CN107477951A - 带风门的多温区制冷结构、及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷领域，特别是涉及带风门的多温区制冷结构、及其控制方法。该带风门的多温区制冷结构，门体覆盖箱体的开口；箱体内设置两个以上的温区，温度相对低的温区被温度相对高的温区包围，温度最低的温区距离制冷结构的蒸发器最近；不同温区采用不同气流路径，每个气流路径通过风门控制与箱体内风道的连通与否；蒸发器置于风道内；每个温区设有测温元件。本发明通过设置于不同温区的温度传感器，判定对应温区是否需要制冷，一旦需要则开启对应的风门，使气流路径畅通，风机和压缩机开始运行，如果不需要制冷，关闭对应的风门，使气流路径关闭。这种根据温区的实际制冷需要进行对应性温度调节的方式实现了温区的独立控制。

Description

带风门的多温区制冷结构、及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷领域，特别是涉及带风门的多温区制冷结构、及其控制方法。

背景技术

冰箱的冷冻具有双温区其各温区独立控制的温度范围一般都是软冷冻(如-18～7℃)和普通冷冻(-26℃以上)，但没有深冷比如低于-30℃的温区。部分产品有深冷区，但是一个间室里只有一个温区，要么是普通冷冻区，要么是深冷区；而且为了避免设置深冷温区时，箱体和环境的内外温差过大，即环境温度和箱体内部温差，该温差越大，耗电越大，凝露可能越大，对保温要求越高，其中凝露和耗电都无形中增加了产品的使用风险，因此需要为冰箱增加额外的泡层和防凝露措施，从而带来冰箱整体材料成本的成本上升和结构的复杂性，而在冰箱设置普通冷冻温区(用户用的概率更多)时，又带来结构的冗余和浪费。

随着用户对食材的冷冻需求，尤其是高端用户对深海鱼以及其他一些冷冻保鲜周期长的食材保鲜要求，发明一种可靠性佳的既有普通冷冻区又有深冷冷冻区的冰箱是市场的迫切需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供带风门的多温区制冷结构、及其控制方法，实现多温区耗能低，独立控制的有益效果。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带风门的多温区制冷结构，其包括箱体和门体，所述门体覆盖所述箱体的开口；所述箱体内设置两个以上的温区，温度相对低的温区被温度相对高的温区包围，温度最低的所述温区距离制冷结构的蒸发器最近；所述温区包括：深冷区、常规冷冻区、和/或软冷冻；

不同温区采用不同的气流路径，每个所述气流路径通过风门控制与箱体内风道的连通与否；所述蒸发器置于所述风道内；每个温区设有测温元件。

在一些实施例中，优选为，所述风道内设置气流驱动结构，所述气流驱动结构将气流驱动至每个所述风门处。

在一些实施例中，优选为，所述气流驱动结构处于所述蒸发器的下游，处于所述风门的上游。

在一些实施例中，优选为，所述气流驱动结构包括风扇。

在一些实施例中，优选为，所述风门设置于风道中，所述风道由风门分割为多个连通不同气流路径的出风腔。

在一些实施例中，优选为，每个温区与相邻风道之间通过隔热层隔开。

在一些实施例中，优选为，温度最低的温区除了贴近所述蒸发器的侧面之外，其他侧面均设置隔热层。

在一些实施例中，优选为，处于所述箱体不同位置的相同的温区之间通过所述气流路径相通。

在一些实施例中，优选为，每个所述气流路径与风道之间通过一个以上的出风口和一个以上的回风口连通。

在一些实施例中，优选为，所述制冷结构包括：冰箱或冰柜。

在一些实施例中，优选为，所述制冷结构的箱体内靠近一侧面设置所述风道，所述温区包括设置于所述箱体内第二温区和第一温区，所述第一温区包围在所述第二温区周边，所述第二温区的一侧面靠近风道内的蒸发器，所述第二温区的温度低于所述第一温区。

在一些实施例中，优选为，所有所述第一温区在箱体内通过气流路径相连通，一部分第一温区通过风道出风口与风道连通，另一部分第一温区通过风道回风口与风道连通。

在一些实施例中，优选为，所述第二温区靠近所述风道的侧壁的上部开有第二风道出风口，下部开有第二风道回风口，所述第二风道出风口、所述第二风道回风口均与所述风道连通。

本发明还提供了一种带风门的多温区制冷结构的控制方法，其包括：

上电；

判断不同温度对应温区是否需要制冷，如果是，则开启对应温区的风门，如果否，则关闭对应温区的风门，当任何温度对应的温区需要制冷，那么风机和压缩机则开启，当任何温度对应的温区都不需要制冷，那么风机和压缩机停机。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案中在一个制冷结构中设置多个不同温度的温区，不同温区对应不同的风冷方式，通过设置于不同温区的温度传感器，判定对应温区是否需要制冷，一旦需要则开启对应的风门，使气流路径畅通，风机和压缩机开始运行，如果不需要制冷，关闭对应的风门，使气流路径关闭。这种根据温区的实际制冷需要进行对应性温度调节的方式实现了温区的独立控制。

当设置深冷区是，避免为实现深冷区带来负荷增加和凝露风险的问题。同时，结构简单，避免能耗增大。

附图说明

图1为本发明一个实施例中带风门的多温区制冷结构示意图；

图2为图1中的控制方法示意图。

1温度相对高的温区；2温度最低的温区；3隔热层；4蒸发器；5回风口；6气流驱动结构；7风门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。“当前”在执行某动作之时的时刻，文中出现多个当前，均为随时间流逝中实时记录。

基于现在冰箱通常设置一个温区，当设置深冷区时耗能又较大的问题，本发明给出了带风门的多温区制冷结构及其控制方法。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

一种带风门的多温区制冷结构，如图1所示，其主要由箱体和门体组成，门体覆盖箱体的开口；箱体内设置两个以上的温区，温度相对低的温区被温度相对高的温区包围，温度最低的温区距离制冷结构的蒸发器最近；温区包括：深冷区、常规冷冻区、和/或软冷冻；不同温区采用不同的气流路径，每个气流路径分别通过风门控制与箱体内风道的连通与否，蒸发器置于风道内；每个温区设有测温元件。

门体覆盖箱体的开口，门体和箱体将制冷结构构成保温的封闭结构。究竟选择两个还是三个温区，可以根据需要而定，温区选择哪个也可以根据需要而定。此处指给出一种多温区时的分布方式，即温度较高的将温度较低的温区包围，以促使温度较低的温区直接通过壳体与环境热交换，造成能量损耗大，另一方面包围的方式也符合冷量逐渐向外扩散，造成温度越来越高的趋势，这种分布方式符合这种趋势。制冷结构可以使冰箱或冰柜。

同时，为了对不同温区进行独立的控制，不同温区采用不同的气流路径，每个气流路径经过风门控制与风道连通或关闭，如果连通，则风道内的风进入对应温区，对该温区进行温度调节。如果关闭，则与风道切断。

另一方面，蒸发器置于风道内，靠近不同温区回风口的位置，是为了就近将气流进行热交换，对气流进行制冷。

为了保持每个温区的温度恒定，平衡与风道内气流的连通效果，风道在贴近每个温区的位置开设出风腔。不同温区之间通过隔热层隔开后可以减少能量的损失。

前面多次提到了气流驱动结构，气流驱动结构均处于穿过蒸发器的气流下游，处于经过风门的气流的上游。气流驱动结构目的在于将经过蒸发器冷却后的气体送入各温区对应的风门位置，一旦风门打开，则气流进入对应的温区，因此，必然蒸发器在气流上游，气流驱动结构在气流下游，风门在更下游。

基于气流驱动结构的作用，在本技术中气流驱动结构可选用风扇，当然，现有的或将来研制出的发挥该气流驱动结构目的的设计都属于本发明的保护范围。

此处再强调一点，每个温区与相邻风道之间尽量通过隔热层隔开，能够避免二者直接通过壳体进行热交换，造成温度控制不准，且能量损失较大的问题。

前面提到温度最低的温区在靠近蒸发器的位置，是基于蒸发器附近温度最低，与其靠近能有效利用蒸发器的低温，在能量消耗不大的情况下，即创建深冷区等低温的温区。另一方面，温度最低的温区除了贴近蒸发器的侧面之外，其他侧面均设置隔热层，也是为了避免深冷区与其他温区发生热量交换，造成控温不准，且能量大量损耗。

前面也提到相同温区采用同一气流路径，同一气流路径能够保证相同温区的温度一致性，方便控温。考虑到同一温区分别处于温度较低温区的两侧，为了便于形成同一气流路径，处于箱体不同位置的相同的温区之间通过气流路径相通。也可以理解为温度较低的温区的侧壁与箱体的侧壁不接触，二者之间存在空隙，该空隙可以形成气流路径。

前文还提到了出风口和回风口，通常气道内的冷气从出风口排入温区中，经过温区内的流动后自回风口回到风道。考虑到有些温区体积较大，采用一个出风口、一个回风口会造成气流流动的不均匀，温度调节受到影响，基于此，每个气流路径与风道之间通过一个以上的出风口和一个以上的回风口连通。即设置多个出风口，这些出风口都与风道连通，设置多个回风口，这些回风口也都与风道连通。

下面以设置两个温区为例，对制冷结构进行再次限定：

制冷结构的箱体内靠近一侧面设置风道，温区包括设置于箱体内第二温区和两个以上的第一温区，第一温区包围在第二温区周边，第二温区的一侧面靠近风道内的蒸发器，第二温区的温度低于第一温区。在通常的情况下可以自上而下为第一温区、第二温区、第一温区。第一温区可以为软冷冻或普通冷冻，第二温区可以为深冷冻。

所有第一温区在箱体内通过气流路径相连通，一部分第一温区通过风道出风口与风道连通，另一部分第一温区通过风道回风口与风道连通。比如，上面的第一温区设置出风口，下面的第一温区设置回风口，当然出风口、回风口都可以设置多个。

而第二温区也需要设置对应的出风口和回风口，第二温区靠近风道的侧壁的上部开有第二风道出风口，下部开有第二风道回风口，第二风道出风口、第二风道回风口均与风道连通。

下面给出一种带风门的多温区制冷结构的控制方法，如图2所示，其包括：

上电；

判断不同温度对应温区是否需要制冷，如果是，则开启对应温区的风门，如果否，则关闭对应温区的风门，当任何温度对应的温区需要制冷，那么风机和压缩机则开启，当任何温度对应的温区都不需要制冷，那么风机和压缩机停机。

需要说明：制冷系统由压缩机，冷凝器，毛细管，蒸发器组成，压机运行时，蒸发器达到较低的蒸发温度，即制冷状态；压机停机时，蒸发器不再制冷。

判断温区是否制冷请求：

例，如设置某温区的温度档位是-24℃(间室实际平均温度)；维持此温度的设计的传感器感受的压机开机点是-23℃，停机点是-25℃；那当传感器感受到温度高于-23℃时，即代表有制冷请求，此时会带来“有制冷请求”带来的系列控制，如风门开启等控制；若传感器感受的温度低于-25℃，即代表没有制冷请求，此时会带来“无制冷请求”带来的系列控制，如风门关闭等控制。

为了对该控制方法进行更明确的说明，图2给出了两个第一温区和一个第二温区构建的制冷结构的控制原理图。

本技术实现在一个冷冻室冰箱内既有普通冷冻温区温区、又有深冷冷冻温区温区功能，且两个温区独立控制，满足不同食材的保鲜需求。

通过对深冷温区的合理布局，将深冷区布置在靠近蒸发器的部位；且深冷区温区基本被普通冷冻温区温区包围，降低了温区的热负荷损失,避免了为解决耗电大和凝露问题而带来的结构复杂的问题。

本技术的关键点在于发明了一种既有普通冷冻温区又有深冷冷冻温区的冷冻室冰箱：

温区1为普通冷冻区(-26℃以上)，温区2(温度范围为-30～-40℃)为温度更低的深冷冷冻区，两个温区可以独立控制，给用户带来了不同食材的冷冻需求。

温区2设置在靠近蒸发器的位置，将温区(即温度最低的温区2)设置在温区(即温度)的内部,被温区1包围，降低冰箱的热负荷损失，避免与外界环境直接换热而带来耗电量不利和凝露的风险；温区2除后背外其他5面均设置隔热层，实现独立温控的保温。

温区1，2分别有独立的温度传感器、风门和风路，靠风门、风机和压缩机的开停实现独立的温控达到不同的冷冻温区。

以图1来说明，温区1在冰箱的上部以及温区2下部，温区2被温区1包围，由于温区2温度极低，此设计的目的是保证最冷的温区在冰箱的最内部，形成从内到外温度递增的趋势，如此，可避免最低温区和外界环温直接换热，由Q＝K*A*ΔT(Q，热量耗散；K，传热系数；A，换热面积；ΔT，外部环境与隔热层内相邻的温区的温差)可知，该结构可以减少温差ΔT，从而达到较好的保温效果，减少凝露风险和降低能耗}；温区2设置在靠近蒸发器的部位(这样设计的目的是，由于蒸发器温度较低，而温区2要求的温度较低，因此温度2靠近布局在蒸发器位置更有利于形成低温区)，其除背部靠近蒸发器一侧外，其余5面均设置隔热层保温(目的是对温度较低的温区2形成保温的格局，避免受温区1的影响而温度上升)。

温区1和温区2共用一个蒸发器、风机提供冷量；并设置两个独立的风门(或者双风门)，冷冻风门1开启时为温区1供风，冷冻风门2开启时为温区2供风；温区1、2内部均设置独立的温度传感器，用来控制风机、压缩机和两个风门的开、停来达到各自的设定温度。

温区1的出风风路是由冰箱的上部风道的各出风口出风，由温区2和门体之间形成的流通间隙、流经下部抽屉底部的间隙，通过回风口1回到蒸发器，循环动力为风机运转+风门1开启，风路循环为图1实线箭头；温区2的出风风路是由温区2的风道各出风口出风，经过下部的回风口2回到蒸发器，循环动力为风机运转+风门2开启，风路循环为图1中的虚线箭头.回风经过蒸发器冷却后再由各风扇输送到各自的出风腔后分各出风口送出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种带风门的多温区制冷结构，其特征在于，箱体和门体，所述门体覆盖所述箱体的开口；所述箱体内设置两个以上的温区，温度相对低的温区被温度相对高的温区包围，温度最低的所述温区距离制冷结构的蒸发器最近；所述温区包括：深冷区、常规冷冻区、和/或软冷冻；

不同温区采用不同的气流路径，每个所述气流路径通过风门控制与箱体内风道的连通与否；所述蒸发器置于所述风道内；每个温区设有测温元件。

2.如权利要求1所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述风道内设置气流驱动结构，所述气流驱动结构将气流驱动至每个所述风门处。

3.如权利要求2所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述气流驱动结构处于所述蒸发器的下游，处于所述风门的上游。

4.如权利要求2所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述气流驱动结构包括风扇。

5.如权利要求1所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述风门设置于风道中，所述风道由风门分割为多个连通不同气流路径的出风腔。

6.如权利要求1所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，每个温区与相邻风道之间通过隔热层隔开。

7.如权利要求1所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，温度最低的温区除了贴近所述蒸发器的侧面之外，其他侧面均设置隔热层。

8.如权利要求1所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，处于所述箱体不同位置的相同的温区之间通过所述气流路径相通。

9.如权利要求8所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，每个所述气流路径与风道之间通过一个以上的出风口和一个以上的回风口连通。

10.如权利要求1所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述制冷结构包括：冰箱或冰柜。

11.如权利要求1-10任一项所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述制冷结构的箱体内靠近一侧面设置所述风道，所述温区包括设置于所述箱体内第二温区和第一温区，所述第一温区包围在所述第二温区周边，所述第二温区的一侧面靠近风道内的蒸发器，所述第二温区的温度低于所述第一温区。

12.如权利要求11所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所有所述第一温区在箱体内通过气流路径相连通，一部分第一温区通过风道出风口与风道连通，另一部分第一温区通过风道回风口与风道连通。

13.如权利要求12所述的带风门的多温区制冷结构，其特征在于，所述第二温区靠近所述风道的侧壁的上部开有第二风道出风口，下部开有第二风道回风口，所述第二风道出风口、所述第二风道回风口均与所述风道连通。

14.一种带风门的多温区制冷结构的控制方法，其特征在于，包括：

上电；

判断不同温度对应温区是否需要制冷，如果是，则开启对应温区的风门，如果否，则关闭对应温区的风门，当任何温度对应的温区需要制冷，那么风机和压缩机则开启，当任何温度对应的温区都不需要制冷，那么风机和压缩机停机。