BRPI0903376A2 - multifunctional electronic controller for refrigerators and the same embodiment - Google Patents
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Abstract
CONTROLADOR ELETRâNICO MULTIFUNCIONAL PARA REFRIGERADORES E MÉTODO DE REALIZAÇçO DO MESMO. Compreendendo um módulo eletrônico (15), contido em uma caixa plástica, acoplada ou não aos terminais do compressor hermético (4), composto por uma primeira PCI de controle e uma segunda PCI para IHM (20) O módulo eletrônico (15) possui um programa que controla todo o refrigerador (1), compreendendo pelo menos os seguintes algoritmos: controle de partida e parada do compressor hermético (4), controle da temperatura dos compartimentos do freezer (2) e do refrigerador (3), de forma independente; controle de degelo (5); controle dos ventiladores do compartimento do freezer (11) e do refrigerador (12); método de redução do consumo de energia elétrica do refrigerador (1); medição de grandezas elétricas, tais como: tensão, corrente e freqUência; proteções elétricas, tais como: sub e sobre tensão, sub e sobre freqUência e sobre corrente; proteção mecânica, tal como: rotor travado; proteção térmica, tais como: sub e sobre temperatura dos compartimentos do freezer (2) e do refrigerador (3) e sobre carga térmica do compressor, monitoramento do estado da(s) porta(s) do refrigerador (1) e protocolo de comunicação entre (15) e (20).MULTIFUNCTIONAL ELECTRONIC CONTROLLER FOR REFRIGERATORS AND METHOD OF PERFORMING THE SAME. Comprising an electronic module (15), contained in a plastic box, attached or not to the terminals of the hermetic compressor (4), consisting of a first control PCI and a second PCI for HMI (20) The electronic module (15) has a program that controls the entire refrigerator (1), comprising at least the following algorithms: start and stop control of the hermetic compressor (4), temperature control of the freezer compartments (2) and the refrigerator (3), independently; defrost control (5); control of freezer compartment fans (11) and refrigerator (12); method of reducing the electric energy consumption of the refrigerator (1); measurement of electrical quantities, such as: voltage, current and frequency; electrical protections, such as: under and over voltage, under and over frequency and over current; mechanical protection, such as: locked rotor; thermal protection, such as: under and over temperature of the freezer compartments (2) and the refrigerator (3) and over the thermal load of the compressor, monitoring the status of the refrigerator door (s) (1) and communication protocol between (15) and (20).
Description
"CONTROLADOR ELETRÔNICO MULTIFUNCIONAL PARAREFRIGERADORES E MÉTODO DE REALIZAÇÃO DO MESMO"."Multifunction Electronic Controller for Coolers and Method of Implementation"
Relatório descritivoDescriptive Report
A presente invenção refere-se a iamdispositivo eletrônico multifuncional que, associado a umcompressor hermético, presta-se ao controle datemperatura, proteção elétrica e redução do consumo deenergia elétrica de refrigeradores de uso doméstico, taldispositivo contando com lógica de funcionamento flexível(configurável) de acordo com as necessidades daaplicação.The present invention relates to a multifunctional electronic device which, combined with an airtight compressor, lends itself to temperature control, electrical protection and reduction of electric energy consumption of household refrigerators, such device having flexible (configurable) operating logic according to with the application needs.
0 objeto da presente invenção não selimita a controlar a temperatura do refrigerador, mas simcomandar, controlar e proteger os dispositivos elétricospresentes no referido equipamento.The object of the present invention is not limited to controlling the temperature of the refrigerator, but to controlling, controlling and protecting the electrical devices present in said equipment.
Como é bem conhecido na técnica atualdos equipamentos de refrigeração, em particular aqueles,utilizados em aplicações domésticas, tais comorefrigeradores, estes possuem tipicamente dispositivosque podem compreender: um compartimento refrigerador; umcompartimento congelador ou freezer; um compressorhermético; um evaporador; um condensador; um ventiladorpara circulação de ar entre os compartimentos do freezere do refrigerador; um sensor para indicar o estado daporta; uma resistência elétrica para degelo e umdispositivo de controle, tipicamente denominado portermostato, para manter a temperatura interna dorefrigerador e do freezer na faixa desejada pelo usuário.Estes dispositivos são responsáveis pelo funcionamento doequipamento de refrigeração, doravante denominado apenaspor refrigerador.As is well known in the art of refrigeration equipment, particularly those used in domestic applications such as refrigerators, they typically have devices which may comprise: a refrigerator compartment; a freezer or freezer compartment; a hermetic compressor; an evaporator; a capacitor; a fan for air circulation between the freezer compartments of the refrigerator; a sensor to indicate the state of the port; an electrical defrosting resistor and a control device, typically called a thermostat, to keep the internal temperature of the refrigerator and freezer within the range desired by the user. These devices are responsible for the operation of the cooling equipment, hereafter referred to as the refrigerator only.
Normalmente, nestes refrigeradores, asua temperatura interna é controlada por um termostato,do tipo elet romecânico com bulbo capilar, ou do tipoeletrônico, que controla a temperatura dentro de umafaixa de histerese, ligando e desligando o compressor e oventilador, toda vez que a temperatura do ditorefrigerador estiver fora do ponto ajustado pelo usuário.Normally, in these refrigerators, their internal temperature is controlled by a thermostat, either the elec romecanic type with capillary bulb, or the electronic type, which controls the temperature within a hysteresis range by turning the compressor and fan on and off whenever the temperature of the cooler is outside the user set point.
A formação de gelo no compartimentodo freezer, onde está instalado o evaporador, é usual,porém, como é sabido, o acúmulo de gelo sobre as placasdo evaporador funciona como um isolante térmico,reduzindo a eficiência do sistema de refrigeração. Paraevitar este inconveniente, é importante que ocorramoperações de degelo regularmente. Entretanto, operaçõesde degelo regularmente espaçadas no tempo não representama melhor estratégia do ponto de vista energético, uma vezque a formação de gelo no interior do freezer depende devários fatores, entre eles, a freqüência de abertura daporta e do tempo que ela fica aberta, da temperatura eumidade ambiente, e outros. Portanto a existência de umalógica de degelo que leve em consideração outros fatores,além do tempo entre dois degelos, pode otimizar estaoperação, executando-a apenas quando necessário. Aotimização desta função não é importante apenas comrelação ao consumo de energia elétrica, mas tambéminterfere positivamente na qualidade da conservação dosprodutos sob refrigeração, pois sempre que ocorre odegelo existe um conseqüente aumento da temperatura nointerior do refrigerador.Ice formation in the freezer compartment, where the evaporator is installed, is usual, however, as is known, the accumulation of ice on the evaporator plates acts as a thermal insulator, reducing the efficiency of the refrigeration system. To avoid this inconvenience, it is important that thawing operations take place regularly. However, regularly spaced defrost operations do not represent the best energy strategy, since ice formation inside the freezer depends on several factors, such as the opening frequency of the door and the time it is open, the temperature ambient humidity, and others. Therefore, the existence of a defrost logic that takes into account other factors, besides the time between two defrosts, can optimize this operation, executing it only when necessary. The optimization of this function is not only important in relation to the consumption of electricity, but also positively interferes with the quality of the conservation of products under refrigeration, since whenever the ice occurs there is a consequent increase in the temperature inside the refrigerator.
0 estado da arte da técnica pararefrigeradores explora o conceito de economia de energiaelétrica utilizando basicamente compressores,ventiladores e isolação térmica mais eficientes, rarassão as abordagens com relação ao sistema eletrônico decontrole do refrigerador para otimizar o desempenhoenergético do mesmo.State-of-the-art refrigeration technology explores the concept of electric energy savings using primarily more efficient compressors, fans and thermal insulation, and approaches to the electronic control of the refrigerator to optimize its energy performance will be rare.
Ainda na técnica atual, para evitar aqueima do principal componente do refrigerador, que é ocompressor, utilizam-se protetores eletromecânicos desobrecarga, do tipo bimetal, que o protegem apenas contrasobre-aquecimento e sobre-corrente, não o protegendocontra variações de tensão e freqüência da rede elétrica.Já os demais dispositivos elétricos e eletrônicos dogabinete normalmente permanecem sem nenhum tipo deproteção, o que implica em um maior número de falhas dorefrigerador no campo. Para evitar que o refrigeradorseja danificado em função de distúrbios provenientes darede elétrica, ou de um mau funcionamento interno,recursos mais sofisticados de proteção são necessários,os quais não são tradicionalmente contemplados pelatécnica atual.Also in the current art, to avoid overheating of the main component of the refrigerator, which is the compressor, bimetal-type electromechanical protectors are used, which protect it only against overheating and overcurrent, not protecting it against voltage and frequency variations. The other electrical and electronic devices of the cabinet usually remain without any kind of protection, which implies a greater number of cooling failures in the field. In order to prevent the refrigerator from being damaged due to electrical mains disturbances or internal malfunctions, more sophisticated protection features are required which are not traditionally contemplated by current technology.
Controles eletrônicos aplicados asistemas de refrigeração passaram a considerar diversosníveis de "inteligência", de forma a executar lógicas decontrole mais elaboradas, conforme descrito nos pedidosde patente PI 0402013-8 de 04 de Maio de 2004, PI0403128-8 de 02 de Agosto de 2004, PI 0402012-0 de 04 deMaio de 2004, PI 0103786-2 de 29 de Agosto de 2001, PI9405461-4 de 27 de Dezembro de 1994, os quais basicamenteconsideram o controle da temperatura do refrigerador; jáos pedidos US 5, 808, 441 de 15 de Setembro de 1998, US6,427,772 Bl de 06 de Agosto de 2002 e US 6,745,581 B2 de08 de Junho de 2004 controlam uma multiplicidade dedispositivos e sensores de forma pré-determinada; ospedidos US 5, 806,321 de 15 de Setembro de 1998 e US2006/0218946 Al de 05 de Outubro de 2006 exploramdiferentes abordagens para a lógica de degelo; os pedidosPI 070082-0 de 04 de Janeiro de 2007, PI 9300415-0 de 17de Fevereiro de 1993 e US 5, 918, 474 de 06 de Julho de1999 abordam a operação dos ventiladores do evaporador edo condensador, com o objetivo de economia de energiaelétrica. Já os pedidos US 6,501,629 Bl de 31 de Dezembrode 2002, US 5, 995, 347 de 30 de Novembro de 1999, US5,488,834 de 06 de Fevereiro de 1996 e US 5,209,076 de 11de Maio de 1993 preocupam-se com a prevenção de falhas docompressor. Os pedidos US 5,996,361 de 07 de Dezembro de1999 e MU 7502051-3 de 22 de Setembro de 1995 tratam determostatos com recurso de economia de energia elétricaaplicados a refrigeradores. Finalmente, apenas pararelatar alguns dos casos abordados pela literatura dapropriedade industrial, os pedidos US 2007/0012054 Al de18 de Janeiro de 2007, o US 7,228, 693 B2 de 12 de Junhode 2007 e PI 0103786-2 de 29 de Agosto de 2001 tratam osistema de refrigeração do ponto de vista dos sistemas decapacidade variável, também com o objetivo de economia deenergia elétrica.Electronic controls applied to refrigeration systems have come to consider various levels of "intelligence" in order to perform more elaborate control logic, as described in patent applications PI 0402013-8 of May 4, 2004, PI0403128-8 of August 2, 2004, PI 0402012-0 of 04 May 2004, PI 0103786-2 of 29 August 2001, PI9405461-4 of 27 December 1994, which basically consider the temperature control of the refrigerator; US 5,808,441 of September 15, 1998, US 6,427,772 B1 of August 6, 2002 and US 6,745,581 B2 of June 2004, control a plurality of devices and sensors in a predetermined manner; US 5, 806,321 of September 15, 1998 and US2006 / 0218946 A1 of October 5, 2006 explore different approaches to defrost logic; PI 070082-0 of January 4, 2007, PI 9300415-0 of February 17, 1993 and US 5,918,474 of July 6, 1999 address the operation of evaporator and condenser fans for the purpose of energy saving. . US 6,501,629 Bl of December 31, 2002, US 5,995,347 of November 30, 1999, US5,488,834 of February 6, 1996 and US 5,209,076 of May 11, 1993 are concerned with preventing failures. the compressor. US 5,996,361 of December 7, 1999 and MU 7502051-3 of September 22, 1995 deal with energy-saving thermostats applied to refrigerators. Finally, just to list some of the cases addressed by the literature on industrial property, US 2007/0012054 Al applications from 18 January 2007, US 7,228, 693 B2 of 12 June 2007 and PI 0103786-2 of 29 August 2001 deal with the system. from the point of view of variable capacity systems, also with the objective of saving electric energy.
Mesmo considerando a grande variedadede abordagens nas implementações dos controleseletrônicos aplicados em equipamentos de refrigeração, astécnicas atuais possuem algumas desvantagens que apresente invenção se propõe a resolver, entre elas: assoluções atuais são orientadas a uma determinada função,não permitindo a integração, ou a "multi-funcionalidade",para atender às diferentes necessidades de controleexistentes em um refrigerador, tais como: o controle datemperatura, o acionamento de todas as cargas elétricasdo dito refrigerador, a estratégia de redução do consumode energia elétrica e o sistema de proteção elétrica,térmica e mecânica (rotor travado, por exemplo).Geralmente as soluções que integram todas ascaracterísticas acima são encontradas em equipamentos derefrigeração de maior porte, deixando os refrigeradoresde uso doméstico não atendidos.Even considering the wide variety of approaches in the implementation of electronic controls applied in refrigeration equipment, current techniques have some disadvantages that the present invention proposes to solve, among them: current solutions are oriented to a certain function, not allowing integration, or "multi". -functionality ", to meet the different needs of existing controls in a refrigerator, such as: temperature control, activation of all electrical loads of said refrigerator, the strategy of reducing the consumption of electricity and the electrical, thermal and mechanical protection system. (locked rotor, for example). Generally solutions that integrate all of the above features are found in larger refrigeration equipment, leaving home refrigerators unmet.
Constitui um objetivo da presenteinvenção proporcionar um controle eletrônico pararefrigeradores, principalmente para aplicaçõesIt is an objective of the present invention to provide electronic control for refrigerators, especially for
domésticas, mas não limitado a estas, e que de algumaforma supera as desvantagens encontradas na técnicaatual. O controlador eletrônico objeto desta invenção éconstruído a partir de um dispositivo microcontrolador,que possui um software embarcado em sua memória interna(firmware), o qual pode ser facilmente configurado emfunção das necessidades de cada aplicação, que porconseqüência propõe um conceito de "plataforma" para oreferido controlador, possibilitando minimizar a funçãocusto e maximizar a adaptação do controlador paradiferentes aplicações.domestic, but not limited to, and somehow overcomes the disadvantages encountered in the current art. The electronic controller object of this invention is built from a microcontroller device, which has software embedded in its internal memory (firmware), which can be easily configured according to the needs of each application, which therefore proposes a concept of "platform" for controller, making it possible to minimize the cost function and maximize controller adaptation for different applications.
Um outro objetivo da presenteinvenção é proporcionar um sistema de controle integradopara refrigeradores envolvendo o controle das cargaselétricas, tais como: o compressor hermético, resistênciade degelo, ventilador do compartimento do freezer e oventilador do compartimento do refrigerador.Another objective of the present invention is to provide an integrated control system for refrigerators involving the control of electrical loads, such as: hermetic compressor, defrost resistance, freezer compartment fan and refrigerator compartment fan.
Um outro objetivo da presenteinvenção é proporcionar um novo método de controle datemperatura do refrigerador acoplado a um algoritmo deredução do consumo de energia elétrica.Another objective of the present invention is to provide a new method of controlling the temperature of the refrigerator coupled with an algorithm for reducing electricity consumption.
Um outro objetivo da presenteinvenção é proporcionar um novo método de controle para afunção degelo, com o objetivo de minimizar o consumo deenergia elétrica.Um outro objetivo da presenteinvenção é proporcionar a capacidade de comunicaçãodigital entre o referido controlador com uma interfacehomem-máquina (IHM), para permitir a interação do usuáriocom o controlador.Another objective of the present invention is to provide a new control method for defrost function with the aim of minimizing the consumption of electrical energy. Another objective of this invention is to provide the digital communication capability between said controller with a human-machine interface (HMI), to allow user interaction with the controller.
E finalmente, um outro objetivo dapresente invenção é proporcionar um conjunto de proteçõeselét ricas, térmicas e mecânica (detecção do rotor docompressor travado), as quais, operando em conjunto,aumentam a vida do refrigerador e evitam que o compressorfalhe sob condições extremas de operação.And finally, another object of the present invention is to provide a set of electrically, thermally and mechanically protected (locked-rotor rotor detection) which, working together, increase the life of the refrigerator and prevent compressing under extreme operating conditions.
Em resumo, e num primeiro aspecto, apresente invenção consiste em um controlador eletrônicopara refrigeradores que compreende, pelo menos:In summary, and in a first aspect, the present invention consists of an electronic controller for refrigerators comprising at least:
- Uma placa de circuito impresso (PCI).- A printed circuit board (PCI).
Em um aspecto adicional, a presenteinvenção consiste em uma PCI que contenha pelo menos:In an additional aspect, the present invention consists of a PCI containing at least:
Um circuito de proteção e filtro, que fazinterface com a rede elétrica;A protection and filter circuit, which interfaces with the mains;
- Uma fonte de alimentação de corrente contínua;- A direct current power supply;
- Um dispositivo eletrônico do tipo processadordigital, que pode ser implementado por ummicrocontrolador, o qual permite executar um programa decontrole (firmware);- A digital processor-type electronic device, which can be implemented by a microcontroller, which allows to execute a control program (firmware);
- Um circuito de medição de corrente alternada, quepode ser implementado por um sensor de efeito Hall, masnão limitado a este;- Um circuito de medição de tensão alternada, paramedir a tensão da rede elétrica;- an alternating current measuring circuit, which may be implemented by a Hall effect sensor, but not limited to it, - an alternating voltage measuring circuit, to measure the mains voltage;
Circuitos analógicos de condicionamento dasmedidas de corrente e tensão alternada, quecompatibilizam as correntes e tensões do sistema paravalores adequados ao processador digital e permitemmonitorar a magnitude e o ângulo de fase da correnteelétrica, bem como permitem monitorar a magnitude e oinstante de cruzamento pelo zero da tensão da redeelétrica;Analog circuits for conditioning the alternating current and voltage measurements, which make the system's currents and voltages compatible with the digital processor and monitor the magnitude and phase angle of the electric current, as well as monitor the magnitude and moment of zero crossing of the voltage. electrical network;
- Circuitos analógicos para monitoramento de portado refrigerador;- Analog circuits for monitoring of refrigerated shutter;
- Circuitos analógicos para interface com sensoresde temperatura do refrigerador;- Analog circuits for interfacing with refrigerator temperature sensors;
- Circuitos contendo chaves de potência paraacionamento das cargas elétricas do refrigerador, quepodem ser implementadas por chaves de estado sólido, oupor chaves eletromecânicas do tipo relê, ou por umacombinação de ambas;- Circuits containing power switches for charging the electrical charges of the refrigerator, which may be implemented by solid state switches, or by relay-type electromechanical switches, or by a combination of both;
- Um circuito eletrônico para comunicação, quepermite a comunicação do tipo ponto-a-ponto entre ocontrolador e uma IHM;- An electronic communication circuit, which allows point-to-point communication between the controller and an HMI;
- Um sistema de interface, implementado por umamultiplicidade de conectores elétricos, que permiteconectar o controlador objeto da presente invenção aorefrigerador;- An interface system, implemented by a multiplicity of electrical connectors, which allows to connect the controller object of the present invention to the cooler;
- Uma caixa plástica acoplada, ou não, ao compressorhermético, que abriga a PCI acima referenciada, ocapacitor de marcha para o motor elétrico do compressorhermético, o protetor térmico para o compressorhermético, o relê de partida, seja ele do tipo PTC ou decorrente, bem como permite a entrada e a saida dos caboselétricos de potência e sinal, responsáveis pelainterface entre o controlador e o refrigerador.- A plastic housing, whether or not coupled to the hermetic compressor, which houses the aforementioned PCI, the running capacitor for the hermetic electric motor, the thermal protector for the hermetic compressor, the starting relay, whether PTC or resulting type, as well as as it allows the input and output of the power and signal cables, responsible for the interface between the controller and the refrigerator.
Em um aspecto adicional, a presenteinvenção consiste em uma IHM para refrigeradores quecompreende, pelo menos:In an additional aspect, the present invention consists of a refrigerator HMI comprising at least:
- Uma segunda PCI.- A second PCI.
Em um aspecto adicional, a presenteinvenção consiste em uma segunda PCI que contenha, pelomenos:In an additional aspect, the present invention consists of a second PCI containing at least:
- Um dispositivo eletrônico do tipo processadordigital, que pode ser implementado por ummicrocontrolador, o qual permite executar um segundoprograma de controle;- A digital processor-type electronic device, which can be implemented by a microcontroller, which enables a second control program to be executed;
- Um circuito eletrônico para comunicação, o qualpermite a comunicação do tipo ponto-a-ponto entre a IHM eo controlador.- An electronic communication circuit, which allows point-to-point communication between the HMI and the controller.
Um sistema de interface com o usuário,implementado por uma multiplicidade de chaves do tipo"tact", mas não limitado a esta, as quais permitemselecionar diferentes opções de funcionamento;A user interface system implemented by, but not limited to, a variety of "tact" type keys, which allows different operating options to be selected;
Um sistema de interface com o usuário,implementado por uma multiplicidade de displays e/oudiodos emissores de luz (LED), os quais permitem informarao usuário das diferentes opções de funcionamento;A user interface system, implemented by a multiplicity of displays and / or light-emitting diodes (LEDs), which allow the user to be informed of the different operating options;
Em um aspecto adicional, a presenteinvenção consiste em um programa de controle que éexecutado pelo processador digital acima referenciado,que controla o funcionamento da presente invenção. Esteprograma de controle compreende, pelo menos:In a further aspect, the present invention consists of a control program that is executed by the above referenced digital processor, which controls the operation of the present invention. This control program comprises at least:
(a) algoritmo de controle de partida e parada docompressor;(a) compressor start and stop control algorithm;
(b) algoritmo de controle da temperatura dofreezer;(b) dofreezer temperature control algorithm;
(c) algoritmo de controle da temperatura dorefrigerador;(c) refrigeration temperature control algorithm;
(d) algoritmo de controle de degelo doevaporador;(d) evaporator defrost control algorithm;
(e) algoritmo de controle do ventilador dofreezer;(e) dofreezer fan control algorithm;
(f) algoritmo de controle do ventilador dorefrigerador;(f) cooling fan control algorithm;
(g) algoritmo de redução do consumo de energiaelétrica;(g) algorithm for reduction of electric energy consumption;
(h) algoritmo de medição de grandezas elétricas,tais como: tensão, corrente e freqüência;(h) algorithm for measuring electrical quantities, such as: voltage, current and frequency;
(i) algoritmos de proteções elétricas, taiscomo: sub e sobre tensão, sub e sobre freqüência e sobrecorrente;(i) electrical protection algorithms such as: under and over voltage, under and over frequency and over current;
(j) algoritmo de proteção mecânica, tal como:rotor travado do motor do compressor;(j) mechanical protection algorithm, such as: locked compressor motor rotor;
(k) algoritmo de proteção térmica, tais como:sub e sobre temperatura do freezer, sub e sobretemperatura do refrigerador e sobre carga térmica docompressor;(k) thermal protection algorithm, such as: freezer under and over temperature, refrigerator under and over temperature, and overpressure thermal load;
(l) monitoramento do estado da(s) porta(s);(l) monitoring the state of the door (s);
(m) limitadores e tabela de parâmetrosconfiguráveis;(m) limiters and configurable parameter table;
(n) protocolo de comunicação;(n) communication protocol;
Finalmente, em um aspecto adicional,a presente invenção propõe um controlador pararefrigeradores baseado em um conceito de plataforma dehardware e software, ou seja, circuitos eletrônicos eprograma especialmente desenvolvidos, de forma a permitirdiferentes configurações dependendo da aplicação final.Esta flexibilidade implica em várias vantagenscompetitivas para o referido controlador.Finally, in a further aspect, the present invention proposes a cooling controller based on a concept of a hardware and software platform, ie specially developed electronic circuits and program, to allow different configurations depending on the final application. This flexibility has several competitive advantages for said controller.
Para aqueles versados na técnica aqual esta invenção refere-se, muitas mudanças naelaboração e construção dos circuitos, nas funções doprograma e aplicações da invenção amplamente diferentesserão sugeridas, sem se afastar do escopo da invençãocomo definido nas reivindicações anexas. As divulgações eas descrições aqui são puramente ilustrativas e não sãoplanejadas para serem limitadoras em qualquer sentido.For those skilled in the art this invention relates to, many changes in circuit design and construction, program functions and widely differing applications of the invention will be suggested without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. The disclosures and descriptions herein are purely illustrative and are not intended to be limiting in any sense.
A seguir, a presente invenção seráresumidamente descrita com base em um exemplo de execuçãorepresentado nos desenhos, os quais mostram:In the following, the present invention will be briefly described based on an exemplary embodiment shown in the drawings, which show:
A Fig. 1 representa, de forma simplificada, umrefrigerador hipotético, mostrando osdiversos componentes que interagem com ocontrolador eletrônico, de acordo com osensinamentos da presente invenção;Fig. 1 represents, in simplified form, a hypothetical cooler, showing the various components interacting with the electronic controller, according to the teachings of the present invention;
A Fig. 2 mostra, de forma simplificada, asinterfaces do controlador com os diversoscomponentes que compõem o sistema;Fig. 2 shows, in simplified form, the controller interfaces with the various components that make up the system;
A Fig. 3 mostra, de acordo com um exemplo deexecução, o comportamento da temperaturainterna do freezer, quando o algoritmo deredução do consumo de energia elétricaestá ativo; eFig. 3 shows, according to an example of execution, the behavior of the freezer's internal temperature, when the energy consumption reduction algorithm is active; and
A Fig. 4 mostra, de acordo com um exemplo deexecução, o comportamento da variável dosoftware que controla a função degelo.Fig. 4 shows, according to an example of execution, the behavior of the software variable that controls the defrost function.
A presente invenção será, a seguir,mais detalhadamente descrita com base em um exemplo deexecução representado nos desenhos. Este exemploconsidera um controlador eletrônico acoplado a umrefrigerador hipotético de uso residencial, porém, talcomo descrito nos ensinamentos anteriores, este exemplode aplicação não deve ser tomado como limitador deespécie alguma para esta invenção.The present invention will hereinafter be described in more detail based on an exemplary embodiment shown in the drawings. This example considers an electronic controller coupled to a hypothetical residential cooler, however, as described in the above teachings, this exemplary application should not be taken as a limitation of any kind for this invention.
A Fig. 1 define, de formasimplificada, o refrigerador hipotético 1, que contemdois compartimentos refrigerados: o freezer 2 e orefrigerador 3 com temperatura superior à do freezer. 0sistema de refrigeração deste refrigerador hipotético écomposto por um compressor hermético 4, um evaporador 5 -placa fria - montado no interior do compartimento dofreezer, um condensador e um tubo capilar 6, montados naparte externa traseira do refrigerador, umamultiplicidade de sensores de temperatura 7, 8 e 9, umaresistência elétrica 10, montada nas proximidades doevaporador 5, para realizar o degelo deste último, umventilador 11, responsável pela circulação do ar nocompartimento do freezer, um ventilador 12, responsávelpela circulação do ar entre os compartimentos do freezer2 e refrigerador 3, chaves 13 e 14 para detectar o estadoaberto/fechado das portas do freezer e do refrigerador.Por último, o controle eletrônico 15 que comanda todas asfunções do referido refrigerador hipotético.Fig. 1 defines, in simplified ways, the hypothetical refrigerator 1, which contains two refrigerated compartments: freezer 2 and cooler 3 with higher temperature than the freezer. The cooling system of this hypothetical refrigerator consists of an airtight compressor 4, an evaporator 5-cold plate - mounted inside the freezer compartment, a condenser and a capillary tube 6 mounted on the rear rear of the refrigerator, a multitude of temperature sensors 7, 8 and 9, an electrical resistor 10, mounted in the vicinity of the evaporator 5, for defrosting the latter, a ventilator 11, responsible for the air circulation in the freezer compartment, a fan 12, responsible for the air circulation between the freezer2 and refrigerator 3 compartments, keys 13 and 14 to detect the open / closed state of the freezer and refrigerator doors. Finally, the electronic control 15 which controls all functions of said hypothetical refrigerator.
Como é bem conhecido da técnica, osistema de refrigeração de um refrigerador é composto portubos, preenchidos com um fluido refrigerante (gás comcaracterísticas termodinâmicas especiais), o qualfunciona como "veículo" de troca de calor entre oevaporador 5 e o condensador 6. 0 compressor 4, compostobasicamente por um motor elétrico que aciona uma bomba apistão, comprime e impulsiona o fluído refrigeranteatravés do condensador 6. O aumento da pressão provoca acondensação do fluido e a elevação da temperatura, e ocondensador 6 tem a capacidade de dissipar para oambiente este calor gerado. Em seguida o fluido éimpulsionado através de um tubo capilar, cujo diâmetrointerno é bastante reduzido. Após atravessar este tubofino, o fluido se expande (evapora) na tubulação doevaporador 5. Devido à característica termodinâmica dofluido, na expansão ele absorve calor do ambiente,reduzindo a temperatura e esfriando a placa doevaporador. Ao sair do evaporador 5, o fluido entranovamente no compressor 4, reiniciando o ciclo.As is well known in the art, the refrigeration system of a refrigerator is composed of portables, filled with a refrigerant (gas with special thermodynamic characteristics), which functions as a heat exchange "vehicle" between evaporator 5 and condenser 6. 0 compressor 4 , basically composed of an electric motor that drives a piston pump, compresses and drives the refrigerant through condenser 6. Increased pressure causes fluid condensation and temperature rise, and condenser 6 has the ability to dissipate this generated heat into the environment. Then the fluid is propelled through a capillary tube whose internal diameter is greatly reduced. After passing through this tubofino, the fluid expands (evaporates) in the evaporator pipe 5. Due to the thermodynamic characteristic of the fluid, on expansion it absorbs heat from the environment, reducing the temperature and cooling the evaporator plate. Upon exiting evaporator 5, the fluid is entrained in compressor 4, restarting the cycle.
Em um aspecto adicional, tal comodescrito nos ensinamentos anteriores, a presente invençãoconsiste em um dispositivo eletrônico 15 para controle derefrigeradores, representado de forma simplificada pelaFig. 2, que compreende uma pluralidade de circuitos,entre eles: uma fonte de alimentação em corrente contínua23, contendo pelo menos um filtro de linha para supressãode interferência eletromagnética, que faz interface com arede elétrica 22; um protetor de sobre tensão; umprotetor de sobre corrente; um retificador; um reguladorde tensão e um filtro. Um circuito de controle 24constituído por um processador digital que de acordo comos ensinamentos anteriores, pode ser implementado por ummicrocontrolador, o qual executa o firmware. 0 circuitode controle 24 possui ainda uma pluralidade de circuitosanalógicos para medição de corrente alternada,implementado por um sensor de efeito Hall, mas nãolimitado a este; um circuito de medição de tensãoalternada, para medir a tensão da rede elétrica;circuitos analógicos de condicionamento das medidas decorrente e tensão alternada, que compatibilizam ascorrentes e tensões do sistema para valores adequados aoprocessador digital e permitem monitorar a magnitude e oângulo de fase da corrente elétrica, bem como permitemmonitorar a magnitude e o instante de cruzamento pelozero da tensão da rede elétrica; circuitos paramonitoramento das chaves de porta 13 e 14 dorefrigerador; circuitos para interface com os sensores detemperatura 7, 8 e 9. Um circuito contendo chaves depotência 25, para acionamento das cargas elétricas dorefrigerador que, de acordo com os ensinamentosanteriores, podem ser implementadas por chaves de estadosólido, ou por chaves eletromecânicas do tipo relê, ouainda por uma combinação de ambas, estas chaves sãoresponsáveis por acionar (ligar/desligar) o compressor 4;os ventiladores 11 e 12 e a resistência de degelo 10.Ainda de acordo com a Fig. 2, o circuito de controle 24possui um circuito para comunicação, que permite acomunicação do tipo ponto-a-ponto entre o controlador 15e uma IHM 20. Estes circuitos operando em conjuntopermitem controlar o refrigerador.In a further aspect, as described in the previous teachings, the present invention consists of an electronic refrigeration control device 15, simplified represented by FIG. 2, comprising a plurality of circuits, including: a direct current power supply 23, containing at least one line filter for electromagnetic interference suppression, which interfaces with the electrical network 22; an overvoltage protector; an over current protector; a rectifier; a voltage regulator and a filter. A control circuit consisting of a digital processor which, according to the previous teachings, may be implemented by a microcontroller which executes the firmware. Control circuit 24 further has a plurality of analog circuits for alternating current measurement implemented by, but not limited to, a Hall effect sensor; an alternating voltage measurement circuit for measuring the voltage of the mains voltage, analog conditioning circuits of the resulting measurements and alternating voltage, which match upwards and system voltages to values suitable for the digital processor and allow to monitor the magnitude and phase angle of the electric current , as well as allow to monitor the magnitude and the instant of crossing by zero of the voltage of the electric network; monitoring circuits of the door cooler keys 13 and 14; circuits for interfacing with temperature sensors 7, 8 and 9. A circuit containing 25 power switches for driving the cooling electric loads which, according to previous teachings, may be implemented by solid state switches, or by relay-type electromechanical switches, or even a combination of both, these switches are responsible for activating (on / off) the compressor 4, the fans 11 and 12 and the defrost resistor 10. Still according to Fig. 2, the control circuit 24 has a circuit for communication, which allows peer-to-peer communication between controller 15 and an HMI 20. These circuits operating together allow control of the refrigerator.
Em um aspecto adicional, o circuitode controle 24 cujo processador digital executa ofirmware, o qual, de acordo com este exemplo deaplicação, possui pelo menos um algoritmo de controle datemperatura do freezer que utiliza informações do sensor7, um algoritmo de controle da temperatura dorefrigerador, que utiliza informações do sensor 9, queopera independente do algoritmo de controle datemperatura do freezer, estes dois algoritmos comandam aspartidas e paradas do compressor hermético 4, doventilador do freezer 11 e do ventilador do refrigerador12, pois, como é bem conhecido da técnica, a operaçãootimizada destes dispositivos influi na eficiência dosistema de refrigeração e, conseqüentemente, no consumode energia elétrica. 0 processador digital do circuito decontrole 24 ainda é responsável pela execução doalgoritmo de medição de grandezas elétricas, tais como:tensão e freqüência da rede elétrica (22) e corrente docompressor 4; estas medidas são utilizadas por um outroalgoritmo que é responsável pelas proteções elétricas,tais como: sub e sobre tensão, sub e sobre freqüência esobre corrente do compressor 4, bem como pela detecção derotor travado do motor do compressor e sobre cargatérmica do compressor, também conhecido como algoritmoi^t, este algoritmo emula a operação do protetor térmicobi-metálico 21 e é calibrado para operar antes da atuaçãodeste. 0 processador digital do circuito de controle 24 éainda responsável pela execução do algoritmo de proteçãotérmica, que protege o refrigerador contra: sub e sobretemperatura do freezer, sub e sobre temperatura dorefrigerador. Todas estas proteções operando em conjuntoprotegem o refrigerador contra condições adversas. 0processador digital do circuito de controle 24 é aindaresponsável pela execução do protocolo de comunicação quepermite a comunicação digital entre o controlador 15 e aIHM 20, que, de acordo com este exemplo de aplicação,possui uma multiplicidade de chaves para que o usuáriopossa selecionar os níveis de temperatura desejados parao compartimento do freezer e para o compartimento dorefrigerador, bem como habilitar/desabilitar o algoritmode redução do consumo de energia elétrica.In a further aspect, the control circuit 24 whose digital processor executes firmware, which, according to this application example, has at least one freezer temperature control algorithm that utilizes sensor information7, a freezing temperature control algorithm, which uses information from sensor 9, which operates independently of the freezer temperature control algorithm, these two algorithms command the starts and stops of hermetic compressor 4, freezer fan 11 and cooler fan12, as, as is well known in the art, the optimal operation of these These devices influence the efficiency of the cooling system and, consequently, the consumption of electricity. The digital processor of the control circuit 24 is still responsible for the execution of the measurement algorithm of electrical quantities, such as: mains voltage and frequency (22) and compressor current 4; These measurements are used by another algorithm that is responsible for the electrical protections such as: under and over voltage, under and over frequency over compressor current 4, as well as the detection of the locked motor of the compressor motor and the compressor cargotherm, also known as As an algorithm, this algorithm emulates the operation of the thermal-metal protector 21 and is calibrated to operate before the actuation of this test. The digital processor of the control circuit 24 is further responsible for executing the thermal protection algorithm, which protects the refrigerator against: freezer under and over temperature, under and over refrigeration temperature. All of these guards operating together protect the refrigerator from adverse conditions. The digital processor of the control circuit 24 is still responsible for the execution of the communication protocol which allows the digital communication between the controller 15 and the HMI 20, which, according to this application example, has a multiplicity of keys so that the user can select the levels of the desired temperature for the freezer compartment and the refrigerator compartment, as well as enabling / disabling the power consumption reduction algorithm.
Em um aspecto adicional da presenteinvenção o programa de controle contempla outrasfuncionalidades, tais como: algoritmo de redução doconsumo de energia elétrica e algoritmo de controle dedegelo do evaporador, que serão descritos pelosensinamentos das Figs. 3 e 4.In an additional aspect of the present invention the control program contemplates other features such as: power consumption reduction algorithm and evaporator ice control algorithm, which will be described by the teachings of Figs. 3 and 4.
A Fig. 3 exemplifica o funcionamentodo algoritmo redução do consumo de energia elétrica, cujoobjetivo é verificar períodos de "inatividade" dorefrigerador hipotético 1, evidenciado principalmente porausências prolongadas de abertura das portas e, destaforma, aumentar o ajuste de temperatura do compartimentodo freezer 2 e/ou do compartimento do refrigerador 3, deforma independente, de tal maneira que, para umadeterminada condição da carga térmica, aumentar o ajustede temperatura significa aumentar o tempo entre doisacionamentos consecutivos do compressor 4 e, com isso,reduzir o consumo de energia elétrica. De acordo com oexemplo de aplicação aqui considerado, esta estratégiapode ser representada pelos gráficos 30, que mostra umavariação hipotética da temperatura do compartimento dofreezer, e 40, que mostra um comportamento hipotético doestado da porta (aberta ou fechada) do freezer.Fig. 3 exemplifies the operation of the power reduction algorithm, which aims to verify periods of hypothetical refrigeration "downtime" 1, evidenced mainly by prolonged door opening failures and, thus, increase the temperature adjustment of the freezer compartment 2 and / or from the refrigerator compartment 3 independently such that, for a given condition of the thermal load, increasing the temperature setting means increasing the time between two consecutive starts of compressor 4 and thereby reducing the power consumption. According to the application example herein, this strategy can be represented by graphs 30 showing a hypothetical temperature variation of the freezer compartment and 40 showing a hypothetical behavior of the freezer door (open or closed).
Quando o refrigerador 1 é ligado, érealizada a leitura dos controles da IHM 20 ajustadospelo usuário, a saber: temperatura do compartimento dofreezer 2, do compartimento do refrigerador 3 e aativação do modo de economia de energia elétrica, cujosvalores iniciais são pré-ajustados para: média, média edesligado, respectivamente, bem como é realizada aleitura dos valores das temperaturas reais do freezerpelo sensor 7 e do refrigerador pelo sensor 9. Nesseinstante, também é iniciado um contador de software quemedirá a duração de tempo "tdl" 32, cuja função ébloquear a ativação do modo de economia de energiaelétrica em condições desfavoráveis. O valor inicialatribuído a este contador é função das temperaturasmedidas pelos sensores 7 e 9 e de um tempo mínimoestimado para o primeiro abaixamento da temperatura, que,para aqueles versados na técnica, é conhecido como pulldown. Ά variável "tdl" decai com o passar do tempo a umataxa previamente ajustada. Se ocorrer abertura dasportas, "tdl" aumenta durante este evento. Δ taxa deacréscimo de "tdl" é função da porta que estiver aberta(refrigerador, freezer ou ambas), identificadas pelossensores 13 e 14.When the refrigerator 1 is turned on, the user-adjusted HMI 20 controls are read, namely: temperature of the freezer compartment 2, the refrigerator compartment 3 and the activation of the energy saving mode, whose initial values are preset to: average, average and off, respectively, as well as the real temperature values of the freezer by sensor 7 and the refrigerator are read by sensor 9. In this instant, a software counter is also started, which will measure the time duration "tdl" 32, whose function is to lock activation of the power save mode in unfavorable conditions. The initial value assigned to this counter is a function of the temperatures measured by sensors 7 and 9 and a minimum estimated time for the first lowering of the temperature, which for those skilled in the art is known as pulldown. The variable "tdl" decreases over time to a previously set rate. If door opening occurs, "tdl" increases during this event. The increase rate of "tdl" is a function of the door that is open (refrigerator, freezer or both), identified by sensors 13 and 14.
0 controle da temperatura do freezer2 é obtido pelo acionamento do compressor 4, através deabordagem do tipo "liga/desliga" com banda morta (ΔΤ). Écalculada uma variável auxiliar representativa dacondição atual da temperatura do compartimento do freezer2 em relação à temperatura ajustada pelo usuário na IHM20. Essa variável, aqui denominada por "N_F" , segue umaescala na qual o valor dez significa que a temperaturaatual do freezer 2 é igual à temperatura de referênciaajustada pelo usuário, mais a metade do valor da bandamorta (ΔΤ). Quando a temperatura do freezer 2 é igual àtemperatura desejada, menos a metade do valor da bandamorta (ΔΤ), o valor de "N_F" é igual a zero.Temperature control of freezer2 is achieved by driving compressor 4 through the deadband on / off approach (ΔΤ). An auxiliary variable representing the current condition of the freezer compartment temperature2 is calculated relative to the user-adjusted temperature in the HMI20. This variable, referred to here as "N_F", follows a scale in which the value ten means that the current temperature of freezer 2 is equal to the user-adjusted reference temperature plus half the bandamort value (ΔΤ). When the freezer temperature 2 is equal to the desired temperature minus half the bandamort value (ΔΤ), the value of "N_F" is zero.
O controle da temperatura docompartimento do refrigerador 3 é feito por intermédio docomando do ventilador 12, que força a circulação de arfrio entre os compartimentos do freezer 2 e docompartimento do refrigerador 3. É calculada uma variávelauxiliar representativa da condição atual da temperaturado compartimento do refrigerador 3 em relação àtemperatura de referência ajustada pelo usuário na IHM20. Essa variável, aqui denominada por "N_G", segue umaescala na qual o valor dez significa que a temperatura docompartimento do refrigerador 3 é igual a temperaturaajustada pelo usuário, mais a metade do valor da bandamorta (ΔΤ) . Quando a temperatura do compartimento dorefrigerador 3 é igual à temperatura desejada, menos ametade do valor da banda morta (ΔΤ) , o valor de "N G" éigual a zero. O ventilador 12 utilizado no controle datemperatura do compartimento do refrigerador 3 é acionadoquando a diferença entre "N_F" e "N_G" está entre umafaixa pré-estabelecida, que é função dos valores detemperatura ajustados pelo usuário para o freezer 2 e orefrigerador 3. Esta abordagem cria um sincronismo entreas duas referidas temperaturas, fazendo com que o tempoque o compressor 4 permanece desligado seja otimizado,reduzindo assim o consumo de energia.Temperature control of the refrigerator 3 compartment is done by means of the fan 12 controller, which forces the circulation of cold between the freezer 2 compartments and the refrigerator 3 compartment. An auxiliary variable representative of the current condition of the cooler compartment 3 temperature is calculated. relation to the user-adjusted reference temperature on the HMI20. This variable, here named "N_G", follows a scale in which a value of ten means that the temperature of the refrigerator compartment 3 is equal to the user-adjusted temperature plus half of the bandamort value (ΔΤ). When the temperature of the cooling compartment 3 is equal to the desired temperature, less than half the deadband value (ΔΤ), the value of "N G" is equal to zero. The fan 12 used for temperature control of the refrigerator compartment 3 is activated when the difference between "N_F" and "N_G" is between a pre-set range, which is a function of the user-adjusted temperature values for freezer 2 and cooler 3. This approach It creates a timing between these two temperatures, so that the time the compressor 4 stays off is optimized, thereby reducing power consumption.
Uma maior e adicional economia deenergia elétrica pode ser obtida quando o usuáriohabilita, via IHM 20, a opção "modo de economia deenergia elétrica". Se essa opção for acionada e se elanão estiver bloqueada pela temporização de "tdl" 32, astemperaturas de referência do refrigerador 3 e do freezer2 são alteradas automaticamente. Neste exemplo deaplicação, a Fig. 3 representa apenas a variação datemperatura do freezer,. no gráfico 31, cujo ajusteinicial feito pelo usuário é indicado por "T2" 33. Após atemporização de "tdl" 32, que ocorre no instante "tl" 34,o usuário seleciona a qualquer instante a opção "modo deeconomia de energia", que ocorre no instante "t2" 35; apartir deste instante, as temperaturas aumentam segundotaxas pré-definidas até valores pré-determinados, porexemplo "T3" 36 e, após um tempo mínimo de permanêncianesta temperatura, vai para "T4" 37. O novo valor dea opção "modo de economia de energia elétrica" sejadesligada pelo usuário, ou em função da abertura dasportas do refrigerador e/ou freezer, de forma que o valorda variável "tdl" atinja o valor mínimo de bloqueio.Neste exemplo de aplicação, a Fig. 3 representa apenas umcomportamento hipotético da porta do compartimento dofreezer que, se for aberta muitas vezes e/ou por muitotempo, a variável "tdl" é incrementada proporcionalmentepara compensar a entrada de calor no refrigerador 1; esteevento é representado no gráfico 40 por 41. Ao finaldeste evento, instante 34, é atribuído o valor inicial àvariável "tdl"; a partir deste instante o comportamentoda porta passa a ser continuamente monitorado, tal comoem "td2" 42, que representa aberturas rápidas da porta, epor "td3" 43, que representa uma abertura prolongada. Acada abertura da porta, o valor de "tdl" decai com umataxa previamente ajustada e, se o valor desta variávelatingir o valor mínimo pré-ajustado, aqui representadopelo instante "t4" 39, a função "modo de economia deenergia elétrica" é desabilitada automaticamente. Nestecaso, a temperatura de referência retoma automaticamenteao valor ajustado pelo usuário, neste exemplo "T2" 33. Seo "modo de economia de energia elétrica" é desabilitado,apenas em função do bloqueio imposto pelo valor de "tdl",tão logo o seu valor atinja o nivel de desbloqueio osvalores de referência das temperaturas retomam as rampasde crescimento até atingirem os valores de máximaeconomia. O bloqueio e desbloqueio dessa função podemocorrer indefinidamente em função do uso do refrigerador,enquanto essa opção estiver acionada na IHM 20. No casode interrupção do fornecimento de energia elétrica, o"modo de economia de energia elétrica" é desativado e sóserá ativado novamente por uma intervenção do usuário,pois o refrigerador volta a operar na configuraçãooriginal na qual esta função está desabilitada, tal comoexplicado nos ensinamentos anteriores, bem como astemperaturas de referência dos compartimentos do freezer2 e do refrigerador 3 se reiniciam nos valores padrãopreviamente definidos.Additional and greater power saving can be achieved when the user enables the "power saving mode" option via HMI 20. If this option is set and if it is not blocked by the timing of "tdl" 32, the reference temperatures of refrigerator 3 and freezer2 change automatically. In this application example, Fig. 3 represents only the freezer temperature range. in graph 31, whose initial adjustment made by the user is indicated by "T2" 33. After timing "tdl" 32, which occurs at time "tl" 34, the user selects at any time the option "energy saving mode", which occurs at time "t2" 35; Thereafter, temperatures rise by the second set rates to predetermined values, for example "T3" 36 and, after a minimum dwell time at this temperature, go to "T4" 37. The new value for the "power save mode" option "off" by the user, or depending on the opening of the refrigerator and / or freezer doors, so that the variable "tdl" reaches the minimum lock value. In this application example, Fig. 3 represents only a hypothetical door behavior. from the freezer compartment which, if opened many times and / or for a long time, the variable "tdl" is incrementally increased to compensate for the heat input in the refrigerator 1; this event is represented in graph 40 by 41. At the end of this event, instant 34, the initial value is assigned to the variable "tdl"; Thereafter the behavior of the door is continuously monitored, such as "td2" 42, which represents quick opening of the door, and "td3" 43, which represents a prolonged opening. At the opening of the door, the value of "tdl" decreases with a preset rate and, if the value of this variable reaches the preset minimum value, here represented by the time "t4" 39, the function "energy saving mode" is automatically disabled. . In this case, the reference temperature automatically resumes to the value set by the user, in this example "T2" 33. If the "power save mode" is disabled, only due to the lock imposed by the value of "tdl" as soon as its value is reached. reach the unlock level the temperature reference values resume the growth ramps until they reach the maximum economy values. Locking and unlocking of this function may occur indefinitely depending on the use of the refrigerator while this option is activated on HMI 20. In the event of a power failure, the "power save mode" is disabled and will only be activated again for a while. user intervention, as the refrigerator will return to its original configuration in which this function is disabled, as explained in the previous teachings, as well as the reference temperatures of the freezer2 and refrigerator 3 compartments will reset to the previously set default values.
Uma variação na implementação destealgoritmo permite executar uma lógica de abaixamentoperiódico da temperatura, caso o refrigerador 1 estejaoperando com uma referência de temperatura elevada, porexemplo "T4" 37, durante muito tempo.A variation in the implementation of this algorithm allows a periodic temperature lowering logic to be executed if the refrigerator 1 is operating with a high temperature reference, for example "T4" 37 for a long time.
A seguir, a função de degelo passaráa ser descrita com referência à Fig. 4. Esta função evitao acúmulo de gelo sobre as placas do evaporador 5 pois,como é bem conhecido da técnica, sabe-se que acúmulo degelo sobre as placas do evaporador funciona como umisolante térmico, o que reduz a eficiência do sistema derefrigeração e, conseqüentemente, aumenta o consumo deenergia elétrica; desta forma é importante que ocorramoperações de degelo toda vez que houver formação de gelo.Next, the defrost function will be described with reference to Fig. 4. This function prevents ice buildup on the evaporator plates 5 because, as is well known in the art, it is known that defrost accumulation on the evaporator plates works. as a thermal insulator, which reduces the efficiency of the cooling system and consequently increases the consumption of electrical energy; It is therefore important that thawing operations occur every time there is ice formation.
Na presente invenção a função degelo é automática e não depende de ajuste do usuário. Quando orefrigerador 1 é ligado, independentemente se devido auma ação do usuário, ou após uma interrupção nofornecimento de energia, uma variável de controle, aquidenominada por "Dg_b", é iniciada com o valor nulo."Dg_b" é incrementada a uma taxa constante e independe deabertura das portas 13 e/ou 14 ou do acionamento docompressor 4. Simultaneamente, outra variável, denominadapor "t_dg", que representa a duração de tempo até opróximo evento de degelo, é iniciada com o valor máximo.A Fig. 4 exemplifica o comportamento desta variável emfunção do tempo 50. "t_dg" decai com o passar do tempo,sendo que a taxa de decremento é calculada por uma funçãoque depende do estado (aberto ou fechado) das portas dofreezer 13 e do refrigerador 14. Adicionalmente, a cadaevento de abertura de porta, "t_dg" é subtraído de umvalor fixo relacionado com as portas do freezer e dorefrigerador, aqui exemplificado pelos instantes 51, 53,55 e 56. Quando o limite inferior atribuído à variável"t_dg" é atingido, o degelo pode ser iniciado, ligando-sea resistência 10. Contudo, para que esse evento ocorra,faz-se necessário que outras condições sejamsimultaneamente respeitadas: (a) o compressor não podeestar em funcionamento; (b) "Dg_b" tem que ser igual aoseu valor máximo previamente definido. Somente quandoestas três condições são obedecidas ("t_dg" é igual a"t_dg_min", "Dg_b igual a "Dg_b_Max" e o compressor nãoestiver acionado) o degelo é acionado. Um limitador detempo de degelo monitora o tempo máximo de resistêncialigada, mas esta função pode ser interrompida se o sensorde temperatura de degelo 8 indicar uma temperatura igualou superior a um limite pré-estabelecido. Durante aocorrência do degelo, o acionamento do compressor 4 ficabloqueado, sendo liberado apenas ao final do evento. Aposo final do degelo, independentemente se o mesmo ocorreudevido ao cumprimento do tempo ou por ter atingido atemperatura limite, as variáveis "t_dg" e Dg_b" retornamaos seus valores iniciais, bem como suas taxas devariações.In the present invention the defrost function is automatic and does not depend on user adjustment. When cooler 1 is turned on, regardless of whether due to user action or after a power failure, a control variable, called "Dg_b", starts with the null value. "Dg_b" is incremented at a constant rate and It does not depend on the opening of doors 13 and / or 14 or the actuation of compressor 4. At the same time, another variable, called "t_dg", which represents the length of time until the next defrost event, starts with the maximum value. behavior of this variable as a function of time 50. "t_dg" decays over time, and the rate of decrease is calculated by a function that depends on the state (open or closed) of the freezer doors 13 and the cooler 14. Additionally, each event "t_dg" is subtracted from a fixed value related to the freezer and cooler doors, exemplified here by instants 51, 53, 55 and 56. When the lower limit assigned to var If "t_dg" is reached, defrosting can be initiated by connecting resistance 10. However, for this event to occur, it is necessary that other conditions are simultaneously met: (a) the compressor must not be running; (b) "Dg_b" must be equal to your previously set maximum value. Only when these three conditions are met ("t_dg" equals "t_dg_min", "Dg_b equals" Dg_b_Max "and compressor is not running) is the defrost triggered. A defrost time limiter monitors the maximum resistance time on, but this function can be interrupted if the defrost temperature sensor 8 indicates a temperature equal to or greater than a preset limit. During defrosting, the drive of compressor 4 is locked and only released at the end of the event. Even if due to the completion of time or having reached the limit temperature, the variables "t_dg" and Dg_b "return to their initial values, as well as their variation rates.
Ainda na Fig. 4 alguns eventos podemser evidenciados, tais como: no instante indicado por 51,ocorre a abertura da porta do refrigerador, e no instante52, ela é fechada, nota-se que a taxa de decaimento davariável "t_dg" aumentou durante este intervalo. Já noinstante 53, a porta do freezer é aberta, e no 54, ela éfechada. Nota-se que a taxa de decaimento da variável"t_dg" também aumentou durante este intervalo, inclusivecom um valor maior, quando da abertura da porta dorefrigerador; isso é feito para dar maior relevância aoevento de abertura da porta do freezer, pois a entrada deumidade do ambiente (a qual irá formar o gelo) é maissignificativa quando esta porta está aberta.Still in Fig. 4 some events can be evidenced, such as: at the moment indicated by 51, the refrigerator door opens, and at the moment52, it is closed, it can be noticed that the rate of decay "t_dg" increased during this time. interval. In instant 53, the freezer door is opened, and in 54, it is closed. Note that the decay rate of the variable "t_dg" also increased during this interval, including a higher value when the cooling door was opened; This is done to make the freezer door open event more relevant, as the ambient moisture inlet (which will form the ice) is most significant when this door is open.
De acordo com os ensinamentosanteriores, os exemplos de aplicação sugerem uma possívelaplicação do controlador eletrônico multifuncional pararefrigeradores 15, e não devem ser tomados comolimitadores de espécie alguma para esta invenção.According to the above teachings, application examples suggest a possible application of the multifunction electronic controller for refrigerators 15, and should not be taken as limiters of any kind for this invention.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0903376 BRPI0903376A2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | multifunctional electronic controller for refrigerators and the same embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0903376 BRPI0903376A2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | multifunctional electronic controller for refrigerators and the same embodiment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0903376A2 true BRPI0903376A2 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=43939788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0903376 BRPI0903376A2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | multifunctional electronic controller for refrigerators and the same embodiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI0903376A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112944763A (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 博西华电器（江苏）有限公司 | Refrigeration equipment control method and refrigeration equipment |
-
2009
- 2009-09-02 BR BRPI0903376 patent/BRPI0903376A2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112944763A (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 博西华电器（江苏）有限公司 | Refrigeration equipment control method and refrigeration equipment |
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| B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
| B08F | Application fees: dismissal - article 86 of industrial property law |
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