使用红外线发射二极管传感器对制冷系统的蒸发器除霜的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过以下步骤对制冷系统的蒸发器除霜的设备:i)使用红外线发射二极管传感器检测形成在冰箱、冷藏库、冷冻库或热栗中装配的蒸发器上的霜；ii)将信号从控制处理器传送至除霜系统;并且iii)通过操作除霜系统对蒸发器除霜。
[0002]另一方面，本PCT申请要求于2013年8月26日提交的韩国专利申请第10-2013-100895号“使用红外线发射二极管传感器对制冷系统中的蒸发器除霜的设备”以及于2014年2月17日提交的韩国专利申请第10-2014-17681号“使用红外检测传感器对制冷系统中的蒸发器除霜的设备”这二者的优先权。
【背景技术】
[0003]在冰箱、冷藏库、冷冻库或热栗中，使用制冷剂通过循环和热交换来冷却空间。通常，通过包括4个冷却周期步骤的循环来进行冷却，这些步骤是制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和伴有热交换的蒸发。因此，在制冷系统中装配有压缩器、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
[0004]可以对4个冷却周期步骤进行如下解释。在压缩器中压缩气相制冷剂，在冷凝器中通过与周围空气进行热交换来冷却压缩的制冷剂，在膨胀阀处调节冷却的液相制冷剂流并使其膨胀，并且在蒸发器中将液相制冷剂蒸发成气相，其中环境热量被吸收以用于蒸发。最后，可以将冷却的空气提供至制冷系统中的储藏室或冷却空间中。
[0005]另外，使来自蒸发器的气相制冷剂循环至压缩器中。之后，从压缩器开始冷却周期并重复该冷却周期。随着环境热量被吸收到由蒸发器围绕的空间中，蒸发器的表面的温度会变低。因此，由于相对较热并且潮湿的环境空气，在蒸发器的表面上会出现凝结的水分，这将导致在蒸发器的表面上形成霜。
[0006]另外，在蒸发器的表面上形成的霜会随时间变厚。因此，与环境空气的热交换的效率会变低，这将导致冷却效率下降及电能的过度消耗。
[0007]通常，为了解决这种问题，将计时器装配至制冷系统中，以用于测量压缩器的累积操作时间。在经过阈值累积操作时间之后，通过操作蒸发器周围的供热部来执行除霜。
[0008]然而，在这种传统除霜的情况下，必须基于阈值累积操作时间的推移来周期性地执行除霜，而不对形成在蒸发器的表面上的霜量进行测量。因此，其缺点在于不能有效地移除形成在蒸发器的表面上的霜。另外，由于除霜操作，也导致不必要的电能消耗以及温度增加。
[0009]为了克服这种缺陷，在韩国在先公开第10-2011-88745号“冷却设备和用于检测霜的方法”中披露了通过电学传感器来检测和测量霜并且根据来自电学传感器的信号来移除霜。
[0010]根据所述专利，使用多个传感器，通过冷却销之间的电容来检测和测量霜。另外，通过电容量来计算和测量霜量。然而，除了该检测方法的相对复杂性之外，由于检测信号中可能包括噪声信号，因此不能将检测信号视为是可靠的。
[0011]另一方面，在韩国在先公开第10-2013-143452号“霜检测设备和方法”中披露了通过红外反射来检测和测量蒸发器上的霜的形成，其包括以下步骤:从红外线发射部发射红外线;在霜上反射红外线;并且在红外线接收部处测量所反射的红外线。
[0012]然而，在从发射部发射出红外线并且在红外线接收部处接收并测量所反射的红外线的情况下，从霜反射的红外线的灵敏度可根据介质的条件发生变化。另外，红外线的吸收也可根据介质的类型而不同。当然，即使从红外线发射部发射出相同强度的红外线，来自红外发生器的红外线也可能存在强度偏差，这会导致检测灵敏度的差异。
[0013]在产生并接收红外线的过程中，为了完全消除霜检测传感器中出现的偏差或误差，本申请的发明人开发出一种使用红外线发射二极管传感器对制冷系统中的蒸发器除霜的设备，该设备通过如下这些步骤进行操作:i)在标准电压下，从红外线发射二极管Dl产生红外线，并将红外线投射至蒸发器；ii)在红外线发射二极管D2处投射检测红外线，并接收反射红外线，以测量施加至红外线发射二极管D2的电压；iii)基于施加至红外线发射二极管D2的因红外线干扰和光电效应而下降的电压，在控制处理器处估算蒸发器上的霜厚度；并且iv)当霜厚度高于阈值时，操作除霜系统。
【发明内容】
[0014]技术问题
[0015]待解决的问题是开发出一种使用红外线发射二极管传感器对制冷系统的蒸发器除霜的设备，以在产生并接收红外线的过程中完全消除在霜检测传感器中出现的偏差或误差。另外，对制冷系统的蒸发器除霜的设备可以通过以下步骤进行操作:i)在标准电压下，从红外线发射二极管Dl产生红外线，并将红外线投射至蒸发器；ii)在红外线发射二极管D2处投射检测红外线并接收反射红外线，以测量施加至红外线发射二极管D2的电压；iii)基于施加至红外线发射二极管D2的因红外线干扰和光电效应而下降的电压，在控制处理器处估算蒸发器上的霜厚度;并且iv)当霜厚度高于阈值时，使除霜系统操作。
[0016]技术方案
[0017]本发明的目的在于提供一种使用红外线发射二极管传感器对制冷系统的蒸发器除霜的设备，其包括:i)霜检测传感器50，其用于从控制处理器60的输出部接收霜感测信号，并向所述控制处理器60的输入部传送霜检测信号，其中，通过向霜投射红外线并且投射和从霜接收反射红外线来生成所述霜检测信号；ii)所述控制处理器60，其用于在信号转换部中将所述霜检测信号转换成数字信号以估算所述霜检测信号是否高于由信号设定部61设定的阈值，并将操作信号传送至除霜器70以及将显示信号传送至信号显示部62;以及
iii)所述除霜器70，其基于来自所述控制处理器60的信号进行操作。
[0018]另外，所述霜检测传感器50按照以下步骤进行操作:i)在红外线发射部51处在标准电压V1下将来自红外线发射二极管Dl的所述红外线投射至所述蒸发器；ii)在红外线接收部52的红外线发射二极管D2处投射检测红外线并接收所述反射红外线，其中，由于红外线干扰和光电效应，施加至所述红外线发射二极管D2的信号电压％相比于所述标准电压降低;且iii)测量所述信号电压。
[0019]另外，在所述蒸发器20上未形成霜40的情况下，因为能以无红外线干扰的方式投射所述检测红外线，所以所测量的所述信号电压％没有降低，而在所述蒸发器20上形成霜40的情况下，因为由于所述检测红外线和来自霜的所述反射红外线之间的红外线干扰而难以投射所述检测红外线，所以所测量的所述信号电压^降低。
[0020]作为霜检测传感器50的另一个实施例，所述霜检测传感器50能够按照以下步骤进行操作:i)在红外线发射部51处在标准电压V1下将来自红外线发射二极管Dl的所述红外线投射至所述蒸发器；ii)在红外线接收部52的晶体管TR处投射检测红外线并接收所述反射红外线，其中，由于红外线干扰和光电效应，施加至所述晶体管TR的信号电压V2相比于所述标准电压％降低;并且iii)测量所述信号电压。
[0021]另外，所述控制处理器60包括:1)信号设定部61，在所述信号设定部中能够输入和设定有除霜模式、除霜时间、除霜方法、除霜灵敏度、霜形成灵敏度和/或强制除霜时段；以及ii)信号显示部62，在所述信号显示部中能够显示设定除霜模式、设定除霜时间、设定除霜方法和/或对所述蒸发器除霜的报警信号。
[0022]另外，所述红外线的波长为800?950nm，并且所述红外线发射部51中的红外线发射二极管Dl的标准电压ViS5V。
[0023]有益效果
[0024]本发明的有益效果在于提供了一种使用红外线发射二极管传感器对制冷系统的蒸发器除霜的设备，以在产生并接收红外线的过程中完全在消除霜检测传感器中出现的偏差或误差。另外，对制冷