CN113108544A - 一种精确制冰沙装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精确制冰沙装置及控制方法，涉及精确制冰沙技术领域。本发明包括包括冰箱本体，冰箱本体内设有冰沙制作间室；冰沙制作间室内设有冰沙托盘；冰沙托盘上放置制沙瓶；冰沙托盘上表面安装有用于检测制沙瓶温度的托盘温度传感器以及用于检测制沙瓶重量的压力传感器；送风道内安装有间室传感器以及电动风门；回风道内安装有回风温度传感器。本发明通过设置冰沙制作间室，具有独立送回风系统，通过设置导冷的金属件，并在金属件上设置的压力传感器，精确测量冰沙制作原料的量，同时在送风道内安装有间室传感器并在回风道内安装有回风温度传感器，计算冰沙制作原料所需冷量；保证精确高效的制作冰沙。

Description

一种精确制冰沙装置及控制方法
技术领域
本发明属于精确制冰沙技术领域，特别是涉及一种精确制冰沙装置及控制方法。
背景技术
现有的冰箱一般都有配置制冰盒，将制冰盒放在冷冻室即可实现制冰块的功能，如果想要制成冰沙就要把冰块放入搅拌机搅碎，这种冰沙大小不一，口感不好，不能算真正的冰沙。
目前行业新兴的直接制作冰沙，主要利用饮料或水过冷却效应来制做冰沙，方法简单，口感好，但成功率比较低，经常出现过制冷而出现呈现实冰、或制冷不足仍然呈液体状态。
目前制作冰沙不成功的主要有两方面原因：一方面是未考虑全面影响制冰沙成功的因素，比如没有专门的制冰沙空间、没有检测过冷却物体的温度，而仅仅是检测箱体空间内的温度，加之冰箱时常开门、部分冰箱控温不准等，导致制冰沙成功率较低；另一方面，冰沙制作原料易受外界因素影响，对制作原料的纯度要求很高，普通用户很难制作满足冰沙制作需求的原料。针对相关技术中制冰沙成功率较低的问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精确制冰沙装置及控制方法，通过在送风道内安装有间室传感器并在回风道内安装有回风温度传感器，计算冰沙制作原料所需冷量；保证精确高效的制作冰沙，提高制沙效果。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种精确制冰沙装置，包括冰箱本体，所述冰箱本体内设有冰沙制作间室；所述冰沙制作间室内设有冰沙托盘；所述冰沙托盘上放置制沙瓶；所述冰沙托盘上表面安装有用于检测制沙瓶温度的托盘温度传感器以及用于检测制沙瓶重量的压力传感器；
所述冰沙制作间室装设有单独的制冷系统；所述制冷系统包括为冰沙制作间室送风的送风道以及用于冰沙制作间室出风的回风道；所述冰沙制作间室内顶部安装有间室传感器；所述送风道内安装有电动风门；所述回风道内安装有回风温度传感器。
作为一种优选的技术方案，所述冰箱本体顶部安装主控器；所述主控器分别与托盘温度传感器、压力传感器、间室传感器、电动风门、回风温度传感器以及制冷系统电连接。
作为一种优选的技术方案，所述冰沙托盘内表面外侧部分呈弧形结构且内表面中部部分为平面结构；所述冰沙托盘内表面贴附用于导冷的金属件。
作为一种优选的技术方案，所述冰沙托盘两侧设有用于对制沙瓶限位的挡板。
作为一种优选的技术方案，所述主控器上集的无线通信模块与用户终端无线通信连接。
一种精确制冰沙的控制方法，包括如下过程：
A00：获取冰沙制作命令并计算冰沙制作预估时间N0；
A01：通过托盘温度传感器检测冰沙原料温度Tb；
A02：判断冰沙原料温度Tb>预设目标温度Tm；若是，则执行A03；若否，则执行A04；
其中，预设目标温度Tm为冰沙原料过冷点温度；
A03：主控器控制制冷系统按快速制冷模型制冷；
A04：判断Tm-C<Tb<Tm；若是，则执行A05；如否，则执行A06；
A05：判断制冷总时间是否大于等于冰沙制作预估时间N0；若是，则执行A07；若否，则执行A06；
A06：主控器控制制冷系统持续按快速制冷模型制冷，按Tm-C作为停机点进行控制冰沙间室制冷；
A07：主控器通知用户终端制沙完成并控制制冷系统切换至冰沙储藏模式。
作为一种优选的技术方案，A00中计算冰沙制作预估时间N0过程如下：
主控器接到冰沙制作命令后，控制压力传感器检测获取冰茶原料重量G、托盘温度传感器检测冰沙原料温度Tb1、间室传感器检测送风温度Tc、回风温度传感器检测回风温度T1，则冰沙制作预估时间N0如下：
N0＝C水*G*ΔT1+A＝C空气*Q*N*ΔT2；
其中，C水为水比热容，C空气为空气比热容，Q为冰沙制作间室风量；
ΔT2＝T1-Tc；ΔT1＝Tb1-Tm；Tm为冰沙原料过冷点温度，A为冰沙间室漏热负荷；C的范围为：3～5℃。
作为一种优选的技术方案，C水按25℃液体水为4.18KJ/Kg.℃；C空气按0℃空气取值1.005KJ/Kg.℃。
作为一种优选的技术方案，Q为冰沙制作间室风量为1.4g/s；在冰箱环境温度10-43℃范围内，采用
Figure BDA0003027175880000041
计算制冰沙间室的漏热负荷。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明设置冰沙制作间室，具有独立送回风系统，通过设置导冷的金属件，并在金属件上设置的压力传感器，精确测量冰沙制作原料的量，同时冰沙制作间室顶部安装有间室传感器并在回风道内安装有回风温度传感器，计算冰沙制作原料所需冷量；保证精确高效的制作冰沙，且不受其他间室制冷请求干扰。
2、本发明通过预先设置冰沙制作预估时间N0，检测在冰沙原料温度Tb达到预设目标温度Tm前保持快速制冷模型制冷；当达到冰沙原料过冷点温度后，若冰沙原料温度Tb不低于Tm-C；持续保持快速制冷模型制冷直至制冷时间达到冰沙制作预估时间N0；提高制沙效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的一种精确制冰沙装置的结构示意图；
图2为图1中A的放大图；
图3为图1中B的放大图；
图4为为本发明中冰沙托盘的结构示意图；
图5为本发明中一种精确制冰沙的控制方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4所示，本发明为一种精确制冰沙装置，包括冰箱本体，冰箱本体内设有冰沙制作间室1；冰沙制作间室1内设有冰沙托盘2；冰沙托盘2上放置制沙瓶3；具体的，冰沙托盘2内表面贴附用于导冷的金属件，于快速导冷，将间室冷量快速传至待测物体，冰沙托盘2内表面外侧部分呈弧形结构且内表面中部部分为平面结构，便于制沙瓶3与金属件贴合，利于制沙瓶3的受冷；同时，冰沙托盘2两侧设有用于对制沙瓶3限位的挡板，便于制沙瓶3稳定固定；冰沙托盘2上表面安装有用于检测制沙瓶3温度的托盘温度传感器31以及用于检测制沙瓶3重量的压力传感器32；
冰沙制作间室1装设有单独的制冷系统，用于控制冰沙间室制冰沙提供冷量，冰沙间室温度可变温控制，温度范围至少可在-2～-18℃范围内控制制冷，以满足快速预冷、制冰沙和储藏冰沙的需求；制冷系统包括为冰沙制作间室1送风的送风道以及用于冰沙制作间室1出风的回风道；冰沙制作间室1内顶部安装有间室传感器41；所述送风道内安装有电动风门42；同时，冰箱本体顶部安装主控器5；主控器5分别与托盘温度传感器31、压力传感器32、间室传感器41、电动风门42、回风温度传感器43以及制冷系统电连接；同时，主控器5上集的无线通信模块与用户终端无线通信连接；此外，还包括：用户提醒装置，用于在制冰沙期间向用户发送包括制取冰沙过程中的注意事项的提醒信息，或在制冰沙完成后提醒用户；其中，所述用户提醒装置为声音或灯光或文字提醒。
本发明实际使用时，设置冰沙制作间室1，具有独立送回风系统，通过设置导冷的金属件，并在金属件上设置的压力传感器，精确测量冰沙制作原料的量，同时在冰沙制作间室1内安装有间室传感器41并在回风道内安装有回风温度传感器43，计算冰沙制作原料所需冷量；保证精确高效的制作冰沙，且不受其他间室制冷请求干扰。
请参阅图5所示，一种精确制冰沙的控制方法，包括如下过程：
A00：获取冰沙制作命令并计算冰沙制作预估时间N0；
A01：通过托盘温度传感器31检测冰沙原料温度Tb；
A02：判断冰沙原料温度Tb>预设目标温度Tm；若是，则执行A03；若否，则执行A04；
其中，预设目标温度Tm为冰沙原料过冷点温度；具体的，本实施例中冰沙原料过冷点温度取纯净水的过冷温度为-2℃；C的范围为：3～5℃；
A03：主控器5控制制冷系统按快速制冷模型制冷；
A04：判断Tm-C<Tb<Tm；若是，则执行A05；如否，则执行A06；
A05：判断制冷总时间是否大于等于冰沙制作预估时间N0；若是，则执行A07；若否，则执行A06；
A06：主控器5控制制冷系统持续按快速制冷模型制冷，按Tm-C作为停机点进行控制冰沙间室制冷,本实施例Tm-C按-5℃作为停机点控制冰沙间室制冷；
A07：主控器5通知用户终端制沙完成并控制制冷系统切换至冰沙储藏模式；储藏温度一般控制在-5～-7℃，本实施例中采用-7℃作为储藏温度。
其中，A00中计算冰沙制作预估时间N0过程如下：
主控器5接到冰沙制作命令后，控制压力传感器32检测获取冰茶原料重量G、托盘温度传感器31检测冰沙原料温度Tb1、间室传感器41检测送风温度Tc、回风温度传感器43检测回风温度T1，则冰沙制作预估时间N0如下：
N0＝C水*G*ΔT1+A＝C空气*Q*N*ΔT2；
其中，C水为水比热容，C空气为空气比热容，Q为冰沙制作间室风量；
ΔT2＝T1-Tc；ΔT1＝Tb1-Tm；Tm为冰沙原料过冷点温度，本实施例中冰沙原料过冷点温度取纯净水的过冷温度为-2℃，A为冰沙间室漏热负荷本实施例中，C水按25℃液体水为4.18KJ/Kg.℃；C空气按0℃空气取值1.005KJ/Kg.℃；Q为冰沙制作间室风量为1.4g/s；在冰箱环境温度10-43℃范围内，采用
Figure BDA0003027175880000071
计算制冰沙间室的漏热负荷。
本发明实际使用时，通过预先设置冰沙制作预估时间N0，检测在冰沙原料温度Tb达到预设目标温度Tm前保持快速制冷模型制冷；当达到冰沙原料过冷点温度后，若冰沙原料温度Tb不低于Tm-C；持续保持快速制冷模型制冷直至制冷时间达到冰沙制作预估时间N0；提高制沙效果。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种精确制冰沙装置，包括冰箱本体，其特征在于，
所述冰箱本体内设有冰沙制作间室(1)；所述冰沙制作间室(1)内设有冰沙托盘(2)；
所述冰沙托盘(2)上放置制沙瓶(3)；所述冰沙托盘(2)上表面安装有用于检测制沙瓶(3)温度的托盘温度传感器(31)以及用于检测制沙瓶(3)重量的压力传感器(32)；
所述冰沙制作间室(1)装设有单独的制冷系统；所述制冷系统包括为冰沙制作间室(1)送风的送风道以及用于冰沙制作间室(1)出风的回风道；所述冰沙制作间室(1)内顶部安装有间室传感器(41)；所述送风道内安装有电动风门(42)；所述回风道内安装有回风温度传感器(43)。
2.根据权利要求1所述的一种精确制冰沙装置，其特征在于，所述冰箱本体顶部安装主控器(5)；所述主控器(5)分别与托盘温度传感器(31)、压力传感器(32)、间室传感器(41)、电动风门(42)、回风温度传感器(43)以及制冷系统电连接。
3.根据权利要求2所述的一种精确制冰沙装置，其特征在于，所述冰沙托盘(2)内表面外侧部分呈弧形结构且内表面中部部分为平面结构；所述冰沙托盘(2)内表面贴附用于导冷的金属件。
4.根据权利要求3所述的一种精确制冰沙装置，其特征在于，所述冰沙托盘(2)两侧设有用于对制沙瓶(3)限位的挡板。
5.根据权利要求4所述的一种精确制冰沙装置，其特征在于，所述主控器(5)上集的无线通信模块与用户终端无线通信连接。
6.如权利要求1-5任一所述的一种精确制冰沙的控制方法，其特征在于，包括如下过程：
A00：获取冰沙制作命令并计算冰沙制作预估时间N0；
A01：通过托盘温度传感器(31)检测冰沙原料温度Tb；
A02：判断冰沙原料温度Tb>预设目标温度Tm；若是，则执行A03；若否，则执行A04；
其中，预设目标温度Tm为冰沙原料过冷点温度；
A03：主控器(5)控制制冷系统按快速制冷模型制冷；
A04：判断Tm-C<Tb<Tm；若是，则执行A05；如否，则执行A06；
A05：判断制冷总时间是否大于等于冰沙制作预估时间N0；若是，则执行A07；若否，则执行A06；
A06：主控器(5)控制制冷系统持续按快速制冷模型制冷，按Tm-C作为停机点进行控制冰沙间室制冷；
A07：主控器(5)通知用户终端制沙完成并控制制冷系统切换至冰沙储藏模式。
7.根据权利要求6所述的一种精确制冰沙的控制方法，其特征在于，A00中计算冰沙制作预估时间N0过程如下：
主控器(5)接到冰沙制作命令后，控制压力传感器(32)检测获取冰茶原料重量G、托盘温度传感器(31)检测冰沙原料温度Tb1、间室传感器(41)检测送风温度Tc、回风温度传感器(43)检测回风温度T1，则冰沙制作预估时间N0如下：
N0＝C水*G*ΔT1+A＝C空气*Q*N*ΔT2；
其中，C水为水比热容，C空气为空气比热容，Q为冰沙制作间室风量；
ΔT2＝T1-Tc；ΔT1＝Tb1-Tm；Tm为冰沙原料过冷点温度，A为冰沙间室漏热负荷；C的范围为：3～5℃。
8.根据权利要求7所述的一种精确制冰沙的控制方法，其特征在于，C水按25℃液体水为4.18KJ/Kg.℃；C空气按0℃空气取值1.005KJ/Kg.℃。
9.根据权利要求8所述的一种精确制冰沙的控制方法，其特征在于，Q为冰沙制作间室风量为1.4g/s；在冰箱环境温度10-43℃范围内，采用
Figure FDA0003027175870000031
计算制冰沙间室的漏热负荷。
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