CN110906662B - 一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法，采用冷冻风机输送制冷系统产生的冷风对被储存物进行供冷，在速冻过程中，减少或停止对非速冻区的供冷以加大对速冻区进行供冷；实时监测被储存物的温度，当被储存物的温度到达第一预设温度时，提高所述冷冻风机的转速和所述制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度，其中所述第一预设温度高于最大冰晶生成带温度区间的最大值，所述第二预设温度低于最大冰晶生成带温度区间的最小值。本发明还提供了速冻冰箱，用以在降低食品冷冻损伤实现速冻的同时更加节能。

Description

一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱
技术领域
本发明涉及冰箱领域，具体涉及一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱。
背景技术
为了更好的保持冻结食品的营养，通常采用普通冷冻、急速冷冻等冷冻方式进行食品保存，而传统的普通冷冻存在冷冻室中的温度控制不均匀、较长时间停留在最大冰晶生成带等弊端；例如CN106123441A一种具有速冻功能的冰箱中提到一种速冻的方法，但是由于不能智能的识别食品到达冰晶生成带的温度会导致能耗增加。CN2527938Y中将具有速冻功能的解冻板放置与冰箱中，这样增加了成本，经济实用性不佳。
综上可知，现有技术存在以下弊端：
(1)较长的停留在最大冰晶生成带。
(2)不能智能的识别最大冰晶带的温度区间。
(3)能耗较大，且导致其他间室的温度同步下降。
因此，需要提供一种新的降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱，以解决上述问题，具体地：
本发明提供一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法，采用冷冻风机输送制冷系统产生的冷风对被储存物进行供冷，
在速冻过程中，减少或停止对非速冻区的供冷以加大对速冻区进行供冷；
实时监测被储存物的温度，当被储存物的温度到达第一预设温度时，提高所述冷冻风机的转速和所述制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度，
其中所述第一预设温度高于最大冰晶生成带温度区间的最大值，所述第二预设温度低于最大冰晶生成带温度区间的最小值。
优选地，所述速冻控制方法还包括：当被储存物的温度达到第二预设温度，分别恢复冷冻风机的转速、压缩机的转速和冷凝器风机的转速，以低于第二预设温度的第三预设温度冻结预设时间，完成后恢复对非速冻区的供冷，再以介于第三预设温度和第二预设温度之间的第四预设温度对被储存物进行冻结；
其中从速冻开始到将被储存物温度降至所述第二预设温度期间，采用红外传感器实时监测被存储物的温度；在以第三预设温度冻结时采用计时器和红外传感器分别记录冻结时间和测温；在以第四预设时间进行冻结时采用红外传感器测温。
优选地，还包括
当被储存物的温度到达第二预设温度时，分别恢复冷冻风机的转速、压缩机的转速和冷凝器风机的转速，在预设时间内按照第三预设温度持续对速冻区供冷，以使得被储存物冻结，
其中所述第三预设温度低于所述第二预设温度。
优选地，还包括
完成所述预设时间的供冷后，恢复对非速冻区的供冷，并以第四预设温度对被储存物进行储存，
其中所述第四预设温度高于所述第三预设温度，且所述第四温度低于所述第二预设温度。
优选地，所述最大冰晶生成带温度区间为-5℃～0℃。
优选地，所述第一预设温度范围为0℃～1℃，所述第二预设温度范围为-7℃～-5℃。
优选地，所述第三预设温度低于-18℃。
优选地，所述第四预设温度范围为-18℃～-16℃。
本发明第二方面提供了一种降低食品冷冻损伤的速冻冰箱，所述冰箱包括
控制单元，采用如上任一所述的速冻控制方法。
本发明第三方面提供了一种降低食品冷冻损伤的速冻冰箱，所述冰箱包括
制冷系统，用于响应于控制单元的控制，对冰箱的速冻间室和非速冻间室进行供冷；
冷冻风机，用于响应于控制单元的控制向冰箱的间室输送所述制冷系统产生的冷风；
温度监测单元，用于实时监测被储存物的温度，并将监测到的数据发送至控制单元；
控制单元，用于控制所述制冷系统对冰箱冷冻区的被存储物进行速冻，其中在被存储物的温度达到最大冰晶生成带温度区间前，控制冰箱的间室的风门对冰箱的速冻间室增加供冷量；在被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间时，分别提高所述冷冻风机的转速与所述制冷系统的压缩机功率和冷凝器风机功率，以增加对冰箱的速冻间室的供冷量。
优选地，所述对冰箱冷冻区的被存储物进行速冻采用多阶段冷冻，
其中所述多阶段冷冻包括：
第一阶段：关小或关闭冰箱非速冻间室的风门以对速冻间室进行加大供冷；
第二阶段：当被储存物的温度到达第一预设温度时，提高所述冷冻风机的转速和制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度；
第三阶段：分别恢复冷冻风机的转速、压缩机的转速和冷凝器风机的转速，在预设时间内按照第三预设温度持续对速冻区供冷；
第四阶段：开大或开启冰箱非速冻间室的风门以恢复对非速冻间室的供冷，并以第四预设温度对被储存物进行储存。
优选地，所述制冷系统包括
压缩机，用于根据控制单元的转速指令调节压缩功率以减少被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间的时间；
冷凝器风机，用于根据控制单元的冷凝器转速指令调节冷凝器温度以减少被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间的时间。
本发明可实现智能识别最大冰晶生成带，并且利用本发明所述技术方案中的控制方法通过关闭或关小其他间室的制冷，增大压缩机转速、冷凝器风机转速和冷冻风机转速的方法实现了快速通过最大冰晶生成带，确保大量的冷量快速通过最大冰晶生成带。该控制方法相较于现有技术中的方法更加节能且经济实用，对冷冻肉品形成的冰晶体积小，冷冻损伤小。此外，本发明中公开的速冻冰箱也兼具上述优点。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例的控制方法流程示意图；
图2是本发明一实施例的速冻冰箱控制部分示意图；
图3是本发明一实施例的冰箱制冷系统的示意图；
图4是本发明一实施例的制冷系统流向示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
本发明提供了一种可以对需要冷冻存储的食品进行快速存储的控制方法，该方法可以降低食品在冷冻时由于冰晶生成造成的损伤，当用户选择速冻功能时，其他间室停止制冷或者减少其他间室的供冷量，冷冻风机输送制冷系统产生的冷风对被储存物进行供冷，系统产生冷量全部或者大部分用于速冻功能区的制冷。由于该方法还可以智能识别最大冰晶生成带温度区间，在通过该温度区间时，通过增大压缩机转速、冷凝器风机转速和冷冻风机转速使被储存物的温度快速通过最大冰晶生成带，整体存储过程产生的能耗小，当速冻功能区食品全部冻结后以较经济且安全的温度运行，对食品长久保鲜。
同时增加冷冻风机、冷凝器风机和压缩机转速，使其在短时间内对被储存物降温冻结，该组合调节的方式能够更快的通过最大冰晶生成带，制冷效率更高，冰晶的分布更均匀，也进一步降低了对食品的冷冻损伤。
为进一步说明，本发明提供了如下实施例。
实施例1
如图1所示，在本实施例中公开了一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法，该方法采用冷冻风机输送制冷系统产生的冷风对被储存物进行供冷，其中在速冻过程中，为加大对速冻区的供冷，先减少或停止对非速冻区的供冷；实时监测被储存物的温度，当被储存物的温度到达第一预设温度时，分别提高冷冻风机和制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度。在该过程中，设置的第一预设温度高于最大冰晶生成带温度区间的最大值，第二预设温度低于最大冰晶生成带温度区间的最小值。通过对被存储物被速冻过程中的温度进行识别，适时分别加大压缩机、冷凝器风机和冷冻风机的转速，以做到经济节能。优选地，在加大压缩机、冷凝器风机和冷冻风机的转速时均调至最大转速。
此外，在其他优选方案中，可以采用对制冷系统中其他组成部分的调节，如提对毛细管中输送的制冷剂进行节流等能够加大对速冻区供冷效率的手段。
针对于不同食品的最大冰晶生成带可能会略有不同，其第一预设温度和第二预设温度可以根据不同食品的最大冰晶生成带而单独设定，也可以根据大部分食品通用的最大冰晶生成带进行统一设定。
为保证食品被彻底冻结，当被储存物的温度达到第二预设温度后，先分别恢复冷冻风机、冷凝器风机和压缩机的转速，以低于第二预设温度的第三预设温度冻结预设时间；完成预设时间的冻结后，恢复对非速冻区的供冷，再以介于第三预设温度和第二预设温度之间的第四预设温度对被储存物进行长时间冻结。其中从速冻开始到将被储存物温度降至所述第二预设温度期间，采用红外传感器实时监测被存储物的温度；在以第三预设温度冻结时采用计时器和红外传感器分别记录冻结时间和测被储存物的温度；在以第四预设时间进行冻结时仅采用红外传感器测温即可。
整体实现对食品的多阶段降温冻结。做到在更短时间内完成对食品的冻结，保证食品的新鲜程度，降低对食品的损伤，较于现有方式更加节能和高效。
或者，在本实施例的其他方案中，上述控制方法也根据实际需要进行分步完成，如速冻功能开始，关闭或关小非速冻间室的供冷后，当被储存物的温度到达第一预设温度时，分别提高冷冻风机的转速和制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度。当被储存物的温度到达第二预设温度时，分别恢复冷冻风机、冷凝器风机和压缩机的转速，在预设时间内按照第三预设温度持续对速冻区供冷，以使得被储存物冻结，其中第三预设温度低于第二预设温度。此时该过程完成对彻底冻结，可以以此状态长时间保存(即预设时间可以是无限长，或其他有限时长)。
在根据用户的需求，选择更加节能方式时，上述方法还包括在完成所述预设时间的供冷后，恢复对非速冻区的供冷，并以第四预设温度对被储存物进行储存，其中第四预设温度高于第三预设温度，且第四温度低于第二预设温度。
在上述实施例各个方案中，以通用最大冰晶生成带温区为限，优选地最大冰晶生成带温度区间为-5℃～0℃，可以不包括-5℃和0℃。相应的，对第一预设温度的选择范围可以在0℃～1℃内，第二预设温度的选择范围可以在-7℃～-5℃。第三预设温度为进一步完全冻结食品，因此其温度选择可以低于-18℃；此时，对于第四预设温度范围，优选为-18℃～-16℃。
实施例2
本发明还公开了一种速冻冰箱，速冻冰箱包括控制单元。该控制单元采用如上所述的任意一种速冻控制方法。
实施例3
如图2-4所示，在本实施例中，本发明公开了一种降低食品冷冻损伤的速冻冰箱，该冰箱包括制冷系统、冷冻风机、温度测量单元和控制单元。制冷系统响应于控制单元的控制，对冰箱的速冻间室和非速冻间室进行供冷；冷冻风机能响应于控制单元的控制向冰箱的间室输送所述制冷系统产生的冷风；温度监测单元实时监测被储存物的温度，并将监测到的数据发送至控制单元；控制单元控制制冷系统对冰箱冷冻区的被存储物进行速冻。
在收到速冻模式存储的指令至被存储物的温度达到最大冰晶生成带温度区间前，控制冰箱的间室的风门对冰箱的速冻间室增加供冷量；在被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间时，提高制冷系统的压缩机功率、冷凝器风机功率和冷冻风机功率以增加对冰箱的速冻间室的供冷量。
在本实施例中，对冰箱冷冻区的被存储物进行速冻采用多阶段冷冻，所述多阶段冷冻包括第一阶段：关小或关闭冰箱非速冻间室的风门以对速冻间室进行加大供冷；第二阶段：当被储存物的温度到达第一预设温度时，分别提高冷冻风机的转速、制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度；第三阶段：分别恢复冷冻风机、冷凝器风机和压缩机的转速，在预设时间内按照第三预设温度持续对速冻区供冷；第四阶段：开大或开启冰箱非速冻间室的风门以恢复对非速冻间室的供冷，并以第四预设温度对被储存物进行储存。利用对食品温度实时监测，适时调节压缩机、冷冻风机和冷凝器风机，使在降温时被储存物处于最大冰晶生成带温度区间的时间大大减少，并降低了能耗。
制冷系统包括压缩机和冷凝器风机，其中压缩机用于根据控制单元的压缩机转速指令调节压缩功率以减少被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间的时间；冷凝器风机根据控制单元的冷凝器转速指令调节冷凝器温度以减少被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间的时间。
在上述的实施例2和实施例3中的冰箱还具体包括温度调节装置、计时器等。变频板与压缩机相连，对压缩机进行变频调节。在冰箱内设置的温度监测单元感知速冻区域食品的温度，该温度传感器采用红外传感器感知速冻区域食品表面的温度，利用冷凝器风机配合冷冻风机将冷凝器冷量吹入间室。计时器记录在预设时间以预设温度进行工作的时长。本发明中的速冻冰箱可以是仅具有上述实现单一速冻功能的专用冰箱，也可以是复合有其他冷冻方式的多功能速冻冰箱，其他冷冻方式可以是常用的普通冰箱所具有的冷冻方式。
为进一步说明，本发明还公开了应用上述冰箱的具体工作过程。
冰箱冷冻控制方法如下：
当用户在显示器选择速冻功能时，按照以下步骤进行：
步骤一、控制单元关闭除速冻区其他区域的制冷请求，控制单元控制冷凝器风机转速以S1运行；压缩机转速以M1；毛细管流量以V1；冷冻风机转速以P1；红外传感器即时采集速冻功能区食品表面的温度。当红外传感器采集到温度为T1时，执行步骤二，其中0℃≤T1≤1℃。
步骤二、控制单元控制压缩机加速，优选地，以最大转速M2运行；冷凝器风机转速以S2；毛细管流量以V1；冷冻风机转速以P2；红外传感器实时采集速冻功能区食品表面的温度。当红外传感器传感器采集食品表面的温度为T2时，执行步骤三，其中-7℃≤T2≤-5℃。
步骤三、控制单元控制压缩机以转速M1运行；冷凝器风机以S1转速运行；毛细管流量以V1；冷冻风机转速以P1；使速冻区按照预设温度T3降温，通过红外传感器即时检测速冻区的实时温度。在以温度T3进行降温的预设时间t内，当速冻室温度达到第一开机温度点TON1时，开启速冻室的风门；当速冻室温度达到第一停机温度点TOFF1时，关闭速冻室的风门；计时器进行在此过程中计时，当计时时间达到t后执行步骤四，TON1＝T3+TB1/2,TOFF1＝TON1–TB2/2；TB1和TB2为已知参数，TB1指压缩机开机过程中速冻室开机点上浮温度；TB2指速冻室开停温度差，T3为预设温度值；0℃＜TB1,TB2≤2℃，0h＜t≤24h,-40℃≤T3＜-18℃。
步骤四、其他间室恢复正常的制冷请求，控制单元控制冷凝器风机以S1转速运行，压缩机转速以M1，毛细管流量以V1，冷冻风机转速以P1，使速冻室按照预设温度T4降温，通过红外传感器检测速冻室的实时温度，当速冻室温度达到第一开机温度点TON2时，开启速冻室的风门；当速冻室温度达到第一停机温度点TOFF2时，关闭速冻室的风门；TON2＝T4+TB1/2,TOFF2＝TON2–TB2/2；0℃＜TB1,TB2≤2℃,-18℃≤T4≤-16℃。
针对上述工作中各设备的工作选择参数，优选地，如下表：
冷凝器风机 毛细管流量 压缩机转速 冷冻风机转速
步骤一 S1 V1 M1 P1
步骤二 S2 V1 M2 P2
步骤三 S1 V1 M1 P1
步骤四 S1 V1 M1 P1
其中，4.5L/min≤V1≤5L/min，2L/min≤V2≤3L/min；1200rpm≤S1≤1500rpm，1600rpm≤S2≤1900rpm；1200rpm≤M1≤1400rpm，3800rpm≤M2≤4500rpm；1200rpm≤P1≤1500rpm，1600rpm≤P2≤1900rpm。
需要说明的是，在本实施例中的毛细管的流量、压缩机、冷冻风机和冷凝器风机的转速等运行参数范围也适用于实施例1中的控制方法，即对实施例1中的速动控制方法进一步优化，采用上述运行参数和间室温度保持方法。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (2)

1.一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法，采用冷冻风机输送制冷系统产生的冷风对被储存物进行供冷，其特征在于，在速冻过程中，减少或停止对非速冻区的供冷以加大对速冻区进行供冷；实时监测被储存物的温度，当被储存物的温度到达第一预设温度时，提高所述冷冻风机的转速和所述制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度，其中所述第一预设温度高于最大冰晶生成带温度区间的最大值，所述第二预设温度低于最大冰晶生成带温度区间的最小值；
所述速冻控制方法还包括：当被储存物的温度达到第二预设温度，分别恢复冷冻风机的转速、压缩机的转速和冷凝器风机的转速，以低于第二预设温度的第三预设温度冻结预设时间，完成后恢复对非速冻区的供冷，再以介于第三预设温度和第二预设温度之间的第四预设温度对被储存物进行冻结；其中从速冻开始到将被储存物温度降至所述第二预设温度期间，采用红外传感器实时监测被存储物的温度；在以第三预设温度冻结时采用计时器和红外传感器分别记录冻结时间和测温；在以第四预设时间进行冻结时采用红外传感器测温；
所述控制方法还包括当被储存物的温度到达第二预设温度时，分别恢复冷冻风机的转速、压缩机的转速和冷凝器风机的转速，在预设时间内按照第三预设温度持续对速冻区供冷，以使得被储存物冻结，其中所述第三预设温度低于所述第二预设温度；
所述控制方法还包括完成所述预设时间的供冷后，恢复对非速冻区的供冷，并以第四预设温度对被储存物进行储存，其中所述第四预设温度高于所述第三预设温度，且所述第四温度低于所述第二预设温度；
所述最大冰晶生成带温度区间为-5℃～0℃；
所述第一预设温度范围为0℃～1℃，所述第二预设温度范围为-7℃～-5℃；
所述第三预设温度为-40℃≤T3＜-18℃；
所述第四预设温度范围为-18℃～-16℃；
所述使被储存物的温度到达第一预设温度的过程中，控制单元关闭除速冻区外其他区域的制冷请求，控制单元控制冷凝器风机转速以S1运行；压缩机转速以M1；毛细管流量以V1；冷冻风机转速以P1；
所述当被储存物的温度到达第一预设温度时，提高所述冷冻风机的转速和所述制冷系统中压缩机与冷凝器风机的转速将被储存物的温度降至第二预设温度的过程中，还控制压缩机转速以最大转速M2运行，冷凝器风机转速以S2运行，毛细管流量以V1运行，冷冻风机转速以P2运行；
所述使速冻区按照第三预设温度T3降温的过程中，控制单元控制压缩机以转速M1运行，冷凝器风机以S1转速运行，毛细管流量以V1，冷冻风机转速以P1；
所述使速冻区按照第四预设温度T4降温的过程中，其他间室恢复正常的制冷请求，控制单元控制冷凝器风机以S1转速运行，压缩机转速以M1，毛细管流量以V1，冷冻风机转速以P1，使速冻区按照预设温度T4降温；
4.5L/min≤V1≤5L/min，1200rpm≤S1≤1500rpm，1600rpm≤S2≤1900rpm；1200rpm≤M1≤1400rpm，3800rpm≤M2≤4500rpm；1200rpm≤P1≤1500rpm，1600rpm≤P2≤1900rpm。
2.一种降低食品冷冻损伤的速冻冰箱，其特征在于，所述冰箱包括制冷系统，用于响应于控制单元的控制，对冰箱的速冻间室和非速冻间室进行供冷，所述制冷系统包括压缩机、毛细管、蒸发器、冷凝器以及用于响应于控制单元的控制向冰箱的间室输送所述制冷系统产生的冷风的冷冻风机以及强制冷凝器对流散热的冷凝风机；温度监测单元，用于实时监测被储存物的温度，并将监测到的数据发送至控制单元；控制单元，用于控制所述制冷系统对冰箱冷冻区的被存储物进行速冻，其中在被存储物的温度达到最大冰晶生成带温度区间前，控制冰箱的间室的风门对冰箱的速冻间室增加供冷量；在被存储物的温度处于最大冰晶生成带温度区间时，分别提高所述冷冻风机的转速与所述制冷系统的压缩机功率和冷凝器风机功率，以增加对冰箱的速冻间室的供冷量；
所述对冰箱冷冻区的被存储物进行速冻采用多阶段冷冻，
所述多阶段冷冻通过控制所述压缩机、毛细管、冷凝风机、冷冻风机实现权利要求1所述的速冻控制方法。
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