CN105650963B - 一种冷柜及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷柜及其控制方法，包括柜体和门体，柜体内设有循环风道，循环风道内设有蒸发器、第一风机和第二风机，循环风道的一端设有进风口，循环风道的另一端分别设有第一、二出风口，第一出风口流出的气流在柜体的开口部位形成第一风幕，第二出风口流出的气流在柜体的开口部位形成第二风幕，第一风幕位于第二风幕外侧，且第二风幕的温度高于第一风幕的温度；当冷柜门体处于关闭状态时，第一风机可从第一、二出风口吸风进入循环风道，然后从循环风道的进风口排出，使得柜内空气循环；当冷柜门体处于打开状态时，第二风机可从循环风道的进风口吸风进入循环风道，然后从第一、二出风口排出，使得冷柜开口部位柜框附近形成双层风幕。

Description

一种冷柜及其控制方法

技术领域

本发明属于制冷领域，具体涉及一种冷柜及其控制方法。

背景技术

目前市场上所有的冷柜产品只有在冷柜关门运行后或者在气候环境比较适中的时候才能保证柜内的温度和湿度在某一要求范围内。在南方的潮湿的雨季和在北方寒冷的冬季，开门一分钟后(用来存取东西的操作时间)，湿度和温度剧烈的变化。尤其是对用于储存药品等特殊制品的冷柜，保持柜内温度、湿度的稳定性尤其重要，湿度和温度剧烈的变化，有可能会造成药品失效、变质，进而影响到病人的生命安全，造成重大医疗事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种可保证开门后冷柜内部的温度、湿度在一定范围内平稳变化的冷柜。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种冷柜，包括柜体和用于打开或封闭所述柜体的开口部位的门体，所述柜体内设有循环风道，所述循环风道内设有蒸发器、第一风机和第二风机，所述循环风道的一端设有进风口，循环风道的另一端分别设有第一、二出风口，所述第一出风口流出的气流在所述柜体的开口部位形成第一风幕，所述第二出风口流出的气流在所述柜体的开口部位形成第二风幕，第一风幕位于第二风幕外侧，且第二风幕的温度高于第一风幕的温度；当冷柜门体处于关闭状态时，所述第一风机可从所述第一、二出风口吸风进入所述循环风道，然后从循环风道的进风口排出，使得柜内空气循环；当冷柜门体处于打开状态时，所述第二风机可从所述循环风道的进风口吸风进入循环风道，然后从所述第一、二出风口排出，使得冷柜开口部位柜框附近形成双层风幕。

上述方案中，当冷柜门体处于关闭状态时，第二风机关闭，第一风机吸风，使得空气从第一、二出风口进入循环风道，然后穿过蒸发器再从循环风道的进风口排入到柜内，使得柜内空气循环，通过不断循环，使得柜内保持一定的温度和湿度；当冷柜门体处于开启状态时，第一风机关闭，第二风机吸风，使得空气从循环风道的进风口进入循环风道，然后穿过蒸发器再分别从第一、二出风口、排出而在柜体开口部位的柜框附近形成第一、二风幕，阻隔内外温湿度进行直接交换，减少了柜外形成的水汽进入柜内，又因第二风幕的温度高于第一风幕的温度，位于外侧的第一风幕由于温度低，与外界的湿热空气交汇后会形成冷水汽层，含有大量的水汽，而位于内侧的较高温度的第二风幕可以形成一层保护，防止水汽进入柜体内部，保证开门后冷柜内部的温度、湿度在一定范围内平稳变化。

上述柜体内的工作温度范围为8℃～20℃、湿度范围为35％～75％。

为了使得从第二风幕的温度高于第一风幕的温度，减少柜外形成的水汽进入柜内，上述循环风道对应第二出风口与蒸发器之间段的风道内设有空气混合室，空气混合室一端与循环风道连通，空气混合室另一端与第二出风口连通，空气混合室开设有辅助风口，辅助风口内设有第三风机，辅助风口的出口与空气混合室连通，辅助风口的入口与柜体的内腔连通。

另一方案中，同样为了使得从第二出风口流出的气流的温度高于第一出风口流出的气流的温度，减少柜外形成的水汽进入柜内，上述循环风道对应第二出风口与蒸发器之间段的风道内设有空气混合室，空气混合室一端与循环风道连通，空气混合室另一端与第二出风口连通，空气混合室内设有加热器。通过加热器实现第一、二出风口流出风存在的温度梯度差。

进一步地，上述空气混合室开设有辅助风口，辅助风口内设有安装有可动阀门，关门状态，可动阀门打开，辅助风口和第一、二出风口共同进风，提高循环风量。

又一方案，同样为了使得从第二出风口流出的气流的温度高于第一出风口流出的气流的温度，减少柜外形成的水汽进入柜内，上述循环风道对应第二出风口与蒸发器之间段的风道内设有空气混合室，空气混合室一端与循环风道连通，空气混合室另一端与第二出风口连通，空气混合室开设有辅助风口，辅助风口内设有空气压缩泵，空气压缩泵的出口与空气混合室连通，空气压缩泵的入口与柜体的内腔连通。

进一步地，为了便于形成空气混合室，第一、二出风口位于柜体的开口部位的柜框顶部，第一、二出风口的开口朝下，第一出风口的位置高于第二出风口的位置。

上述第一、二出风口分别设有整流器，整流器的整流孔朝向下方，且所述位于第一出风口中的整流器高于位于第二出风口中的整流器，且位于第一出风口中的整流器与位于第二出风口中的整流器平行。整流器的整流孔可以把第一风机吹出的涡流整流成垂直平行的和缓风，并根据冷空气比重大的原理，在冷柜柜框附近垂直下降形成双层风幕阻隔柜内部与环境的温度湿度交换。上述整流器的整流孔的半径R为1.5mm至2.5mm。避免因整流孔过小对风的阻力过大，影响风幕的形成。

本发明的另一个目的是提供一种既可保证冷柜开门后柜内的温度、湿度在一定范围内平稳变化、又可以实现柜内空气循环的冷柜的控制方法，该方法包括：检测冷柜门体是否打开，如检测到冷柜门体是关闭状态，启动第一风机，实现从第一、二出风口吸风进入循环风道，然后从循环风道的进风口排出，使得柜内空气循环；如检测到冷柜门体是打开状态，启动第二风机，实现从进风口吸风进入循环风道，然后从第一、二出风口排出，使得冷柜开口部位柜框附近形成双层向下风幕。

本发明通过在柜体的柜框内形成第一、二风幕，在柜门打开状态，第一、二风幕可阻隔内外温湿度进行直接交换，由于位于外侧的第一风幕的温度较低，第一风幕与外界的湿热空气交汇后会形成冷水汽层，含有大量的水汽，而位于内侧的较高温度的第二风幕可以形成一层保护，防止水汽进入柜体内部，从而保证开门后冷柜内部的温度、湿度在一定范围内平稳变化。

附图说明

图1为本发明实施例的冷柜的主视图。

图2为图1中A-A剖视图。

图3为图2中B部放大图。

图4为本发明实施例的冷柜关门状态的气流示意图。

图5为本发明实施例的冷柜开门状态的气流示意图。

图6为本发明实施例整流器的仰视图。

图7为图6中D部放大图。

图8为图6中C-C剖视图；

图9为图2中E部的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

本实施例的冷柜的结构参考图1至3及图9，包括柜体1和用于打开或封闭柜体1开口部位的门体，柜体1内设有循环风道11，循环风道11内设有蒸发器2、第一风机4和第二风机9，循环管道11的一端设有进风口33，循环风道11的进风口33与柜体1的内腔连通，另一端分别设有第一出风口31和第二出风口32，第一出风口31流出的气流在柜体1的开口部位形成第一风幕，第二出风口32流出的气流在柜体1的开口部位形成第二风幕，第一风幕位于第二风幕外侧，且第二风幕的温度高于第一风幕的温度；当冷柜门体处于关闭状态时，第一风机4可从第一、第二出风口31、32吸风进入循环风道11，然后从循环风道11的进风口33排出，使得柜内空气循环，如图4所示(箭头表示气流方向)；当冷柜门体处于打开状态时，第二风机9可从循环风道11的进风口33吸风进入循环风道11，然后从第一出风口31和二出风口32排出，使得冷柜开口部位柜框附近形成双层风幕，如图5所示(箭头表示气流方向)。当用户需要开门进行存取工作时，先让智能控制器8输出一个指令，智能控制器8输出指令的实现可以自动获取或者人工手动控制，智能控制器8输出指令控制第二风机9往第一、二出风口31、32送冷风，空气从进风口33吸入循环风道11，然后经过蒸发器2后分别从第一、二出风口31、32排出而在柜体1开口部位的柜框附近形成第一、二风幕，由于形成此第一、二风幕的气流经过蒸发器2，因此此第一、二风幕的温度比柜内部和外部温度都低，阻隔柜内外温湿度进行直接交换，而风幕也不影响用户进行存取操作。此外，而由于第二风幕的温度高于第一风幕的温度，位于外侧的第一风幕由于温度低，与外界的湿热空气交汇后会形成冷水汽层，含有大量的水汽，而位于内侧的较高温度的第二风幕可以形成一层保护，防止水汽进入柜体内部，保证开门后冷柜内部的温度、湿度在一定范围内平稳变化。

其中，如图3所示，第一、二出风口31、32位于柜体1的开口部位的柜框顶部，且第一、二出风口31、32的开口朝下。由于经过风机的气流会存在涡流，为了避免涡流影响风幕的形成，上述第一、二出风口31、32分别设有整流器7，整流器7的整流孔71朝向下方，优选地，位于第一出风口31中的整流器7高于位于第二出风口32中的整流器7，且位于第一出风口31中的整流器7与位于第二出风口32中的整流器7的整流孔平行，整流孔71是垂直于水平面朝下，整流器7实际是通过一系列平行的圆形的整流孔71来对风进行切割整流，理论上整流孔71越小风越平整，但是过小又对风的阻力过大，影响风幕的形成，因此，选用整流器7的整流孔71的半径R为1.5mm至2.5mm，优选整流孔71的半径R为2mm，避免因整流孔71过小对风的阻力过大，影响风幕的形成。整流器7的结构如图6至8所示。

本实施例的制冷模式可以为直冷制冷式，由柜内的蒸发器表面低温的自然对流，从而降低柜内温度；也可以为风冷制冷式，冷气由制冷风道强制吹入柜内空间，造成循环，达到降低柜内温度。

实施例2

本实施例的冷柜结构与实施例1类似，区别是：为了使得第一、二出风口31、32流出的气流存在的温度梯度差，使得从第二出风口32流出的气流的温度高于第一出风口31流出的气流的温度，保证第二风幕的温度高于第一风幕的温度，减少柜外形成的水汽进入柜内，上述循环风道11对应第二出风口32与蒸发器2之间段的风道内设有空气混合室111，空气混合室111一端与循环风道11连通，空气混合室111另一端与第二出风口32连通，空气混合室111开设有辅助风口5，辅助风口5位于柜体1内顶部，辅助风口5将空气混合室111与柜体1内腔连通，本实施例的辅助风口5内设有第三风机6，辅助风口5的出口与空气混合室111连通，辅助风口5的入口与柜体1的内腔连通。辅助风口5的位置及第三风机6的风量设计对大容积的冷柜产品提升温度均匀性及风幕效果有非常重要的提升，辅助风口5的设置位置应该是选择尽量靠近柜腔内部，如果靠近门口会影响风幕的稳定性，而且第三风机6的风量不宜过大，能够将空气混合室111内的空气温度相对蒸发器出风口提高3℃～6℃即可，因此第三风机6优选用为直流风机。由于循环风道11需求的风量较大，因此第一风机4和第二风机9选用交流风机。上述空气混合室111对应与循环风道11连通的一端开设有多个截流孔，空气混合室111通过截流孔与循环风道11连通。开门状态下，第三风机6抽取的柜内温度较高的空气与蒸发器2直接散发的温度较低的空气在空气混合室111内进行混合实现温度提升。由于第三风机6的设计风量远远小于第二风机9的风量，在第二风机9的裹挟下，沿着第二出风口32的整流孔71吹出的气流向下形成温度较高的第二风幕层。第一出风口31的整流孔71吹出的气流形成的第一风幕由于温度低，与外界的湿热空气交汇后会形成冷水汽层，含有大量的水汽，而位于内侧的较高温度的第二风幕层可以形成一层保护，防止水汽进入柜体内部。第一、二风幕层阻隔冷柜内腔与环境的温度湿度交换，外层空气最终排出冷柜外部，循环到大气中，这个过程中冷柜内会形成负压，干扰风幕的形成。但是，考虑到本发明的冷柜，开门的主要的目的是存取物品，不管物品大小，手的伸入伸出都是穿透风幕的。这个过程中，相当于在风幕中开了一个无任何的障碍的空洞，外界的气流会顺着手的部位进入冷柜内部，达到内外压力平衡。

可选的，当关门后，启动第一风机4，第三风机6变成了与第一风机4同向输入风源，使得柜内空气得到循环，提高了冷柜内部的温度均匀性，保证冷柜在正常工作时，柜体1内的温度范围为8℃～20℃、湿度范围为35％～75％，保证了特殊药品或储物所需要的储藏温度、湿度要求。

本实施例的控制方法如下：关门状态，启动第一风机4，使得空气从第一、二出风口31、32和辅助风口5吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2再从循环风道11的进风口33排入到柜内，通过不断循环，使得柜内保持某一范围的温度和湿度，第三风机6的运转大大提高了进入循环风道11的风量；开门状态，启动第二风机9，循环风道11内的气流流向发生反流，空气从循环风道11的进风口33吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2后再分别从第一、二出风口31、32排出而在柜体开口部位的柜框附近形成垂直向下过冷的第一、二风幕，第三风机6抽取的柜内温度较高的空气与蒸发器2直接散发的温度较低的空气在空气混合室111内进行混合实现提升从第二出风口32排出的空气温度。

进一步地，当第一、二出风口31、32位于柜体1的开口部位的柜框顶部，且第一、二出风口31、32的开口朝下时，由于空气混合室111要与柜体1的内腔连通，为了便于形成空气混合室111，第一出风口31的位置优选高于第二出风口32的位置。

实施例3

本实施例的冷柜结构与实施例1类似，区别是：上述循环风道11对应第二出风口32与蒸发器2之间段的风道内设有空气混合室111，空气混合室111一端与循环风道11连通，空气混合室111另一端与第二出风口32连通，空气混合室111开设有辅助风口5，辅助风口5位于柜体1内顶部，辅助风口5将空气混合室111与柜体1内腔连通，辅助风口5中设有可动阀门，开门状态时，可动阀门关闭，辅助风口5被封住，气流全部从第一、二出风口31、32排出；关门状态时，可动阀门打开，启动第一风机4，空气从第一、二出风口31、32和辅助风口5被吸入进入循环风道11内，提高循环风量。

本实施例的控制方法：关门状态，启动第一风机4，可动阀门打开，使得空气从第一、二出风口31、32和辅助风口5吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2再从循环风道11的进风口33排入到柜内，通过不断循环，使得柜内保持某一范围的温度和湿度；开门状态，第二风机9启动，可动阀门关闭，辅助风口5被封住，循环风道11内的气流流向发生反流，空气从循环风道11的进风口33吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2后再分别从第一、二出风口31、32排出而在柜体开口部位的柜框附近形成垂直向下过冷的第一、二风幕。

实施例4

本实施例的冷柜结构与实施例2类似，区别是：上述循环风道11对应第二出风口32与蒸发器2之间段的风道内设有空气混合室111，空气混合室111一端与循环风道11连通，空气混合室111另一端与第二出风口32连通，空气混合室111开设有辅助风口5，辅助风口5位于柜体1内顶部，辅助风口5将空气混合室111与柜体1内腔连通，辅助风口5中设有可动阀门，且空气混合室111内设有加热器，通过加热器提升流经空气混合室111的空气温度。开门状态时，可动阀门关闭，辅助风口5被封住，加热器对经过空气混合室111的空气加热，被加热的空气最后从第二出风口32排出，使得从第一、二出风口31、32流出的气流存在的温度梯度差(从第二出风口32流出的气流的温度高于从第一出风口31流出的气流的温度)，减少柜外形成的水汽进入柜内。关门状态时，可动阀门打开，启动第一风机4，加热器停止加热，空气从第一、二出风口31、32和辅助风口5被吸入进入循环风道11内，提高循环风量。

本实施例的控制方法：关门状态，启动第一风机4，可动阀门打开，加热器停止加热，使得空气从第一、二出风口31、32和辅助风口5吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2再从循环风道11的进风口33排入到柜内，通过不断循环，使得柜内保持某一范围的温度和湿度；开门状态，启动第二风机9，可动阀门关闭，辅助风口5被封住，循环风道11内的气流流向发生反流，加热器对经过空气混合室111的空气加热，空气从循环风道11的进风口33吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2后再分别从第一、二出风口31、32排出而在柜体开口部位的柜框附近形成垂直向下过冷的第一、二风幕。

实施例5

本实施例的冷柜结构与实施例4类似，区别是：取消了空气混合室111的辅助风口5及安装在辅助风口5中可动阀门。关门状态时，空气只能从第一、二出风口31、32被吸入进入循环风道11内。通过加热器提升流经空气混合室111的空气温度，使得第一、二出风口31、32流出气流存在的温度梯度差，减少柜外形成的水汽进入柜内。

本实施例的控制方法：关门状态，启动第一风机4，加热器停止加热，使得空气从第一、二出风口31、32吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2再从循环风道11的进风口33排入到柜内，通过不断循环，使得柜内保持某一范围的温度和湿度；开门状态，启动第二风机9，循环风道11内的气流流向发生反流，加热器对经过空气混合室111的空气加热，空气从循环风道11的进风口33吸入循环风道11，然后穿过蒸发器2后再分别从第一、二出风口31、32排出而在柜体开口部位的柜框附近形成垂直向下过冷的第一、二风幕。

实施例6

本实施例的冷柜结构与实施例2类似，区别是：取消了第三风机6，利用空气压缩泵代替第三风机6，空气压缩泵安装在原来第三风机6的安装位置，空气压缩泵的出口与空气混合室111连通，空气压缩泵的入口与柜体1的内腔连通，通过空气压缩泵抽取柜内温度较高的空气进入到空气混合室111，与蒸发器2直接散发的温度较低的空气进行混合实现温度提升。

本实施例的控制方法与实施例3类似，只是利用空气压缩泵代替第三风机6的作用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷柜，包括柜体(1)和用于打开或封闭所述柜体(1)的开口部位的门体，其特征在于，所述柜体(1)内设有循环风道(11)，所述循环风道(11)内设有蒸发器(2)、第一风机(4)和第二风机(9)，所述循环风道(11)的一端设有进风口(33)，循环风道(11)的另一端分别设有第一、二出风口(31、32)，所述第一出风口(31)流出的气流在所述柜体(1)的开口部位形成第一风幕，所述第二出风口(32)流出的气流在所述柜体(1)的开口部位形成第二风幕，所述第一风幕位于第二风幕外侧，且所述第二风幕的温度高于第一风幕的温度；

当冷柜门体处于关闭状态时，所述第一风机(4)可从所述第一、二出风口(31、32)吸风进入所述循环风道(11)，然后从循环风道(11)的进风口(33)排出，使得柜内空气循环；

当冷柜门体处于打开状态时，所述第二风机(9)可从所述循环风道(11)的进风口(33)吸风进入循环风道(11)，然后从所述第一、二出风口(31、32)排出，使得冷柜开口部位柜框附近形成双层风幕。

2.根据权利要求1所述的冷柜，其特征在于：所述柜体(1)内的工作温度范围为8℃～20℃、湿度范围为35％～75％。

3.根据权利要求1所述的冷柜，其特征在于：所述循环风道(11)对应第二出风口(32)与蒸发器(2)之间段的风道内设有空气混合室(111)，空气混合室(111)一端与循环风道(11)连通，空气混合室(111)另一端与第二出风口(32)连通，空气混合室(111)开设有辅助风口(5)，辅助风口(5)内设有第三风机(6)，辅助风口(5)的出口与空气混合室(111)连通，辅助风口(5)的入口与柜体(1)的内腔连通。

4.根据权利要求1所述的冷柜，其特征在于：所述循环风道(11)对应第二出风口(32)与蒸发器(2)之间段的风道内设有空气混合室(111)，空气混合室(111)一端与循环风道(11)连通，空气混合室(111)另一端与第二出风口(32)连通，空气混合室(111)内设有加热器。

5.根据权利要求4所述的冷柜，其特征在于：所述空气混合室(111)开设有辅助风口(5)，辅助风口(5)内设有安装有可动阀门。

6.根据权利要求1所述的冷柜，其特征在于：所述循环风道(11)对应第二出风口(32)与蒸发器(2)之间段的风道内设有空气混合室(111)，空气混合室(111)一端与循环风道(11)连通，空气混合室(111)另一端与第二出风口(32)连通，空气混合室(111)开设有辅助风口(5)，辅助风口(5)内设有空气压缩泵，空气压缩泵的出口与空气混合室(111)连通，空气压缩泵的入口与柜体(1)的内腔连通。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的冷柜，其特征在于：所述第一、二出风口(31、32)位于所述柜体(1)的开口部位的柜框顶部，所述第一、二出风口(31、32)的开口朝下，所述第一出风口(31)的位置高于所述第二出风口(32)的位置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的冷柜，其特征在于：所述第一、二出风口(31、32)分别设有整流器(7)，整流器(7)的整流孔(71)朝向下方。

9.根据权利要求8所述的冷柜，其特征在于：所述位于第一出风口(31)中的整流器(7)高于位于第二出风口(32)中的整流器(7)，且位于第一出风口(31)中的整流器(7)的整流孔(71)与位于第二出风口(32)中的整流器(7)的整流孔(71)平行。

10.一种用于控制权利要求1所述的冷柜的方法，其特征在于，所述方法包括：

检测冷柜门体是否打开，如检测到冷柜门体处于关闭状态，启动第一风机(4)，使所述第一风机(4)从所述第一、二出风口(31、32)吸风进入所述循环风道(11)，然后从循环风道(11)的进风口(33)排出，使得柜内空气循环；如检测到冷柜门体处于打开状态，启动第二风机(9)，使所述第二风机(9)从所述循环风道(11)的进风口(33)吸风进入循环风道(11)，然后从所述第一、二出风口(31、32)排出，使得冷柜开口部位柜框附近形成双层风幕。