基于半导体制冷的电子冰箱设计

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1、申原工学院信息商务学院中工信商2014-JX16-本科毕业论文（设计）基于半导体制冷的电子冰箱设计摘要随着人们日常生活中的需求提高，冰箱随之制造而生。它可以保持恒定低温的一种制冷设备。也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品，箱体内有压缩机、制冷机用以结冰的柜或箱。冰箱从根本上让人类远离了发霉的食物，可以将温度降低并保存，让我们在夏天的时候享受健康的食物，不能不说是科技带给人的一种进步。而我们小组通过对市面上冰箱的调研和了解，发现冰箱普遍偏大，造价较高，不方便携带。我们想要设计一款样式美观，造价低，能使于携带的一款小型冰箱。电冰箱控制的主要任务就是保持箱内食品最佳温度，达到食品保鲜的

2、目的。由于冰箱内温度受多种不确定因素影响，如放入冰箱中物品的温度、热容量以及物品的充满率、开门的频繁程度等，冰箱内的温度场的数学模型很难建立，因此无法用传统的控制方法实现精确控制。本文采用模糊控制技术可以方便地提高控制精度，配以电子温度检测，对压缩机的工作状态进行调节，达到精确控温和节能的目的。通过变频控制可以使冷冻室的温度控制更加合理。当冷冻室需要制冷量比较大的时候，可以通过变频调控，使电机高速转动，就加强压缩机制冷；同理，当冷冻室制冷量比较小时，则使电机转速慢一些。就降低压缩机制冷。通过半导体制冷使冷藏室的温度控制更加精确。在冷藏室需要制冷的时候可以启动半导体制冷，而不用启动压缩机，这样一

3、方面避免了压缩机的频繁开启，另一方面也节约了能量，同时也保证了冷藏室的温度更加准确。关键词冰箱半导体模糊控制单片机AbstractWiththedailylifeneeds,therefrigeratorisdesignedandproduced.Itcanmaintainaconstanttemperatureofrefrigerationequipment.Isalsoakindofcivilianproductsoffoodandothergoodstomaintainaconstanttemperatureofcoldboxbody,compressor.Therefrigerator

4、isfundamentallylethumansfromthemoldyfood,candecreasethetemperatureandsave,letusenjoythehealthyfoodinthesummer,isnotakindofprogressofscienceandtechnologybringpeople.Ourteamfindthattherefrigeratorisrelativelylarge,highcost,inconvenienttocarrythroughthemarketinvestigationandunderstanding,andwanttodesig

5、nabeautifulappearance,lowcost,cancarryasmallrefrigerator.Becauseofthetemperatureintherefrigeratorisaffectedbymanyuncertainfactors,suchastherefrigeratoritemstemperature,thermalcapacityandarticlesfullrate,toopenthedoorofthefrequentdegreeandsoon,itisdifficulttoobtainthemathematicalmodelofthetemperature

6、abouttherefrigerator.Therefore,itcannotbeaccuratelycontrolledbyusingthetraditionalcontrolmethod.Thispaperusingthefuzzycontroltechnologycanimprovethecontrolaccuracy,matchedwiththeelectronictemperaturedetection,thecompressorworkingstateregulation,toachieveprecisetemperaturecontrolandenergysaving.Throu

7、ghfrequencycontrolcanmakethefreezertemperaturecontrolmorereasonable.Whenthefreezingchambertocoolingcapacityisrelativelylargewhen,canthroughfrequencyregulation,sothatthemotorrotatesatahighspeed,thecompressorrefrigeration;similarly,whenissmallfreezerrefrigerationcapacity,themotorspeedisslower.Throught

8、hesemiconductorrefrigerationandtherefrigeratingchambertemperaturecontrolismoreprecise.Inthecoldroomneededwhenrefrigerationcanstartsemiconductorrefrigeration,withouthavingtostartthecompressor,sothatontheonehandtoavoidthecompressorfrequentopen,ontheotherhand,savingenergy,butalsotoensurethefreezertempe

9、ratureismoreaccurate.Keywordsfuzzycontrolchipofsemiconductorrefrigerator摘要.2Abstract.3目录.41绪论.51.1 研究背景及意义51.2 国内外研究现状51.3 论文主要研究内容62方案中的关键技术及国内外发展趋势.62.1 半导体制冷技术的国内外发展趋势62.2 半导体制冷的主要特点82.3 模糊控制技术92.4 珀耳帖制冷系统.112.5 整体方案概述.143控制系统的设计.153.1 珀耳帖制冷系统模型153.2 2单片机调控系统173.3 模糊控制的电子制冷系统234.结论.29参考文献301绪论1.1

10、 研究的背景及意义众所周知，电冰箱是现代家庭中必不可少的家用电器。而目前市售冰箱大多采用传统的机械式温控，控制精度差，功能单一，控制方式简单难以满足现代冰箱发展的要求。随着经济的发展和人民生活水平的进一步提高，人们对多功能化的发展要求越来越高。单片机技术和电子技术的高速发展，使得箱内温度控制可随冷藏室和冷冻室的不同而分别设定，定时自动除霜、白动制冰、省电等诸多功能和要求得以实现。特别是模糊控制技术在家用电器中的应用日趋成熟，为电冰箱向智能化方向发展提供了有利技术支持。在电冰箱的控制中，温度是主要的控制对象，控制的好就有显著的节能效果。但冰箱内要受诸如环境温度的高低、冰箱本身的容积、冰箱中食物的

11、多少、以及食物的种类和性质、存放物品的初始温度、散热特性及其热容量、物品的充满率及开门的频繁程度等控制。冰箱内的温度场分布极不均匀，要想建立电冰箱温度变化的精确数学模型是很困难的，因此采用模糊控制技术才能达到最佳的控制效果。1.2 国内外研究现状17世纪中期，“冰箱”这个词才进入美国语言，在那之前，冰只是刚刚开始影响美国普通市民的饮食。随着城市的发展冰的买卖也逐渐发展起来。它渐渐地被旅馆、酒馆、医院以及被一些有眼光的城市商人用于肉、鱼和黄油的保鲜。内战(1861-1865)之后，冰被用于冷藏货车，同时也进入了民用。至I1880年以前，已经有半数在纽约、费城和巴尔的摩销售的冰，三分之一在波士顿和