冰箱的控制方法

文档序号:90831 发布日期:2021-10-08 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 冰箱的控制方法 (Control method of refrigerator ) 是由 尹皙俊 林亨根 李政勋 李镐碝 于 2020-02-13 设计创作,主要内容包括:根据本发明的实施例的冰箱的控制方法,其特征在于,若深冻室模式处于开启状态,并且满足深冻室负荷应对运转投入条件,则执行冷藏室阀和冷冻室阀均被打开的第一深冻室负荷应对运转。(A control method of a refrigerator according to an embodiment of the present invention is characterized in that, if the deep freezer mode is in an on state and a deep freezer load coping operation input condition is satisfied, a first deep freezer load coping operation in which both the freezer valve and the freezer valve are opened is performed.)

冰箱的控制方法

技术领域

本发明涉及冰箱的控制方法。

背景技术

通常,冰箱是一种在低温下储存食物的家用电器,包括用于在3℃范围内的冷藏状态下储存食物的冷藏室、和用于在-20℃范围内的冷冻状态下储存食物的冷冻室。

然而,如果诸如肉类或海鲜等食物在当前的冷冻室中以冷冻状态储存,则在食物结冰为-20℃的过程中,肉类或海鲜的细胞中的水分流出到细胞外而导致细胞被破坏,并且在解冻过程中发生口感改变的现象。

然而,如果将储存室的温度条件设置为明显低于当前的冷冻室温度的极低温状态,由此食物在变化为冷冻状态时迅速经过结冰点温度范围,则能够使细胞破坏最小化,其结果,具有在解冻之后肉质和口感也能恢复到与冷冻前的状态接近的状态的优点。所述极低温可以理解为表示-45℃至-50℃范围内的温度。

出于这种原因,近年来,对设置有保持比冷冻室的温度更低的温度的深冻室的冰箱需求正在逐渐增加。

为了满足针对深冻室的需求,利用现有的制冷剂来进行的冷却存在有限制,因此正在尝试利用热电元件(TEM:ThermoElectric Module)来将深冻室的温度降低到极低温。

在韩国公开专利第10-2018-0105572号(2018年09月28日)(现有技术)中,公开了一种利用热电模块来使储存室以低于室内温度的温度进行储存的床头柜形式的冰箱。

然而,在上述现有技术1所公开的利用热电模块的冰箱的情况下,热电模块的发热面具有与室内空气热交换而被冷却的结构,因此降低吸热面的温度存在有限制。

详细地,对于热电模块而言,如果供应电流增加,则吸热面和发热面之间的温度差趋于增大到某种水平。然而,考虑到由半导体元件制成的热电元件的特性,如果供应电流增加,则半导体起到电阻作用,从而导致自身发热量增加。那么,将会发生无法将从吸热面吸收到的热量迅速传递到发热面的问题。

不仅如此,如果热电元件的发热面没有得到充分冷却,就会出现传递到发热面的热量回流到吸热面侧的现象,从而使吸热面的温度也一起升高。

在现有技术1所公开的热电模块的情况下,发热面被室内空气冷却,因此,存在有无法使发热面的温度更低于室内温度的限制。

在发热面的温度实际上被固定的状态下,必须增加供应电流,以降低吸热面的温度,由此发生降低热电模块的效率的问题。

另外,如果增加供应电流,则吸热面和发热面之间的温度差变大,从而导致热电模块的冷却能力下降的结果。

因此,在现有技术1所公开的冰箱的情况下,不可能将储存室的温度降低到显著低于冷冻室的温度的极低温,可以说只能达到保持冷藏室温度水平的程度。

不仅如此,参考现有技术1所公开的内容,由于被热电模块冷却的储存室独立地存在,因此公开为,若所述储存室的温度达到满足温度,则切断向热电模块的电源供应。

然而,在所述储存室容纳于诸如冷藏室或冷冻室的满足温度区域不同的储存室的内部的情况下,为了调节两个储存室温度,需要考虑的因素将会增加。

因此,仅仅基于现有技术1所公开的控制内容,不可能在深冻室容纳于冷冻室或冷藏室的结构中,通过控制热电模块的输出和深冻室冷却风扇的输出来实现深冻室的温度的控制。

为了克服这种热电模块的局限性,并且利用热电模块来将储存室的温度降低到低于冷冻室温度的温度,进行了大量的实验和研究。其结果,为了将热电模块的发热面冷却至较低的温度,已经尝试了将制冷剂流动的蒸发器附着到发热面。

在韩国公开专利第10-2016-097648号(2016年08月18日)(现有技术2)中,公开了为了冷却热电模块的发热面而将热电模块的发热面直接附着到蒸发器的内容。

然而,现有技术2也存在问题。

详细地,在现有技术2中,作为用于冷却热电元件的发热面的散热装置或热侧散热器仅仅公开了采用用于使穿过冷冻室膨胀阀的制冷剂进行流动的蒸发器的结构性内容,并没有公开任何关于如何根据包括冷冻室在内的冷藏室的运转状态而控制热电模块的输出的内容。

例如,没有公开任何关于在深冻室门被开放而使包括食物的热负荷渗透的情况下,迅速地去除渗透的负荷的方法。不仅如此,也没有公开任何关于如何根据冷冻室或冷藏室的运转状态而控制热电模块的方法。

另外,没有公开任何关于在运转模式冲突的情况下,例如,在执行用于减少深冻室负荷的深冻室负荷应对运转时负荷渗透到冷藏室或冷冻室的情况,或者,在达到冷藏室或冷冻室蒸发器的除霜周期的情况等,如何执行深冻室负荷应对运转的内容。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是为了改善如上所述预想到的问题而提出的。

尤其,本发明的目的在于,提供一种冰箱的控制方法,当发生了深冻室的负荷急剧增加的状况时,所述控制方法能够使其他储存室的温度增加最小化的同时,迅速地去除深冻室的负荷。

换言之,本发明的目的在于,在不妨碍其他储存室、即冷冻室或冷藏室的性能的同时,迅速地去除深冻室的负荷。

另外,本发明的目的在于,提供一种冰箱的控制方法,当在深冻室负荷去除运转的期间发生了其他储存室的负荷增加的状况时,所述控制方法也能一并去除其他储存室的负荷。

解决问题的技术方案

为了达成如上所述的目的的本发明实施例的冰箱的控制方法,其特征在于,若深冻室模式处于开启状态,并且满足深冻室负荷应对运转投入条件,则执行冷藏室阀和冷冻室阀全部被打开的第一深冻室负荷应对运转。

所述深冻室负荷应对运转投入条件可以包括:第一条件,在冷冻室门被打开之后的设定时间ta的期间,深冻室的温度上升了设定温度Ta以上;第二条件,深冻室的温度位于上限温度区域;第三条件,在执行冷冻室除霜或深冻室除霜之后执行第一次循环;第四条件,深冻室模式从关闭状态转换到开启状态;以及第五条件,冰箱的电源从关闭状态变更为开启状态,其中,若满足所述第一条件至第五条件中的至少一个投入条件,则可以执行所述深冻室负荷应对运转。

若第一深冻室负荷应对运转结束,则可以执行使制冷剂只流向冷冻室侧的第二深冻室负荷应对运转。

在执行第二深冻室负荷应对运转的期间,若冷藏室温度上升到设定温度以上,则可以转换到所述第一深冻室负荷应对运转。

在执行冷藏室或冷冻室负荷应对运转的期间,若满足所述深冻室负荷应对运转投入条件,则可以结束所述冷藏室或冷冻室负荷应对运转,并且执行所述第一深冻室负荷应对运转。

若先满足冷冻室除霜运转投入条件和所述深冻室负荷应对运转投入条件中的任意一个,则可以优先执行先满足了投入条件的运转。

若开始执行所述第一深冻室负荷应对运转,则可以控制成压缩机以最大冷却能力进行驱动。

发明效果

根据具有如上所述的构成的本发明的实施例的冰箱的控制方法,具有如下效果。

第一,若判断为发生了热负荷渗透到深冻室的内部的状况,则执行深冻室负荷应对运转或深冻室负荷去除运转,从而具有通过迅速去除渗透到深冻室的负荷来能够将深冻室温度保持在满足温度的效果。

第二,若开始执行深冻室负荷去除运转,则全部打开冷藏室阀和冷冻室阀,由此执行同时运转,从而能够在执行深冻室负荷去除的同时,一并执行其他储存室负荷去除。由此,具有能够在执行深冻室负荷去除运转的期间使其他储存室的负荷急剧增加的现象最小化的优点。

第三,若在执行同时运转的期间,其他储存室的温度进入到满足温度区域,则通过只打开冷冻室阀来将冷却能力集中到深冻室负荷去除中,从而具有缩短深冻室负荷时间的效果。

第四,在以只打开冷冻室阀的状态将冷却能力集中到深冻室负荷去除中的期间,在其他储存室的负荷再次增加的情况下,再次转换到同时运转模式,从而具有能够迅速应对其他储存室的负荷增加的效果。

附图说明

图1是示出应用了本发明实施例的控制方法的冰箱的制冷剂循环系统的图。

图2是示出本发明实施例的冰箱的冷冻室和深冻室的结构的立体图。

图3是沿着图2的3-3线剖开的纵剖视图。

图4是示出冷却能力与输入电压和傅立叶效应的关系的曲线图。

图5是示出相对于输入电压和傅立叶效应的效率关系的曲线图。

图6是示出基于电压的冷却能力和效率的相互关系的曲线图。

图7是示出用于根据冰箱内部的负荷变化而控制冰箱的参考温度线的图。

图8是示出本发明实施例的用于控制深冻室负荷应对运转的方法的流程图。

图9是示出本发明实施例的深冻室负荷应对运转时的冷藏室和深冻室的温度变化以及制冷剂阀开闭状态的曲线图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施例的冰箱的控制方法进行详细说明。

在本发明中,可以将被第一冷却器(first cooling device)冷却并能够控制为规定的温度的储存室定义为第一储存室。

另外,可以将被第二冷却器冷却并能够控制为低于所述第一储存室的温度的储存室定义为第二储存室。

另外,可以将被第三冷却器冷却并能够控制为低于所述第二储存室的温度的储存室定义为第三储存室。

用于冷却所述第一储存室的所述第一冷却器可以包括第一蒸发器和第一热电模块中的至少一个,所述第一热电模块包括热电元件。所述第一蒸发器可以包括后述的冷藏室蒸发器。

用于冷却所述第二储存室的所述第二冷却器可以包括第二蒸发器和第二热电模块中的至少一个,所述第二热电模块包括热电元件。所述第二蒸发器可以包括后述的冷冻室蒸发器。

用于冷却所述第三储存室的所述第三冷却器可以包括第三蒸发器和第三热电模块中的至少一个,所述第三热电模块包括热电元件。

在本说明书中,对于将热电模块用作冷却装置的实施例而言,能够应用蒸发器来代替热电模块,举例如下。

(1)“热电模块的冷侧散热器”或“热电元件的吸热面”或“热电模块的吸热侧”可以被解释为“蒸发器或蒸发器的一侧”。

(2)“热电模块的吸热侧”可以被解释为与“热电模块的冷侧散热器”或“热电模块的吸热面”相同的含义。

(3)控制部“向热电模块施加或切断正向电压”可以被解释为与“向蒸发器供应或切断制冷剂”、“控制成切换阀开放或闭锁”或者“控制成压缩机开启或关闭”相同的含义。

(4)控制部“控制成施加到热电模块的正向电压增加或减小”可以被解释为与“控制成流向蒸发器的制冷剂的流量或流速增加或减小”、“控制成切换阀的开度增加或减小”或者“控制成压缩机的输出增加或减小”相同的含义。

(5)控制部“控制成施加到热电模块的反向电压增加或减小”可以被解释为与“控制成施加到与蒸发器相邻的除霜加热器的电压增加或减小”相同的含义。

另一方面,在本说明书中,可以将“被热电模块冷却的储存室”定义为储存室A,将“位于与所述热电模块相邻的位置,并且用于使所述储存室A内部的空气与所述热电模块的吸热面进行热交换的风扇”定义为“储存室A风扇”。

另外,可以将与所述储存室A一起构成冰箱且被冷却器冷却的储存室定义为“储存室B”。

另外,“冷却器腔室”可以定义为冷却器所在的空间,在还设置有用于吹送从冷却器中所产生的冷气的风扇的结构中,可以定义为包括用于容纳所述风扇的空间,在还设置有用于将从所述风扇吹送的冷气引导至储存室的流路、或用于排出除霜水的流路的结构中,可以定义为包括所述流路。

另外,可以将为了去除形成于冷侧散热器或其周边的霜或冰而设置于所述冷侧散热器的一侧的除霜加热器定义为,冷侧散热器除霜加热器。

另外,可以将为了去除形成于热侧散热器或其周边的霜或冰而设置于所述热侧散热器的一侧的除霜加热器定义为,热侧散热器除霜加热器。

另外,可以将为了去除形成于冷却器或其周边的霜或冰而设置于所述冷却器的一侧的除霜加热器定义为,冷却器除霜加热器。

另外,可以将为了去除形成于用于形成冷却器腔室的壁面或其周边的霜或冰而设置于用于形成所述冷却器腔室的壁面的一侧的除霜加热器定义为,冷却器腔室除霜加热器。

另外,可以将为了在从冷侧散热器或其周边排出溶化了的除霜水或水蒸气的过程中使重新结冰或重新结霜最小化而配置于所述冷侧散热器的一侧的加热器定义为,冷侧散热器排水(drain)加热器。

另外,可以将为了在从热侧散热器或其周边排出溶化了的除霜水或水蒸气的过程中使重新结冰或重新结霜最小化而配置于所述热侧散热器的一侧的加热器定义为,热侧散热器排水加热器。

另外,可以将为了在从冷却器或其周边排出溶化了的除霜水或水蒸气的过程中使重新结冰或重新结霜最小化而配置于所述冷却器的一侧的加热器定义为,冷却器排水加热器。

另外,可以将为了在从用于形成冷却器腔室的壁面或其周边排出溶化了的除霜水或水蒸气的过程中使重新结冰或重新结霜最小化而配置在用于形成所述冷却器腔室的壁面的一侧的加热器定义为,冷却器腔室排水加热器。

另外,可以将以下将要说明的“冷侧散热器加热器”定义为,执行所述冷侧散热器除霜加热器的功能和所述冷侧散热器排水加热器的功能中的至少一种功能的加热器。

另外,可以将“热侧散热器加热器”定义为,执行所述热侧散热器除霜加热器的功能和所述热侧散热器排水加热器的功能中的至少一种功能的加热器。

另外,可以将“冷却器加热器”定义为,执行所述冷却器除霜加热器的功能和所述冷却器排水加热器的功能中的至少一种功能的加热器。

另外,可以将以下将要说明的“背部加热器(back heater)”定义为,执行所述热侧散热器加热器的功能和所述冷却器腔室除霜加热器的功能中的至少一种功能的加热器。即,可以将所述背部加热器定义为,执行热侧散热器除霜加热器、热侧散热器排水加热器以及冷却器腔室除霜加热器的功能中的至少一种功能的加热器。

在本发明中,作为一例,所述第一储存室可以包括冷藏室,所述冷藏室可以被所述第一冷却器控制为零上的温度。

另外,所述第二储存室可以包括冷冻室,所述冷冻室可以被所述第二冷却器控制为零下的温度。

另外,所述第三储存室可以包括深冻室(deep freezing compartment),所述深冻室可以通过所述第三冷却器保持为极低温(cryogenic temperature)或超低温(ultrafreezing temperature)的温度。

另外,本发明并不排除:所述第一储存室至第三储存室都被控制为零下的温度的情况;所述第一储存室至第三储存室都被控制为零上的温度的情况;以及所述第一储存室和第二储存室被控制为零上的温度,而所述第三储存室被控制为零下的温度的情况。

在本发明中,可以将冰箱的“运转”定义为包括四个运转步骤,所述四个运转步骤是:用于判断是否满足运转开始条件或运转投入条件的步骤I;在满足运转投入条件的情况下,执行预设的运转的步骤II;判断是否满足运转完成条件的步骤III;以及在满足运转完成条件的情况下,结束运转的步骤IV。

在本发明中,用于冷却冰箱的储存室的“运转”可以被区分为一般运转和特殊运转而定义。

所述一般运转可以是指,在没有发生储存室门的打开或由储存食物所引起的负荷投入状况的状态下,冰箱内部的温度自然上升时所执行的冷却运转。

详细地,定义为,若储存室的温度进入不满足温度区域(以下,参照附图详细说明)而满足运转投入条件,则控制部为了冷却所述储存室而控制成从所述储存室的冷却器供应冷气。

具体而言,一般运转可以包括冷藏室冷却运转、冷冻室冷却运转、深冻室冷却运转等。

相反,所述特殊运转可以是指,除了被定义为所述一般运转的运转之外的运转。

详细地,所述特殊运转可以包括除霜运转,所述除霜运转被控制成向所述冷却器供应热量,以在经过储存室的除霜周期的情况下溶化形成于冷却器的霜或冰。

另外,所述特殊运转还可以包括负荷应对运转,所述负荷应对运转被控制成,若满足以下情况中的至少一种情况而满足运转投入条件,则从所述冷却器向所述储存室供应冷气,以去除渗透到所述储存室的热负荷,所述情况包括:在从储存室的门被打开后关闭的时间点经过了设定时间的情况;或者在经过设定时间之前储存室的温度上升到设定温度的情况。

详细地,所述负荷应对运转可以包括:门负荷应对运转,为了在储存室门的开闭动作之后去除渗透到储存室的内部的负荷,而执行所述门负荷应对运转;和初始冷启动运转,为了在安装冰箱后首次施加电源时去除储存室内部的负荷,执行所述初始冷启动运转。

例如,所述除霜运转可以包括冷藏室除霜运转、冷冻室除霜运转以及深冻室除霜运转中的至少一种。

另外,所述门负荷应对运转可以包括冷藏室门负荷应对运转、冷冻室门负荷应对运转以及深冻室负荷应对运转中的至少一种。

在此,所述深冻室负荷应对运转可以被解释为是指用于去除深冻室负荷的运转,若满足以下投入条件中的至少一个,则执行所述深冻室负荷应对运转,所述条件包括:随着深冻室门的打开而增加了负荷时执行的深冻室门负荷应对运转投入条件;当深冻室从关闭状态转换到开启状态时,为了去除深冻室内的负荷而执行的深冻室初始冷启动运转投入条件;以及在深冻室除霜运转完成之后,首次开始的除霜后运转投入条件。

详细地,判断是否满足了深冻室门负荷应对运转投入条件可以包括判断是否满足以下条件中的至少一个,所述条件包括:从冷冻室门和深冻室门中的至少一个被打开后关闭的时间点经过预定时间的条件;以及深冻室温度在预定时间内上升到设定温度的条件。

另外,判断是否满足了深冻室初始冷启动运转投入条件的情况可以包括,对冰箱的电源开启,并且深冻室模式是否从关闭状态转换到开启状态进行判断的情况。

另外,判断在深冻室除霜之后是否满足了运转投入条件的情况可以包括判断以下情况中的至少一个,所述情况包括:冷侧散热器加热器关闭;背部加热器关闭;为了执行冷侧散热器的除霜而施加于热电模块的反向电压被中断;在为了执行冷侧散热器的除霜而施加反向电压之后,为了执行热侧散热器的除霜而施加于热电模块的正向电压被中断;用于容纳热侧散热器的外壳的温度上升到设定温度;以及冷冻室除霜运转结束。

因此,包括冷藏室、冷冻室以及深冻室中的至少一个的储存室的运转,可以被整理为包括储存室一般运转和储存室特殊运转。

另一方面,在如上所述的储存室的运转中的两种运转发生冲突的情况下,控制部可以控制成优先执行某一个运转(运转A),并且中断(pause)另一个运转(运转B)。

在本发明中,运转的冲突可以包括:i)同时满足运转A的投入条件和运转B的投入条件而同时发生冲突的情况;ii)在满足运转A的投入条件而执行运转A的期间,因满足运转B的投入条件而发生冲突的情况;以及iii)在满足运转B的投入条件而执行运转B的期间,因满足运转A的投入条件而发生冲突的情况。

在两种运转发生冲突的情况下,控制部执行所谓的“冲突控制算法”,以确定发生冲突的运转的执行优先级,并且控制相应运转的执行。

将优先执行运转A,运转B被中断的情况作为一例进行说明。

详细地,在本发明中,被中断了的运转B可以被控制成,在运转A完成后,遵循以下示例的三种情况中的至少任意一种情况的过程。

a.运转B的解除(termination)

若运转A完成,则可以解除运转B的执行,由此结束所述冲突控制算法,并且返回到之前的运转步骤。

在此,“解除”表示,不仅不再执行被中断了的所述运转B,而且也不会判断是否满足了运转B的投入条件。即,可以视为针对运转B的投入条件的判断信息被初始化。

b.重新判断(redetermination)运转B的投入条件

若优先执行的运转A完成,则控制部可以返回到再次判断是否满足了被中断了的所述运转B的投入条件的步骤,并确定是否重新开始(restart)运转B。

例如,如果运转B是使风扇驱动10分钟的运转,并且运转因与运转A冲突而在开始运转后经过了3分钟的时间点被中断,则在运转A完成的时间点上再次判断是否满足了运转B的投入条件,若判断为已满足,则再次使风扇驱动10分钟。

c.运转B的延续(continuation)

若优先执行的运转A完成,则控制部可以控制成延续被中断了的所述运转B。在此,“延续”是指使被中断了的运转继续执行,而不是从最初开始再次执行。

例如,如果运转B是使风扇驱动10分钟的运转,并且运转因与运转A发生冲突而在运转开始后经过了3分钟的时间点被中断,则从运转A结束的时间点上开始立即使压缩机再驱动7分钟的剩余时间。

另一方面,在本发明中,可以以如下方式确定运转的优先级。

第一,若一般运转与特殊运转发生冲突,则可以控制成所述特殊运转优先执行。

第二,在与一般运转之间发生冲突的情况下,可以以如下方式确定运转的优先级。

I.若冷藏室冷却运转与冷冻室冷却运转发生冲突,则可以优先执行冷藏室冷却运转。

II.若冷藏室(或冷冻室)冷却运转与深冻室冷却运转发生冲突,则可以优先执行冷藏室(或冷冻室)冷却运转。此时,为了防止深冻室温度过度上升,可以将比所述深冻室冷却器的最大冷却能力水平更低的冷却能力从深冻室冷却器供应到所述深冻室。

所述冷却能力可以是指,冷却器自身的冷却能力和位于与冷却器相邻的位置上的冷却风扇的吹送量中的至少一种。例如,在深冻室的冷却器是热电模块的情况下,若冷藏室(或冷冻室)冷却运转与深冻室冷却运转发生冲突,则控制部可以控制成优先执行冷藏室(或冷冻室)冷却运转,并且将比可施加于热电模块的最大电压更低的电压输入到热电模块。

第三,在发生与特殊运转之间的冲突的情况下,可以以如下方式确定运转的优先级。

I.若冷藏室门负荷应对运转与冷冻室门负荷应对运转发生冲突,则控制部可以控制成优先执行冷藏室门负荷应对运转。

II.若冷冻室门负荷应对运转与深冻室门负荷应对运转发生冲突,则控制部可以控制成优先执行深冻室门负荷应对运转。

III.若冷藏室运转与深冻室门负荷应对运转发生冲突,则控制部可以控制成同时执行冷藏室运转和深冻室门负荷应对运转,然后,若冷藏室温度达到特定温度a,则可以控制成单独执行深冻室门负荷应对运转。如果在单独执行深冻室门负荷应对运转的期间,冷藏室温度再次上升并达到特定温度b(a<b),则控制部可以控制成再次同时执行冷藏室运转和深冻室门负荷应对运转。此后,也可以根据冷藏室温度控制成,重复执行所述深冻室和冷藏室同时运转与深冻室单独运转之间的运转转换过程。

另一方面,作为扩展的变形例,若满足深冻室负荷应对运转的运转投入条件,则控制部可以控制成执行与所述冷藏室运转与深冻室门负荷应对运转发生冲突的情况相同的运转。

以下,作为一例,将限定为所述第一储存室为冷藏室、所述第二储存室为冷冻室、所述第三储存室为深冻室的情况而进行说明。

图1是示出本发明实施例的冰箱的制冷剂循环系统的图。

参照图1,本发明的实施例的制冷剂循环系统10包括:压缩机11,其用于将制冷剂压缩成高温高压的气体制冷剂;冷凝器12,其用于将从所述压缩机11吐出的制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂;膨胀阀,其用于使从所述冷凝器12吐出的制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂;以及蒸发器,其用于使穿过所述膨胀阀的制冷剂蒸发为低温低压的气体制冷剂。从所述蒸发器吐出的制冷剂流入到所述压缩机11。上述的构成通过制冷剂配管来彼此连接而构成闭合回路。

详细地,所述膨胀阀可以包括冷藏室膨胀阀14和冷冻室膨胀阀15。制冷剂配管在所述冷凝器12的出口侧被分为两个分支,所述冷藏室膨胀阀14和所述冷冻室膨胀阀15分别连接到被分为两个分支的制冷剂配管。即,所述冷藏室膨胀阀14和冷冻室膨胀阀15在所述冷凝器12的出口侧并联连接。

在所述冷凝器12的出口侧,制冷剂配管被分为两个分支的位置上安装有切换阀13。通过所述切换阀13的开度的调节动作,可以使穿过所述冷凝器12的制冷剂只流向所述冷藏室膨胀阀14和所述冷冻室膨胀阀15中的任意一侧,或者可以分流到两侧。

所述切换阀13可以是三通阀,根据运转模式确定制冷剂的流动方向。在此,可以将一个切换阀例如所述三通阀安装到所述冷凝器12的出口侧,由此控制制冷剂的流动方向,或者,作为另一种方法,也可以采用在所述冷藏室膨胀阀14和冷冻室膨胀阀15的入口侧分别安装有开闭阀的结构。

另一方面,作为蒸发器的配置方式的第一示例,所述蒸发器可以包括:与所述冷藏室膨胀阀14的出口侧连接的冷藏室蒸发器16;以及与所述冷冻室膨胀阀15的出口侧连接的、串联连接的热侧散热器24和冷冻室蒸发器17。所述热侧散热器24和冷冻室蒸发器17串联连接,穿过了所述冷冻室膨胀阀的制冷剂在经过所述热侧散热器24之后流入到所述冷冻室蒸发器17。

作为第二示例,需要明确的是,也可以采用以下结构:所述热侧散热器24配置在所述冷冻室蒸发器17的出口侧,由此穿过了冷冻室蒸发器17的制冷剂流入到热侧散热器24。

作为第三示例,不排除所述热侧散热器24和冷冻室蒸发器17在所述冷冻室膨胀阀15的出口端并联连接的结构。

虽然所述热侧散热器24是蒸发器,但是设置其的目的在于对后述的热电模块的发热面进行冷却,而不是为了与深冻室的冷气进行热交换。

在上述对蒸发器的配置方法进行说明的三个示例中的每一个示例中,也可以采用组合了第一制冷剂循环系统和第二制冷剂循环系统的组合系统,其中,所述第一制冷剂循环系统去除了所述切换阀13、冷藏室膨胀阀14以及冷藏室蒸发器16,所述第二制冷剂循环系统由冷藏室冷却用蒸发器、冷藏室冷却用膨胀阀、冷藏室冷却用冷凝器以及冷藏室冷却用压缩机构成。在此,可以独立地提供用于构成所述第一制冷剂循环系统的冷凝器和用于构成所述第二制冷剂循环系统的冷凝器,或者,也可以提供组合式冷凝器,所述组合式冷凝器是由单体构成的冷凝器,并且不会混合制冷剂。

另一方面,在包括深冻室而形成两个储存室的冰箱的制冷剂循环系统中,仅仅由所述第一制冷剂循环系统构成即可。

以下,作为一例,将限定为所述热侧散热器和冷冻室蒸发器17串联连接的结构并进行说明。

在与所述冷凝器12相邻的位置上安装有冷凝风扇121,在与所述冷藏室蒸发器16相邻的位置上安装有冷藏室风扇161,在与所述冷冻室蒸发器17相邻的位置上安装有冷冻室风扇171。

另一方面,在具备本发明实施例的制冷剂循环系统的冰箱的内部,形成有:冷藏室,其利用由所述冷藏室蒸发器16所生成的冷气来保持为冷藏温度;冷冻室,其利用由所述冷冻室蒸发器16所生成的冷气来保持为冷冻温度;以及深冻室(deep freezingcompartment)202,其利用将要后述的热电模块来保持为极低温(cryogenic)或超低温(ultrafrezing)的温度。所述冷藏室和冷冻室可以在上下方向或左右方向上相邻配置,并且通过分隔壁彼此分隔。所述深冻室可以设置在所述冷冻室内部的一侧,但是本发明包括所述深冻室设置在冷冻室的外部一侧的情形。为了阻断所述深冻室的冷气和所述冷冻室的冷气之间彼此进行热交换,可以利用具有高隔热性能的深冻壳体201来将所述深冻室202与所述冷冻室隔开。

另外,所述热电模块可以包括:热电元件21,若向所述热电元件21供应电源,则其表现出一侧面吸收热量,而相反面释放热量的特征;冷侧散热器(cold sink)22,其被安装到所述热电元件21的吸热面;热侧散热器(heat sink),其被安装到所述热电元件的发热面;以及隔热材料23,其用于阻断所述冷侧散热器22和热侧散热器之间的热交换。

在此,所述热侧散热器24是与所述热电元件21的发热面相接触的蒸发器。即,传递到所述热电元件21的发热面的热量与流过所述热侧散热器24的内部的制冷剂进行热交换。沿着所述热侧散热器24的内部进行流动并从所述热电元件21的发热面吸收热量的制冷剂,将会流入到所述冷冻室蒸发器17。

另外,在所述冷侧散热器22的前方可以设置有冷却风扇,所述冷却风扇配置在所述深冻室的内部的后侧,因此可以定义为深冻室风扇25。

所述冷侧散热器22配置在所述深冻室202的内部的后方,并且构成为暴露于所述深冻室202的冷气。因此,如果通过驱动所述深冻室风扇25来使所述深冻室202的冷气进行强制循环,则所述冷侧散热器22起到的作用是,在通过与所述深冻室的冷气进行热交换来吸收热量之后,将所吸收到的热量传递到所述热电元件21的吸热面。传递到所述吸热面的热量,将会传递到所述热电元件21的发热面。

所述热侧散热器24起到的作用是,再次吸收从所述热电元件21的吸热面被吸收并传递到所述热电元件21的发热面的热量,然后释放到所述热电模块20的外部。

图2是示出本发明实施例的冰箱的冷冻室和深冻室结构的立体图,图3是沿着图2的3-3线剖开的纵剖视图。

参照图2和图3,本发明的实施例的冰箱包括:内壳体101,其定义冷冻室102;和深度冷冻单元200,其安装在所述冷冻室102的内部一侧。

详细地,冷藏室的内部约保持在3℃左右,所述冷冻室102的内部约保持在-18℃左右,而所述深度冷冻单元200的内部的温度、即深冻室202的内部温度需要约保持在-50℃左右。因此,为了将深冻室202的内部温度保持在-50℃的极低温,除了冷冻室蒸发器以外,还需要有诸如热电模块20的额外的冷冻装置。

更详细地,所述深度冷冻单元200包括:深冻壳体201,在其内部形成有深冻室202;深冻室抽屉203,其以滑动的方式插入到所述深冻壳体201的内部;以及热电模块20,其安装于所述深冻壳体201的背面。

也可以采用在所述深冻壳体201的正面一侧连接有深冻室门且使所述深冻壳体201的内部整体构成为食物储存空间的结构,以代替应用所述深冻室抽屉203。

另外,所述内壳体101的背面朝向后方形成阶梯,从而形成用于容纳所述冷冻室蒸发器17的冷冻蒸发室104。另外,所述内壳体101的内部空间被分隔壁103分隔为所述冷冻蒸发室104和冷冻室102。所述热电模块20固定安装于所述分隔壁103的正面,并且所述热电模块20的一部分贯通所述深冻壳体201并容纳于所述深冻室202的内部。

详细地,如上所述,用于构成所述热电模块20的所述热侧散热器24可以是与所述冷冻室膨胀阀15连接的蒸发器。在所述分隔壁103可以形成有用于容纳所述热侧散热器24的空间。

穿过冷冻室膨胀阀15的同时被冷却至约-18℃至-20℃?的两相制冷剂在所述热侧散热器24的内部进行流动,因此所述热侧散热器24的表面温度保持为-18℃至-20℃?。在此,需要明确的是,穿过了冷冻室膨胀阀15的制冷剂的温度和压力可以根据冷冻室温度条件变得不同。

当所述热侧散热器24的正面与所述热电元件21的背面相接触,并向所述热电元件21施加电源时,所述热电元件21的背面形成为发热面。

当在所述热电元件40的正面接触有所述冷侧散热器22,并向所述热电元件21施加电源时,所述热电元件21的正面形成为吸热面。

所述冷侧散热器22可以包括:由铝材料制成的导热板;和从所述导热板的正面延伸的复数个热交换翅片(fin),复数个所述热交换翅片可以垂直地延伸,并且在横向方向上隔开配置。

在此,在设置有用于围绕或容纳由导热板和热交换翅片所构成的导热体的至少一部分的外壳的情况下,所述冷侧散热器22应当被解释为,不仅包括所述导热体,而且还包括所述外壳的热传递构件。这同样适用于所述热侧散热器24,所述热侧散热器24不仅应解释为由导热板和热交换翅片所构成的导热体,而且在设置有外壳的情况下,还应解释为包括外壳的热传递构件。

在所述冷侧散热器22的前方配置有所述深冻室风扇25,由此使所述深冻室202的内部空气进行以强制循环。

以下,对热电元件的效率和冷却能力进行说明。

热电模块20的效率可以被定义为性能系数(COP:Coefficient Of Performance),效率公式如下。

Qc:冷却能力(Cooling Capacity,吸收热量的能力)

Pe:输入(Input Power,供应到热电元件的功率)

Pe=V×i

另外,热电模块20的冷却能力的定义如下。

<半导体材料特性系数>

α:塞贝克(Seebeck)系数[V/K]

ρ:电阻率[Ωm-1]

k:热导率[W/mk]

<半导体结构特性>

L:热电元件厚度:吸热面和发热面之间的距离

A:热电元件的面积

<系统使用条件>

i:电流

V:电压

Th:热电元件的发热面的温度

Tc:热电元件的吸热面的温度

在以上的冷却能力公式中,右侧第一项可以被定义为珀耳帖效应(PeltierEffect),并且可以被定义为由电压差所引起的吸热面和发热面两端之间的移动热量。所述珀耳帖效应作为电流函数,与供应电流成比例而增加。

在公式V=iR中,用于构成热电元件的半导体起到电阻的作用,并且可以将所述电阻视为常数,因此可以说电压和电流成比例关系。即,若施加到所述热电元件21的电压增加,则电流也随之增加。因此,可以将所述珀耳帖效应视为电流的函数,也可以视为电压的函数。

也可以将所述冷却能力视为电流的函数或电压的函数。所述珀耳帖效应起到用于增加所述冷却能力的正效应。即,若供应电压变大,则珀耳帖效应增加,从而增加冷却能力。

在所述冷却能力公式中,第二项被定义为焦耳效应(Joule Effect)。

所述焦耳效应是指,若向电阻体施加电流则产生热量的效应。换言之,若向热电元件供应电源则产生热量,因此其起到降低冷却能力的负效应。因此,若供应到热电元件的电压增加,则焦耳效应增加,从而带来热电元件的冷却能力降低的结果。

在所述冷却能力公式中,第三项被定义为傅立叶效应(Fourier Effect)。

所述傅立叶效应是指,若在热电元件的两个面之间产生温度差,则热量通过热传导进行移动的效应。

详细地,所述热电元件包括:由陶瓷基板构成的吸热面和发热面;以及配置在所述吸热面和发热面之间的半导体。若向所述热电元件施加电压,则在吸热面和发热面之间产生温度差。通过所述吸热面来吸收的热量,穿过半导体并传递到发热面。然而,若在所述吸热面和发热面之间产生温度差,则热量因热传导从发热面回流到吸热面的现象,将该现象称为傅立叶效应。

与焦耳效应相同,所述傅立叶效应也会起到降低冷却能力的负效应。换言之,若供应电流增加,则热电元件的发热面和吸热面之间的温度差(Th-Tc)、即ΔT值增大,从而带来冷却能力降低的结果。

图4是示出冷却能力与输入电压和傅立叶效应的关系的曲线图。

参照图4,傅立叶效应可以定义为吸热面和发热面之间的温度差、即ΔT的函数。

详细地,若确定了热电元件的规格,则以上冷却能力公式的傅立叶效应项中的k值、A值以及L值形成为常数值,因此可以将傅立叶效应视为将ΔT作为变量的函数。

因此,随着ΔT增大,傅立叶效应值增加,但是,傅立叶效应对冷却能力产生负效应,因而其结果冷却能力将会降低。

如图4的曲线图中所示,可知在电压为恒定的条件下,ΔT越大,冷却能力越小。

另外,在已设定ΔT的状态下,例如,如果限定为ΔT是30℃的情况并观察基于电压变化的冷却能力的变化,则将会呈现出抛物线形式,即,随着电压值的增加,冷却能力增加,之后在某一点出现最大值,然后再次下降。

在此,需要明确的是,由于电压与电流成比例关系,因此,可以将上述冷却能力公式中记载的电流看做电压,并且以相同的方式进行解释也无妨。

详细地,随着供应电压(或电流)的增加,冷却能力增加,这可以以上述冷却能力公式进行说明。首先,由于已设定了所述ΔT值,因此其形成为常数。由于热电元件的按照每个规格的所述ΔT值是已被确定的,因此,可以根据所要求的ΔT值而设定合适的热电元件的规格。

由于ΔT已被设定,因此可以将所述傅立叶效应视为常数,其结果,可以将冷却能力简化为,可以被视为电压(或电流)的一次函数的珀耳帖效应和可以被视为电压(或电流)的二次函数的焦耳效应的函数。

随着电压值逐渐增加,作为电压的一次函数的珀耳帖效应的增加量大于作为电压的二次函数的焦耳效应的增加量,其结果,冷却能力呈现出增加状态。换言之,直到冷却能力达到最大值,焦耳效应的函数接近常数,由此冷却能力呈现出接近于电压的一次函数的形式。

随着电压的进一步增加,将会发生由焦耳效应所引起的自身发热量大于由珀耳帖效应所引起的移动热量的逆转现象,其结果,可以确认到冷却能力再次呈现出降低的状态。这可以通过作为电压(或电流)的一次函数的珀耳帖效应和作为电压(或电流)的二次函数的焦耳效应的函数之间的关系式来更加明确地理解。即,当冷却能力降低时,冷却能力呈现出接近于电压的二次函数的形式。

在图4的曲线图中,可以确认到,当供应电压在约30V至40V范围的区间,更具体地约为35V时,冷却能力最大。因此,如果仅仅考虑到冷却能力,可以说优选在热电元件中产生30V至40V范围内的电压差。

图5是示出相对于输入电压和傅立叶效应的效率关系的曲线图。

参照图5,可以确认到,ΔT相对于相同的电压越大,效率越低。这是理所当然的结果,因为效率与冷却能力成比例。

另外,在已固定了ΔT的状态下,例如,如果限定为ΔT是30℃的情况并观察基于电压变化的效率的变化,则将会呈现出以下状态:随着供应电压的增加,效率也会一起增加,然后在经过某一点时,效率反而降低。可以说,这与基于电压变化的冷却能力的曲线图相似。

在此,所述效率(COP)不仅是冷却能力,而且还是输入功率的函数,如果将热电元件21的电阻看做常数,则输入(Pe)形成为V2的函数。若冷却能力除以V2,则效率最终可以表示为因此,可以视为所述效率的曲线图形成为如图5所示的形式。

在图5的曲线图中,可以确认到:效率为最大的点出现在施加于热电元件的电压差(或供应电压)大致小于20V的区域。因此,如果已确定了所要求的ΔT,则优选根据该ΔT而施加适当的电压,由此使效率为最大。即,如果确定了热侧散热器的温度和深冻室202的设定温度,则ΔT将会被确定,并且可以根据该ΔT而确定施加于热电元件的最佳电压差。

图6是示出基于电压的冷却能力与效率的相互关系的曲线图。

参照图6,如上所述,示出了随着电压差的增大,冷却能力和效率均增加之后下降的状态。

详细地,可以看出冷却能力为最大的电压值和效率为最大的电压值表现出不同,这可以看作,因为冷却能力在达到最大为止是电压的一次函数,而效率是电压的二次函数。

如图6所示,作为一例,可以确认到,在ΔT为30℃的热电元件的情况下,热电元件的效率在施加于热电元件的电压差约为12V至17V的范围内最高。在所述电压的范围内,冷却能力呈现出继续增加的状态。因此,可知,同时考虑冷却能力,至少需要12V以上的电压差,并且在电压差为14V时效率最高。

图7是示出用于根据冰箱内部的负荷变化而控制冰箱的参考温度线的图。

以下,将每个储存室的设定温度定义为等级温度(notch temperature)并进行说明。所述参考温度线也可以表示为临界温度线。

在曲线图中,下侧的参考温度线是用于区分满足温度区域和不满足温度区域的参考温度线。因此,可以将下侧的参考温度线的下方区域A定义为满足区间或满足区域,可以将下侧的参考温度线的上方区域B定义为不满足区间或不满足区域。

另外,上侧的参考温度线是用于区分不满足温度区域和上限温度区域的参考温度线。因此,可以将上侧的参考温度线的上方区域C定义为上限区域或上限区间,并且可以该上方区域C视为特殊运转区域。

另一方面,当定义用于控制冰箱的满足/不满足/上限温度区域时,下侧的参考温度线可以被定义为,包括在满足温度区域的情况、和包括在不满足温度区域的情况中的任意一种。另外,上侧的参考温度线可以被定义为,包括在不满足温度区域的情况、和包括在上限温度区域的情况中的一种。

在冰箱内部的温度处于满足区域A内的情况下,不驱动压缩机,而在处于不满足区域B内的情况下,通过驱动压缩机来使冰箱内部的温度进入到满足区域内。

另外,冰箱内部的温度处于上限区域C的情况可以看做因向冰箱的内部放入温度较高的食物,或者打开相应的储存室的门而导致的冰箱内部的负荷急剧增加的情况,由此可以执行包括负荷应对运转的特殊运转算法。

图7的(a)是示出用于根据冷藏室温度变化而控制冰箱的参考温度线的图。

冷藏室的等级温度N1被设定为零上的温度。此外,为了使冷藏室的温度保持为等级温度N1,若上升至比等级温度N1高出第一温度差d1的第一满足临界温度N11,则控制压缩机驱动,若在驱动压缩机之后降低至比所述等级温度N1低了所述第一温度差d1的第二满足临界温度N12,则控制压缩机停止。

所述第一温度差d1是从所述冷藏室的等级温度N1增加或减小了的温度值,并且,所述第一温度差d1可以被定义为用于定义温度区间的控制差(control differential)或控制温差(control diffetial temperature),所述温度区间被视为所述冷藏室温度保持在作为设定温度的等级温度N1,所述第一温度差d1大致可以是1.5℃。

另外,若判断为冷藏室的温度从等级温度N1上升至高出第二温度差d2的第一不满足临界温度N13,则控制成执行特殊运转算法。所述第二温度差d2可以是4.5℃。所述第一不满足临界温度也可以被定义为上限投入温度。

若在执行特殊运转算法之后,冰箱内部的温度下降至比所述第一不满足临界温度低第三温度差d3的第二不满足温度N14,则结束所述特殊运转算法的运转。所述第二不满足温度N14低于第一不满足温度N13,所述第三温度差d3可以是3.0℃。所述第二不满足临界温度N14可以被定义为上限解除温度。

在所述特殊运转算法结束之后,通过调节压缩机的冷却能力来使冰箱内部的温度达到所述第二满足临界温度N12,然后停止压缩机的驱动。

图7的(b)是示出用于根据冷冻室温度变化而控制冰箱的参考温度线的图。

用于控制冷冻室的温度的参考温度线的形式与用于控制冷藏室的温度的参考温度线的形式相同,不同之处仅在于,等级温度N2和从等级温度N2增加或减小的温度变化量k1、k2、k3与冷藏室的等级温度N1和温度变化量d1、d2、d3不同。

如上所述,所述冷冻室等级温度N2可以是-18℃,但不限于此。用于定义温度区间的控制温差k1可以是2℃,所述温度区间视为所述冷冻室的温度保持在作为设定温度的等级温度N2。

因此,若冷冻室温度上升至比等级温度N2高出第一温度差k1的第一满足临界温度N21,则驱动压缩机,若达到比等级温度N2高出第二温度差k2的第一不满足临界温度(上限投入温度)N23,则执行特殊运转算法。

另外,在驱动压缩机之后,若冷冻室温度下降至比等级温度N2低了第一温度差k1的第二满足临界温度N22,则停止压缩机的驱动。

在执行了特殊运转算法之后,若冷冻室温度下降至比第一不满足温度N23低了第三温度差k3的第二不满足临界温度(上限解除温度)N24,则结束执行特殊运转算法。通过调节压缩机冷却能力,使冷冻室温度下降到第二满足临界温度N22。

另一方面,即使在深冻室模式已被关闭的状态下,也需要以预定周期间歇性地对所述深冻室的温度进行控制,由此防止深冻室的温度过度升高。因此,在深冻室模式已被关闭的状态下,所述深冻室的温度控制遵循图7的(b)中所示出的用于控制冷冻室的温度的温度参考线。

如上所述,在深冻室模式已被关闭的状态下应用用于控制冷冻室温度的参考温度线的理由,是因为深冻室位于冷冻室的内部。

即,即使是关闭了深冻室模式而不使用深冻室的情况,深冻室的内部温度也需要至少与冷冻室温度保持相同的水平,才能防止冷冻室的负荷增加的现象。

因此,在深冻室模式已被关闭的状态下,将深冻室的等级温度设定为与冷冻室的等级温度N2相同,由此将第一满足临界温度和第二满足临界温度以及第一不满足临界温度和第二不满足临界温度也设定为与用于控制冷冻室温度的临界温度N21、N22、N23、N24相同。

图7的(c)是示出在深冻室模式已被打开的状态下用于根据深冻室的温度变化而控制冰箱的参考温度线的图。

在深冻室模式已被打开的状态下,即在深冻室被开启的状态下,将深冻室的等级温度N3设定为显著低于冷冻室的等级温度N2的温度,其可以约为-45℃至-55℃,优选可以是-55℃。在该情况下,可以说,深冻室的等级温度N3对应于热电元件21的吸热面的温度,而冷冻室的等级温度N2对应于热电元件40的发热面的温度。

由于穿过了冷冻室膨胀阀15的制冷剂经过热侧散热器24,因此,与热侧散热器24接触的热电元件40的发热面的温度至少保持为与穿过了冷冻室膨胀阀的制冷剂的温度相对应的温度。因此,热电元件40的吸热面和发热面之间的温度差、即ΔT为32℃。

另一方面,用于定义温度区间的控制温差m1、即深冻室控制温差可以被设定为高于冷冻室控制温差k1,作为一例,可以是3℃,所述温度区间视为深冻室保持在作为设定温度的等级温度N3。

因此,可以说,定义为深冻室的第一满足临界温度N31和第二满足临界温度N32之间的区间的设定温度保持区间,比冷冻室的设定温度视为保持区间更宽。

另外,若深冻室的温度上升至比等级温度N3高出第二温度差m2的第一不满足临界温度N33,则执行特殊运转算法,若在执行特殊运转算法之后,深冻室的温度下降至比所述第一不满足临界温度N33低了第三温度差m3的第二不满足临界温度N34,则结束执行特殊运转算法。所述第二温度差m2可以是5℃。

在此,将深冻室的第二温度差m2设定为高于冷冻室的第二温度差k2。换言之,将用于控制深冻室的温度的第一不满足临界温度N33和深冻室的等级温度N3之间的间隔设定为,大于用于控制冷冻室的温度的第一不满足临界温度N23和冷冻室等级温度N2之间的间隔。

这是,因为深冻室的内部空间小于冷冻室,并且深冻壳体201的隔热性能更加优异,因此,投入到深冻室的热负荷释放到外部的量较少。不仅如此,深冻室的温度显著低于冷冻室的温度,因此,当诸如食物等热负荷渗透到深冻室的内部时,对热负荷的反应敏感度非常高。

由此,在将深冻室的第二温度差m2设定为与冷冻室的第二温度差k2相同的情况下,诸如负荷应对运转的特殊运转算法的执行频率可能变得过高。因此,为了降低特殊运转算法的执行频率而减少消耗功率,优选将深冻室的第二温度差m2设定为大于冷冻室的第二温度差k2。

另一方面,以下对本发明的实施例的冰箱的控制方法进行说明。

在下文中,若满足复数个条件中的至少任意一个,则执行特定步骤的内容应当被解释为,在控制部进行判断的时间点上,若满足复数个所述条件中的任意一个,则执行特定步骤,除此之外,还包括只需满足复数个条件中的任意一个或一部分,或者必须全部满足才能执行特定步骤的含义。

图8是示出本发明实施例的用于控制深冻室负荷应对运转的方法的流程图。

以下,应当将深冻室负荷应对运转和深冻室负荷去除运转解释为相同的含义。

参照图8,若深冻室负荷应对运转开始,则控制部对当前的深冻室模式是否处于开启状态进行判断(S110)。

如果判断为当前的深冻室模式处于关闭状态,则执行所谓的“关闭控制运转”(S111)。

详细地,深冻室模式处于关闭状态是指,当前未使用深冻室的功能。所述关闭控制运转可以被定义为,当深冻室模式处于关闭状态时,用于使深冻室内部的温度保持为冷冻室温度的控制运转。

在深冻室模式处于开启状态下,控制成深冻室的温度保持在原始的设定温度、即-50℃的水平,相反,在深冻室模式处于关闭状态下,为使消耗功率最小化,并且防止冷冻室的负荷增加,控制成深冻室的温度保持在与冷冻室的温度相同的温度。

为此,当执行所述关闭控制运转时,在每个预定周期启动深冻室温度传感器,由此检测深冻室的温度,若判断为深冻室的温度高于冷冻室的温度,则控制深冻室风扇在设定时间的期间以设定速度进行驱动。

相反,若判断为深冻室模式处于开启状态,则对当前是否满足深冻室负荷应对运转投入条件进行判断(S120)。

详细地,用于开始执行深冻室负荷应对运转的条件如下。

第一,可以列举出深冻室的温度在冷冻室门被开放后的设定时间ta的期间上升了设定温度Ta以上的情况。所述设定时间ta可以是5分钟,设定温度Ta可以是5℃,但不限于此。

在此,需要明确的是,“在门被打开后的设定时间ta的期间”可以被解释为“从门被打开的时间点的设定时间ta的期间”,也可以被解释为“在门被打开后关闭的时间点的设定时间ta的期间”。

如果设置有用于检测深冻室抽屉被开放的传感器,则也可以将深冻室的温度在深冻室抽屉被开放后的设定时间ta的期间上升了设定温度Ta以上作为条件。深冻室门和深冻室抽屉可以被理解为相同的概念。

第二,可以列举出深冻室的温度处于上限温度区域(第一不满足临界温度以上)的情况。在此,也可以设定成必需均满足所述第一条件和第二条件,才能投入深冻室负荷应对运转。

第三,可以列举出在执行冷冻室的除霜或深冻室的除霜之后开始了第一次循环的情况。

在深冻室容纳于冷冻室的内部,并且冷冻室蒸发器和热电模块的热侧散热器串联连接的结构中,冷冻室除霜和深冻室除霜一起执行是有利的。

换言之,若只满足冷冻室除霜条件和深冻室除霜条件中的任意一个,则可以使冷冻室除霜和深冻室除霜同时开始执行,或者隔开时间差开始执行,从而存在有同时除霜运转区间。

这是因为,在执行深冻室单独除霜的情况下,在深冻室除霜过程中所产生的水或湿蒸汽可能会流入到冷冻蒸发室,并且重新附着到冷冻室蒸发器的表面或冷冻蒸发室的内壁而结冰。在执行冷冻室单独除霜的情况下,在冷冻室除霜过程中所产生的水或湿蒸汽可能会流入到深冻室,并且附着到深冻室的内壁或热电模块的冷侧散热器而结冰。

另外,在被与冷冻室蒸发器并联连接的冷藏室蒸发器冷却的冷藏室的情况下,若除霜运转开始条件满足冷冻室除霜运转开始条件,则可以控制成执行除霜运转。

通常,为了执行冷藏室除霜,应用自然除霜运转,在所述自然除霜运转中,除霜加热器不会被驱动,并且使冷藏室风扇以低速进行旋转,由此通过从外部投入到冷藏室的热负荷来融化形成于冷藏室蒸发器的霜或冰。当然,在除霜运转的期间不会向冷藏室蒸发器供应制冷剂。

如上所述,若满足冷冻室除霜运转条件,则冷藏室除霜运转也一起执行,因此,最终归纳为,若只满足冷冻室除霜和深冻室除霜条件中的任意一个,则冷藏室、冷冻室以及深冻室除霜全部一起执行。

另外,为了执行冷藏室除霜运转,必须满足冷冻室除霜运转条件,因此,可以说无法执行冷藏室单独除霜运转,但并不一定限于此。即,需要明确的是,若将冷藏室除霜运转开始条件设定成不同,则冷藏室单独除霜运转的执行也是可能的。

另一方面,若执行冷冻室除霜运转,则深冻室除霜运转也会执行,若这些除霜运转全部结束,则冷冻室和深冻室的内部温度很可能会位于上限温度区域。即,深冻室负荷很可能处于增加非常多的状态。出于这种原因,若在冷冻室除霜运转结束后开始第一次循环,则执行深冻室负荷应对运转。

第四,可以列举出深冻室模式从关闭状态转换到开启状态的情况。

在深冻室模式被开启的状态下,如上所述,深冻室的温度保持为冷冻室的温度。若在该状态下深冻室转换为开启状态,则需要从冷冻室的温度迅速冷却至作为深冻室设定温度的极低温,因此,优选必须执行深冻室负荷应对运转。

第五,可以列举出冰箱电源从关闭状态变更为开启状态的情况。

详细地,可以列举出,在安装冰箱后首次施加电源的情况,或者,冰箱因停电或其他原因保持电源被关闭的状态,然后再次向冰箱供应电源的情况。

在该情况下,由于冰箱内部的温度很可能保持在与室内温度几乎相同的水平,因此,为了迅速去除设定温度最低的深冻室的负荷,可以执行深冻室负荷应对运转。

在此,深冻室负荷应对运转可以包括第一深冻室负荷应对运转模式和第二深冻室负荷应对运转模式。

若满足以上提示的五个条件中的至少任意一个,则执行第一深冻室负荷应对运转(S130)。如果不满足五个所述条件中的任何一个,则执行一般控制运转,并且重复执行对深冻室模式是否被开启进行判断的步骤(S110)。

所述第一深冻室负荷应对运转是指,若深冻室负荷应对运转开始,则将制冷剂阀转换为同时运转的运转模式。

在此,同时运转是指,调节切换阀的开度,由此使制冷剂均被供应到冷藏室蒸发器侧和冷冻室蒸发器侧的状态。

在代替切换阀而将冷藏室制冷剂阀(或冷藏室阀)和冷冻室制冷剂阀(或冷冻室阀)分别连接到冷藏室膨胀阀和冷冻室膨胀阀的入口处的情况下,同时运转可以被解释为,表示冷藏室阀和冷冻室阀都处于被开放的状态。

冷藏室单独运转可以被解释为,是指只开放冷藏室阀而只可以对冷藏室进行冷却的状态,冷冻室单独运转(或深冻室单独运转)可以被解释为,是指只开放冷冻室阀而只可以对冷冻室和/或深冻室进行冷却且不能对冷藏室进行冷却的状态。

在同时运转模式下,可以控制成,使深冻室的风扇以低速或中速进行驱动,并且向热电元件施加高电压或中电压,而且使冷藏室风扇以中速进行驱动,但并不一定限于此。可以根据冷冻室温度处于图7的(b)所示的温度区域中的哪个区域,将施加于热电元件的电压和深冻室风扇的驱动速度设定为不同。

例如,在冷冻室温度位于于满足温度区域的情况下,可以控制成向热电元件施加高电压,并且使深冻室的风扇以中速进行驱动。

或者,在冷冻室的温度位于不满足温度区域的情况下,可以控制成向热电元件施加中电压,并且使深冻室风扇以低速进行驱动。

在执行所述第一深冻室应对运转的期间,控制部可以周期性地对是否满足了所述第一深冻室负荷应对运转完成条件进行判断(S140)。

所述第一深冻室负荷应对运转完成条件是,冷藏室的温度达到图7的(a)所示的第二满足临界温度N12而进入满足温度区域A,或者第一深冻室应对运转时间经过设定时间tb

即,若满足以上两个条件中的任意一个,则所述控制部判断为满足了第一深冻室负荷应对运转完成条件。所述设定时间tb可以是30分钟,但不限于此。

若满足了所述第一深冻室负荷应对运转完成条件,则转换到所述第二深冻室负荷应对运转(S160)。

所述第二深冻室负荷应对运转是指,关闭冷藏室阀,并且开放冷冻室阀,由此能够执行冷冻室和深冻室运转的状态。

详细地,虽然满足所述第一深冻室负荷应对运转条件而转换到同时运转,但是,如果冷藏室的温度位于满足温度区域内,则立即转换到第二深冻室负荷应对运转。

此时,如果在第一深冻室负荷应对运转的开始时间点上冷藏室温度位于满足温度区域,则可以不转换到同时运转而立即只打开冷冻室阀,由此执行第二深冻室负荷应对运转。

若冷冻室阀被打开,则低温低压的两相制冷剂流入到热电模块的热侧散热器,由此处于能够吸收传递到热电元件的发热面的热量的状态。即,处于能够执行所述热侧散热器的散热功能的状态。

在执行第二深冻室负荷应对运转的期间,控制部持续地判断冷藏室温度是否上升到上限投入温度、即第一不满足临界温度N13(S160)。

如果判断为冷藏室温度进入到上限温度区域,则所述第二深冻室负荷应对运转结束,并且再次返回到第一深冻室负荷应对运转步骤(S130)。换言之,若冷藏室负荷增加,则转换为同时运转状态,以再次冷却冷藏室。

如上所述,若在执行第二深冻室负荷应对运转的期间,冷藏室的负荷上升至设定水平以上,则可以重复执行通过转换到第一深冻室负荷应对运转来将冷藏室的温度降低到满足温度区域的过程,从而在不会损坏深冻室以外的储存室的冷却性能的情况下能够执行深冻室负荷应对运转。

另一方面,在执行第二深冻室负荷应对运转的期间,由控制部判断是否满足第二深冻室负荷应对运转完成条件(S170)。若判断为满足了完成条件,则结束所有深冻室负荷应对运转模式(S180)。若冰箱电源没有关闭(S190),则返回到对深冻室模式是否开启进行判断的初始步骤(S110)。

第二深冻室负荷应对运转完成条件是,深冻室温度下降而进入到图7的(c)所示的不满足温度区域B,或者自第一深冻室负荷应对运转开始的时间点上经过设定时间tc

详细地,若在第二深冻室负荷应对运转的期间,深冻室温度下降而达到第二不满足临界温度(或上限解除温度)N34,则使所述深冻室负荷应对运转模式本身结束。

或者,若从产生深冻室负荷应对运转投入条件的时间点上经过了设定时间tc,则即使没有达到第二不满足临界温度N34,也结束深冻室负荷应对运转模式。所述设定时间tc可以是150分钟,但不限于此。

图9是示出本发明实施例的深冻室负荷应对运转时的冷藏室和深冻室的温度变化以及制冷剂阀开闭状态的曲线图。

参照图9,以满足深冻室负荷应对运转投入条件的时间点w1为基准,在直到该时间点之前执行一般控制运转。

详细地,图9的温度变化曲线TR是示出冷藏室的温度变化的曲线,温度变化曲线TS1和TS2是示出深冻室的温度变化的曲线。

在不满足深冻室负荷应对运转条件的状态下,若冷藏室温度位于不满足温度区域B,则通过打开冷藏室阀来使冷藏室的温度达到第一满足临界温度N11。

若冷藏室的温度下降到第一满足临界温度N11,则关闭冷藏室阀并打开冷冻室阀,由此使冷冻室的温度达到第一满足临界温度N21。在冷冻室阀被打开并执行冷冻室单独运转的期间,冷藏室温度将会逐渐升高。

如果在执行冷藏室单独运转或冷冻室单独运转的期间,发生了满足深冻室负荷应对运转条件的状况,则在该时间点w1上转换到第一深冻室负荷应对运转E1。即,全部打开冷藏室阀和冷冻室阀。

那么,一部分制冷剂依次穿过热侧散热器和冷冻室蒸发器,剩余部分的制冷剂在穿过冷藏室蒸发器的同时处于能够对冷藏室和冷冻室进行冷却的状态。

若冷冻室的温度为不满足温度以上,则向热电元件施加中电压,并且控制成使深冻室风扇以低速进行驱动。然而,若冷冻室的温度为满足温度,则向热电元件施加高电压,并且控制成使深冻室风扇以中速进行驱动。

若冷藏室的温度再次下降而进入到满足温度区域,则转换到第二深冻室负荷应对运转E2。期间,若冷藏室的温度再次上升到上限温度,则转换到第一深冻室负荷应对运转E1。

根据深冻室温度变化曲线Ts1,在第二深冻室负荷应对运转的期间,深冻室的温度下降到了第二不满足临界温度(上限解除温度)N34,因此,结束深冻室负荷应对运转,并且执行用于降低冷藏室的温度的一般运转,即执行冷藏室冷却运转。

根据深冻室温度变化曲线图Ts2,即使冷藏室的温度上升至上限投入温度N13,深冻室温度也未达到上限解除温度N34,因此,从第二深冻室负荷应对运转E2转换到第一深冻室负荷应对运转E1,由此继续进行深冻室负荷应对运转模式。

如上所述,直到深冻室温度达到上限解除温度N34为止,或者,直到第一深冻室负荷应对运转开始之后经过设定时间tb为止,例如150分钟,可以重复执行第一深冻室负荷应对运转E1和第二深冻室负荷应对运转E2之间转换的过程。

另一方面,即使在正在执行所述深冻室负荷应对运转模式的期间满足了冷冻室除霜运转条件,也可以编程为忽略冷冻室除霜运转。即,将除霜运转和负荷应对运转设定为同级别的运转模式,如果在执行两个中的任意一个的期间满足另一个的执行条件,则可以在正在执行的运转模式结束之后,再执行另一个运转模式。

另外,如果在执行深冻室负荷应对运转的期间满足了冷藏室或冷冻室负荷应对运转条件,则可以优选执行深冻室负荷应对运转。

另外,若在执行冷藏室或冷冻室负荷应对运转的期间满足了深冻室负荷应对运转条件,则可以结束冷藏室或冷冻室负荷应对运转,并且执行深冻室负荷应对运转。

另外,若在执行冷藏室单独运转或冷冻室单独运转的期间满足了深冻室负荷应对运转条件,则为了执行第一深冻室负荷应对运转而转换到同时运转,然后可以使冷藏室风扇和冷冻室风扇以中速进行驱动。

相反,若在正在执行冷藏室和冷冻室同时运转的期间满足了深冻室负荷应对运转条件,则为了执行第一深冻室负荷应对运转而保持为同时运转,并且可以使冷藏室风扇和冷冻室风扇以高速进行驱动。

另外,在深冻室负荷应对运转的期间,控制成压缩机以最大冷却能力进行驱动。

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