冰箱及其蒸发器化霜控制方法

技术领域

本发明属于制冷设备技术领域，具体涉及一种冰箱及其蒸发器化霜控制方法。

背景技术

家用冰箱多为单系统风冷无霜冰箱，蒸发器装在冷冻室后部通过风罩、风扇、风道、风门等部件装配起来组成冷风在箱体内循环的结构。当冰箱冷冻室和冷藏室有制冷需求时，冷冻室通过风机运转将冷风分别送入冷藏室和冷冻室来降温。当冷藏室制冷需求达到时，冷冻还有制冷需求，冷量通过控制风门的开合来调节，在冷冻制冷满足时，将风门关闭，避免冷冻温度过低。

蒸发器运行过程结霜，在条件满足时进行化霜动作，目前一般采用电加热式的化霜方法，即在蒸发器下部布置化霜加热器来加热化霜，此时将风门关闭，避免热量溢到冷藏(冷冻)室，降低食物品质。常规结构中，化霜加热器在蒸发器下部加热，热量自下而上缓慢把霜融化，其过程大概需要40到60分钟。蒸发器底部和顶部霜层融化完全的时间差为“融霜迟滞”，蒸发器4化霜的全过程，大概需要40分钟。除霜终止时，蒸发器顶部和底部温差较大，温差高达65.5℃。因除霜热空气热量辐射到冷冻室内，导致冷冻室温升，且冷冻温升速度逐渐变大。冰箱各间室实际温度在一定范围内波动，但冷冻室在化霜期间温度冲击非常大。由于化霜过程加热的热量聚集在蒸发器顶部，从冷冻室出风口渗进去并从间室壁辐射过去，导致出风口的温度从-24℃波动到0℃，冷冻室箱温从-20℃上升至-12℃，回升8℃。

如前所述，冰箱在整个制冷过程，实际温度控制是有一定波动的，尤其是在化霜过程，电加热投入的热量进行化霜，势必导致冷冻室和冷藏室的温度有一定程度的波动。

以上的化霜温度反复波动冲击导致出现以下问题：

1、出风口位置的温度反复在-18℃到0℃之间冲击，食物反复解冻又冻结，肉组织被破坏、营养流失多、保鲜效果差。

2、化霜时间过长，蒸发器上下温差有60℃，在化霜后期蒸发器下半部已经化完霜，但由于结构限制，还一直给蒸发器下部加热，上半部还没化干净。化霜加热器过多的热量囤积在冷冻室风道上部(密度轻导致上浮集聚)，在进入下次制冷过程，要输出大部分冷量给冷冻室蒸发器风道预冷降温，影响制冷降温速度和消耗过多的电量。

发明内容

因此，本发明提供一种冰箱及其蒸发器化霜控制方法，能够克服相关技术中的蒸发器的底部与顶部受热不均匀导致化霜时间过长进而导致热量进入与其临近的冰箱存储间室、带来存储间室温度波动大的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种冰箱，包括冰箱本体，所述冰箱本体内具有第一空间，所述第一空间内设有蒸发器以及处于其底部的第一化霜加热器，所述第一空间的顶部区域设有气流驱动部件，所述气流驱动部件能够驱动所述第一化霜加热器加热形成的热气流由所述蒸发器的底部流动至其顶部后再次将所述热气流引导至所述蒸发器上。

在一些实施方式中，所述气流驱动部件包括风道以及处于所述风道内的旋转风叶，所述风道具有进风口以及出风口，所述进风口设于所述顶部区域，所述出风口对应所述蒸发器的换热芯部设置；和/或，所述气流驱动部件为离心风机。

在一些实施方式中，所述出风口处设有气流分布结构，所述气流分布结构能够将所述出风口输出的气流分布于所述换热芯部。

在一些实施方式中，所述气流分布结构包括与所述出风口连通的多根支管，每根所述支管上具有多个出气口。

在一些实施方式中，多个所述支管自所述蒸发器的顶部至底部依次间隔设置，且每根所述支管上各自具有的出气口的孔径自所述蒸发器的顶部至底部越来越小，和/或，每根所述支管上各自具有的出气口间隔自所述蒸发器(102)的顶部至底部越来越大。

在一些实施方式中，所述出风口内设有第二化霜加热器。

在一些实施方式中，所述第二化霜加热器的加热功率能够被依据所述进风口的气流温度而调整，且所述加热功率与所述进风口的气流温度之间负相关；和/或，所述旋转风叶的转速与所述进风口的气流温度之间正相关。

本发明还提供一种用于控制上述的冰箱的蒸发器化霜控制方法，包括如下步骤：

获取控制指令；

当所述控制指令为化霜指令时，控制所述第一化霜加热器运行加热、控制所述气流驱动部件旋转。

在一些实施方式中，当所述冰箱还包括第二化霜加热器且控制指令为化霜指令时，

还控制所述第二化霜加热器运行加热。

在一些实施方式中，在所述第二化霜加热器运行加热期间，还包括获取所述气流驱动部件的进风口的气流实时温度；

判断所述气流实时温度与预设温度区间的相对关系；

根据所述相对大小关系控制调整所述第二化霜加热器的运行功率。

在一些实施方式中，

所述预设温度区间具有多个，多个所述预设温度区间至少包括第一温度区间及第二温度区间，其中所述第一温度区间的最高温度与所述第二温度区间不相等且依据预设精度形成连续，

当所述气流实时温度低于所述第一温度区间的最低温度时，控制所述第二化霜加热器全功率运行加热；或者，

当所述气流实时温度处于所述第一温度区间内时，控制所述第二化霜加热器以第一功率运行加热；或者，

当所述气流实时温度处于所述第二温度区间内时，控制所述第二化霜加热器以第二功率运行加热；或者，

当所述气流实时温度高于所述第二温度区间的最高温度时，控制所述第二化霜加热器以第三功率运行加热，且控制所述第一化霜加热器停止运行加热，其中，所述第一功率、第二功率、第三功率越来越小。

在一些实施方式中，

当所述第二化霜加热器以第三功率运行加热时，同步控制所述气流驱动部件以最高转速运行。

在一些实施方式中，

在所述蒸发器化霜期间还包括获取所述第一空间的实时间室温度，当所述实时间室温度在预设时间内上升预设温差后，控制所述蒸发器退出化霜。

本发明提供的一种冰箱及其蒸发器化霜控制方法，第一化霜加热器与气流驱动部件分别处于第一化霜加热器的底部区域与顶部区域，能够利用热气流的上升以及气流驱动部件对热气流的驱动循环保证第一空间内的上下温度均衡性，从而使蒸发器的上下区域化霜进程均衡，进而能够有效降低蒸发器的化霜时长，如此能够有效减少第一空间内热量向与之相邻的存储间室内的辐射、渗入，减小存储间室内的温度波动。

附图说明

图1为本发明实施例的冰箱的内部结构示意图(图中箭头示出气流循环方向)；

图2为图1中的部分结构示意图。

附图标记表示为：

10、冰箱本体；101、第一空间；1011、排水孔；102、蒸发器；103、第一化霜加热器；104、气流驱动部件；1041、风道；1042、旋转风叶；1043、进风口；105、第一温度传感器；201、支管；202、出气口；30、第二化霜加热器；41、冷冻室；42、冷冻风机；43、冷冻室进风口；44、冷冻室出风口；51、冷藏室；52、冷藏室进风口；53、冷藏室出风口；6、压缩机。

具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供一种冰箱，包括冰箱本体10，冰箱本体10内具有第一空间101，具体的，该第一空间101一般紧邻冷冻室41设置，第一空间101内设有蒸发器102以及处于其底部的第一化霜加热器103(可以称为主化霜加热器)，第一空间的顶部区域设有气流驱动部件104，气流驱动部件104能够驱动第一化霜加热器103加热形成的热气流由蒸发器102的底部流动至其顶部后再次将热气流引导至蒸发器102上。该技术方案中，第一化霜加热器103与气流驱动部件104分别处于第一化霜加热器103的底部区域与顶部区域，能够利用热气流的上升以及气流驱动部件104对热气流的驱动循环保证第一空间101内的上下温度均衡性，从而使蒸发器102的上下区域化霜进程均衡，进而能够有效降低蒸发器102的化霜时长，如此能够有效减少第一空间101内热量向与之相邻的存储间室(例如冷冻室41，在一些情况下还可以是冷藏室51等)内的辐射、渗入，减小存储间室内的温度波动。

在一些实施方式中，气流驱动部件104包括风道1041以及处于风道1041内的旋转风叶1042，风道1041具有进风口1043以及出风口，进风口1043适应性地设于顶部区域，出风口对应蒸发器102的换热芯部设置，该技术方案中，通过风道1041对热气流的流动驱动进行引导限制，能够使热气流最大程度的集中于蒸发器102本身上，从而提升加热化霜效率，还能够一定程度降低对第一空间101的壁体的热辐射，进而进一步降低可能对相邻存储间室造成的温度波动。在一个具体的实施例中，气流驱动部件104为离心风机，其中离心风机的壳体此时作为前述风道1041的至少一个部分，采用离心风机能够充分利用第一空间101的空间布局，使内部结构更加合理。

在一些实施方式中，出风口处设有气流分布结构，气流分布结构能够将出风口输出的气流分布于换热芯部，通过气流分布结构能够将出风口流出的热气流在蒸发器102的高度范围内更加合理分散布置，从而使蒸发器102的高度方向上的化霜保持同步，有效防止底部化霜顶部未化霜现象的发生。气流分布结构包括与出风口连通的多根支管201，每根支管201上具有多个出气口202，多根支管201的长度与对应部位的换热芯部相匹配，以能够使其喷射处的热气流能够涵盖蒸发器102的换热芯部的全部。

多个支管201自蒸发器102的顶部至底部依次间隔设置，且每根支管201上各自具有的出气口202的孔径自蒸发器102的顶部至底部越来越小，也即越是靠近蒸发器102的顶部区域处的出气口202的孔径越大，和/或，每根支管201上各自具有的出气口202间隔自蒸发器102的顶部至底部越来越大，如此能够保证顶部化霜的热量需求，有利于缩短整个化霜时长。

在一些实施方式中，出风口内设有第二化霜加热器30，具体的，其可以是多个并联的PTC加热组件组成，通过第二化霜加热器30能够辅助第一化霜加热器103提供化霜所需热量，而将第二化霜加热器30设置于出风口内则能够对循环的气流辅助加热，对蒸发器102的底部与顶部同时加热，利于提升蒸发器102的高度温度均衡性，保证上下化霜的同步性。第二化霜加热器30的加热功率能够被依据进风口1043的气流温度而调整，且加热功率与进风口1043的气流温度之间负相关，也即进风口1043的气流温度越高，第二化霜加热器30的加热功率越小，而反之，进风口1043的气流温度越低，第二化霜加热器30的加热功率越大，有利于加快蒸发器102的化霜效率，缩短化霜时长。

在一个具体的实施例中，旋转风叶1042的转速与进风口1043的气流温度之间正相关，具体的，进风口1043的气流温度越高，转速越高，如此能够保证热量更加高效地在第一空间101内流通，热量更加均衡，利于化霜进程的加速。

根据本发明的实施例，还提供一种用于控制上述的冰箱的蒸发器化霜控制方法，包括如下步骤：

获取控制指令；

当控制指令为化霜指令(该化霜指令可以是用户通过相应的控制部件选择发出的指令，亦可以是控制器的内在逻辑判断后发出的指令，作为公知，本发明不对其做赘述)时，控制第一化霜加热器103运行加热、控制气流驱动部件104旋转(具体例如控制旋转风叶1042)。

该技术方案中，在冰箱接收到化霜指令时，控制第一化霜加热器103及气流驱动部件104两者同时运行，从而使底部的热量能够更加快速地抵达蒸发器102的顶部区域并形成有效循环，从而使蒸发器102的顶部区域的化霜效果提升，有效防止现有技术中蒸发器底部已经化霜而顶部却迟迟未化霜导致第一空间101的化霜时长延长带来的存储间室的温度波动现象发生。

在一些实施方式中，当冰箱还包括第二化霜加热器30且控制指令为化霜指令时，还控制第二化霜加热器30运行加热。通过运行第二化霜加热器30，能够提升蒸发器102的顶部区域的温度，同时也能够满足化霜对热量的需求，缩短化霜时长。

在一些实施方式中，在第二化霜加热器30运行加热期间，还包括获取气流驱动部件104的进风口1043的气流实时温度，具体通过第一温度传感器105获取即可；判断气流实时温度与预设温度区间的相对关系；根据相对大小关系控制调整第二化霜加热器30的运行功率。如此能够将第二化霜加热器30的运行功率大小与进风口1043的气流实时温度的大小进行关联，从而能够降低冰箱的总体运行耗能。具体而言，预设温度区间具有多个，多个预设温度区间至少包括第一温度区间及第二温度区间，其中第一温度区间的最高温度与第二温度区间不相等且依据预设精度(例如1℃，0.5℃，0.1℃等)形成连续，当气流实时温度低于第一温度区间的最低温度时，控制第二化霜加热器30全功率运行加热；或者，当气流实时温度处于第一温度区间内时，控制第二化霜加热器30以第一功率运行加热；或者，当气流实时温度处于第二温度区间内时，控制第二化霜加热器30以第二功率运行加热；或者，当气流实时温度高于第二温度区间的最高温度时，控制第二化霜加热器30以第三功率运行加热，且控制第一化霜加热器103停止运行加热，其中，第一功率、第二功率、第三功率越来越小。

作为优选，当第二化霜加热器30以第三功率运行加热时，同步控制气流驱动部件104以最高转速运行，以能够使较高温度的热气流能够在第一空间101内高效循环流动，进而能够保证化霜效率。在蒸发器102化霜期间还包括获取第一空间101的实时间室温度(通过设置于第一空间101内的第二温度传感器获得即可)，当实时间室温度在预设时间内上升预设温差后，控制蒸发器102退出化霜。

以下结合一具体实施例对本发明的技术方案进一步阐述。

风冷冰箱在正常制冷过程中，蒸发器会逐步结霜，当蒸发器霜结到一定厚度时，需要系统进行自动除霜。传统冰箱单用化霜加热器进行化霜，化霜速度慢，蒸发器上下温差大，电能消耗多等痛点问题。

本发明整个除霜装置(也即前述的相关结构，其具体可以包括气流驱动部件104、第二化霜加热器30等)是安装在蒸发器中上部位置，具体以除霜装置由离心风叶(也即前述的旋转风叶1042，下同)、进风蜗壳(也即前述的风道1041，下同)、加热器(也即前述的第二化霜加热器30)、热气通道(也即前述的支管201)、热气出口(也即前述的出气口202)、进风温度传感器(也即前述的第一温度传感器105)等部件组成的为例。

热气口位置分别在蒸发器的中上部位置。利用离心风叶循环蒸发器腔体内的空气加热，并把热气喷射到蒸发器表面上来进行除霜，同时也把整个蒸发器腔体的空气进行循环，利用循环气流进行除霜。

具体实现方式如下：冰箱检测满足进入化霜条件。

化霜加热器开启工作，同步除霜装置的离心风机也启动运行。

除霜装置蜗壳上的进风温度传感器检测进风温度。根据检测进风温度控制加热器的档位(除霜装置的电加热有5档功率控制，1档功率最低，5档功率最高)与可调离心风机的转速。

化霜初期阶段当进风温度T≤5℃(对应于低于第一温度区间的最低温度)，说明结霜霜层较厚，底部加热器热量未能自下而上传递到蒸发器中上部，采集的进风温度较低。除霜装置电加热全功率100％开启，快速加热空气从进风口经过蜗壳风道到热气孔喷射到霜层，加快顶部与底部的空气流动循环。

化霜装置检测进风温度5℃

除霜装置检测进风温度15℃

由于霜在快速融化，避免热量的滞后惯性影响，减少蒸发器顶部热量聚集，当进风温度25℃

同时冰箱主化霜加热器关闭，除霜周期后期主要利用已经加热空气的余热，喷射空气除霜，充分利用已经加热的空气能量除霜。蒸发器腔体温度传感器连续1分钟检测满足，一分钟温升超过3℃，说明霜层已经化干净，腔体温度在快速上升(T腔体为安装在蒸发器的温度传感器，主要用来检测腔体的问题，判断退出化霜的依据)，满足退出化霜条件，化霜周期结束。这时候整个蒸发器腔体温度在10℃左右，冰箱再次启动压缩机制冷运行，腔体将快速降温，冰箱冷冻室和冷藏室将快速恢复原温度，减少了温度波动的问题。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。