[发明专利]一种风冷冰箱变加热功率除霜装置与控制方法

说明书

本发明公开了一种风冷冰箱变加热功率除霜装置与控制方法，该装置由蒸发器、两个温度采集器、控制器、电子调压模块、环境温湿度采集器及电加热器组成；该装置采用常规电加热器，布置于蒸发器底端，两个温度采集器分别以紧贴于靠近电加热器的蒸发器管表面与远离电加热器的蒸发器管表面布置，环境温湿度采集器布置于环境中，控制器在线采集蒸发器管表面温度信号和环境温湿度信号后，将调压信号传递给电子调压模块，电子调压模块调节电加热器的功率，实现电加热器的变功率加热除霜，可匹配不同结霜量与霜层融化过程中不同阶段对不同除霜热量的需求，避免电加热器功率过高引起热量浪费，或电加热功率过低引起除霜不完全的情况发生。

技术领域

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种风冷冰箱变加热功率除霜装置与控制方法。

技术背景

风冷冰箱由于定时自动除霜而广泛使用，为实现食品冷冻冷藏功能，家用冰箱需要全天24小时运行，因此，其耗电量是始终关心的问题，节能降耗是长期追求的目标。风冷冰箱蒸发器结霜会增大蒸发器传热热阻，导致制冷系统总体效率降低和耗电量升高。因此，除霜显得尤为重要。冰箱常用的除霜方法有电加热除霜、热气除霜、液体喷淋除霜等。其中，电加热除霜最为普遍和常见。据文献资料显示，电加热除霜方式的效率仅在15～30％，提升除霜效率是重要的研究方向之一。

目前，电加热除霜多采用全寿命全周期恒定功率电加热器，无论结霜量为多少，每个除霜周期的电加热器功率始终维持在一个恒定值，为保证每次除霜，霜层都能全部融化，电加热器功率通常按最大结霜量取值，这种情况下，当结霜量较小时，电加热器功率过大。此外，在整个除霜过程中，霜层经历了三个阶段：霜层由蒸发器管表面初始温度升温至0℃、由0℃霜变为0℃水、化霜水由0℃升温至蒸发器管表面终了温度，第一和第三阶段是无相变的显热换热，而第二阶段为有相变的潜热换热，潜热换热量比显热换热量大得多。若电加热功率始终恒定为最大值，则对于两个显热换热阶段来说，电加热功率较大。电加热器功率越大，加热器表面温度越高，与霜层和箱内蒸发器等其他辅助器件的温差越大，传热量越高。因此，需要一种能匹配结霜量和霜层融化所需热量的电加热器功率，避免“大马拉小车”的现象产生，提高电加热器除霜效率。

发明内容

针对上述电加热器除霜效率低的问题和缺陷，本发明的目的在于提出一种风冷冰箱变加热功率除霜装置与控制方法，能够根据结霜量和霜层融化过程所需热量，提供相匹配的电加热器功率。

一种风冷冰箱变加热功率除霜装置，该装置包括蒸发器101、电加热器102、电子调压模块103、控制器104、两个温度采集器和环境温湿度采集器107；

所述变加热功率除霜装置的部件及连接关系为：布置于蒸发器101管表面上的两个温度采集器与控制器104相连；环境温湿度采集器107与控制器104相连；控制器104与电子调压模块103相连；电子调压模块103与电加热器102相连。

分别为紧贴于靠近电加热器的蒸发器管表面第一温度采集器105与远离电加热器的蒸发器管表面的第二温度采集器106，第一温度采集器105和第二温度采集器106的坐标分别为：其中，x1是蒸发器101沿x轴方向的长度；y1是蒸发器101沿y轴方向的宽度；z1是蒸发器101沿z轴方向的高度。

所述的一种风冷冰箱变加热功率除霜装置的控制方法，冰箱的结霜量受到箱体容积大小、结构型式、外界环境条件及内部制冷工况的影响，结霜量的具体值需要通过实验测定来获得；对于某一款确定的风冷冰箱，其容积大小、结构型式、制冷工况也是确定的，即其结霜量与环境空气的含湿量与冰箱开关门次数有关，采用下表的设定工况来测试冰箱持续运行24小时的结霜量m；