ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ
COOLING FACILITY AND METHOD OF CONTROL OVER IT

Данное изобретение относится к охлаждающему устройству и способу управления им, при котором процесс быстрой заморозки осуществляется более эффективно.
Охлаждающие устройства содержат отсек для свежих продуктов для сохранения продуктов и напитков, а также морозильную камеру для замороженных продуктов. Тот факт, что продукты, помещаемые в морозильную камеру, замораживаются за очень короткий период времени и что, следовательно, температуры продуктов, помещенных в отсек для свежих продуктов, и замороженных продуктов поддерживается на постоянном уровне без значительных колебаний в ходе упомянутой заморозки, обеспечивает то, что продукты могут храниться более длительное время. В охлаждающих устройствах предусмотрена функция "быстрой заморозки", чтобы выполнять процесс заморозки быстро, когда новые пакеты с продуктами помещаются в упомянутую морозильную камеру. Если функция быстрой заморозки в охлаждающем устройстве активирована, компрессор управляется постоянно, чтобы обеспечить быструю заморозку новых упаковок продуктов внутри морозильной камеры. В охлаждающих устройствах, в которых процесс замораживания выполняется посредством последовательных испарителей, размещенных в отсеке для свежих продуктов и морозильной камере, существует соответствующий постоянный поток низкотемпературного охлаждающего вещества в испаритель отсека для свежих продуктов в ходе процесса быстрой заморозки. Это, в свою очередь, приводит к снижению температуры отсека для свежих продуктов ниже температуры замораживания продуктов. Чтобы не допустить замораживания продуктов внутри отсека для свежих продуктов, в упомянутый отсек для свежих продуктов помещается нагреватель. Когда процесс быстрой заморозки начинается, посредством активации нагревателя нежелательное снижение температуры отсека для свежих продуктов не допускается. Тем не менее, использование упомянутого нагревателя вызывает увеличение энергопотребления охлаждающего устройства. Таким образом, разрабатываются различные способы управления, чтобы снижать энергопотребление нагревателя.
В Английской Патентной заявке GB 1494217 приводится описание варианта применения, при котором нагреватель внутри отсека для свежих продуктов работает на полную мощность в ходе процесса быстрой заморозки, тогда как в течение периода обычной работы он работает на половину мощности за счет диода.
В Европейском патенте EP0045728 приводится описание варианта применения, при котором компрессор отключается, если температура отсека для свежих продуктов падает ниже 0°C в ходе процесса быстрой заморозки.
Цель настоящего изобретения состоит в создании охлаждающего устройства и способа управления им, при котором нагреватель внутри отсека для свежих продуктов управляется, чтобы не допустить неконтролируемое нагревание отсека для свежих продуктов, а также снизить стоимость энергопотребления в ходе процесса быстрой заморозки.
Охлаждающее устройство и способ управления им, предназначенный для того, чтобы достичь целей настоящего изобретения, проиллюстрирован на прилагаемых чертежах, из которых:
Фиг.1 - схематичное представление охлаждающего устройства.
Фиг.2 - блок-схема последовательности операций способа управления охлаждающим устройством.
Фиг.3 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая структуру соединения термостата, компрессора и нагревателя.
Показанные на чертежах элементы нумеруются следующим образом:
1. Охлаждающее устройство
2. Отсек для свежих продуктов
3. Морозильная камера
4. Компрессор
5. Испаритель отсека для свежих продуктов
6. Испаритель морозильной камеры
7. Нагреватель
8. Термостат
9. Кнопка регулировки
10. Переключатель быстрой заморозки
11. Переключатель нагревателя
12. Переключатель компрессора
Охлаждающее устройство (1) содержит отсек (2) для свежих продуктов, в котором хранятся продукты и напитки, морозильную камеру (3), используемую для того, чтобы поддерживать продукты замороженными, компрессор (4), посредством которого осуществляется холодильный цикл, испаритель (5) отсека для свежих продуктов, обеспечивающий, чтобы внутренний объем отсека (2) для свежих продуктов охлаждался посредством абсорбции тепловой энергии, испаритель (6) морозильной камеры, который соединен последовательно с испарителем (5) отсека для свежих продуктов, нагреватель (7) в отсеке (2) для свежих продуктов, регулирующий переключатель (9), позволяющий пользователю выбирать режим быстрой заморозки или рабочий режим, который изменяется между максимальным и минимальным значениями, соответствующими различным величинам охлаждения, и, следовательно, определяющий температуру активации и/или деактивации компрессора (4), а также термостат (8), измеряющий температуру отсека (2) для свежих продуктов, с тем чтобы компрессор (4) включался и отключался в зависимости от положения регулирующей кнопки (9), если регулирующая кнопка (9) установлена на режим быстрой заморозки, нагреватель (7) активируется при температуре ниже температуры деактивации компрессора (4) в режиме максимального охлаждения и выше температуры деактивации компрессора (4) в режиме быстрой заморозки, и нагреватель (7) остается активированным до тех пор, пока процесс быстрой заморозки не будет завершен, или до тех пор, пока не будет достигнута температура выше температуры деактивации компрессора (4) в максимальном режиме.
Если регулирующая кнопка (9) установлена на режим быстрой заморозки, компрессор (4) включается. Нагреватель (7) не активируется, поскольку отдел (2) для свежих продуктов не может достигать низких температур сразу после того, как компрессор (4) первый раз включается. После того как температура отсека (2) для свежих продуктов падает на несколько градусов, термостат (8) активирует нагреватель (7). Нагреватель (7) поддерживается активированным до тех пор, пока процесс быстрой заморозки не будет завершен или температура отсека (2) для свежих продуктов не увеличится до граничного значения, которое задано, чтобы не допустить перегрева.
Чтобы иметь возможность описать способ управления охлаждающим устройством (1) согласно настоящему изобретению, используются следующие символы:
T1 - температура, при которой термостат (8) деактивирует компрессор (4), когда регулирующая кнопка (9) установлена на максимальном режиме,
T2 - температура, при которой термостат (8) деактивирует компрессор (4), когда регулирующая кнопка (9) установлена на режиме быстрой заморозки,
T3 - температура, при которой термостат (8) активирует нагреватель (7),
T4 - температура, при которой термостат (8) деактивирует нагреватель (7),
T5 - температура, при которой термостат (8) активирует компрессор (4).
Термостат (8) последовательно соединен с источником питания с одной стороны и компрессором (4) и нагревателем (7) с другой стороны. Электрически компрессор (4) и нагреватель (7) соединены параллельно. Термостат (8) содержит переключатель (11) нагревателя, последовательно соединенный с нагревателем (7), выполненным из термочувствительного материала, который замыкает цепь, когда температура отсека (2) для свежих продуктов достигает температуры (T3) активации нагревателя (7), и размыкает цепь, когда температура отсека (2) для свежих продуктов достигает температуры (T4) деактивации нагревателя (7), переключатель (12) компрессора, последовательно соединенный с компрессором (4), выполненным из термочувствительного материала, который замыкает цепь, когда температура отсека (2) для свежих продуктов достигает температуры (T5) активации компрессора (4), и размыкает цепь, когда температура отсека (2) для свежих продуктов достигает температуры (T1 или T2) деактивации компрессора (4), и переключатель (10) быстрой заморозки, размещенный последовательно до переключателя (11) нагревателя, который замыкает цепь, если регулирующая кнопка (9) установлена на режим быстрой заморозки, и не допускает активации нагревателя (7) посредством размыкания цепи, если режим быстрой заморозки отключен.
Термостат (8) активирует компрессор (4) и нагреватель (7) в соответствии с режимами, задаваемыми регулирующей кнопкой (9) с учетом температур (T1, T2, T3, T4, T5). Отношение между температурами следующее: T2<T3<T1<T4<T5. Поскольку температура (T3), при которой термостат (8) активирует нагреватель (7), ниже температуры (T1) деактивации компрессора (4), когда регулирующая кнопка установлена на максимальный режим, нагреватель никогда не активируется при нормальном режиме работы.
В охлаждающем устройстве (1) процесс быстрой заморозки выполняется следующим образом:
- устанавливают регулирующую кнопку (9) на режим быстрой заморозки (101),
- проверяют, работает ли компрессор (4) (102),
- если компрессор (4) работает, переходят к этапу (105), на котором температура отсека (2) для свежих продуктов измеряется и сравнивается с температурой (T3), при которой термостат (8) активирует нагреватель (7),
- если компрессор (4) не работает, измеряют температуры отсека (2) для свежих продуктов и сравнивают ее с температурой (T5), при которой термостат (8) активирует компрессор (4) (103),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов ниже температуры (T5), при которой термостат (8) активирует компрессор (4), возвращаются к этапу (102), на котором проверяют, работает ли компрессор (4),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов выше температуры (T5), при которой термостат (8) активирует компрессор (4), включают компрессор (4) (104),
- измеряют температуру отсека (2) для свежих продуктов и сравнивают ее с температурой (T3), при которой термостат (8) активирует нагреватель (7) (105),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов выше температуры (T3), при которой термостат (8) активирует нагреватель (7), продолжают работу компрессора (4) (104),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов ниже температуры (T3), при которой термостат (8) активирует нагреватель (7), включают нагреватель (7) (106),
- измеряют температуру отсека (2) для свежих продуктов и сравнивают ее с температурой (T4), при которой термостат (8) деактивирует нагреватель (7) (107),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов выше температуры (T4), при которой термостат (8) деактивирует нагреватель (7), деактивируют нагреватель (7) (108),
- продолжают работу компрессора (4) (104),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов ниже температуры (T4), при которой термостат (8) деактивирует нагреватель (7), измеряют температуру отсека (2) для свежих продуктов и сравнивают ее с температурой (T2), при которой термостат (8) деактивирует компрессор (4), когда регулирующая кнопка (9) установлена на режиме быстрой заморозки (109),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов выше температуры (T2), при которой термостат (8) деактивирует компрессор (4), когда регулирующая кнопка (9) установлена на режиме быстрой заморозки, продолжают работу компрессора (4) (104),
- если температура отсека (2) для свежих продуктов ниже температуры (T2), при которой термостат (8) деактивирует компрессор (4), когда регулирующая кнопка (9) установлена на режиме быстрой заморозки, деактивируют компрессор (4) (110),
- возвращаются к этапу (102), на котором проверяют, работает ли компрессор (4).
Процесс быстрой заморозки продолжается до тех пор, пока термостат (8) не будет переключен из состояния быстрой заморозки пользователем.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения термостат (8) измеряет температуру испарителя (5) отсека для свежих продуктов. В этом варианте осуществления термостат (8) управляет операциями включения/отключения компрессора (4) и нагревателя (7) в соответствии со значениями температуры, которые он измеряет в испарителе (5) отсека для свежих продуктов.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения вместо термостата (8) с двумя переключателями (11 и 12), управляющего операциями включения/отключения компрессора (4) и нагревателя (7), используется два термостата (8) с одним переключателем. Из двух термостатов (8) один используется для того, чтобы управлять операциями включения/отключения нагревателя (7), а другой используется для того, чтобы управлять операциями включения/отключения компрессора (4).
Тот факт, что работа нагревателя (7) не допускается в течение всего периода процесса быстрой заморозки и вместо этого он работает только в том случае, когда это необходимо, гарантирует то, что стоимость потребления энергии уменьшается, а так же то, что продукты внутри отсека (2) для свежих продуктов не портятся вследствие перегрева.