模糊控制電冰箱具有溫度控制、智能化霜、故障自診功能,同時還有控制精度高、性能可靠、省電等優點,是電冰箱發展的主要方向。這里以實際開發經驗為基礎,詳細論述了模糊控制技術在電冰箱上的應用。圖1-52為美菱新開發BCD-201F的制冷原理圖.
該制冷回路通過電磁閥的開閉,可控制制冷劑分別流向冷藏室與冷凍室的蒸發器,從而控制兩室的溫度,達到調溫、控溫的目的。
分析冰箱的實際用途,除了保護功能、輔助功能和特殊情況下的補救功能外,冰箱主要是解決可操作性的間題為如下三個方向:(1)冰箱各間室能按照使用需要調節溫度,從而滿足不同季節不同食物的貯藏要求;(2)能夠精確地控制貯藏的食物溫度,從而適應保鮮方便的貯物方式;(3)節能降噪。
對于特定的冰箱制冷結構和箱體,冰箱在使用時主要受到以下因素的影響:a各間室所放食物的多少;b環境溫度的高低;c冰箱開門等使用情況。因此我們分別在上下間室各布置了一個溫度傳感器,在冰箱頂部放置了一個環溫傳感器以及兩個門開閉傳感器。具體見圖1-53電器系統原理圖。
針對冰箱上述三方面要解決的問題,對于具體冰箱來說,除了根據制冷結構選擇合適的壓縮機、毛細管和灌氟量外,實際要解決的問題就是合理地控制壓縮機的開停和電磁閥的開閉。
分析冰箱系統,我們發現冰箱是一個典型的大滯后系統,其制冷會受到上述三個因素的影響而呈現出一種復雜的狀態,為此我們針對BCD-201F冰箱制作了一個特定的數據采集分析系統,安排了長期大量系統的實驗,掌握了傳感器的采集溫度和實際食物溫度以及不同狀況下制冷慣性和回溫情況的可靠數據和規律。同時結合已掌握的制冷節能的理論和實踐知識,我們對BCD-201F冰箱提出了一套系統的控溫原則和策略,通過模糊技術將它實際應用到冰箱控制,從而達到了較為理想的控制效果:
①在標稱的環境溫度范圍內,實現上變溫室從+2一~ +12℃,下變溫室從-18~-6℃用戶隨需要可自由調節設置溫度,并精確控制食物溫度在4K控溫帶寬內,從而大大提高了冰箱運用不同貯存方式貯存不同食物(冷凍貯藏、保鮮貯藏、長期貯藏和短期貯藏)的能力,②實現了冰箱運行相對于環溫的自適應能力,消除了傳統冰箱箱內溫度易受環溫影響而漂移的缺點;③具有快速冷凍能力,較傳統冰箱提高冷凍能力70緯以上;④提高了制冷效率,避免了過冷欠冷等現象,減少了壓縮機開停次數,使該冰箱在同工況下較傳統冰箱節能8%左右,考慮到不同季節用戶在調溫狀況下使用,則較傳統冰箱節能近50%;⑤低壓照明及傳感安全可靠,過欠壓和斷電保護等功能,以及方便直觀的操作,使該冰箱具備了人性化的方便特性。
將模糊控制技術應用到電冰箱,特別是結合到含有電磁閥的新型直冷式制冷回路,為傳統冰箱的發展開辟了一個新的天地,這也是有別于日本的模糊控制技術的應用。