CN113028698A - 一种恒温恒湿冷藏柜及控制方法 - Google Patents

一种恒温恒湿冷藏柜及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种恒温恒湿冷藏柜及其控制方法，包括柜体，柜体内设置的温度控制系统和湿度控制系统以及主控板，所述温度控制系统内设有多条制冷循环风道，多条制冷循环风道相互独立；所述湿度控制系统内设有用于快速调节湿度的湿度循环风道；所述温度控制系统包括压缩机、冷凝器、冷凝器散热风扇和多条制冷循环风道以及温度传感器；本发明中，一个柜体内有独立的温度和湿度控制系统，温度和湿度控制系统都有独立的风道循环，大大提高温度调节效率，并消除了相互干扰，另外，温度控制系统中设有多条制冷循环风道，多条制冷循环风道相互独立，多条制冷循环风道交替制冷和化霜，不需要化霜加热器单独工作化霜，实现温度变化平稳，趋于恒温。

Description

一种恒温恒湿冷藏柜及控制方法
技术领域
本发明属于冷藏柜技术领域，具体为一种恒温恒湿冷藏柜及控制方法。
背景技术
众所周知，高温高湿气体接触到低温物体时，高温空气冷却后其相对湿度增大,以至达到饱和状态,水气就会在物体表面上凝结成水,这种现象称为凝露。普通风冷柜在制冷时，柜体内热空气在风扇的作用下经过蒸发器，因制冷过程中蒸发器温度通常都非常低，低温蒸发器会将冷藏柜内空气的水分冷凝、结冰,从而降低冰柜体内的湿度,导致冷藏柜内湿度过低。但部分物品储存时有湿度要求，所以冷藏柜必须有加湿的功能。
现有的冷藏柜恒湿方案基本上是在柜内安装一个加湿器进行加湿，在压缩机运转制冷时加湿容易使蒸发器结霜，蒸发器表面结霜后热交换效率下降，蒸发器自然化霜需要停机比较长的时间，会造成柜体内温度偏高，蒸发器使用加热器强制加热化霜方式时，化霜过程可能使冷藏柜内温度上升超过储藏温度要求，造成柜体内的温度和湿度均无法恒定在设定的范围。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决柜体内的温度和湿度均无法恒定的技术问题，提供一种恒温恒湿冷藏柜及控制方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种恒温恒湿冷藏柜，包括柜体，柜体内设置的温度控制系统和湿度控制系统以及主控板，所述温度控制系统内设有多条制冷循环风道，多条制冷循环风道相互独立；多条制冷循环风道交替制冷和化霜，不需要化霜加热器单独工作化霜，实现温度变化平稳，趋于恒温；所述湿度控制系统内设有用于快速调节湿度的湿度循环风道。
本发明进一步技术方案：所述温度控制系统包括压缩机、冷凝器、冷凝器散热风扇、干燥过滤器和多条制冷循环风道以及温度传感器；所述柜体内对应多条制冷循环风道设置有对应的独立腔室，制冷循环风道包括制冷风扇、蒸发器和制冷风道盖板；多条制冷循环风道的蒸发器固定在相应的独立腔室内，所述蒸发器分别通过毛细管与冷凝器连接，所述冷凝器上连接有冷媒电磁阀，所述冷媒电磁阀为一进多出阀体结构，多条毛细管分别连接在冷媒电磁阀上与冷凝器连通，多个蒸发器通过一个回气管与压缩机连接，实现回气。
本发明再进一步技术方案：所述冷媒电磁阀与冷凝器之间设有干燥过滤器。
本发明再进一步技术方案：所述温度控制系统内设有2条制冷循环风道，包括制冷循环风道A和制冷循环风道B，制冷循环风道A包括制冷风扇A、蒸发器A和制冷风道盖板；制冷循环风道B包括制冷风扇B、蒸发器B和制冷风道盖板，所述柜体内对应制冷循环风道A和制冷循环风道B设置有对应的独立腔室A和独立腔室B，蒸发器A固定在独立腔室A内，蒸发器B固定在独立腔室B内，制冷循环风道A和制冷循环风道B相互独立互不干扰。
冷媒电磁阀两个出口的单独开启功能，工作时冷媒只能通过其中一个蒸发器制冷，从而实现一个蒸发器进行制冷，另一个蒸发器由于没有冷媒通过，通过其底部或侧面设置的加热器进入化霜，两个蒸发器交替制冷化霜的技术方案，解决了现有单蒸发器制冷系统产品制冷时蒸发器冷凝柜体内部水分，造成柜体内湿度下降，当蒸发器表面冷凝水结霜，造成热交换效率降低问题。当蒸发器化霜时产品无法制冷，加热器工作后柜体内温度上升，造成柜体内温度波动大的问题。而本专利的蒸发器交替制冷的方案，制冷系统总有一个蒸发器在制冷状态，可以非常稳定的控制柜体内温度，同时由于蒸发器表面结霜后能及时融化，蒸发器热交换效率高的特点，其中一个蒸发器化霜时，另外一个蒸发器还在持续制冷，所以柜体内温度波动小，非常适合对储存温度要求高的产品；
本发明再进一步技术方案：所述湿度控制系统包括湿度传感器，储水盒，储水盒水位传感器，加湿器部件，水泵，加湿器水位传感器，加湿风道盖板和加湿风扇构成的湿度循环风道；
柜体内湿度传感器反馈柜体内湿度至主控板，当柜体内湿度低于设定湿度时，启动加湿器和加湿风扇，加湿风扇把加湿器产生的湿气通过加湿风道盖板送如柜体内，并把柜内低湿度的空气从加湿风道盖板进风口吸入，形成一个独立的的加湿风道循环，提高柜体内湿度，当柜体内湿度达到设定需求湿度上限时，加湿器停止工作。加湿器内部设有加湿器水位传感器，当水位低于设定要求时，水泵开始工作，把储水盒内部的存储水输送至加湿器，储水盒内部也设有储水盒水位传感器，当储水盒内部水位低于设定要求时，反馈缺水信号至主控板，主控板通过报警方式提醒用户及时对储水盒补水，从而实现柜体内湿度可控。
本发明再进一步技术方案：所述温度控制系统内还设置有化霜加热器，化霜加热器安装在蒸发器底部或侧面，工作时产生热量消除蒸发器表面的结霜，进一步提高化霜效率。
本发明再进一步技术方案：所述柜体包括外壳、保温层和内胆构成，所述内胆背部设有一个内凸的分隔条，把内胆隔成多个独立腔室。
本发明再进一步技术方案：所述分隔条可由内胆一体成型或由其他零件固定在内胆上；
本发明再进一步技术方案：所述回气管与毛细管贴合，把蒸发器内低压冷媒回流到压缩机，完成制冷循环。
一种恒温恒湿冷藏柜的温度控制方法，利用多个蒸发器交替制冷和化霜，不需要化霜加热器单独工作化霜，实现温度变化平稳，趋于恒温。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，一个柜体内有独立的温度和湿度控制系统，温度和湿度控制系统都有独立的风道循环，大大提高温度调节效率，并消除了两个系统之间的相互干扰；温度控制系统中设有多条制冷循环风道，多条制冷循环风道相互独立，多条制冷循环风道交替交替制冷和化霜，不需要化霜加热器单独工作化霜，实现温度变化平稳，趋于恒温。
2、本发明中，当柜内温度传感器检测到柜内温度高于设定温度的上限时，压缩机启动运行，制冷剂被压缩后进入冷凝器冷却降温，冷却后的制冷剂进入冷媒电磁阀，冷媒电磁阀上有一个入口和多个出口，冷媒电磁阀的多个出口通过多个毛细管连接到相应的蒸发器上，本发明通过冷媒电磁阀多个出口的单独开启功能，工作时冷媒只能通过其中一个蒸发器制冷，从而实现一个蒸发器进行制冷，另外蒸发器由于没有冷媒通过，蒸发器温度上升后进入化霜，如此实现蒸发器交替制冷化霜的技术方案，解决了现有单蒸发器制冷系统产品制冷时蒸发器冷凝箱体内部水分，造成柜内湿度下降，当蒸发器表面冷凝水结霜，造成热交换效率降低问题；另外现有蒸发器化霜时产品无法制冷，加热器工作后柜内温度上升，造成柜内温度波动大的问题。而本专利的蒸发器交替制冷的方案，制冷系统总有一个蒸发器在制冷状态，可以非常稳定的控制柜内温度，同时由于蒸发器表面结霜后能及时融化，蒸发器热交换效率高，化霜没有采用强制加热，柜内温度波动小，也不需要压缩机继续制冷来中和加热器产生的热量，从而能降低产品能耗。
3、本发明中，湿度控制系统包括湿度传感器，储水盒，储水盒水位传感器，加湿器部件，水泵，加湿器水位传感器，加湿风道盖板和加湿风扇构成的湿度循环风道，柜内湿度传感器反馈柜内湿度至主控板，当柜内湿度低于设定湿度时，启动加湿器和加湿风扇，加湿风扇把加湿器产生的湿气通过加湿风道盖板送如柜体内，并把柜内低湿度的空气从加湿风道盖板进风口吸入，形成一个独立的的加湿风道循环，提高柜内湿度，当柜内湿度达到设定需求湿度上限时，加湿器停止工作。加湿器内部设有加湿器水位传感器，当水位低于设定要求时，水泵开始工作，把储水盒内部的存储水输送至加湿器，储水盒内部也设有储水盒水位传感器，当储水盒内部水位低于设定要求时，反馈缺水信号至主控板，主控板通过报警方式提醒用户及时对储水盒补水，从而实现柜内湿度可控。
4、本发明中，所述温度控制系统内还设置有化霜加热器，化霜加热器安装在蒸发器底部或侧面，工作时产生热量消除蒸发器表面的结霜，进一步提高化霜效率。
5、本发明中，所述回气管与毛细管贴合，把蒸发器内低压冷媒回流到压缩机，完成制冷循环。
附图说明
图1为本发明的流程示意简图；
图2为本发明的结构示意简图；
图3为本发明中两蒸发器的结构示意简图；
图4为本发明中风道盖板的结构示意简图；
图5为本发明中回气管的结构示意简图。
图中标记：1、柜体；2、保温层；3、内胆；4、独立腔室；4-1、独立腔室A；4-2、独立腔室B；5、制冷风扇A；5-1、出风口A；5-2、回风口A；6、毛细管A；7、蒸发器A；8、蒸发器B；9、毛细管B；4-2、独立腔室B；10、制冷风扇B；10-1、出风口B；10-2、回风口B；11、回气管；11-1、入管A；11-2入管B；11-3、出管；12、化霜传感器；13、风道盖板；14、三通管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，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。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。
参照图1～5，所述柜体1包括外壳、保温层2和内胆4，所述内胆4背部设有一个内凸的分隔条3，把内胆4隔成两个独立腔室，即独立腔室A4-1和独立腔室B4-2，两个蒸发器分别安装在两个腔室内，所述分隔条3可由内胆4一体成型，也可由其他零件固定在内胆4上，本实施例采用一体式吸塑成型方案。
所述压缩机通过做功压缩制冷剂，使制冷剂转化为高温高压气体；
所述冷凝器与压缩机出气管连接，对压缩机出来的高温高压气体降温；
所述散热风扇设于冷凝器位置，降低冷凝器温度，提高热交换效率，本实施例采用底部冷凝器方案，如果采用柜体1侧面或背部冷凝器，散热风扇可取消；
所述干燥过滤器对制冷系统制冷剂进行干燥过滤除湿；
所述冷媒电磁阀具备一进多出功能，本实施例中冷媒电磁阀采用一进二出单通电磁阀；
所述毛细管A6 与冷媒电磁阀和蒸发器A7连接，对冷媒进行降压和限流；
所述毛细管B99与冷媒电磁阀和蒸发器B8连接，对冷媒进行降压和限流；
所述蒸发器A7 固定在独立腔室A4-1，蒸发器A7 的入管口与冷媒电磁阀通过毛细管A6连接，蒸发器A7的出管11-3口与回气管11的入管A11-1连接；
所述蒸发器B8固定在独立腔室B4-2，蒸发器B8 的入管口与冷媒电磁阀通过毛细管B9连接，蒸发器B8的出管11-3口与回气管11的入管B11-2连接；
制冷系统内部冷媒在蒸发器内降压并蒸发，吸收热量，降低蒸发器温度。
温度传感器固定在柜体1内，柜体1内有一个或多个温度传感器，本实施例设置有一个温度传感器；
所述回气管11的入管A11-1、入管B11-2和出管11-3通过三通管14连接，入管A11-1与蒸发器A7连接，入管B11-2与蒸发器B8连接，出管11-3与压缩机连接，同时回气管11与毛细管A6和毛细管B9贴合，把蒸发器内低压冷媒回流到压缩机，完成制冷循环；
所述制冷风扇A5固定于制冷风道盖板13出风口A5-1，位于蒸发器A7上方，工作时使室内空气流动形成制冷循环，本专利只举例一个风扇，蒸发器A7上方可按需求设置多个制冷风扇；
所述制冷风扇B10固定于制冷风道盖板13出风口B10-1，位于蒸发器B8上方，工作时使室内空气流动形成制冷循环，本实施例中对应设置一个风扇，蒸发器B8上方可按需求设置多个制冷风扇；
所述制冷风道盖板13固定在蒸发器外侧，制冷风道盖板13对应制冷风扇A和制冷风扇B分别设有出风口A5-1和出风口B10-1和回风口A5-2和回风口B10-2，出风口A5-1和出风口B10-1设于蒸发器上方，回风口A5-2和回风口B10-2设于蒸发器下方，出风口位置设有上述制冷风扇，制冷风道盖板13与独立腔室、蒸发器和制冷风扇构成制冷循环风道系统，制冷风道盖板13可做成一体式，也可以根据独立腔室数量做成分体式，本专利举例一体式制冷风道盖板13；
所述化霜温度传感器A设于蒸发器A7的入管口处，反馈温度信号至主控板；
所述化霜温度传感器B设于蒸发器B8的入管口处，反馈温度信号至主控板；
所述制冷循环风道由制冷循环风道A和制冷循环风道B构成，其中制冷循环风道A由制冷风道盖板13、蒸发器A7、化霜加热器A、独立腔室A和制冷风扇A5构成，制冷循环风道B由制冷风道盖板13、蒸发器B8、化霜加热器B、独立腔室B和制冷风扇B10构成，由于内胆4上的分隔结构，两个制冷循环风道能相互独立工作。
所述湿度传感器设置于柜体内，通常柜内有一个或多个湿度传感器，本实施例设置有一个湿度传感器；
所述储水盒设置于柜体内，通常设置在柜体下部，由于柜内湿度要求比较高，需要大量的水用于加湿，储水盒的作用就是为了存储加湿器需要的水；
所述储水盒水位传感器设置于储水盒内部，当储水盒内部水位低于设定要求水位时，反馈储水盒缺水信号至主控板，主控板通过报警指示灯要求用户及时给储水盒加水；
所述加湿器部件设置于柜体下部，通过超声波效应把液态水雾化，从而提高柜体内部湿度；
所述水泵设置于储水盒与加湿器部件之间，可以把储水盒内部水输送至加湿器内；
所述加湿器水位传感器设置于加湿器内部，当加湿器内部水位低于工作要求水位时，反馈加湿器缺水信号至主控板，主控板通电给水泵，水泵把储水盒内部的水输送到加湿器部件；
所述加湿风道盖板设置于加湿器部件上方，盖板上设有出风口和进风口，出风口设置在靠近柜体外侧，进风口设置在柜内内侧，靠近制冷风道盖板回风口位置；
所述加湿风扇设置于加湿风道盖板出风口位置，把加湿器产生的水雾及时输送到柜体内部，从而加大柜内湿度，本实施例设置有一个加湿风扇，可根据产品实际要求增加加湿风扇的数量；
本发明工作原理：温度控制原理：柜内温度传感器反馈柜内温度至主控板，当柜内温度高于设定温度时，启动压缩机开始制冷，此时冷媒进入其中一个蒸发器A开始制冷，工作一段时间，本专利举例2小时，通过冷媒电动阀强制切换冷媒流向，蒸发器B开始制冷，而蒸发器A由于没有冷媒通过，其温度随柜内温度开始回升，蒸发器A上面的化霜温度传感器A反馈其温度至主控板。当蒸发器A上的温度高于程序设定的化霜判断温度时，本专利为方便说明假定为2℃，判断蒸发器A化霜完成，为消除感温头误判，可立即或延期一段时间后发出信号至主控板通过冷媒电磁阀更改冷媒流向蒸发器A，蒸发器A开始制冷，蒸发器B开始进入化霜，从而实现蒸发器A和蒸发器B的交替制冷和化霜，直到柜内温度达到设定温度范围。蒸发器交替制冷和化霜工作过程中，由于没有化霜加热器工作，柜内温度变化平稳，适用于对存储温度要求高的产品，同时制冷系统不需要通过制冷来消除化霜加热器工作产生的热量，可以降低整机能耗，在产品能耗要求越来越高的趋势下，该技术方案极具市场前景。
所述湿度控制系统控制柜内湿度，并达到设定需求湿度；湿度控制系统的工作原理：柜内湿度传感器反馈柜内湿度至主控板，当柜内湿度低于设定湿度时，启动加湿器和加湿风扇，提高柜内湿度，柜内湿度达到设定需求湿度上限时，加湿器停止工作，加湿器内部设有加湿器水位传感器，当水位低于设定要求时，水泵开始工作，把储水盒内部的存储水输送至加湿器，储水盒内部也设有储水盒水位传感器，当储水盒内部水位低于设定要求时，反馈缺水信号至主控板，主控板通过报警方式提醒用户及时对储水盒补水，从而实现柜内湿度可控问题。
实施例二，本实施例与实施例一唯一的区别特征在于：本实施例增加了如下技术特征：所述化霜加热器A 设置在蒸发器A7底部或侧面，工作时产生热量消除蒸发器A7表面的结霜；所述化霜加热器B设置在蒸发器B8底部或侧面，工作时产生热量消除蒸发器B8表面的结霜，进一步提高化霜效果。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种恒温恒湿冷藏柜，包括柜体，柜体内设置的温度控制系统和湿度控制系统以及主控板，其特征在于：所述温度控制系统内设有多条制冷循环风道，多条制冷循环风道相互独立；所述湿度控制系统内设有用于快速调节湿度的湿度循环风道。
2.如权利要求1所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述温度控制系统包括压缩机、冷凝器、冷凝器散热风扇和多条制冷循环风道以及温度传感器；所述柜体内对应多条制冷循环风道设置有对应的独立腔室，制冷循环风道包括制冷风扇、蒸发器和制冷风道盖板；多条制冷循环风道的蒸发器固定在相应的独立腔室内，所述蒸发器分别通过毛细管与冷凝器连接，所述冷凝器上连接有冷媒电磁阀，所述冷媒电磁阀为一进多出阀体结构，多条毛细管分别连接在冷媒电磁阀上与冷凝器连通，多个蒸发器通过一个回气管与压缩机连接。
3.如权利要求2所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述冷媒电磁阀与冷凝器之间设有干燥过滤器。
4.如权利要求2所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述温度控制系统内设有2条制冷循环风道，包括制冷循环风道A和制冷循环风道B，制冷循环风道A包括制冷风扇A、蒸发器A和制冷风道盖板；制冷循环风道B包括制冷风扇B、蒸发器B和制冷风道盖板，所述柜体内对应制冷循环风道A和制冷循环风道B设置有对应的独立腔室A和独立腔室B，蒸发器A固定在独立腔室A内，蒸发器B固定在独立腔室B内，制冷循环风道A和制冷循环风道B相互独立。
5.如权利要求2所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述温度控制系统内还设置有化霜加热器，化霜加热器安装在蒸发器底部或侧面。
6.如权利要求2所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述回气管与毛细管贴合。
7.如权利要求1所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述湿度控制系统包括湿度传感器、储水盒、储水盒水位传感器、加湿器部件、水泵、加湿器水位传感器、加湿风道盖板和加湿风扇构成的湿度循环风道。
8.如权利要求1-7任一所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述柜体包括外壳、保温层和内胆构成，所述内胆背部设有一个内凸的分隔条，把内胆隔成多个独立腔室。
9.如权利要求8所述的一种恒温恒湿冷藏柜，其特征在于：所述分隔条可由内胆一体成型或由其他零件固定在内胆上。
10.一种恒温恒湿冷藏柜的温度控制方法，其特征在于，利用多个蒸发器交替制冷和化霜，不需要化霜加热器单独工作化霜，实现温度变化平稳，趋于恒温。
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