известного способа являются невысокая эффективность работы испарителей холодильника за счет размещения отделителя жидкости после испарителя морозильной камеры, длительный период времени на достижение заданной температуры в камерах.

Техническим результатом от использования данного изобретения является повышение эффективности работы испарителей камер холодильника, уменьшение времени на достижение заданной температуры в холодильной и морозильной камерах, повышение точности регулирования температуры во всех температурных зонах при любых температурах в помещении и снижение за счет этого потребления электроэнергии.

Технический результат достигается тем, что способ поддержания температуры в холодильнике, имеющем морозильную и холодильную камеры с единым контуром циркуляции хладагента, заключается в том, что подают хладагент в испаритель морозильной камеры, а затем в сообщенный с последним испаритель холодильной камеры, осуществляют контроль температуры в морозильной камере, с учетом понижения и повышения заданных предельных величин в одной из камер соответственно прекращают или возобновляют подачу хладагента в испаритель, при этом прекращение или возобновление подачи хладагента осуществляют с учетом заданных предельных величин температур, определяемых в холодильной камере, при повышении верхнего заданного значения температуры в морозильной камере осуществляют периодическую принудительную циркуляцию воздуха в ней, которую периодически прекращают при достижении нижнего заданного значения в морозильной камере.

Контролируют температуру Т_т в одной из точек холодильной камеры, а о заданных предельных величинах температур T_x судят с учетом следующего соотношения: Т_x=T_y+(Т_т-Т_z), где Т_y - требуемая температура в центре камеры; Т_т - температура в одной из точек камеры; Т_z - текущая температура в центре камеры.

О заданных предельных температурах Т_x судят с учетом температуры окружающей среды.

На чертеже представлено устройство, реализующее данный способ. Устройство содержит морозильную камеру 1, холодильную камеру 2, замкнутый циркуляционный контур 3 с последовательно размещенными испарителями 4 и 5 соответственно морозильной и холодильной камер. В морозильной камере 1 размещены датчик температуры 6 и вентилятор 7. Дополнительные датчики температуры 8 и 9 установлены соответственно в холодильной камере 2 и на поверхности холодильника. Устройство снабжено блоком включения и выключения 10 и блоком обработки параметров 11. Контур циркуляции хладагента 3 содержит, компрессор 12.

Устройство работает следующим образом. Хладагент поступает в испаритель 4 морозильной камеры 1, затем в сообщенный с ним испаритель 5 холодильной камеры 2. Осуществляют контроль температуры в морозильной и холодильной камерах. С учетом понижения или повышения заданных предельных величин температур в одной из камер соответственно прекращают или возобновляют подачу хладагента в контур циркуляции хладагента 3. Прекращение или возобновление подачи хладагента осуществляют с учетом заданных предельных величин температур, определяемых в холодильной камере. При повышении верхнего заданного значения температуры в морозильной камере осуществляют периодическую принудительную циркуляцию воздуха в ней, которую периодически прекращают при достижении нижнего заданного значения в морозильной камере.

Температуру Т_т контролируют в одной из точек холодильной камеры, а о заданных предельных величинах температур T_x судят с учетом следующего соотношения: Т_x=Т_y+(T_т-T_z), где Т_y - требуемая температура в центре камеры; Т_т - температура в одной из точек камеры; T_z - текущая температура в центре камеры.

Блок обработки параметров 11 анализирует значения текущих и требуемых температур. По результатам анализа блок обработки параметров 11 воздействует на блок 10, который включает и выключает компрессор 12 и вентилятор 7 морозильной камеры 1. При отсутствии движения воздуха в морозильной камере 1 температура испарителя 4 понижается до температуры кипения хладагента. При этом снижается интенсивность кипения хладагента в испарителе 4 и больше неиспарившегося хладагента с более низкой температурой будет поступать в испаритель 5 холодильной камеры 2. Таким образом, при отключении вентилятора 7 испарителя 4 морозильной камеры 1 повышается эффективность работы испарителя 5 холодильной камеры 2.

Препятствие повышению температуры в морозильной камере 1 происходит за счет естественной конвекции воздуха через испаритель 4. Подача хладагента в испаритель 4 морозильной камеры 1 не прекращается, что исключает необходимость применения докипателя.

При повышении температуры в морозильной камере выше верхнего заданного значения блок 10 включит компрессор 12 и вентилятор 7 морозильной камеры 1. При достижении в морозильной камере заданной температуры блок 10 отключает вентилятор 7, компрессор остается в работе, если температура в холодильной камере 2 не достигла нижнего заданного значения. При повышении температуры в холодильной камере выше верхнего заданного значения блок 10 включит компрессор 12, при этом вентилятор 7 будет включен только в том случае, если температура в морозильной камере 1 выше нижнего заданного значения, то есть требуется регулирование температуры морозильной камеры.

При всех измерениях температуры в шкафу значения соответствуют температуре места установки датчиков 6, 8. Притоки тепла, проникающие в холодильную камеру 2 через теплоизоляцию, приводят к тому, что во всех точках объема камеры температура различна. Разность температур между центром камеры и местом установки датчика 8 при определенной температуре окружающей среды зависит в каждой конкретной модели только от места установки датчика. В заданные предельные значения температур холодильной камеры 2 вводят поправку, величина которой соответствует температуре окружающей среды, измеряемой датчиком 9. Величина поправки может изменяться как непрерывно с изменением значения температуры окружающей среды, так и дискретно, то есть на определенную величину при определенном изменении значения температуры окружающей среды. Поэтому заданное значение для регулирования температуры Т_x определяют как сумму величин требуемой температуры в центре камеры Т_y и разности температур в центре камеры Т_y и месте установки датчика 8 Т_т с учетом поправки от температуры окружающей среды f(T_o).

T_x= Т_y+ (Т_т - Т_z)+f(Т_o), где Т_y - требуемая температура в центре камеры;
T_т - температура в одной из точек камеры;
T_z - текущая температура в центре камеры;
T_o - температура окружающей среды.

При повышении температуры окружающей среды растут теплопритоки через термоизоляцию в камеру, поэтому увеличивается разность температур между центром камеры и местом установки датчика 8. Блок обработки параметров 11 учитывает сигнал с датчика 9, уменьшает заданное значение для регулирования температуры Т_x. Компрессор 12 включается и отключается при более низких температурах и тем обеспечивает постоянство поддержания температуры в центре камеры.

С понижением температуры окружающей среды теплопритоки через термоизоляцию в камеру холодильника снижаются, разность температур между центром камеры и местом установки датчика 8 также снижается. Блок обработки параметров 11 учитывает сигнал с датчика 9, увеличивает заданное значение для регулирования температуры Т_x. Компрессор 12 включается и отключается при более высоких температурах и тем обеспечивает постоянство поддержания температуры в середине камеры.

Таким образом, при постоянном заданном значении температуры камеры изменение величины поправки, соответствующей изменению температуры окружающей среды, позволяет предотвратить как чрезмерное понижение, так и чрезмерное повышение температуры в камере.

Для учета разных конструктивных особенностей моделей холодильников в блок обработки параметров 11 вводят несколько вариантов поправок от температуры окружающей среды f(T_o).

С помощью одного из элементов конструкции холодильника, например соединителя блока обработки параметров 11, и блоком включения и выключения 10 вводят сигнал, соответствующий данной модели холодильника. По этому сигналу блок обработки параметров 11 выбирает вариант поправки от температуры окружающей среды f(Т_o) для регулирования температуры в камерах холодильника, соответствующей данной модели холодильника. Сигнал, соответствующий модели холодильника, вводят в блок обработки параметров 11 или непрерывно, или при каждом включении холодильника в электросеть.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет:
повысить эффективность работы испарителей камер,
уменьшить время на достижение заданной температуры в холодильной и морозильной камерах,
повысить точность регулирования температуры во всех температурных зонах, при любых температурах окружающей среды,
снизить потребление электроэнергии,
повысить надежность холодильника за счет уменьшения количества элементов схемы регулирования.

Формула изобретения

1. Способ поддержания температуры в холодильнике, имеющем морозильную и холодильную камеры с единым контуром циркуляции хладагента, заключающийся в том, что подают хладагент в испаритель морозильной камеры, а затем в сообщенный с последним испаритель холодильной камеры, осуществляют контроль температуры в морозильной камере, с учетом понижения и повышения заданных предельных величин в одной из камер соответственно прекращают или возобновляют подачу хладагента в испаритель, отличающийся тем, что прекращение или возобновление подачи хладагента осуществляют с учетом заданных предельных величин температур, определяемых в холодильной камере, при повышении верхнего заданного значения температуры в морозильной камере осуществляют периодическую принудительную циркуляцию воздуха в ней, которую периодически прекращают при достижении нижнего заданного значения в морозильной камере.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру Т_т в одной из точек холодильной камеры, а о заданных предельных величинах температур Т_х судят с учетом следующего соотношения:
Т_х = Т_у + (Т_т - Т_z),
где Т_у - требуемая температура в центре камеры;
Т_т - температура в одной из точек камеры;
Т_z - текущая температура в центре камеры.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что о заданных предельных температурах Т_х судят с учетом температуры окружающей среды:
Т_х = Т_у + (Т_т - Т_z) + f (T_o),
где Т_у - требуемая температура в центре камеры;
Т_т - температура в одной из точек камеры;
Т_z - текущая температура в центре камеры;
Т_о - температура окружающей среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1