一種防凝露的冷藏柜及冷藏柜的防凝露方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種防凝露的冷藏柜及冷藏柜的防凝露方法。其中，冷藏柜至少包括玻璃面板、鍍覆于玻璃面板內(nèi)側面的電熱膜和設于電熱膜與供電電源之間的防凝露控制電路。該防凝露控制電路包括：電容檢測電路、切換電路和連接在供電電源與切換開關之間的功率開關，以及連接切換電路的控制端、功率開關的控制端及電容檢測電路的單片機，該單片機用于根據(jù)電容檢測電路的檢測結果判斷玻璃面板的外表面是否有凝露產(chǎn)生水膜，并在產(chǎn)生水膜時通過切換電路切換將電熱膜與供電電源連通，并通過功率開關調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率。本發(fā)明具有控制電路結構簡單、實現(xiàn)容易，可以以較低能耗達到冷藏柜的面板防凝露或減少凝露的效果。
【專利說明】
一種防凝露的冷藏柜及冷藏柜的防凝露方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及防凝露技術，尤其是涉及一種防凝露的冷藏柜及冷藏柜的防凝露方法。
【背景技術】
[0002]具有冷藏或冷凍功能的設備，比如冰箱、冷藏柜、紅酒柜、特種展示柜等，由于內(nèi)外溫度差會產(chǎn)生凝露甚至結霜。比如，紅酒柜的玻璃門上的內(nèi)外溫差原因，導致玻璃門外側容易凝露，不但影響外觀，而且積水流至地板上產(chǎn)生更多不良影響。目前改善凝露問題的方法有很多種，基本是采用電加熱，并通過檢測玻璃門上溫度檢測和空氣濕度之間的溫度差進而通過電加熱控制玻璃門溫度達到防凝露的效果。
[0003]比如，中國專利申請CN2015102755299提出冷藏冷凍設備及其防凝露方法。該防凝露方法包括:根據(jù)冷藏冷凍設備外部環(huán)境的溫度和濕度獲得冷藏冷凍設備外部環(huán)境的露點溫度;根據(jù)冷藏冷凍設備外部環(huán)境的溫度、冷藏冷凍設備內(nèi)部的溫度以及冷藏冷凍設備的隔熱部件的隔熱系數(shù)，獲得隔熱部件外表面的溫度;根據(jù)露點溫度和隔熱部件外表面的溫度判斷隔熱部件是否有凝露風險；當判斷隔熱部件有凝露風險時，進行防凝露處理。也就是，此專利申請時根據(jù)溫度來判斷并啟動防凝露處理的，利用溫度判斷凝露風險是現(xiàn)有技術中最常用的技術手段之一。
[0004]又如，中國專利申請CN2013103708417提出一種冰箱的防凝露控制方法，所述冰箱的防凝露系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、冷凝風機、除露管、環(huán)境濕度傳感器，所述除露管的進口與所述冷凝器的出口連接，所述冰箱的控制器根據(jù)所述冰箱外部環(huán)境濕度的變化，通過調(diào)節(jié)所述冷凝風機的轉(zhuǎn)速來控制所述除露管的溫度，使除露管內(nèi)的溫度與外界濕度相匹配，避免了除露管內(nèi)制冷劑溫度持續(xù)過高而影響冷藏室和冷凍室的制冷效果的情況。此專利申請公開的技術方案也是根據(jù)溫度來判斷凝露風險，進而通過調(diào)節(jié)內(nèi)外溫度差來防止凝露。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術是利用內(nèi)外溫度差來作為防凝露的判斷依據(jù)，本發(fā)明提出一種防凝露的冷藏柜及冷藏柜的防凝露方法，通過檢測冷藏柜的玻璃面板兩側面之間電容量的變化而進行采用PID加熱控制，以較低能耗達到冷藏柜的面板防凝露或減少凝露的效果。
[0006]—種防凝露的冷藏柜，至少包括玻璃面板、鍍覆于玻璃面板內(nèi)側面的電熱膜，其還包括設于電熱膜與供電電源之間的防凝露控制電路，該防凝露控制電路包括:
[0007]用于檢測由玻璃面板作為介質(zhì)、電熱膜及檢測玻璃面板的外側面作為兩電極板構成電容器的電容量變化的電容檢測電路；
[0008]用于控制電熱膜連通供電電源或電容檢測電路的切換電路；
[0009]用于調(diào)節(jié)供電電源提供給電熱膜的平均電功率的功率開關，該功率開關連接在供電電源與切換開關之間；
[0010]連接切換電路的控制端、功率開關的控制端及電容檢測電路的單片機，該單片機用于根據(jù)電容檢測電路的檢測結果判斷玻璃面板的外表面是否有凝露產(chǎn)生水膜，并在產(chǎn)生水膜時通過切換電路切換將電熱膜與供電電源連通，并通過功率開關調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率。
[0011]其中，切換電路包括繼電器Kl及晶體管Ql，繼電器Kl的線圈的第一末端與外接電源，繼電器Kl的線圈的第二末端連接晶體管Ql的集電極，而晶體管Ql的發(fā)射極接地、基極作為切換電路的控制端串接限流電阻后連接單片機Ul的第一控制端口，電熱膜的兩末端與電容檢測電路的兩個輸入端分別連接在繼電器Kl的一組常閉觸點的兩端，而電熱膜的兩末端與供電電源的兩端分別連接在繼電器Kl的一組常開觸點的兩端。
[0012]其中，繼電器Kl的線圈的兩末端之間連接鉗位二極管D1。
[0013]其中，電容檢測電路包括相連的振蕩電路及用于累計單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)的計數(shù)器，且電熱膜的兩末端接入振蕩電路。
[0014]其中，電容檢測電路復用單片機內(nèi)部已有的振蕩電路及計數(shù)器，電熱膜的兩末端短接后通過切換電路連接單片機的檢測端口。
[0015]其中，功率開關為光耦U2，該光耦U2的控制端串接限流電阻Rl連接單片機的第二控制端口，而光耦U2的光電可控硅側串接在供電電源與電熱膜的回路之中。
[0016]一種冷藏柜的防凝露方法，其包括步驟:
[0017]a、上電初始化，通過切換電路使鍍覆于玻璃面板內(nèi)側面的電熱膜的兩末端連通電容檢測電路，進入電容檢測狀態(tài)，記錄此時的單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)Co ；
[0018]b、單片機通過切換電路使電熱膜的兩末端與供電源源的兩末端耦接，切換至加熱狀態(tài)，并控制光耦U2導通，使電熱膜進入全功率加熱；
[0019]C、單片機以設定的時間間隔通過切換電路切換至電容檢測狀態(tài)，記錄第i次檢測等效電容值對應的振蕩次數(shù)Cni為自然數(shù)，通過將相鄰2次振蕩次數(shù)比較即可獲知振蕩次數(shù)的變化幅度；
[0020]d、單片機判斷振蕩次數(shù)的變化幅度是否小于預設的允許值，若是，則返回步驟C，否則認為玻璃面板外側面已產(chǎn)生水膜，單片機采用PID控制光耦U2的導通與截止來調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率。
[0021]其中，調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率的步驟包括:
[0022]單片機先控制光耦U2導通第一時間使供電電源給電熱膜持續(xù)供電進行全功率加執(zhí).JtW ，
[0023]判斷振蕩次數(shù)的變化幅度是否小于預設的允許值，若是，且振蕩次數(shù)的變化幅度大于/小于上一次，則控制加大/減小光耦U2的導通與截止的時間比來動態(tài)的提高/降低電熱膜的加熱功率。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0025]本發(fā)明通過檢測冷藏柜的玻璃面板兩側面的等效電容變化，判斷出玻璃面板的外表面是否有因產(chǎn)生凝露而生成的水膜，若有水膜則控制玻璃面板內(nèi)側面的電熱膜進行加熱，并通過單片機控制加熱的功率計及時間，達到防凝露或減少凝露程度的效果，且減少了加熱時的能耗，達到了低能耗的防凝露程的目的。本發(fā)明還具有控制電路結構簡單、實現(xiàn)簡易且實現(xiàn)成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明冷藏柜中防凝露控制電路的電路結構示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明冷藏柜中防凝露控制電路一個實施例的電路示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明實現(xiàn)防凝露方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提出一種防凝露的冷藏柜及冷藏柜的防凝露方法，通過檢測冷藏柜的玻璃面板兩側面之間電容量的變化而進行采用PID加熱控制，以較低能耗達到冷藏柜的面板防凝露或減少凝露的效果。
[0030]其中，冷藏柜可以為用于保持紅酒的紅酒柜、用于保存雪茄的柜子，甚至是有冷藏需要的展示柜，等等。本發(fā)明是通過加熱的方式來降低冷藏柜的玻璃面板兩側面的溫度差達到防凝露的目的。
[0031]結合圖1和圖2所示，本發(fā)明提出冷藏柜包括玻璃面板1、在玻璃面板I的內(nèi)側面鍍覆設置了一層導電的電熱膜2、給電熱膜2供電的供電電源，還包括設置在電熱膜2與供電電源之間的防凝露控制電路。具體來說，該防凝露控制電路包括:用于檢測由玻璃面板I作為介質(zhì)、位于檢測玻璃面板I內(nèi)側面的電熱膜2及檢測玻璃面板I的外側面作為兩電極板構成電容器的電容量變化的電容檢測電路;連接在電熱膜2、供電電源和電容檢測電路的切換電路，該切換電路用于控制在將電熱膜2通過導線與供電電源連通的加熱狀態(tài)或?qū)㈦姛崮?通過導線與電容檢測電路相連的電容檢測狀態(tài)之間切換;連接在供電電源與切換開關之間的功率開關，用于調(diào)節(jié)供電電源輸出至電熱膜2的平均電功率;切換電路的控制端、功率開關的控制端及電容檢測電路均連接單片機，由單片機通過電容檢測電路檢測玻璃面板I的等效電容，根據(jù)電容量變化來判斷玻璃面板I是否有產(chǎn)生凝露，當判斷玻璃面板I產(chǎn)生凝露時，通過切換電路切換至電熱膜與供電電源連通的加熱狀態(tài)，并通過功率開關調(diào)節(jié)供電電源輸出至電熱膜2的平均電功率。
[0032]其中，電熱膜2相當于一個電容的第一電極板，玻璃面板I是電容介質(zhì)，而玻璃面板I外側面及外側面上因凝露生成的水膜3則是電容的第二電極板，第二電極板通過空氣接大地。由于電熱膜2在玻璃面板I上的面積是固定的，作為電容介質(zhì)的玻璃面板I也是固定的(即電容介質(zhì)是固定的)，所以電容量的變化只與玻璃面板I外表面因凝露而成的水膜3有關，由于水有一定的導電性，其水膜3形成一塊等效電極板，當水膜3越致密，等效電極板面積越大，對應的電容量越大，反之當凝露水越小的水膜3越稀疏，等效電極板面積越小對應的電容量越小。
[0033 ]其中，切換電路包括繼電器KI及控制繼電器KI的線圈得電或失電的晶體管QI，繼電器Kl的線圈的第一末端與外接電源(比如為+12V)相連，繼電器Kl的線圈的第二末端連接晶體管Ql的集電極，而晶體管Ql的發(fā)射極接地、基極作為切換電路的控制端串接限流電阻后連接單片機Ul的第一控制端口(單片機Ul的引腳25)。并且，繼電器Kl的線圈的兩末端之間連接鉗位二極管Dl，通過鉗位二極管Dl抑制繼電器Kl的線圈在失電時產(chǎn)生的反向感生電壓。假設電熱膜2的末端a和末端b分別與電源的其中一端c及功率開關的輸出端d為一組常開觸點，而電熱膜2的末端a和末端b分別與電容檢測電路的兩個輸入端e和f之間為一組常閉觸點，即電熱膜2的兩末端與電源的兩末端之間由繼電器Kl的常開觸點相連，而電熱膜2的兩末端與電容檢測電路之間由繼電器Kl的常閉觸點相連。若上述晶體管Ql為N型晶體管，當單片機Ul的第一控制端口輸出高電平時，晶體管Ql導通，從而繼電器Kl的線圈得電，此時繼電器Kl的常開觸點閉合而常閉觸點斷開，即電熱膜2的兩末端連通供電電源，電熱膜2進入加熱狀態(tài)。否則，當單片機UI的第一控制端口輸出低電平時，晶體管Ql不導通，繼電器Kl的線圈不得電，繼電器Kl的常開觸點斷開而常閉觸點閉合，電熱膜2的兩末端連通電容檢測電路，進入檢測玻璃面板I的等效電容的檢測電容檢測狀態(tài)。
[0034]本申請的電容檢測電路包括相連的振蕩電路及計數(shù)器，電熱膜2的兩末端a和b接入振蕩電路，使電熱膜2作為第一電極板、玻璃面板I作為電容介質(zhì)、玻璃面板I外側面或/和外側面上因凝露生成的水膜3作為第二電極板(第二電極板通過空氣接大地)的電容器接入振蕩電路。當玻璃面板I上因凝露生成的水膜3時的等效電容值大于無水膜3時的電容值，且水膜3越厚時對應的等效電容值越大。等效電容值與振蕩電路的振蕩頻率成反比。由計數(shù)器累計單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)，這個振蕩次數(shù)與等效電容值成反比，等效電容值越大，振蕩頻率越低，對應的振蕩次數(shù)越小。單片機Ul根據(jù)計數(shù)器得到的振蕩次數(shù)與基準值(即玻璃面板I外側面沒有任何生成水膜3時單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)為基準值)比較，所以單片機Ul不需最終算出電容器具體的等效電容值，只需要根據(jù)振蕩次數(shù)偏離基準值的大小即可判斷出是否產(chǎn)生水膜3，并可以根據(jù)振蕩次數(shù)的變化來對應的判斷電容器的電容量變化。
[0035]其中，電容檢測電路的振蕩電路及計數(shù)器均可復用單片機Ul內(nèi)部已有的振蕩電路及計數(shù)器，故電熱膜2的兩末端a和b通過導線短路后連接單片機Ul的檢測端口(即圖2中單片機Ul的引腳25)，單片機Ul利用內(nèi)部的振蕩電路及計數(shù)器即可判斷出玻璃面板I外側面是否產(chǎn)生水膜3。
[0036]而功率開關為光耦U2，該光耦U2的控制端(即光耦U2的發(fā)光二極管側)串接限流電阻Rl連接單片機Ul的第二控制端口(即單片機Ul的第22引腳)。當單片機Ul的第二控制端口發(fā)出高電平時，光耦U2導通，供電電源可以經(jīng)過光耦U2、繼電器Kl與電熱膜2形成回路給電熱膜2供電。否則，當單片機Ul的第二控制端口發(fā)出低電平時，光耦U2不導通，供電電源不能給電熱膜2供電。
[0037]因此，單片機Ul，U1的第二控制端口輸出控制信號經(jīng)電阻Rl限流，驅(qū)動光耦U2的發(fā)光二極管側，進而控制光耦U2的光電可控硅側的導通或截止，單片機Ul通過控制光耦U2的導通或截止可以改變輸出到電熱膜2的平均電功率。
[0038]結合圖3，本發(fā)明提出一種冷藏柜的防凝露方法，包括如下步驟:
[0039]步驟S1、上電初始化，單片機Ul的第一控制端口(單片機Ul的第25引腳)輸出低電平，晶體管Ql不導通，繼電器Kl的線圈不得電，繼電器Kl的常開觸點斷開而常閉觸點閉合，電熱膜2的兩末端連通電容檢測電路，進入電容檢測狀態(tài)，記錄此時的單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)Co。
[0040]步驟S 2、單片機UI的第一控制端口輸出高電平，繼電器KI的線圈得電，繼電器KI的常閉觸點斷開而常開觸點閉合，切換至加熱狀態(tài)，使電熱膜2的兩末端與供電源源的兩末端耦接，并有單片機Ul的第二控制端口輸出高電平控制光耦U2導通，使電熱膜2進入全功率加熱模式。
[0041]步驟S3、通過控制繼電器Kl以設定的時間間隔反復轉(zhuǎn)換到電容檢測狀態(tài)，記錄第i次檢測等效電容值對應的振蕩次數(shù)Ci (對應等效電容)，i為自然數(shù)，通過將相鄰2次振蕩次數(shù)比較即可獲知振蕩次數(shù)的變化幅度(對應等效電容的電容量變化量或變化速率)，并根據(jù)振蕩次數(shù)的變化幅度即可判斷出是否產(chǎn)生水膜3。
[0042]步驟S4、單片機Ul判斷振蕩次數(shù)的變化幅度是否小于預設的允許值，若是，認為玻璃面板I外側面沒有產(chǎn)生水膜3，返回步驟S3;若振蕩次數(shù)的變化幅度大于預設的允許值，轉(zhuǎn)入步驟S5，認為玻璃面板I外側面已產(chǎn)生水膜3，此時單片機Ul通過控制光耦U2調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率。
[0043 ]其中，通過PID控制光耦U2調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率的步驟，比如，包括:當判斷生成水膜3時，單片機先控制光耦U2導通第一時間(比如5秒)使供電電源給電熱膜2持續(xù)供電進行全功率加熱，然后再判斷振蕩次數(shù)的變化幅度是否小于預設的允許值，若是，且振蕩次數(shù)的變化幅度大于/小于上一次，則控制加大/減小光耦U2的導通與截止的時間比來提高/降低電熱膜2的加熱功率，達到加熱功率、加熱時間與等效電容變化量的動態(tài)平衡，降低電熱膜防凝露的功耗，起到節(jié)約能源的目的。
[0044]當然，玻璃面板I只是舉例說明，也可以為塑料面板、木制面板，等。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種防凝露的冷藏柜，至少包括玻璃面板、鍍覆于玻璃面板內(nèi)側面的電熱膜，其特征在于，還包括設于電熱膜與供電電源之間的防凝露控制電路，該防凝露控制電路包括: 用于檢測由玻璃面板作為介質(zhì)、電熱膜及檢測玻璃面板的外側面作為兩電極板構成電容器的電容量變化的電容檢測電路； 用于控制電熱膜連通供電電源或電容檢測電路的切換電路； 用于調(diào)節(jié)供電電源提供給電熱膜的平均電功率的功率開關，該功率開關連接在供電電源與切換開關之間； 連接切換電路的控制端、功率開關的控制端及電容檢測電路的單片機，該單片機用于根據(jù)電容檢測電路的檢測結果判斷玻璃面板的外表面是否有凝露產(chǎn)生水膜，并在產(chǎn)生水膜時通過切換電路切換將電熱膜與供電電源連通，并通過功率開關調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率。2.根據(jù)權利要求1所述的一種防凝露的冷藏柜，其特征在于，切換電路包括繼電器Kl及晶體管Ql，繼電器Kl的線圈的第一末端與外接電源，繼電器Kl的線圈的第二末端連接晶體管Ql的集電極，而晶體管Ql的發(fā)射極接地、基極作為切換電路的控制端串接限流電阻后連接單片機Ul的第一控制端口，電熱膜的兩末端與電容檢測電路的兩個輸入端分別連接在繼電器Kl的一組常閉觸點的兩端，而電熱膜的兩末端與供電電源的兩端分別連接在繼電器Kl的一組常開觸點的兩端。3.根據(jù)權利要求2所述的一種防凝露的冷藏柜，其特征在于，繼電器Kl的線圈的兩末端之間連接鉗位二極管DI。4.根據(jù)權利要求1所述的一種防凝露的冷藏柜，其特征在于，電容檢測電路包括相連的振蕩電路及用于累計單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)的計數(shù)器，且電熱膜的兩末端接入振蕩電路。5.根據(jù)權利要求4所述的一種防凝露的冷藏柜，其特征在于，電容檢測電路復用單片機內(nèi)部已有的振蕩電路及計數(shù)器，電熱膜的兩末端短接后通過切換電路連接單片機的檢測端□ O6.根據(jù)權利要求1所述的一種防凝露的冷藏柜，其特征在于，功率開關為光耦U2，該光耦U2的控制端串接限流電阻Rl連接單片機的第二控制端口，而光耦U2的光電可控硅側串接在供電電源與電熱膜的回路之中。7.一種冷藏柜的防凝露方法，其特征在于，包括步驟: a、上電初始化，通過切換電路使鍍覆于玻璃面板內(nèi)側面的電熱膜的兩末端連通電容檢測電路，進入電容檢測狀態(tài)，記錄此時的單位時間內(nèi)振蕩電路發(fā)生的振蕩次數(shù)Co ； b、單片機通過切換電路使電熱膜的兩末端與供電源源的兩末端耦接，切換至加熱狀態(tài)，并控制光耦U2導通，使電熱膜進入全功率加熱； c、單片機以設定的時間間隔通過切換電路切換至電容檢測狀態(tài)，記錄第i次檢測等效電容值對應的振蕩次數(shù)C1，i為自然數(shù)，通過將相鄰2次振蕩次數(shù)比較即可獲知振蕩次數(shù)的變化幅度； d、單片機判斷振蕩次數(shù)的變化幅度是否小于預設的允許值，若是，則返回步驟c，否則認為玻璃面板外側面已產(chǎn)生水膜，單片機采用PID控制光耦U2的導通與截止來調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率。8.根據(jù)權利要求7所述一種冷藏柜的防凝露方法，其特征在于，調(diào)節(jié)電熱膜的平均電功率的步驟包括: 單片機先控制光耦U2導通第一時間使供電電源給電熱膜持續(xù)供電進行全功率加熱；判斷振蕩次數(shù)的變化幅度是否小于預設的允許值，若是，且振蕩次數(shù)的變化幅度大于/小于上一次，則控制加大/減小光耦U2的導通與截止的時間比來動態(tài)的提高/降低電熱膜的加熱功率。
【文檔編號】H05B3/36GK105865131SQ201610365225
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】李祥興, 江共恒
【申請人】中山市美尼亞電器有限公司