模糊控制电冰箱具有温度控制、智能化霜、故障自诊功能,同时还有控制精度高、性能可靠、省电等优点,是电冰箱发展的主要方向。这里以实际开发经验为基础,详细论述了模糊控制技术在电冰箱上的应用。图1-52为美菱新开发BCD-201F的制冷原理图.
该制冷回路通过电磁阀的开闭,可控制制冷剂分别流向冷藏室与冷冻室的蒸发器,从而控制两室的温度,达到调温、控温的目的。
分析冰箱的实际用途,除了保护功能、辅助功能和特殊情况下的补救功能外,冰箱主要是解决可操作性的间题为如下三个方向:(1)冰箱各间室能按照使用需要调节温度,从而满足不同季节不同食物的贮藏要求;(2)能够精确地控制贮藏的食物温度,从而适应保鲜方便的贮物方式;(3)节能降噪。
对于特定的冰箱制冷结构和箱体,冰箱在使用时主要受到以下因素的影响:a各间室所放食物的多少;b环境温度的高低;c冰箱开门等使用情况。因此我们分别在上下间室各布置了一个温度传感器,在冰箱顶部放置了一个环温传感器以及两个门开闭传感器。具体见图1-53电器系统原理图。
针对冰箱上述三方面要解决的问题,对于具体冰箱来说,除了根据制冷结构选择合适的压缩机、毛细管和灌氟量外,实际要解决的问题就是合理地控制压缩机的开停和电磁阀的开闭。
分析冰箱系统,我们发现冰箱是一个典型的大滞后系统,其制冷会受到上述三个因素的影响而呈现出一种复杂的状态,为此我们针对BCD-201F冰箱制作了一个特定的数据采集分析系统,安排了长期大量系统的实验,掌握了传感器的采集温度和实际食物温度以及不同状况下制冷惯性和回温情况的可靠数据和规律。同时结合已掌握的制冷节能的理论和实践知识,我们对BCD-201F冰箱提出了一套系统的控温原则和策略,通过模糊技术将它实际应用到冰箱控制,从而达到了较为理想的控制效果:
①在标称的环境温度范围内,实现上变温室从+2一~ +12℃,下变温室从-18~-6℃用户随需要可自由调节设置温度,并精确控制食物温度在4K控温带宽内,从而大大提高了冰箱运用不同贮存方式贮存不同食物(冷冻贮藏、保鲜贮藏、长期贮藏和短期贮藏)的能力,②实现了冰箱运行相对于环温的自适应能力,消除了传统冰箱箱内温度易受环温影响而漂移的缺点;③具有快速冷冻能力,较传统冰箱提高冷冻能力70纬以上;④提高了制冷效率,避免了过冷欠冷等现象,减少了压缩机开停次数,使该冰箱在同工况下较传统冰箱节能8%左右,考虑到不同季节用户在调温状况下使用,则较传统冰箱节能近50%;⑤低压照明及传感安全可靠,过欠压和断电保护等功能,以及方便直观的操作,使该冰箱具备了人性化的方便特性。
将模糊控制技术应用到电冰箱,特别是结合到含有电磁阀的新型直冷式制冷回路,为传统冰箱的发展开辟了一个新的天地,这也是有别于日本的模糊控制技术的应用。