近年来已经开发出多种类型的自动制冰机。这些制冰机中的绝大 部分是与电源和水源连接的独立式单元，并且使用标准的制冷系统 来制冰。制冰机通常具有自动操作制冰机以便进行冷冻和冰收取的 循环的控制器，当已经制成足够的量的冰时控制器关断该制冰机。
通常，制冰机所设置的场所是不希望出现制冰机噪音的场所。例 如，自动制冰机位于厨房、会议室、或体育场的包厢中的橱柜下面。 尽管从制冰机发出的噪音在一天的绝大部分时间内不存在问题，但 是在其附近的一些人还是希望关断该制冰机，例如在厨房中打电话 时或当会见客人时。正如通常发生的，在制冰机关断或断电的情况 下，人们在谈话结束之后或客人离开之后常常忘记通电或开机。因 此，制冰机关机通常不被注意到，直到需要冰时重新启动制冰机并 且制出足够量的冰时已经太迟了。
这种制冰机在市场上具有各种尺寸，从一小时制出上百磅冰的大 型制冰机到一小时制出几磅冰的小型制冰机。用于这些制冰机的控 制系统也是从复杂到简单各式各样。
许多冰块制冰机使用热气旁通阀将热的制冷剂从压缩机直接输 送到安装在形成冰块的蒸发器板上的蒸发器从而收取冰块。随后蒸 发器开始使冰融化，而不是将水冷冻成冰。知道何时开始和终止冰 收取循环是重要的。制冰机的最大效率需要该冰收取循环在冰已经 充分形成时开始，并且一旦冰从形成冰的蒸发器板松释则停止该冰 收取循环。现有技术的专利中披露了使用冰厚度传感器来启动冰收 取循环，并且机电传感器例如水幕传感器检测何时冰块从形成冰的 蒸发器板下落。已经提出了其它的多种控制传感器和机构来启动和 终止该冰收取循环。
许多复杂的控制系统的一问题在于，它们需要使得制冰机成本明 显增加的部件。对于制造成本低的较小型的制冰机而言，需要作出 折衷，控制系统不能以最高效的方式操作制冰机。例如，在一些制 冰机中，冷冻和冰收取循环的持续时间基于测量在压缩机吸气侧上 的制冷剂压力或温度的传感器来确定。其它系统使用蒸发器上或蒸 发器出口上的恒温器。在这些系统中，当达到预定温度时，制冰机 转变为冰收取循环，并且当达到另一温度时，制冰机转变回到冷冻 循环。当周围空气较暖时，冷冻循环持续时间较长。这种系统中的 一部分包括调节旋钮以便当冰块厚度过大或过小时按需要增加或减 小循环时间。
这样的简单的控制系统的一问题在于，其不能自动地考虑到多个 变量。例如，最佳的冷冻和冰收取循环持续时间不仅取决于周围空 气温度，而且还取决于其它因素，例如冷凝器的清洁度以及是否有 任何杂质阻塞流经冷凝器的空气流。当这些因素改变时调节旋钮可 用于调节循环时间，但是这通常需要维护技术人员，否则不能进行 适当地调节。因此，该制冰机可能无法制出足够的冰，并且这种制 冰机的工作成本比所需的情况高。
美国专利No.5878583披露了一种解决上述多种问题的制冰机，其 使用了简单的控制机构以便在不使用水面传感器或冰厚度传感器的 情况下启动冰收取循环，这种方式不昂贵，因此其可用于小型制冰 机，而且与此前已知的简单控制系统相比可明显地提高制冰机的效 率。该改进的控制系统基于变化的状况来启动和终止冰收取循环， 这些状况包括但不限于周围温度、冷凝器盘管上的脏物的增加量、 和流经冷凝器盘管的空气流动的部分阻塞。
但是，还是非常希望作出进一步的改进。首先，制冰机可在不同 的周围环境状况下操作，周围环境状况随后一年的季节变化而改变 或者甚至在一天中也变化。如果用于冷却风冷冷凝器的风扇仅仅在 需要时才使用，则也可提高制冰机的工作效率。例如在冷冻循环中， 风扇应尽可能多地使得来自制冷剂的热量排散出去。然而，当制冰 机在冰收取循环中使用热气除霜时，如果冷凝器风扇连续工作，则 除霜时间可能不必要地延长，或者甚至不能进行除霜。另一方面， 如果风扇在每一除霜循环中均关闭，则基于周围空气的温度，更多 的热量比所需的情况更多地积聚在制冷系统中。例如，在较热的周 围环境状况下，冷凝器风扇应当在冰收取时正常地运转，否则冰收 取旁通制冷剂将过热并且当该制冰机切换回到冷冻模式时需要更长 的时间来降温。因此，有利的是能够控制冷凝器风扇以便在冰收取 循环中当需要时才运行。
美国专利No.4257237披露了一种喷雾式的制冰机，其中第一热敏 电阻用于感测周围空气温度并且控制冰收取持续时间。另一热敏电 阻在冰收取循环中用于控制冷凝器风扇。第二热敏电阻感测冷凝器 中的高温，并且基于冷凝器温度来控制该风扇开和关，以便将冷凝 器保持在所需的温度范围内。这种系统的一个缺陷在于，如果该温 度达到风扇启动的温度，与有效除霜所需的情况相比，更多的热量 很可能已经积聚在该系统中，并且由于额外的热量必须排出因此接 下来的冷冻循环不必要地延长。
使用毛细管来代替TXV(热力膨胀阀)阀来控制流向蒸发器的制 冷剂流动的制冰机特别需要控制上的改进。尽管毛细管比TXV便宜， 但是毛细管通常用于在周围温度波动范围大的场合中使用的制冰 机。如果有人希望在没有被加热的车库中使用制冰机，可能要求制 冰机在周围温度范围20-120°F内工作。有利的是，如果控制器被开发 成使得带有毛细管的制冰机高效地工作，即使是该制冰机位于周围 温度波动范围大的区域中。
在一些情况下对于给定的制冰机的冷冻循环持续时间和/或冰收 取循环持续时间可有利地改变，例如使用者希望获得更大或更小的 冰块，或者以便处理不同制冰机的制冷部件的变化。然而，如果冷 冻和/或冰收取循环持续时间完全处于最终使用者的控制下，许多人 也不知道任何适当地调节时间。因此，有利的是，如果对于制冰机 的控制系统被开发成以简单的方式调节冷冻和/或冰收取循环持续 时间，同时使用可自动地考虑绝大多数的变量(例如周围空气和入 口水温度以及积聚在冷凝器上的任何脏物)的控制系统以便高效地 制冰。
与许多自动制冰机相关的另一缺陷在于，制造商制造出多种不同 型号的制冰机，并且对于每一型号的制冰机的控制板必须独立的设 计、制造、和在库中保存，知道这些型号的制冰机被制造时。例如， 一些型号的制冰机彼此在尺寸和部件上非常相似，但是它们制出的 冰块尺寸不同。不利的是，制冰模的性质对于冷冻和冰收取循环的 最佳持续时间有非常大的影响。这样，在相同的制冰机中仅仅使用 不同的蒸发器/制冰模来制出不同尺寸的冰块需要制造商储存两个 不同的控制板。对于多个控制板的独立设计、制造、和库存的成本 必须在制冰机的销售价格中获得补偿。因此，如果控制器可开发成 用于控制多种不同型号的制冰机而且使用共用的控制板，这将是非 常大的有益技术效果。
如果水源包括可能制成冰的不希望的矿物、味道、或其它污染 物，对于自动制冰机而言水过滤器是非常希望的。大部分水过滤器 设计成使用一段时间并且随后更换。如果水过滤器在一段时间之后 没有更换，将失去其的效果。另一方面，如果水过滤器过频繁地更 换，将损失没有使用的过滤能力并且导致浪费。包括水过滤器的许 多设备设置有指示器以便表示过滤器应当被更换，但是这些指示器 通常严格依据设备运行的时间段长度。对于更换自动制冰机上的水 过滤器的一问题在于，依据制冰机的设置位置和用途，制冰机使用 的水量以及被过滤器清洁的水量可能变化明显。因此，有利的是对 于安装有控制系统的特定制冰机而言控制系统可提醒使用者在适当 时间更换水过滤器。

本发明提供了一种控制系统以便克服现有技术控制系统的上述 缺点中的一个缺点、两个或多个缺点、或全部缺点。
在本发明的第一方面中，提供了一种自动制冰机，其包括：制冷 系统，该制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、和膨胀装置；水 系统，该水系统包括与蒸发器热接触的冰形成表面；和控制系统， 该控制系统包括：i)使得该控制系统操纵该压缩机或操纵水系统的 开/关选择器，以便该制冰机自动地制冰或关断该制冰机直到手动地 开机；和ii)自动重新启动选择器，其使得该控制系统关断该制冰 机一预定时间段并且随后自动地使恢复制冰。
在本发明的第二方面中，提供了一种操作自动制冰机的方法，该 制冰机包括：制冷系统，该制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、 和膨胀装置；水系统，该水系统包括与蒸发器热接触的冰形成表面； 和控制系统，所述方法包括：使得该控制系统置于该制冷系统和该 水系统用于自动地形成冰和收取冰的模式；向该控制系统发送信号 以便自动地终止冰形成和冰收取一预定时间段，在该时间段内该制 冷系统和该水系统不工作；和在该预定的时间段到时之后，在不需 要使用者干预的情况下，该控制系统自动地重新开始冰形成和冰收 取模式。
在本发明的第三方面中，提供了一种自动制冰机，其包括：制冷 系统，该制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、和膨胀装置；水 系统，该水系统包括水过滤器和与蒸发器热接触的冰形成表面；和 控制系统，该控制系统基于自动原理来控制该制冷系统以实施制冰 和收取冰；该控制系统包括过滤器更换指示器，以便在达到一表明 该水过滤器应当更换的预定状态之后显示一指示。
在本发明的第四方面中，提供了一种自动制冰机，其包括：制冷 系统，该制冷系统包括压缩机、具有入口和出口的冷凝器、冷凝器 风扇、蒸发器、膨胀装置、和用于将制冷剂从该冷凝器输送到该膨 胀装置的液体管路；水系统，该水系统包括与蒸发器热接触的冰形 成表面；和控制系统，该控制系统包括一传感器以便确定该液体管 路的温度，还包括一控制程序，以便在冰收取模式中基于该液体管 路的温度来控制该冷凝器风扇的操作。
在本发明的第五方面中，提供了一种控制制冰机的冷凝器风扇的 方法，其包括以下步骤：a)启动一冷冻循环，在该冷冻循环过程中 在制冷剂由压缩机压缩并且排向冷凝器，从该冷凝器该制冷剂在液 体管路中流向膨胀装置，并流经蒸发器并且返回到该压缩机；b)在 该冷冻循环终止之前一预定时刻测量离开该冷凝器的制冷剂温度； 和c)使用在步骤b)中所测量的温度来确定该冷凝器风扇是否在冰 收取循环中运行。
在本发明的第六方面中，提供了一种自动制冰机，其包括：制冷 系统，该制冷系统包括压缩机、具有入口和出口的冷凝器、冷凝器 风扇、蒸发器、膨胀装置、和用于将制冷剂从该冷凝器输送到该膨 胀装置的液体管路；水系统，该水系统包括与蒸发器热接触的冰形 成表面；和控制系统，该控制系统包括一传感器以便确定该液体管 路的温度，还包括一在其上带有微处理器的控制板，该微处理器编 程为使用来自该传感器的输出来确定冷冻循环的所需持续时间和冰 收取循环的所需持续时间中的至少一个，并且随后依据所述所需的 持续时间来控制该制冷系统和该水系统运行；该控制板可如此改 变，即，使得该控制板可用于适当地控制不同型号的制冰机，依据 该控制板的改变的方面，该微处理器基于同一传感器温度以确定不 同的持续时间。
在本发明的第七方面中，提供了一种控制制冰机的冰收取循环持 续时间的方法，其包括以下步骤：a)启动一冷冻循环，在该冷冻循 环过程中在制冷剂由压缩机压缩并且排向冷凝器，从该冷凝器该制 冷剂在液体管路中流向膨胀装置，并流经蒸发器并且返回到该压缩 机；b)在该冷冻循环终止之前一预定时刻测量离开该冷凝器的制冷 剂温度；c)使用在步骤b)中所测量的温度和一可控制的因素来确 定冰收取循环的所需持续时间，在冰收取循环中制冷剂旁通绕过冷 凝器并流向蒸发器；和d)在步骤c)中确定的时间长度之后终止该 冰收取循环。
在本发明的第八方面中，提供了一种手动修改制冰机的冷冻循环 持续时间和冰收取循环持续时间中的至少一个的方法，其包括以下 步骤：a)启动一冷冻循环，在该冷冻循环过程中在制冷剂由压缩机 压缩并且排向冷凝器，从该冷凝器该制冷剂在液体管路中流向膨胀 装置，并流经蒸发器并且返回到该压缩机，并且使得该冷冻循环持 续第一时间段；b)启动一冰收取循环，在该冰收取循环中制冷剂旁 通绕过冷凝器并且流向蒸发器，并且使得该冰收取循环持续第二时 间段；c)所述第一和第二时间段由微处理器并且基于以下来控制， 即i)来自传感器的至少一个输入；和ii)从使用者界面手动进行的 修改输入，该修改输入可手动改变第一和第二时间段中的至少一 个，在没有修改输入的情况下这是由来自至少一个传感器输入借助 微处理器来确定的。
通过使用自动重新启动选择器，使用者可在希望安静时关断制冰 机，并且不必记住重新开机，并且不存在当需要制冰机中不存在冰 的风险。
通过使用一传感器以确定离开冷凝器的制冷剂(液体管路)的温 度并且使用一控制程序以便基于在冷冻循环终止之前一预定时间时 的液体管路温度来控制冷凝器风扇在冰收取模式中的运行，从而使 得冷凝器风扇可以在冰收取循环开始时停止，仅在额外的散热将损 害到制冰机整体效率时运行。因此，即使在不同的冷凝器清洁度、 气流阻塞、和周围温度和水温度工况下也可实现更高效率的工作。 另外，通过使得可控制的因素包含到用于调节冷冻循环持续时间和/ 或冰收取循环持续时间的系统控制器中，可容易地获得对于任何给 定制冰机的最佳循环时间。
本发明的优选控制板可用于一种以上的制冰机型号，这样可降低 制造、设计、和部件成本，同时降低库存有多个不同控制板的成本。
通过制冰机中设置过滤器更换指示器，使用者可获知是否需要更 换过滤器，而不用等待冰质量变差，而且不会丢弃过滤能力没有用 尽的过滤器。
附图说明
参照对优选实施例的下列描述并结合附图，本领域的技术人员可 以更好地理解本发明的另外的目的、特征、和优点，在附图中：
图1是本发明的制冰机的立体图；
图2是图1所示的制冰机的正视图，其中拆除了门；
图3是图1所示的制冰机的顶视图，其中拆除了顶盖和门；
图4是图1所示的制冰机的控制面板的正视图；
图5是图1所示的制冰机的制冰部分的立体图；
图6是图1所示的制冰机的制冷系统的示意图；
图7是图1所示的制冰机的电气系统的示意图；
图8是用于控制图1所示的制冰机的控制器的微处理器的按钮控 制方案的流程图；
图9和10是最佳的基本冷冻循环持续时间与热敏电阻的电压之间 的关系曲线图，该电压与制冷剂离开冷凝器的温度成比例，该温度 是在冷冻循环开始之后10分钟测量的，图9的曲线用于制出常规尺寸 冰块的图1所示的制冰机的型号，图10的曲线用于制出较小冰块的第 二型号的相同的基本制冰机；和
图11和12是最佳的基本冰收取循环持续时间与热敏电阻的电压 之间的关系曲线图，该电压与制冷剂离开冷凝器的温度成比例，该 温度是在冷冻循环结束之前1分钟测量的，图11的曲线用于制出常规 尺寸冰块的图1所示的制冰机的型号，图12的曲线用于制出较小冰块 的型号的制冰机。

以下将详细描述本发明。在以下的段落中，将更详细地限定本发 明的不同的方面。所限定的每一方面均可与任何的其它各个方面组 合，除非明确指明不可组合。特别地，任何被指明是有利的或优选 的特征可与任何的其它的被指明是有利的或优选的特征组合。
图1-7示出了应用本发明的制冰机10的优选实施例。尽管所示的 制冰机主要设计成用于民用，但是本发明也可应用于其它类型的制 冰机。尽管在本发明中使用了术语“冰块”，但是应当理解由制冰 机形成的冰不必形成方块状。一些其它公知的冰块形状包括柱形、 矩形、枕形、甚至是半圆形。
制冰机10容纳在机柜14中，该机柜在其上部具有隔热壁，并且具 有包含一些机械部件的基部。门12(如图1所示，但在其它附图中为 了简明而省去)装配在机柜14的前开口上。制冰机的基部的前部由 栅格16覆盖，栅格使得空气可流经基部腔。门12优选为包括在内侧 上的支架18以便保持(未示出的)冰勺，当使用者希望从制冰机10 中取出冰时该冰勺可方便地使用。在制冰机10内储冰箱36设置在制 冰机的基部腔之上。该制冰机包括水系统、制冷系统、和控制系统， 以下将详细描述每一系统。该水系统包括水循环机构，其形式优选 为常规结构的泵44(图3)。该泵的基部设置在贮水槽46中，贮水槽 装接在机柜14内位于储冰箱36之上。优选的是，贮水槽形成有夹持 件37，在其底部上包括卡合在储冰箱36的侧壁上的凹槽中的延伸 部。
使得泵运转的马达与食品区分开，并且该泵安装成便于在不使用 工具的情况下拆卸，如公开号为No.2004-0226312的美国专利申请所 披露的，其内容通过引证在此引入。与本发明的制冰机10的唯一重 要区别在于，该泵的排出流直接连接到(以下描述的)软管，而不 是与形成在安装泵的板件上的配件连接。
水经新鲜水入口41进入制冰机10，在流经水过滤器34之后优选为 由水入口电磁阀42(图5)来控制。当门打开时，如图1所示，水过 滤器34可从制冰机10的前部进行维护和操作。水最终充注到贮水槽 36中。过多的水可溢流到(未示出的)直立管并且流出排水管58， 如图1清晰所示。在清洁操作中，贮水槽优选为通过拉出直立管来排 空。水从泵44流经(未示出的)水软管进入到喷雾组件54的背部并 且供应给四个独立的喷雾喷嘴52，水从喷嘴喷到冰形成装置48的多 个倒置的杯47中(图5)，冰形成装置位于贮水槽46上。没有冻结的 水经冰转向板59中的孔45流回到贮水槽46中。转向板59还包括使得 水经该板从喷雾喷嘴52向上喷的孔57。在冰形成部分的前部的喷嘴 借助护罩55来保护，以便不受下落的冰的影响，该护罩与转向板59 的其余部分整体地形成。朝向冰形成部分的前部喷溅的水由可枢转 的板53阻挡(图2)，该板向下悬伸以便隔离该冰形成部分，但是其 可摆动打开以便使得冰块在冰收取过程中下落到储冰箱36中。板53 悬挂在(未示出的)金属杆上，该杆穿过冰形成部分的前顶部。图5 示出了冰形成部分，其中为了简明省去了这些板53。与理解本发明 无关的冰形成部分的其它细节在此没有描述，冰形成部分基本上与 由Manitowoc Ice，Inc.2110S.26th St.，Manitowoc，WI 54220制造 的型号为EC18的制冰机的冰形成部分相同。
冰形成装置48优选为以与用于型号为EC18的制冰机的冰形成板 相同的方式构造成。杯47由铜冲压件制成，随后在进行镀覆。该杯 形成单独的小腔，冰形成在其中。如图3清晰所示，形成制冷系统的 蒸发器部分的管道23以蛇形形式形成并且焊接到杯47的背侧上。优 选为通过注塑模制该镀覆的杯来制成冰形成装置48，以便塑料部件 模制在杯上，以便将组件保持在一起并且形成托盘38。托盘38包括 围绕其外侧顶边缘的唇部，以在托盘38的顶侧上形成一小容纳空 间。在冰收取模式中，当新鲜水经入口41引入时，水充入托盘38的 顶侧，以便有助于给杯47加温，从而使得形成在杯47中的冰块松释。 短的直立管37围绕经托盘38的孔。这使得在托盘顶侧上水面保持为 这些直立管的高度。另外，一旦水停止流入到托盘38的顶侧中，小 的孔40使得水完全地从托盘中排出。
如图6示意所示的制冷系统包括压缩机22、冷凝器28、蒸发器24、 和形式为毛细管26的膨胀装置。蒸发器的形式为安装在冰形成装置 48的背部上的蛇形管或盘管(图3)。通常，制冷剂从压缩机22流向 冷凝器28，并且流经毛细管26以便流向蒸发器24。然而，在冰收取 循环中，热气旁通阀30打开并且使得热的制冷剂从压缩机22直接流 向蒸发器24。该制冷系统优选为还包括在毛细管26上游的干燥器 25。毛细管26通向蒸发器24的入口侧。毛细管26具有非常小的直径 并且用作节流装置，以便对于流经其的制冷剂流动提供精确量的流 阻。制冷剂进入毛细管26时处于液态，并且随后在蒸发器24中膨胀 为气体。提供流体节流的毛细管26因此用作膨胀装置。毛细管26围 绕与压缩机22的吸气侧连接的制冷剂管路盘绕，并且随后进入蒸发 器24的入口侧上的制冷剂管路，如图6的虚线所示。毛细管与吸气侧 制冷剂管路之间的接触形成了管路之间的良好的热接触，以便提供 向制冷剂内的传热，如美国专利No.5065584所述，其内容通过引证 在此引入。对于绝大部分部件，制冷系统的细节对于本发明而言不 是关键的，而且本领域的普通技术人员可以理解，因此在此没有详 细描述。然而，应当注意，对于其它小型的制冰机而言，在制冷系 统中的制冷剂的正确量对于制冰机的正常工作是非常重要的。
用于制冰机10的控制系统包括非常少的部件。该控制系统包括安 装在制冰机中的两个电路板上的部件，电路板为控制板65和使用者 界面/显示板73(图7)。控制板65容纳在电气箱61中位于制冰机的 前顶部。使用者界面/显示板73也位于制冰机10的前顶部，而且当门 14打开时可以看见。保护覆盖件用于覆盖在使用者界面/显示板73的 按钮上以便提供美观的外形和接触垫。
如上所述，温度感测装置优选为铝封装的热敏电阻62位于冷凝器 28的外侧上。优选的热敏电阻62是由Advanced Thermal Products， St.Mary’s，Pennsylvania提供的型号No.3470-103。
优选的是，热敏电阻62与制冷剂管路的直管部分良好地热接触， 并且由管夹74保持就位(图6)。该热敏电阻是基于热可变的电阻， 其电阻相对于其温度成比例地改变。一对导线将热敏电阻62与控制 板65连接。已知电压的电流提供给热敏电阻62。当离开冷凝器28的 制冷剂温度改变时，制冷剂管道和铝封装部分快速地通过传导从而 传递热量，并且使得热敏电阻62的温度及其电阻改变。因此，在热 敏电阻62两侧的电压降形成与制冷剂管路的温度成比例的电输出。 该电输出即电压降随后在控制系统的其余部分中用作输入。
本发明的优选的控制系统包括安装在控制板65上的微处理器 64，如图7所示。保险67、插座、和插头68也安装在控制板65上，以 便该显示板73装接到控制板65、5个继电器77A、B、C、D、E、跨接 引腿78、与箱灯开关69连接的配线、和与箱灯72连接的配线上。变 压器66也连接到控制板65上。另一插座和插头79使得其它部件与控 制板65配线连接。线电压经电线L1和L2供应到控制板65和其它部 件。
跨接引腿78用于告知控制板65使用该控制板的制冰机型号。连接 器设置在两个引腿之间以便表明该制冰机是制出常规尺寸的冰块的 制冰机，或者在不同组合的引腿之间设置连接器表明了使用控制板 的制冰机是制出较小冰块的制冰机型号。
(未示出的)高压切断开关可选择地连接到控制板65上。该高压 切断开关是当使用水冷冷凝器时所需的公知的安全开关。如果制冰 机10设置在不能从制冰机中依靠重力向排污管排出废水的位置，则 可使用排水泵71。这种排水泵通常包括安全备用开关，其连接到主 装置上以便在排水泵故障时切断主装置。跨接线82可用于连接这种 排水泵的安全备用开关，以便在排水泵故障时制冰机10可关断。如 果使用排水泵和高压切断开关，排水泵安全备用开关和高压切断开 关可使用跨接线82串联地连接，以便每一开关可用于关断该制冰 机。
图7还示出了用于制冰机的其它部件的电路，这些部件例如吸入 流经冷凝器的空气的风扇70、水泵44、热气电磁阀30、和水入口电 磁阀42。压缩机22优选为具有内置的过载保护器以及启动电容和继 电器。该控制系统优选为还包括箱恒温器88以便检测何时储冰箱36 具有足够的冰以便制冷系统可关断。箱恒温器使用了一柔性的毛细 管，正如本领域公知的。为了保护该毛细管，(未示出的)镀镍的 铜管固定到储冰箱36中并且作为竖井来容纳该箱恒温器毛细管。箱 恒温器88优选为包括旋钮和转盘以便基于标度对恒温器进行调节。
继电器77A用于控制该压缩机。继电器77B用于控制热气除霜阀 (也称为冰收取阀)。继电器77C用于控制冷凝器风扇马达。继电器 77D用于控制水泵44。继电器77E用于控制水入口电磁阀42。如果需 要，这些继电器中的一部分可用于控制多于一个的装置。例如，热 气旁通阀和水入口电磁阀42可通过向单个继电器供电而打开，以便 当冰收取循环开始时，新鲜水加入到贮水槽46中。当贮水槽在冰收 取循环结束之前再充满时，连续加入的水使得贮水槽46中的水溢流 到管中，以便冲洗走在纯水冷冻成冰时积聚的杂质。
使用者界面/显示板73包括三个按钮和七个指示灯。按钮优选为 是瞬时开关。如图4清晰所示，标记为“电源(POWER)”的第一按 钮91是主电源按钮。按压和松释该按钮使得制冰机与电源接通和切 断。第一指示灯92用于表明对于制冰机的电源是否接通。标记为“延 迟启动(DELAY START)”的第二按钮93用于启动自动重新启动的系 统，以下将完全描述。第二指示灯94位于第一和第二按钮之间。该 指示灯标记为“自动制冰(AUTOMATIC ICE MAKING)”。另外三个 指示灯95、96、97位于第二按钮的右侧。第三按钮98标记为“清洁 (CLEAN)”，并且用于使得制冰机进入清洁程序，如以下描述。指 示灯99位于按钮98的左侧，并且用于表示制冰机何时处于清洁循环。 最后的指示灯100用于表示过滤器34何时应当更换。
微处理器64包括计算机程序，其利用不同输入来控制制冰机10 的制冰部件。用于按钮输入该微处理器的不同方案在图8中详细描 述。如图8所示，如果一旦按压“延迟启动”按钮93，制冰机从正常 制冰模式转到延迟模式2小时，并且随后(依据“电源”和“清洁” 按钮设定)自动地重新启动。如果在延迟模式中“延迟启动”按钮 93第二次按压，重新启动时间段增加到4小时。如果“延迟启动”按 钮93第三次按压，重新启动时间段增加到8小时。如果按压其第四 次，则取消该延迟。以这种方式，使用者可容易地将制冰机设置成 处于安静工作的模式，但是使用者不必做任何事情来记住重新启动 制冰机。在所需的延迟时间段结束之后制冰机将自动地重新启动。
除了按钮输入之外，微处理器64编程为以便在冷冻循环开始之后 的预定时刻使用来自温度感测装置例如热敏电阻62的输入从而确定 冷冻循环所需的持续时间并在冷冻循环中控制制冷系统和水系统， 直到所需持续时间结束，并且随后在冰收取循环中工作。作为替代 或更优选的是，除此之外，微处理器64编程为便于在冷冻循环结束 之前的预定时间使用来自热敏电阻62的输入从而确定冷冻循环所需 的持续时间。当冷冻循环的持续时间由微处理器64来确定时，对于 微处理器而言在冷冻循环结束之前的预定时间段进行温度测量是简 单的。如果冷冻循环由某种不太优选的机构来终止，微处理器可保 持温度的浮动记忆，并且使用在存储器中在冷冻循环结束之前1分钟 的温度。
由微处理器使用的该温度或更优选为该热敏电阻的读数每秒被 读取6.25次。或者，可使用在短时间段内的平均读数。微处理器64 优选为包括最佳的冷冻循环和冰收取循环持续时间的记录数据，以 便与代表温度测量的热敏电阻读数来比较。对于优选制冰机10的数 据在图9-12中示出。这些数据的形式为在图中示出的计算公式模型 曲线。然而，优选的是，数据的形式为查询表格，以便机遇热敏电 阻62反馈的电压而用于确定这些所需的持续时间。在图11和12中的 冰收取时间基于两种状况时实际测量的冰收取时间，而且包括实际 冰收取时间的大约10％增量以便确保冰收取时间足够长。该额外的 10％用于不同制冰机之间“叠加”容许差异。
制冰机10具有正常操作模式、“延迟”重新启动模式、和“清洁” 操作模式。按钮91、93和98的功能如表1所述。
表1

当电源按钮91按压以便使制冰机开机使，制冰机正常地制冰，除 非储冰箱恒温器88表示储冰箱36已经充满。在正常制冰操作中电气 部件的状态的全部列表在表2中给出，(除了储冰箱灯72之外，在门 打开和关闭时该箱灯打开和关闭)。
表2-民用冰块制冰机的开机(制冰)循环

注释：
A.排水泵安全开关82必须闭合以便制冰机工作，(如果安装 有该开关的话)。
B.冷冻结束基于安装在制冷系统冷凝器液体管路上的热敏 电阻62的输出，并且编程为终止冷冻定时器。
-10分钟进入冷冻循环，控制器读取热敏电阻的直流电压 数值，并且与冷冻时间调节定时器结合，以确定保持在冷 冻循环中的时间长度。直流电压数值还确定风扇马达在冰 收取循环中是否保持开或关。
-初始启动循环运行5分钟的较长冷冻时间以便补偿初始 启动循环的低效率。所有随后的循环依照程序/可调节的 定时器分配。
-最大的冷冻时间是120分钟，到该时间后制冰机进入冰收 取循环。
C.冰收取终止基于控制板在冷冻循环结束之前1分钟设定的 预定时间。水泵重新通电，并且热气电磁阀和水入口电磁 阀断电，系统回到冷冻循环(过程操作#3)
-在冷冻循环结束之前1分钟控制器读取热敏电阻的直流 电压数值，并且与冰收取时间调节定时器结合，以确定保 持在冰收取循环中的时间长度。
-最大的冰收取时间是5分钟，到该时间后制冰机进入冷冻 循环过程操作#3。
D.当箱恒温器断开时所有部件均关断。当箱恒温器重新闭合 时，使用过程步骤1和2所述的启动过程进行重新启动。
在制冰机初始启动时，或者在箱恒温器表明需要额外的冰而重新 启动制冰机时，首要的事情是热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀42 通电。这使得贮水槽46充满。在热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀 42通电175秒之后压缩机22启动。在热气旁通电磁阀打开时压缩机运 行5秒，这使得可更容易地启动压缩机。在此5秒之后，水泵44和冷 凝器风扇马达70通电，并且热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀42断 电。制冰机此刻处于冷冻循环，其中压缩机、水泵、冷凝器风扇马 达通电，并且热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀42断电。进入冷冻 循环10分钟，微处理器64读取从热敏电阻62反馈的电压，并且通过 使用图9(或图10，如果制冰机构造成制出小冰块并且在控制板上的 跨接引腿78如此连接的话)中的数据来确定保持在冷冻循环中的时 间长度，并且可手动地控制冷冻时间调节。在该冷冻时间结束之前1 分钟，获得热敏电阻62的第二电阻读数，以便通过使用图11(或图 12，依据跨接引腿78连接情况)中的数据来确定冰收取循环的长度 以及是否在冰收取循环中使得冷凝器风扇运行，并且可手动地控制 冰收取时间调节。当冷冻循环完成时，控制系统使得水泵44断电， 并且在冰收取循环过程中使得热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀42 通电。在冰收取循环过程中压缩机22保持通电。在冰收取循环结束 时，制冰机返回到新的冷冻循环，其中压缩机22和水泵44均通电。 热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀42断电。
在初始启动循环中，当冷冻循环开始且压缩机没有运行时，对于 冷冻循环的运行时间比由查询表格(参见图9)确定的正常时间长5 分钟。这是通过在启动10分钟之前使得压缩机运行5分钟而实现的。 因此，在该初始循环中，热敏电阻电压实际上是在运行时间15分钟 之后测量的。这种初始冷冻循环的时间增加补偿了初始启动循环相 关的低效率。所有的后续冷冻循环持续时间依照基于查询表格和手 动调节因素的编程时间。制冰机继续进行冷冻循环和冰收取循环， 直到储冰箱恒温器88断开，从而切断控制板供电。当箱恒温器88重 新闭合时，制冰机如上所述地重新启动。在冷冻过程结束之前1分钟 用于确定冰收取循环的基本持续时间的同一温度读数用来确定冷凝 器风扇是否应当在冰收取过程中运行。
在表3中给出的数据提供了对于标准尺寸冰块的如图9和11所示 的查询表格。
表3  用于标准冰块的冷冻/冰收取循环持续时间的数据

注释：用于冷冻调节定时器的数据设定为0。符号“110/90、 90/70”等表示大致的周围空气/水温度，以华氏温度表示，以便获 得最佳冷冻时间的数据点。
在表4中给出的数据提供了对于小尺寸冰块的如图10和12所示的 查询表格。
表4  用于小冰块的冷冻/冰收取循环持续时间的数据

注释：用于终止定时器的数据设定为0。
表5  示出了在冰收取循环过程中冷凝器风扇是否运行的状况。

当按钮98促动时，“电源”和“清洁”发光二极管92和99均开。 微处理器64使得该系统经历冲洗、充注、和清洗循环，这总的进行 大约25分钟。电气部件的操作的顺序在表6中给出。
表6  -民用冰块制冰机的清洁循环

注释：
A.当“清洁”按钮98按压时，发光二极管99开，但不闪烁， 直到第一个180秒之后。
B.在第一个180秒之后的60秒，控制系统获得其它输入，这 改变系统的操作。发光二极管99在这60秒内连续闪烁，这 向使用者表明添加清洁剂。在该60秒之后，控制器锁定在 清洁循环中直到其完成，并且发光二极管99停止闪烁。为 了在该时间之后放弃清洁循环，“电源”按钮91需要连续 地按压“关-开-关”，以便重置该系统到其初始启动状态。
C.步骤3A和3B重复8次以上，随后制冰机自动返回到其先前 状态，即制冰、关机、或延迟重新启动。
注释：
1.如果制冰机初始处于制冰模式，并且按压清洁按钮98， 该系统转到2分钟的冰收取循环，并且随后转到清洁循 环。在清洁循环结束时，该系统返回到制冰模式。
2.如果制冰机初始处于关机模式，并且按压清洁按钮98， 该系统直接进入清洁循环。在清洁循环结束时，该系 统返回到关机模式。
如果制冰机初始处于延迟模式，并且按压清洁按钮98，该系统直 接进入清洁模式。在清洁循环结束时，该系统返回到延迟模式。这 些循环和部件的接通按如下方式进行。在第一个充注循环中，其持 续3分钟，热气旁通电磁阀30和水入口电磁阀42通电。正是在该时间 结束时，操作者将清洁溶液和/或消毒溶液加入到贮水槽中。在清洁 循环的接下来的部分中，水泵44通电，并且热气旁通电磁阀30和水 入口电磁阀42断电。此后，该系统循环重复8次的清洗和充注循环。 在每一清洗循环中，水入口电磁阀通电3分钟同时水泵44运行。该水 泵随后关断。在清洗循环之后进行30秒的充注循环，其中只有水入 口电磁阀42通电。这些循环重复8次。如果制冰机的电源中断，微处 理器64将基于按钮的位置在电源恢复时启动“开机”循环或“清洁” 循环。
为了进一步降低成本，可使用一个继电器来控制水泵44、风扇70、 水入口电磁阀42、和热气电磁阀30的所有四个部件。该继电器可具 有两个位置。在一位置，水入口电磁阀和热气电磁阀30通电，并且 在另一位置，风扇70和水泵通电。
优选的制冰机10具有在70/50(空气/水温度°F)时每天制出大约 48磅冰的能力并且在储冰箱36内储存大约28磅冰。该优选的制冰机 使用R-134A制冷剂，并且具有不锈钢的机柜14。
本发明的优选的控制器提供了许多的优点。首先，自动的重新启 动使得使用者可在需要安静的时间段内关断制冰机(使其延迟)， 并且不需要担心忘记重新启动制冰机。该优选的功能实现带有指示 灯的简单按钮，以便告知使用者所选择的时间段长度。该优选的控 制程序使得使用者即使在启动之后再次借助简单的按钮也可延长或 取消延迟时间段。
在该优选的制冰机中的水过滤器告知使用者何时水过滤器需要 更换。通过使用冰收取循环的次数的计数器，过滤器更换指示器能 够准确地表示何时水过滤器需要更换，而不是基于设定的持续时 间。由于每一制冰机获知到不同的水使用量，而且每次循环使用大 致相同的水量，因此该优选的过滤器更换指示器设定成在已经使用 预定水量之后起作用，这可能出现在三个月时或是一年之后。
该优选的控制系统提供非常好的控制方案，从而以非常少的部件 提高了制冰机的效率，并且提供低成本，而且使得制冰机可在周围 环境温度和入口水温度的大变化范围情况下工作。这对于小型制冰 机而言是非常有利的。该控制系统可在较大范围的工作状况下良好 地运行，这样的工作状况包括空气流被部分地阻塞、冷凝器上有脏 物、和周围环境温度变化。通过在冷冻循环结束之前一给定时间使 用液体管路温度作为用于在冰收取循环中控制冷凝器风扇的基础， 使得冷凝器风扇可在冰收取循环开始时就关断，而不是等待冷凝器 中的温度达到一特定数值。这样，冰收取循环可保持较短，在冰收 取过程中的冷凝器风扇受控运行的情况下，否则除霜温度可能比所 希望的情况更高。
尽管该优选的控制器在冷冻循环的不同点使用了液体管路的温 度来控制冷冻循环和冰收取循环的持续时间，但是该优选的控制器 还可手动地改变冷冻循环和冰收取循环。使用者界面/显示板按钮便 于进行操控并且由此可容易操作以便实现这样的改变，而不需要调 节控制板上的电位计，该电位计在不打开电气箱的情况下不能进行 操作。
该优选的控制板可在需要不同操作参数的不同型号的制冰机上 使用。通过改变在控制板的跨接引腿78的引腿连接组合，微处理器 可指定使用正确的查询表格以便选择适当的冷冻和冰收取循环的持 续时间以用于安装有该控制板65的制冰机的型号。以这样的方式， 只需要设计，制造和库存储存一种控制板以用于多种型号的制冰 机。为了代替指定使用不同的查询表格，跨接引腿78可表明设置在 制冰机内的其它明显区别，(例如水冷冷凝器代替风冷冷凝器)， 并且微处理器由此按不同的控制程序来处理，从而控制不同的继电 器或使用不同的时间段，并且因此借助控制板的功能来实现其它的 改变。
应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可对优选实施例作出 变型。例如，尽管该优选的控制系统提供了三组延迟时间段(2、4、 8小时)，但是也可编程实现制冰机的其它的持续时间和数量的选 择。另外，如果需要，微处理器允许当制冰机关机并且自动重新启 动时使用者可每天进行时间段设定的编程，或者在一星期内多次设 定时间段。可构想到其它的变型，包括其它除霜系统而代替由微处 理器控制的热气旁通阀。另外，在冷凝器风扇需要在冰收取循环中 关断的情况下，冷凝器风扇可控制成在冷冻循环结束之前立即关 断。可在控制板上设置开关以便代替跨接引腿78，开关的位置可表 明使用该控制板的制冰机的型号。图11和12中的曲线可改变成反映 附加的数据点，例如使用5个数据点，而不是在冰收取时间的曲线上 的两个数据点之间的直线。通过计数来表明水过滤器何时更换的循 环次数也可改变，这取决于在每次循环中的使用的水量以及使用的 过滤器推荐的过滤能力。因此，应当理解本发明是由后附的权利要 求来限定的，而不限于优选实施例。