CN115978867B - 一种冷柜一体化冷冻结构及冷冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷柜一体化冷冻结构及冷冻方法，涉及冷柜制冷技术领域。本发明中：中位隔板底部配置有中位电磁阀，第一冷冻隔间朝向中位隔板的一侧板、第二冷冻隔间朝向中位隔板的一侧板都嵌入配置有通气阀条板，通气阀条板配置有多个温度传感模块、多个通风电磁阀，第一冷冻隔间朝向冷柜壳体内壁的一侧板、第二冷冻隔间朝向冷柜壳体内壁的一侧板配置有低位电磁阀、高位电磁阀。第一纵腔与第一风腔之间配置有第一底腔电磁阀，第二纵腔与第二风腔之间配置有第二底腔电磁阀，第一风腔中配置有第一制冷器，第二风腔中配置有第二制冷器，连通底管配置有底管电磁阀。本发明实现了物品在冷柜中完成高效化、精准化、节能化的制冷过程。

Description

一种冷柜一体化冷冻结构及冷冻方法

技术领域

本发明涉及冷柜制冷技术领域，尤其涉及一种冷柜一体化冷冻结构及冷冻方法。

背景技术

一些大型冷柜在使用时，会将较多需要冷冻的物品层叠摆放在冷柜的冷冻隔间中，冷柜不断供给冷流，来降低物品温度。在物品冷冻过程中，首先就需要降低物品间隙、周围环境温度，尤其是刚放入冷柜中的物品，一般都需要较快的将物品及其周围温度降下来，来保证物品的鲜度。其次就是冷柜在使用过程中，有时会打开柜盖、取出想要的物品，这种操作可能导致不同冷冻位置的温度或者冷冻状态受到影响，需要有较为有效的区域化供冷。最后，在冷冻物品较多或者说物品温度较高，想要快速降低温度，需要的冷冻功率就较大，而大功率化的输出，容易导致产热、无用功等不良因素的产生速率大幅度增加，导致实际有用功(也就是实际制冷量)占比下降，无疑增大了能源(电能)的过度浪费。因此，如何使得冷柜对物品进行快速、准确、节能的制冷，成为需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种冷柜一体化冷冻结构及冷冻方法，实现了物品在冷柜中完成高效化、精准化、节能化的制冷过程。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种冷柜一体化冷冻结构，冷柜壳体内配置有第一冷冻隔间、第二冷冻隔间以及位于第一冷冻隔间与第二冷冻隔间之间的中位隔板，第一冷冻隔间、第二冷冻隔间上侧开口位置处配置有柜盖，柜盖底面配置有距离传感模块，中位隔板与第一冷冻隔间之间形成第一纵腔，中位隔板与第二冷冻隔间之间形成第二纵腔，中位隔板底部配置有中位电磁阀，第一冷冻隔间朝向中位隔板的一侧板、第二冷冻隔间朝向中位隔板的一侧板都嵌入配置有通气阀条板，通气阀条板配置有多个温度传感模块、多个通风电磁阀，通气阀条板的多个温度传感模块、通风电磁阀再竖直方向上交错分布，第一冷冻隔间朝向冷柜壳体内壁的一侧板、第二冷冻隔间朝向冷柜壳体内壁的一侧板配置有低位电磁阀、高位电磁阀。

冷柜壳体内配置有位于第一纵腔、第二纵腔下方的电机安装腔，电机安装腔内配置有第一电机、第二电机，第一电机、第二电机的输出端都配置有风扇叶，冷柜壳体内配置有位于电机安装腔一侧方位的第一风腔、位于电机安装腔另一侧方位的第二风腔，第一电机的风扇叶位于第一风腔中，第二电机的风扇叶位于第二风腔中，第一纵腔与第一风腔之间配置有第一底腔电磁阀，第二纵腔与第二风腔之间配置有第二底腔电磁阀，第一风腔中配置有第一制冷器，第二风腔中配置有第二制冷器，第一制冷器下游位置设有第一冷流腔，第二制冷器下游位置设有第二冷流腔，冷柜壳体底部配置有连通第一冷流腔、第二冷流腔的连通底管，连通底管配置有底管电磁阀。

作为本发明中冷柜一体化冷冻结构的一种优选技术方案：第一纵腔底部设有第一底腔，第二纵腔底部设有第二底腔，中位电磁阀位于第一底腔与第二底腔之间。

作为本发明中冷柜一体化冷冻结构的一种优选技术方案：通气阀条板最底侧位置的通风电磁阀的水平高度与低位电磁阀的水平高度相同。

作为本发明中冷柜一体化冷冻结构的一种优选技术方案：通气阀条板最上侧位置的通风电磁阀的水平高度与高位电磁阀的水平高度相同。

作为本发明中冷柜一体化冷冻结构的一种优选技术方案：第一冷冻隔间一侧的低位电磁阀、高位电磁阀位于第一冷流腔上侧区域，第二冷冻隔间一侧的低位电磁阀、高位电磁阀位于第二冷流腔上侧区域。

作为本发明中冷柜一体化冷冻结构的一种优选技术方案：第一电机输出端的风扇叶排风方向朝向第一制冷器，第二电机输出端的风扇叶排风方向朝向第二制冷器。

本发明提供一种冷柜一体化冷冻方法，包括以下内容：

㈠初始启动制冷模式：冷柜启动后，当第一冷冻隔间放置有物品时，启动第一电机、第一制冷器，打开第一底腔电磁阀、低位电磁阀以及通气阀条板最上侧位置的通风电磁阀，经过第一制冷器的冷流从低位电磁阀持续导入第一冷冻隔间底层，第一冷冻隔间内的冷流持续积累，并从通气阀条板最上侧位置的通风电磁阀导入第一纵腔。

㈡常态冷冻模式：在初始启动制冷模式时，当通气阀条板最上侧位置温度传感模块传感检测到的温度低于一定值时，低位电磁阀、通气阀条板最上侧位置的通风电磁阀关闭，高位电磁阀打开，低于物品高度的通气阀条板上的所有温度传感模块实时监测冷冻隔间对应高度位置的温度，当其中任意一个温度传感模块传感监测到的温度高于一定值时，该温度传感模块下方的首个通风电磁阀打开。

㈢协助冷冻模式：当第一冷冻隔间载物运行、第二冷冻隔间空载过程中，第一制冷器的制冷功率超过一定值时，中位电磁阀、第二底腔电磁阀、底管电磁阀打开，第一电机、第一制冷器运行功率降低到一定值，第二电机、第二制冷器启动，其中，第二电机启动后第一风扇叶、第二风扇叶的排风量总和与第二电机启动前第一风扇叶的排风量相同，第二制冷器启动后第一制冷器、第二制冷器的制冷量总和与第二制冷器启动前第一制冷器的制冷量相同。

作为本发明中冷冻方法的一种优选技术方案：初始启动制冷模式过程中，设风扇叶的排风量为Qa、制冷器的制冷量为Wa，设冷冻隔间内放置物品的高度为H，则存在排风量Qa∝H，制冷量为Wa∝H。常态冷冻模式过程中，设通气阀条板上打开的通风电磁阀数目为M，则存在排风量Qa∝M，制冷量为Wa∝M。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在冷柜中设置对称化的冷冻隔间，通过对不同冷冻状态需求下的冷冻隔间进行冷流循环控制，在初始冷冻启动过程中进行冷流环境替代，在常态化冷冻过程中进行层级温度传感检测、冷流集中供冷，在冷冻高负荷时，通过负荷分载来降低无用功造成的过度损耗，实现了一种高效化、精准化、节能化的物品制冷过程。

附图说明

图1为本发明中冷柜一体化结构的整体结构示意图。

图2为本发明中冷柜一体化结构的局部特征位置示意图。

图3为图2中A处局部特征放大的结构示意图。

图4为图2中B处局部特征放大的结构示意图。

图5为本发明中初始启动制冷模式时的示意图。

图6为本发明中常态冷冻模式时的示意图。

图7为本发明中协助冷冻模式时的示意图。

附图标记说明：

1-冷柜壳体，101-中位隔板，102-中位电磁阀；2-第一冷冻隔间；3-第二冷冻隔间；4-通气阀条板，401-温度传感模块，402-通风电磁阀；5-第一纵腔；6-第二纵腔；7-第一底腔；8-第二底腔；9-电机安装腔；10-第一电机；11-第二电机；12-风扇叶；13-第一风腔；14-第二风腔；15-第一制冷器；16-第二制冷器；17-第一底腔电磁阀；18-第二底腔电磁阀；19-第一冷流腔；20-第二冷流腔；21-柜盖；22-低位电磁阀；23-高位电磁阀；24-连通底管；25-底管电磁阀；26-距离传感模块。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1，冷柜壳体1内配置有第一冷冻隔间2、第二冷冻隔间3、中位隔板101，中位隔板101位于第一冷冻隔间2、第二冷冻隔间3之间位置。第一冷冻隔间2、第二冷冻隔间3上侧开口位置处配置有柜盖21，距离传感模块26位于柜盖21底面，柜盖21合上后，距离传感模块26向下传感检测冷冻隔间中物体的距离，传输到控制系统中，控制系统分析当前冷冻隔间物品的堆积高度。第一纵腔5位于中位隔板101与第一冷冻隔间2之间，第二纵腔6位于中位隔板101与第二冷冻隔间3之间。第一冷冻隔间2朝向中位隔板101的一侧板嵌入设置了通气阀条板4，第二冷冻隔间3朝向中位隔板101的一侧板都嵌入设置了通气阀条板4。第一冷冻隔间2朝向冷柜壳体1内壁的一侧板配置有低位电磁阀22、高位电磁阀23，第二冷冻隔间3朝向冷柜壳体1内壁的一侧板也配置有低位电磁阀22、高位电磁阀23。

冷柜壳体1内设有电机安装腔9，电机安装腔9位于第一纵腔5、第二纵腔6下方，第一电机10、第二电机11安装在电机安装腔9内(电机安装腔9的内壁设置隔热层，减少第一电机10、第二电机11向相关冷却腔体的热量散发)，冷柜壳体1内配置有第一风腔13、第二风腔14，第一风腔13位于电机安装腔9一侧方位，第二风腔14位于电机安装腔9另一侧方位，第一电机10输出端的风扇叶12伸入第一风腔13中，第二电机11输出端的风扇叶12伸入第二风腔14中(第一电机10输出端的风扇叶12排风方向朝向第一制冷器15，第二电机11输出端的风扇叶12排风方向朝向第二制冷器16)。第一风腔13中配置有第一制冷器15，第二风腔14中配置有第二制冷器16，第一制冷器15下游位置(实际也就是第一制冷器15的出风口下游侧)设有第一冷流腔19，第二制冷器16下游位置(实际也就是第二制冷器16的出风口下游侧)设有第二冷流腔20。第一冷冻隔间2一侧的低位电磁阀22、高位电磁阀23位于第一冷流腔19上侧区域，第二冷冻隔间3一侧的低位电磁阀22、高位电磁阀23位于第二冷流腔20上侧区域。

冷柜壳体1底部配置连通底管24，连通底管24一端连通第一冷流腔19，连通底管24另一端连通第二冷流腔20的连通底管24，连通底管24配置有底管电磁阀25。

请参阅图1、图3，通气阀条板4最底侧位置的通风电磁阀402的水平高度与低位电磁阀22的水平高度相同。

请参阅图1、图4，通气阀条板4最上侧位置的通风电磁阀402的水平高度与高位电磁阀23的水平高度相同。

请参阅图2、图3，通气阀条板4配置有多个温度传感模块401、多个通风电磁阀402，通气阀条板4的多个温度传感模块401、通风电磁阀402再竖直方向上交错分布。

请参阅图2，图4，第一纵腔5底部设有第一底腔7，第二纵腔6底部设有第二底腔8，中位隔板101下段位置配置了中位电磁阀102，中位电磁阀102位于第一底腔7与第二底腔8之间，中位电磁阀102打开时，连通第一底腔7和第二底腔8。第一底腔电磁阀17位于第一纵腔5与第一风腔13之间，第二底腔电磁阀18位于第二纵腔6与第二风腔14之间。

实施例二

本发明涉及一种冷柜一体化冷冻方法，包括初始启动制冷模式、常态冷冻模式、协助冷冻模式等内容。

㈠初始启动制冷模式

结合图3、图4、图5，冷柜启动后，当第一冷冻隔间2放置有物品时(距离传感模块26传感检测第一冷冻隔间2、第二冷冻隔间3中放置物品的高度，从而判断出第一冷冻隔间2或第二冷冻隔间3是否有物品，启动相应位置的风冷循环系统)，启动第一电机10、第一制冷器15，打开第一底腔电磁阀17、低位电磁阀22以及通气阀条板4最上侧位置的通风电磁阀402，经过第一制冷器15的冷流从低位电磁阀22持续导入第一冷冻隔间2底层，第一冷冻隔间2内的冷流持续积累，并从通气阀条板4最上侧位置的通风电磁阀402导入第一纵腔5(其中，第二冷冻隔间3放置有物品时，进行的初始启动制冷模式也是和上述制冷模式一样)。

㈡常态冷冻模式

图3、图4、图6，在初始启动制冷模式时，当通气阀条板4最上侧位置温度传感模块401传感检测到的温度低于一定值时(这个值可以是控制系统预设的温度值，通气阀条板4最上侧位置温度传感模块401传感检测到的温度低于这个值时，说明冷冻隔间内的初始气流已经蔓延到通气阀条板4最上侧位置温度传感模块401水平位置，原本放置到冷冻隔间中物品所携带的外界“热”空气已经被排出物品间隙、周围，冷流气体初步完成了对冷冻隔间物品原气体环境“替代”)，低位电磁阀22、通气阀条板4最上侧位置的通风电磁阀402关闭，高位电磁阀23打开，低于物品高度的通气阀条板4上的所有温度传感模块401实时监测冷冻隔间对应高度位置的温度，当其中任意一个温度传感模块401传感监测到的温度高于一定值时(这个温度值可以是控制系统预设的制冷温度值，本发明中控制系统预设的温度一般都可以通过外部的控制面板进行设定)，该温度传感模块401下方的首个通风电磁阀402打开(除了根据温度需要打开的通风电磁阀402，其它位置的通风电磁阀402关闭)。

㈢协助冷冻模式

图3、图4、图7，当第一冷冻隔间2载物运行、第二冷冻隔间3空载过程中，第一制冷器15的制冷功率超过一定值时，中位电磁阀102、第二底腔电磁阀18、底管电磁阀25打开，第一电机10、第一制冷器15运行功率降低到一定值，第二电机11、第二制冷器16启动，其中，第二电机11启动后第一风扇叶12、第二风扇叶12的排风量总和与第二电机11启动前第一风扇叶12的排风量相同，第二制冷器16启动后第一制冷器15、第二制冷器16的制冷量总和与第二制冷器16启动前第一制冷器15的制冷量相同(若是第一冷冻隔间2空载、第二冷冻隔间3载物运行过程中，进行协助冷冻的方式与上述内容类似，总体是一种相互对称化的开关控制设计)。

采用协助冷冻模式的主要原因、作用：在冷柜的电机、制冷器运行过程中，随着运行功率越来越大，其产生热量速率或者说其它无用功的增长速率越来越快，导致真正输出的有用功比例下降。因此，在一个冷冻隔间进行较高功率的冷冻状态时，降低当前冷冻隔间所在区域的电机、制冷器的输出功率，通过其它空载的电机、制冷器进行有用功补充当前冷冻隔间所欠缺的输出功率，一定程度上减少高功率运行状态下产生的“过度”无用功。

实施例三

在本发明各种制冷模式中，初始启动制冷模式过程中，设(运行的第一电机10或第二电机11，二选一)风扇叶12的排风量为Qa、制冷器(发生运行的第一制冷器15或第二制冷器16，这里所选的制冷器与前面所选电机所在位置对应)的制冷量为Wa，设冷冻隔间(也就是放置有物品的第一冷冻隔间2或第二冷冻隔间3，这里选择的冷冻隔间与前面所选电机所在位置对应)内放置物品的高度为H，则存在排风量Qa∝H，制冷量为Wa∝H。常态冷冻模式过程中，设通气阀条板4上打开的通风电磁阀402数目为M，则存在排风量Qa∝M，制冷量为Wa∝M。

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 (7)

1.一种冷柜一体化冷冻结构，其特征在于：

冷柜壳体（1）内配置有第一冷冻隔间（2）、第二冷冻隔间（3）以及位于第一冷冻隔间（2）与第二冷冻隔间（3）之间的中位隔板（101），所述第一冷冻隔间(2)上侧开口位置处、第二冷冻隔间(3)上侧开口位置处均配置有柜盖(21)，所述柜盖（21）底面配置有距离传感模块（26），所述中位隔板（101）与第一冷冻隔间（2）之间形成第一纵腔（5），所述中位隔板（101）与第二冷冻隔间（3）之间形成第二纵腔（6），所述第一纵腔（5）底部设有第一底腔（7），所述第二纵腔（6）底部设有第二底腔（8）；

所述中位隔板（101）底部配置有中位电磁阀（102），所述中位电磁阀（102）位于第一底腔（7）与第二底腔（8）之间，所述第一冷冻隔间（2）朝向中位隔板（101）的一侧板、第二冷冻隔间（3）朝向中位隔板（101）的一侧板都嵌入配置有通气阀条板（4），所述通气阀条板（4）配置有多个温度传感模块（401）、多个通风电磁阀（402），所述通气阀条板（4）的多个温度传感模块（401）、通风电磁阀（402）在竖直方向上交错分布，所述第一冷冻隔间(2)朝向冷柜壳体(1)内壁的一侧板配置有低位电磁阀(22)、高位电磁阀(23)，第二冷冻隔间(3)朝向冷柜壳体(1)内壁的一侧板配置有低位电磁阀(22)、高位电磁阀(23)；

所述冷柜壳体(1)内配置有电机安装腔(9)，电机安装腔(9)位于第一纵腔(5)和第二纵腔(6)的下方，所述电机安装腔（9）内配置有第一电机（10）、第二电机（11），所述第一电机（10）、第二电机（11）的输出端都配置有风扇叶（12），所述冷柜壳体(1)内配置有位于电机安装腔(9)水平方向一侧方位的第一风腔(13)、位于电机安装腔(9)水平方向另一侧方位的第二风腔(14)，所述第一电机（10）的风扇叶（12）位于第一风腔（13）中，所述第二电机（11）的风扇叶（12）位于第二风腔（14）中，所述第一纵腔（5）与第一风腔（13）之间配置有第一底腔电磁阀（17），所述第二纵腔（6）与第二风腔（14）之间配置有第二底腔电磁阀（18），所述第一风腔（13）中配置有第一制冷器（15），所述第二风腔（14）中配置有第二制冷器（16），

所述第一制冷器（15）出风口下游位置设有第一冷流腔（19），所述第二制冷器（16）出风口下游位置设有第二冷流腔（20），所述冷柜壳体（1）底部配置有连通第一冷流腔（19）、第二冷流腔（20）的连通底管（24），所述连通底管（24）配置有底管电磁阀（25）。

2.根据权利要求1所述的一种冷柜一体化冷冻结构，其特征在于：

所述通气阀条板（4）最底侧位置的通风电磁阀（402）的水平高度与低位电磁阀（22）的水平高度相同。

3.根据权利要求1所述的一种冷柜一体化冷冻结构，其特征在于：

所述通气阀条板（4）最上侧位置的通风电磁阀（402）的水平高度与高位电磁阀（23）的水平高度相同。

4.根据权利要求1所述的一种冷柜一体化冷冻结构，其特征在于：

所述第一冷冻隔间（2）一侧的低位电磁阀（22）、高位电磁阀（23）位于第一冷流腔（19）上侧区域，所述第二冷冻隔间（3）一侧的低位电磁阀（22）、高位电磁阀（23）位于第二冷流腔（20）上侧区域。

5.根据权利要求1所述的一种冷柜一体化冷冻结构，其特征在于：

所述第一电机（10）输出端的风扇叶（12）排风方向朝向第一制冷器（15），所述第二电机（11）输出端的风扇叶（12）排风方向朝向第二制冷器（16）。

6.一种冷柜一体化冷冻方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的一种冷柜一体化冷冻结构，包括以下内容：

㈠初始启动制冷模式

冷柜启动后，当第一冷冻隔间（2）放置有物品时，启动第一电机（10）、第一制冷器（15），打开第一底腔电磁阀（17）、低位电磁阀（22）以及通气阀条板（4）最上侧位置的通风电磁阀（402），经过第一制冷器（15）的冷流从低位电磁阀（22）持续导入第一冷冻隔间（2）底层，第一冷冻隔间（2）内的冷流持续积累，并从通气阀条板（4）最上侧位置的通风电磁阀（402）导入第一纵腔（5）；

㈡常态冷冻模式

在初始启动制冷模式时，当通气阀条板（4）最上侧位置温度传感模块（401）传感检测到的温度低于一定值时，低位电磁阀（22）、通气阀条板（4）最上侧位置的通风电磁阀（402）关闭，高位电磁阀（23）打开，低于物品高度的通气阀条板（4）上的所有温度传感模块（401）实时监测冷冻隔间对应高度位置的温度，当其中任意一个温度传感模块（401）传感监测到的温度高于一定值时，该温度传感模块（401）下方的首个通风电磁阀（402）打开；

㈢协助冷冻模式

当第一冷冻隔间（2）载物运行、第二冷冻隔间（3）空载过程中，第一制冷器（15）的制冷功率超过一定值时，中位电磁阀（102）、第二底腔电磁阀（18）、底管电磁阀（25）打开，第一电机（10）、第一制冷器（15）运行功率降低到一定值，第二电机（11）、第二制冷器（16）启动，其中，第二电机（11）启动后，第一电机（10）的风扇叶（12）和第二电机（11）的风扇叶（12）的排风量总和与第二电机（11）启动前第一电机（10）的风扇叶（12）的排风量相同，第二制冷器（16）启动后第一制冷器（15）、第二制冷器（16）的制冷量总和与第二制冷器（16）启动前第一制冷器（15）的制冷量相同。

7.根据权利要求6所述的一种冷柜一体化冷冻方法，其特征在于：

初始启动制冷模式过程中，设风扇叶（12）的排风量为Qa、制冷器的制冷量为Wa，设冷冻隔间内放置物品的高度为H，则存在排风量Qa∝H，制冷量为Wa∝H；

常态冷冻模式过程中，设通气阀条板（4）上打开的通风电磁阀（402）数目为M，则存在排风量Qa∝M，制冷量为Wa∝M。