CN110906684A - 一种制冷系统瞬冻室储存控制方法及制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的制冷系统瞬冻室储存控制方法及制冷系统，当对制冷系统中瞬冻室实施瞬冻储存控制时，经过分段式过冷却降温阶段，使瞬冻室温度均匀，在过冷却阶段降温的最后1个阶段，通过对食品温度的前、后温度变化差值的判断，可及时确定进入过冷却解除阶段，过冷却解除阶段，通过对电场的控制，结合增大压缩机转速、减小毛细管组流量以及冷凝器风机转速增大多种手段，增大对瞬冻室的供冷量，保证储存在瞬冻室的食品快速通过冰晶带，可防止食品过冷却解除效果不佳，使食品得到过冷却充分解除。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷系统瞬冻室储存控制方法及制冷系统，具体而言，涉及一种可以实现食品瞬冻储藏的控制方法及冰箱。
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；而急速冷冻虽然可以快速的通过最大冰晶生成带，但是生产成本较高，不利于在冰箱上推广应用。过冷却冷冻技术可以使得被保鲜对象经过过冷却过程后形成均匀细小的冰晶，比普通冷冻方法更能保持食物的风味，也更有利于切割。
现有的过冷却保存的技术存在以下弊端：
(1)过冷却过程温度降温不均匀造成过冷却提前解除。
(2)过冷却解除效果不佳，通过增大风速或风量。
(3)过冷却的深度较浅，不能很好的进入过冷却的状态。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种制冷系统瞬冻室储存控制方法及制冷系统。
本发明的制冷系统瞬冻室储存控制方法及制冷系统，当对制冷系统中瞬冻室实施瞬冻储存控制时，经过分段式过冷却降温阶段，使瞬冻室温度均匀，在过冷却阶段降温的最后1个阶段，通过对食品温度的前、后温度变化差值的判断，可及时确定进入过冷却解除阶段，过冷却解除阶段，通过对电场的控制，结合增大压缩机转速、减小毛细管组流量以及冷凝器风机转速增大多种手段，增大对瞬冻室的供冷量，保证储存在瞬冻室的食品快速通过冰晶带，可防止食品过冷却解除效果不佳，使食品得到过冷却充分解除。将已冻结的食品在常规制冷保存温度下进行长期储存。
具体地：
本发明提供一种制冷系统瞬冻室储存控制方法，该制冷系统瞬冻室储存控制方法：包括如下步骤：
S01：启动瞬冻功能；
S02：对瞬冻室进行分阶段过冷却降温，分别为第1阶段……第n阶段，其中n≥2,其为自然数；并实时检测瞬冻室的食品温度，记录当前温度Ti和预设时间t0i前的温度Ti＇，并计算函数值Q，Q＝f(Ti，Ti＇)，Ti，Ti＇为函数Q其中的两个参数，当判断满足预设过冷却解除条件时，执行下一步骤；
S03：实施过冷却解除程序，使瞬冻室冷却对象快速冻结。
优选地，所述f(Ti，Ti＇)＝(Ti-Ti＇)。
优选地，所述预设过冷却解除条件需Ti与Ti＇的差值△T大于等于预设值Qc，即△T＝Ti-Ti＇。
优选地，所述实时检测瞬冻室的食品温度按照预设时间间隔实时检测瞬冻室的食品温度。
优选地，当计算出Ti与Ti＇的差值△T大于等于预设值Qc，执行过冷却解除程序。
优选地，所述预设间隔设定有第一预设间隔时间τ1和第二预设间隔时间τ2，在第一次监测到所述△T大于或等于预设值Qc之前，以第一预设时间间隔τ1监测，在第一次监测到所述△T大于或等于预设值Qc之后，以第二预设时间间隔τ2对食品温度再检测m次；τ2<τ1。
优选地，所述m次为1-3次，时间周期为0.5秒。
优选地，只有第1次到第m+1次检测的所有△T大于或等于预设值Qc，才执行过冷却解除程序。
优选地，所述预设值Qc为0。
优选地，所述S02步骤实时检测瞬冻室的食品温度在分阶段过冷却降温的第1阶段之后。
优选地，在S02步骤的分阶段过冷却降温的第1阶段制冷系统的压缩机以第二转速M2运转，第1阶段降温结束后在S02步骤后续的降温阶段中压缩机均以第一转速M1运转，M2>M1。
优选地，在S03步骤中，即实施过冷却解除程序时，同时控制：所述压缩机转速由第一转速M1增大到第二转速M2，制冷系统中冷凝器风机的转速由S02步骤时的风机第一转速S1增大到风机第二转速S2，设置在制冷系统中的毛细管组，流量由S02步骤时的V1流量减少至V2流量；在S03步骤中，电场由S02步骤的关闭状态转变为开启状态。
优选地，在S03步骤中，压缩机以第二转速M2、冷凝器风机以风机第二转速S2以及毛细管组以第二流量V2共同运行ta时间，此时制冷系统给予瞬冻室最大冷量；电场发生装置保持开启状态tb时间。
优选地，tb时间的取值范围是0h<tb≤10h，ta时间的取值范围是0h<ta≤10h。
优选地，所述多阶段降温包含n个阶段，多阶段降温过程的每一阶段，根据该降温阶段的预设温度Tn对实施风冷的送风装置进行控制，每一阶段运行tn时间，n个降温阶段分为第1，……i,……第n阶段，其中，第i降温阶段代表n个降温阶段的任一阶段，1≤i≤n，n均为自然数,n≥2，所有对任意一个阶段的限定均用第i阶段代替，即：
第i降温阶段，根据其预设温度Ti对瞬冻室实施风冷的送风装置进行控制；即以TONi＝Ti+TB1/2作为第i阶段送风装置的开机温度点，以Toffi＝TONi-TB2/2作为第i阶段的送风装置的停机温度点，其中TB1指压缩机开机过程中瞬冻室开机点上浮温度，TB2指瞬冻室开停温度差，TONi>Ti>Toffi。
即在第i阶段：
当瞬冻室的储藏温度达到TONi＝Ti+TB1/2时，控制送风装置工作；
当瞬冻室的储藏温度达到Toffi＝TONi-TB2/2时，控制送风装置不工作。
优选地，对所述送风装置的控制是对瞬冻室的供冷风门进行的控制。
优选地，所述制冷系统瞬冻室储存控制方法还包括S04步骤：常规制冷保存过程；所述常规制冷保存过程，对食品实施供冷控制，使食品按照预设温度Tc运行，-7℃≤Tc＜0℃；
所述常规制冷保存过程按照预设温度Tc运行的控制方法为：当瞬冻室温度达到开机温度点TONc时，开启瞬冻室的供冷风门；当瞬冻室温度达到第一停机温度点TOFFc时，关闭瞬冻室的供冷风门；TONc＝Tc+TB1/2,TOFFc＝TONc–TB2/2；TB1指压缩机开机过程中瞬冻室开机点上浮温度；TB2指瞬冻室开停温度差。
优选地，TB1的取值范围是0℃<TB1≤2℃，TB2的取值范围是0℃<TB2≤2℃。
优选地，所述S02步骤中的第1降温阶段T1的取值范围是5℃≥T1>0℃；所述S02步骤中tn的取值范围是8h≥tn＞0h。
本发明还提供一种制冷系统，此制冷系统包含瞬冻室，所述瞬冻室采用本发明所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法对瞬冻室中的食品实施瞬冻储藏。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明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发明公开的一些实施例，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是本发明实施例1的控制逻辑图；
图2是本发明实施例1的制冷系统图；
图3是本发明实施例1制冷流向图；
图4是本发明实施例1冰箱结构图；
图5是本发明实施例1控制系统示意图；
图6为本发明实施例1瞬冻功能区示意图；
图7是本发明实施例2的控制逻辑图；
图8为本发明食品降温曲线图；
图9为本发明瞬冻室温度曲线图；
图中：
冰箱-10；冷藏室-11；瞬冻室-12；冷冻室-13；电场发生装置电源部分-14；
制冷系统-20；冷冻蒸发器-21；回气管组件-220；回气换热段-221；压缩机-23；冷凝器-24；防凝管-25；干燥过滤器-26；毛细管1-271；毛细管2-272；电动切换阀28；
控制系统-30；控制器-31；显示器-32；温度传感器-33；温度调节装置-34；红外传感器-35；变频板-36；计时器-37；电场发生装置-38；冷凝器风机-39；
瞬冻功能区-120；电场发生装置放电板部分-121；
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。
下面结合附图1-9对本发明中的具体实施方式的内容进行详细描述：
实施例1：
如图2所示为本实施例提供一种执行本发明任一控制方法的制冷系统。本系统包含但不限于以下部件组成：冷冻蒸发器21、回气管路组件220、回气换热段221、压缩机23、冷凝器24、防凝管25、干燥过滤器26、毛细管1-271、毛细管2-272、电动切换阀28。
如图3所示，在所述制冷系统工作时制冷剂的流向为：压缩机23→冷凝器24→防凝管25→干燥过滤器26→电动切换阀28→毛细管1-271或毛细管2-272→冷冻蒸发器21→回气管组件220→压缩机23。
如图4所示,执行本实施例任一控制方法的制冷系统可以是一种冰箱，冰箱包括冷藏室11、瞬冻室12、冷冻室13，电场发生装置电源部分14。本实施例涉及的冰箱中具有一种控制系统，该控制系统可以使得该冰箱对瞬冻室12中所放置的食品实现瞬冻储存控制过程。
如图5所示，本实施例还提供一种可以执行本发明制冷系统瞬冻室储存控制方法的控制系统，包括：控制器31、显示器32、压缩机23、温度调节装置34、温度传感器33、红外传感器35、变频板36、计时器37、电场发生装置38、冷凝器风机39、电动切换阀28，其中控制器31与显示器32、温度调节装置34、温度传感器33、红外传感器35、变频板36、计时器37、电场发生装置38、冷凝器风机39、电动切换阀28分别实现控制连接，对所述压缩机实现转速控制，所述控制系统用于执行本实施例的制冷系统瞬冻室储存控制方法。
进一步地，制冷系统中设置有毛细管组，所述毛细管组由至少两根具有不同额定流量的毛细管路并联构成，所述毛细管组设有流路控制阀使得毛细管组的流量可以被调整。
进一步地，控制系统可以通过控制器31控制设置在毛细管组上的流路控制阀，从而控制毛细管组的流量大小。在本实施例中所述流路控制阀为设置在毛细管组上的电动切换阀28，控制器31通过控制电动切换阀28实现毛细管1与毛细管2流路间的切换，从而控制毛细管组的流量变化。
进一步地，控制系统中通过控制器31对变频板36发出压缩机转速调节指令，变频板36对压缩机23转速进行调节。本实施例中变频板仅为压缩机转速调节装置的一个示例，不应理解为使用变频板是调节压缩机转速的唯一手段。
进一步地，温度调节装置34利用瞬冻室的供冷风门对所述瞬冻室12进行温度调节。
进一步地，用户可以通过显示器32选择瞬冻功能，当用户选择瞬冻功能后，控制系统执行所述制冷系统瞬冻室储存控制方法。
进一步地，所述温度传感器33用于检测瞬冻室12的温度，并将瞬冻室的温度信息传递给控制器31。
进一步地，红外传感器35用于检测食品表面的温度，计时器37用于监测食品表面温度的时间间隔的计时，红外传感器35将tn时刻食品表面的温度信息传递给控制器31，控制器31执行△T＝(Ti-Ti＇)≥0判断，并作出继续执行分阶段过冷却降温过程还是进行过冷却解除阶段的指令。
下面对本实施例涉及的一种制冷系统瞬冻室储存控制方法进行展开描述。
如图1所示，一种制冷系统瞬冻室储存控制方法，包括如下步骤：
S01:启动瞬冻功能。
进一步地，执行本实施例的制冷系统瞬冻室储存控制方法的制冷系统可以为一种冰箱10，所述冰箱10装配有显示器32，用户可以根据需要在显示器32上选择瞬冻储藏功能，当用户选择该功能后瞬冻室12开始执行制冷系统瞬冻室储存控制方法。
S02：分阶段过冷却降温过程：
分阶段降温过冷却过程中设置有n个降温阶段，n个降温阶段分为第1，……i,……第n阶段，其中，第i降温阶段代表n个降温阶段的任一阶段，1≤i≤n，n均为自然数，n≥2，下面所有对任意一个阶段的限定均用第i阶段代替。
S02A：第1降温阶段：通过控制器31控制瞬冻室12按照预设温度T1运行t1时间，在t1时间内压缩机以第二转速M2运转，计时器37在t1时间段内实施计时。S01A步骤结束后，控制压缩机23转速由第二转速M2降低到第一转速M1。
进一步地，所述压缩机第二转速M2为压缩机最大转速。
其有益效果在于：在食品需要降温时，增大压缩机转速可以增大供冷量提高瞬冻室的降温速率，使得食品更快地稳定在T1温度附近，从而缩短食品进入过冷却状态的前期准备时间。所述第1降温阶段控制所述瞬冻室按照预设温度T1运行，有利于将所述瞬冻室的温度保持在包含T1温度的小范围温度区间内，便于所述瞬冻室整体温度在后续多阶段过冷却降温过程中得以均匀地下降，同时可以使得放置在瞬冻室的食品表面和内部的温度差更小，更有利于食品顺利地在后续分阶段降温过程中进入过冷却状态。
进一步地，5℃≥T1＞0℃，8h≥t1＞0h。
S02B：S02A步骤结束后压缩机以第一转速M1运转，在所述S02分阶段过冷却降温过程中：冷凝器风机转速均保持风机第一转速S1运行；电场发生装置始终保持关闭状态；毛细管组的流量为V1，此时控制制冷剂只流经毛细管1；压缩机转速M2>M1。其有益效果在于:在S01B阶段的压缩机转速恢复到M1，降低压缩机转速可以降低供冷量。被冷却食物进入过冷却状态时需要较缓慢的降温速率和较低的供冷量，才能实现被冷却食物成功进入过冷却状态且不易从过冷却状态解除的效果，因此降低压缩机转速可有助于上述效果的实现。
进一步地，S02B为单个或多个阶段降温过程。
进一步地，在本实施例中S02B为单阶段降温过程。控制系统控制瞬冻室12按照预设温度T2温度降温运行t2时间，计时器37在此阶段进行计时。
进一步地，0≤T2≤2℃，8h≥t2＞0h。
S02C:当S02B降温步骤结束后，控制器31控制瞬冻室12按照预设Td温度运行，在瞬冻室12按照预设Td温度运行过程中通过瞬冻功能区中的红外传感器35实时监测食品表面温度，以预设时间间隔t0i不断采集被冷却对象的实时温度，并将在第ti时刻所获得的被冷却对象实时温度Ti与预设时间间隔t0i前监测的被冷却对象温度Ti＇作比较；
若△T＝(Ti-Ti＇)≥0，解除过冷却过程操作；
若△T＝(Ti-Ti＇)<0，瞬冻室12按照预设Td温度继续运行。
进一步地，探测食品温度的方式可以多种，也可以探测食品内部的温度，本实施例用红外传感器作为食品温度的检测装置不应理解为限定本发明实现食品温度检测的唯一手段。
进一步地，预设Td温度为食品的过冷却临界温度，当处于过冷却状态的食品一直降温，直至Td温度时达到食品过冷却临界温度点，即无论外加何种控制手段食品均不能在Td温度以下包含Td温度继续保持过冷却状态，处于过冷却状态的食品在Td温度时内部开始成核，并且食品会在极短的时间内迅速解除过冷却状态。处于过冷却状态的食品在Td温度成核后瞬间发生结晶冻结现象，所述食品的温度变化为在到达Td温度后温度瞬速上升到冻结点温度，并在冻结过程基本保持冻结点温度不变。
进一步地，在本实施例中对食品的表面温度进行实时的监测和判断，当△T＝(Ti-Ti＇)≥0，执行过冷却解除的操作，其有益效果在于：当过冷状态的产品被解除过冷却时，食品会因瞬间冻结而发生瞬间的温度升高。食品被解除可能是外界的主动解除，也可能是被动解除，还可能是食品达到所述Td即过冷却临界温度点时，会立刻进行自发的过冷却解除，即迅速进行成核结晶。无论何种原因解除，考虑到我们最终的目的是冻结状态保存，无论何种原因解除，只要发生解除和瞬间的冻结升温现象，我们都对食品施加最大的冷量，使得食品本身更充分的进行过冷却，可以快速地通过最大冰晶生成带，使食品内部形成的冰晶分布更均匀，冰晶的颗粒更细小。
进一步地，0℃≥Td≥-10℃，T1>T2>Td。
分阶段过冷却降温过程包含n个降温阶段，所述n个降温阶段的每个降温阶段均对食品实施供冷控制，在该供冷控制中，根据降温阶段的预设温度Tn对实施风冷的送风装置进行控制；
在第i阶段对食品实施风冷的控制过程中，以TONi＝Ti+TB1/2作为第i阶段送风装置的开机温度点，以Toffi＝TONi-TB2/2作为第i阶段的送风装置的停机温度点，其中TB1指压缩机开机过程中瞬冻室12开机点上浮温度，TB2指瞬冻室开停温度差，TONi>Ti>Toffi。
在第i阶段：
当瞬冻室的储藏温度达到TONi＝Ti+TB1/2时，控制送风装置工作；
当瞬冻室的储藏温度达到Toffi＝TONi-TB2/2时，控制送风装置不工作。
进一步地，所述多阶段过冷却降温过程中第i阶段对食品实施供冷控制的时间ti取值范围是0h<ti≤8h。其有益效果在于：在单个降温阶段都通过计时装置实施供冷时间tn的控制，对单个降温阶段而言有利于降低食品表面和内部的温度差值，增大食品进入过冷却的成功几率，也可以避免已进入过冷却状态的食品较容易地提前解除过冷却状态。
进一步地，TB1和TB2为已知参数，TB1的取值范围是0℃<TB1≤2℃，TB2的取值范围是0℃<TB2≤2℃。
进一步地，所述对送风装置进行控制为对瞬冻室12的供冷风门进行控制。
进一步地，所述瞬冻室12的供冷风门设置有可实现机械控制的挡板。
进一步地，所述压缩机的第一转速M1的取值范围是1200rpm≤M1≤1400rpm，压缩机第二转速M2的取值范围是3800rpm≤M2≤4500rpm。
S03：过冷却解除过程：控制器31发出结束所述分阶段过冷却降温过程的指令，同时向所述实施制冷系统瞬冻室储存控制方法的制冷系统发出过冷却解除过程开始的指令。
控制器31同时控制：冷凝器风机由风机第一转速S1增大到风机第二转速S2；压缩机转速由第一转速M1增大到第二转速M2；毛细管组流量由V1流量减小到V2流量；此时制冷系统可以对瞬冻室12提供最大冷量,解除过冷却。冷凝器风机转速以风机第二转速S2、压缩机转速以第二转速M2以及毛细管组流量以V2流量共同运行预设ta时间。在过冷却解除过程中控制器31控制电场发生装置电源部分14开启，并保证电场发生装置38在开启的状态下运行tb时间,解除过冷却。
进一步地，冷凝器风机的风机第二转速S2为冷凝器风机的最大转速，压缩机第二转速M2为压缩机最大转速。
进一步地，控制器增大冷凝器风机转速的执行动作、增大压缩机转速的执行动作以及毛细管组流量减小的执行动作可以与电场发生装置开启的执行动作同时进行或按不同的次序进行。
进一步地，ta≥tb，即电场发生装置开启时间tb小于时间ta，其有益效果在于：电场对食品内部含有的溶液的成核以及冰晶的生长过程影响较大。所以在过冷却解除阶段的前期可以加入电场的作用，促进过冷却状态的食品成核，在解除过冷却过程中食品冰晶生长阶段电场有抑制冰晶长大作用。而在过冷却解除过程最后阶段为食品完全冻结的阶段，在此过程可以加入电场也可以不加入电场，但是冷凝器风机仍需保持最大转速S2、压缩机转速保持最大转速M2以及毛细管组流量保持V2为食品提供最大冷量，促使食品尽快完全冻结。
进一步地，对所述瞬冻室12施加的电场可以是高压静电场，高压静电场的电压为1600V-2200V，电流是弱电流具有0.002A至0.2A，频率为50或60Hz。有益效果在于：对瞬冻室施加一定强度的高压静电场可以加速食品特别是鲜肉类的食品的冻结速度，提升过冷却解除过程的效率，使得食品更从分的进行过冷却解除。
进一步地，在所述过冷却解除阶段压缩机均以第一转速M1运转。
过冷却解除过程开始的指令触发电场发生装置的开关，电场发生装置开启，瞬冻室12的食品温度检测装置将瞬冻室中储存的食品的温度信号，包括表面温度和食品内部温度实时传递给控制器31，控制器31通过对温度信号的分析处理得出食品所处过冷却解除过程的不同相变阶段，随后控制器根据分析处理后的瞬冻室的温度信号调节电场发生装置产生电场的类型、强度以及频率等相关参数。
其有益效果在于：过冷却状态是不稳定的状态，解除过冷却状态需要某种刺激，这种刺激可以为温度方面的要素，也可以为物理方面的要素。本实施例一方面通过：毛细管组流路控制阀对毛细管组流量的调节，减小毛细管组流量，降低对食品施加冷气的温度；增大压缩机转速；增大冷凝器风机转速来达到增大在过冷却解除阶段对所述瞬冻室的供冷量。本实施例另一方面通过对食品过冷却解除过程施加不同的电场类型、调节不同的电场强度以及电场频率，使得电场在食品过冷却解除的全过程中的不同阶段发挥不同的作用。如在刚开始解除过冷却阶段促进成核，在冰晶生长阶段抑制冰晶的长大，同时还起到抑菌的作用。减小毛细管组的流量、增大压缩机转速以及增大冷凝器风机转速同时对瞬冻室施加电场可以缩短食品过冷却状态解除的时间，使食品过冷却状态解除更从分，形成的冰晶分布更均匀。在瞬冻室中通过减小毛细管组的流量、增大压缩机转速以及增大冷凝器风机转速改变对食品的供冷量，避免了通过风冷手段增大供冷量时造成食品失水干燥的缺点。
食品从过冷却状态解除后能够迅速形成均匀细小且圆润的冰晶，达到瞬间冷冻的效果，且形成的细小冰晶相较于普通的冷冻形成的大块针状冰晶对食品特别是肉类食品的组织、纤维或细胞损伤更小。可以更好的避免食物的营养物质在解冻后流失，更好的保持食物的风味。
进一步地，风机第一转速S1的取值范围是1200rpm≤S1≤1500rpm，风机第二转速S2的取值范围是1600rpm≤S1≤1900rpm。
进一步地，所述毛细管组由毛细管1和毛细管2组成，毛细管2的流量V2小于毛细管1的流量V1，4.5L/min≤V1≤5L/min，2L/min≤V2≤3L/min。
进一步地，tb时间的取值范围是0h<tb≤10h。
进一步地，ta时间的取值范围是0h<ta≤10h。
S04：常规制冷保存过程：在常规制冷保存过程中，所述冷凝器风机以风机第一转速S1运行，压缩机以第一转速M1运行，毛细管组流量为V1，电场发生装置处于关闭状态，并按照预设温度Tc控制瞬冻室12在常规制冷保存温度范围内。
进一步地，所述的常规制冷保存阶段中所述预设温度Tc的取值范围是-7℃≤Tc＜0℃。
进一步地，所述常规保存阶段瞬冻室按照预设温度Tc控制瞬冻室12在常规制冷保存温度范围内的方法为：当瞬冻室12温度达到第一开机温度点TONc时，开启瞬冻室12的风门；当瞬冻室12温度达到第一停机温度点TOFFc时，关闭瞬冻室12的风门；TONc＝Tc+TB1/2,TOFFc＝TONc–TB2/2；TB1指压缩机开机过程中瞬冻室开机点上浮温度；TB2指瞬冻室开停温度差。
进一步地，控制瞬冻室中储存的食品温度是通过对瞬冻室的温度控制来实现。
其有益效果在于：在常规制冷保存过程延长经历了过冷却过程的食物的保质期。通过判断瞬冻室的温度来控制所述瞬冻室的风门的开闭可以同时实现按照预设温度Tc控制瞬冻室温度和降低耗能两方面功能，提高该制冷系统瞬冻室储存控制方法的经济效率。
实施例2：
需要说明的是：
附图7示意的实施例2是在第3降温阶段即S02C监测到△T＝(Ti-Ti＇)≥0执行过冷却解除的操作的示例。作为本领域技术人员可理解的，也可能是第4阶段或其他阶段。本申请对于食品温度的监测可以是实时也可以是以间隔周期监测。在实施例2中在第一次监测到到△T＝(Ti-Ti＇)≥0之前，以第一预设时间间隔τ1进行监测；第一次监测到△T＝(Ti-Ti＇)≥0后，以第二预设时间间隔τ2对食品温度再检测m次，只有第一次到第m+1次检测的所有△T均满足△T＝(Ti-Ti＇)≥0才执行过冷却解除程序。否则就继续执行过冷却过程，直到满足解决过冷却条件为止。
但优选在第1阶段降温完成后去监测更有价值，因为第1阶段刚开始降温，冷冻室温度还比较高，食品温度还需要较长的时间才能降低到临界点。
本实施例是实施例1进一步优化的实施方式，结合图7具体的说明本实施例的内容：
本实施例在实施例1的基础上在S02C步骤中对食品温度进行多次的△T＝(Ti-Ti＇)≥0判断验证，在食品温度第1次符合△T＝(Ti-Ti＇)≥0的基础上增加了对后续过程中食品温度△T＝(Ti-Ti＇)≥0的验证判断模块。增加验证判断模块可以防止因为外部的扰动或者检测仪器的误差所带来的假真值，提高对食品过冷却状态解除的判断的准确性。
本实施例与实施例1所述的过冷却解除阶段、常规制冷保存过程都一致，区别点在于：在分阶段过冷却降温过程的S02C步骤中:当S02B降温步骤结束后，控制器31控制瞬冻室12按照预设Td温度运行，在瞬冻室12按照预设Td温度运行过程中通过设置在瞬冻室中的红外传感器35实时监测食品表面温度，在第一次监测到△T＝(Ti-Ti＇)≥0之前，以第一预设时间间隔τ1监测食品表面的实时温度。
在第一次监测到△T＝(Ti-Ti＇)≥0之后，瞬冻室12仍按照预设Td温度运行，此时设置在瞬冻室12中的红外传感器35以第二预设时间间隔τ2对食品温度再检测m次，τ2<τ1。在以第二预设时间间隔τ2对食品温度进行监测的过程中，每执行一次△T＝(Ti-Ti＇)≥0的判断均对判断结果为“是”进行记录，记录“是”的次数为X次。实时对所述X进行数值判断，当X＝m时，控制瞬冻室12进入解除过冷却过程，当X≠m时继续控制瞬冻室12仍按照预设Td温度运行。
当红外传感器35以第二预设时间间隔τ2对食品温度检测m次结束后，若此时仍未符合进入过冷却解除过程的条件，则继续控制瞬冻室12仍按照预设Td温度运行，控制器31返回到在第一次监测到△T＝(Ti-Ti＇)≥0之前的运行程序，此时以第一预设时间间隔τ1监测食品表面的实时温度。
本实施例的有益效果在于：存储在瞬冻室中的食品温度当收到外部扰动干扰时，容易出现测不准的情况。外部扰动可以是瞬冻室的开闭造成的空气温度分布不均匀或空气温度瞬间升高，也可以是温差较大的食物放置在一起造成的温度检测的干扰等。在第一次监测到△T＝(Ti-Ti＇)≥0之后再增加短时间内对食品温度的多次△T＝(Ti-Ti＇)是否大于或等于0的判断可以更好的验证第一次检测到的△T＝(Ti-Ti＇)≥0检测的真实性，提高判断食品是否进入过冷却解除状态的准确度。另一方面可以保证瞬冻室中储存的食品在过冷却状态解除之前进行充分的过冷却，降低食品提前解除过冷却状态的概率，从而保证了食品鲜度，提高用户体验。
附图8为本发明两个实施例中食品在瞬冻室的降温曲线图，图9为本发明两个实施例中瞬冻室温度曲线图。最后通过附图8以及附图9小结在本发明提供的制冷系统瞬冻室储存控制方法控制下，瞬冻室中储存的食品温度变化以及瞬冻室中的温度变化。
如图8所示：在S02A以及S02B阶段为过冷却状态准备期，食品温度在这一时期均匀缓慢的降到零度以上的低温区，为进入过冷却状态做准备。在S02C过程中通过对瞬冻室的供冷控制使得食品温度缓慢下降，并进入过冷却不冻结状态。在S03阶段：当食品温度降到Td，即过冷却临界温度，食品发生过冷却解除同时制冷系统对所述瞬冻室12提供最大冷量帮助食品快速并充分的解除过冷却状态，食品在解除过冷却过程中存在一个冻结阶段，在该阶段中食品温度不发生变化食品由不完全冻结状态转变为完全冻结状态。S04：当食品完全冻结后对食品进行常规制冷保存，通过供冷控制使得冻结后的食品温度下降到食品常规储存温度Tc，并保持食品温度在Tc温度进行长期储存。
如图9所示：在S02A降温阶段，控制瞬冻室按照预设温度T1运行t1时间；在S02B降温阶段，控制瞬冻室按照预设温度T2运行t2时间。此时瞬冻室温度在较小的温度梯度中逐级下降。如图8所示瞬冻室的温度以较小的温度梯度下降使得储存在瞬冻室中的食品温度缓慢均匀下降，在S03降温阶段中瞬冻室温度持续下降，瞬冻室按照预设温度Td运行。当进入S03解除过冷却过程时，此时控制系统通过增大压缩机转速、增大冷凝风机转速以及减小毛细管组的流量给与瞬冻最大冷量，瞬冻室温度继续下降，且在S03阶段瞬冻室的温度下降速率大于分阶段降温过冷却过程的降温速率。当瞬冻室进入常规制冷保存过程时，压缩机转速减小、冷凝器风机转速减小毛细管组的流量增大，单位时间内瞬冻室的冷量供给减小，控制系统控制瞬冻室按照常规保存温度Tc运行。当供冷量减小时瞬冻室温度在一段时间内上升，当瞬冻室温度上升到Tc时，瞬冻室温度不再上升，且在后续的常规保存过程中按照Tc温度运行。
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 (20)
1.一种制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S01：启动瞬冻室瞬冻功能；
S02：对瞬冻室进行分阶段过冷却降温，分别为第1阶段……第n阶段，其中n≥2,其为自然数；并实时检测瞬冻室的食品温度，记录当前温度Ti和预设时间t0i前的温度Ti＇，并计算函数值Q，Q＝f(Ti，Ti＇)，Ti，Ti＇为函数Q其中的两个参数，当判断满足预设过冷却解除条件时，执行下一步骤；
S03：实施过冷却解除程序，使瞬冻室食品快速冻结。
2.如权利要求1所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述f(Ti，Ti＇)＝(Ti-Ti＇)。
3.如权利要求2所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述预设过冷却解除条件需Ti与Ti＇的差值△T大于等于预设值Qc，即△T＝Ti-Ti＇≥Qc。
4.如权利要求3所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述实时检测瞬冻室的食品温度按照预设时间间隔实时检测瞬冻室的食品温度。
5.如权利要求4所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：当计算出Ti与Ti＇的差值△T大于等于预设值Qc，执行过冷却解除程序。
6.如权利要求4所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述预设间隔设定有第一预设间隔时间τ1和第二预设间隔时间τ2，在第1次监测到所述△T大于或等于预设值Qc之前，以第一预设时间间隔τ1监测，在第一次监测到所述△T大于或等于预设值Qc之后，以第二预设时间间隔τ2对食品温度再检测m次，所述τ2<τ1。
7.如权利要求6所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述m次为1-3次，时间周期为0.5秒。
8.如权利要求7所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：只有第1次～第m+1次检测的所有△T大于或等于预设值Qc，才执行过冷却解除程序。
9.如权利要求3-8任一项所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述预设值Qc为0。
10.如权利要求1-9任一项所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述S02步骤实时检测瞬冻室的食品温度在分阶段过冷却降温的第1阶段之后。
11.如权利要求10所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：在S02步骤的分阶段过冷却降温的第1阶段制冷系统的压缩机以第二转速M2运转，第1阶段降温结束后在S02步骤后续的降温阶段中压缩机均以第一转速M1运转，M2>M1。
12.如权利要求11所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：在S03步骤中，即实施过冷却解除程序时，同时控制：所述压缩机转速由第一转速M1增大到第二转速M2；制冷系统中冷凝器风机的转速由S02步骤时的风机第一转速S1增大到风机第二转速S2；设置在制冷系统中的毛细管组，流量由S02步骤时的V1流量减少至V2流量；在S03步骤中，电场由S02步骤的关闭状态转变为开启状态。
13.如权利要求12所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：在S03步骤中，压缩机以第二转速M2、冷凝器风机以风机第二转速S2以及毛细管组以第二流量V2共同运行ta时间，此时制冷系统给予瞬冻室最大冷量；电场发生装置保持开启状态tb时间。
14.如权利要求13所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：tb时间的取值范围是0h<tb≤10h，ta时间的取值范围是0h<ta≤10h。
15.如权利要求1-14任一项所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述多阶段降温包含n个阶段，多阶段降温过程的每一阶段，根据该降温阶段的预设温度Tn对实施风冷的送风装置进行控制，每一阶段运行tn时间，n个降温阶段分为第1，……i,……第n阶段，其中，第i降温阶段代表n个降温阶段的任一阶段，1≤i≤n，n均为自然数,n≥2，所有对任意一个阶段的限定均用第i阶段代替，即：
第i降温阶段，根据其预设温度Ti对瞬冻室实施风冷的送风装置进行控制；即以TONi＝Ti+TB1/2作为第i阶段送风装置的开机温度点，以Toffi＝TONi-TB2/2作为第i阶段的送风装置的停机温度点，其中TB1指压缩机开机过程中瞬冻室开机点上浮温度，TB2指瞬冻室开停温度差，TONi>Ti>Toffi。
即在第i阶段：
当瞬冻室的储藏温度达到TONi＝Ti+TB1/2时，控制送风装置工作；
当瞬冻室的储藏温度达到Toffi＝TONi-TB2/2时，控制送风装置不工作。
16.如权利要求15所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：对所述送风装置的控制是对瞬冻室的供冷风门进行的控制。
17.如权利要求1至16任一项所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述制冷系统瞬冻室储存控制方法还包括S04步骤：常规制冷保存过程；所述常规制冷保存过程，对食品实施供冷控制，使食品按照预设温度Tc运行，-7℃≤Tc＜0℃；
所述常规制冷保存过程按照预设温度Tc运行的控制方法为：当瞬冻室温度达到开机温度点TONc时，开启瞬冻室的供冷风门；当瞬冻室温度达到第一停机温度点TOFFc时，关闭瞬冻室的供冷风门；TONc＝Tc+TB1/2,TOFFc＝TONc–TB2/2；TB1指压缩机开机过程中瞬冻室开机点上浮温度；TB2指瞬冻室开停温度差。
18.如权利要求17所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：TB1的取值范围是0℃<TB1≤2℃，TB2的取值范围是0℃<TB2≤2℃。
19.如权利要求18所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法，其特征在于：所述S02步骤中的第1降温阶段T1的取值范围是5℃≥T1>0℃；所述S02步骤中tn的取值范围是8h≥tn＞0h。
20.一种制冷系统，其特征在于：所述制冷系统中包含瞬冻室，所述制冷系统可以用于实现权利要求1-19任一所述的制冷系统瞬冻室储存控制方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200324 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |