專利名稱：新型電冰箱及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域，涉及電冰箱，尤其涉及到一種具有過冷保鮮功 能的電冰箱及其控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的冰箱具有的保鮮方法大致可以分為三種1.需要長時間保鮮的肉類 食品放置在冷凍室內(nèi)以一18-C左右的溫度進行冷凍保存；2.短時間保鮮的肉類 食品通常放在變溫室內(nèi)以一7。C左右的溫度進行軟冷凍保存；3.蔬菜及水果放置
在冷藏室內(nèi)以5-C左右的溫度保存。
現(xiàn)代科學(xué)研究表明，動植物食品均由細胞組成。其中，果蔬類植物由纖維 素和果膠質(zhì)圍繞著軟質(zhì)細胞群所構(gòu)成的組織組成，在細胞間存在有氣體間隙。 與此比較起來，魚肉和作為食用肉的動物肌細胞為細長的纖維狀，有相當彈力 的肌纖維鞘包在細胞膜外，鞘中肌原纖維規(guī)則整齊地排列著，然后此肌纖維成 束外面包圍著結(jié)締組織成為肌肉，進而肌肉以結(jié)締組織組成的厚膜所包裹。這 些厚的、有彈性的結(jié)締組織在冰結(jié)晶形成時，保護肌肉細胞組織，在解凍時也 有促進復(fù)原的作用。
動植物由于這樣的細胞組織組成，因此冷卻而生成冰結(jié)晶，進而到凍結(jié)狀 態(tài)的冰結(jié)晶對它們的影響頗大，主要是影響生物體的組織結(jié)構(gòu)變化和細胞內(nèi)膠 質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。若形成大結(jié)晶之類的異物，細胞和細胞組織會受到機械損傷。
另外，在水結(jié)冰后，體積約膨脹9%，由此使植物體之類的軟細胞組織易受到
損傷。再者，在植物組織中有細胞間隙氣體、溶存氣體等，特別是溶存氣體， 若氣化則體積增大數(shù)百倍，產(chǎn)生大的膨脹壓而起破壞作用。因此若把凍結(jié)的草 莓和番茄解凍，就會失去原來的硬度，成為松軟狀。而若將凍結(jié)鱈魚解凍，則 肉質(zhì)成為多孔性的海綿狀。同時，細胞由膠質(zhì)狀的原形質(zhì)組成，在形成冰結(jié)晶 的過程中膠質(zhì)脫水，因而隨著結(jié)晶的生成，未結(jié)晶部分的殘液的可溶性物質(zhì)的
濃度逐漸增高，在細胞內(nèi)外形成濃度差，產(chǎn)生不同的滲透壓；而pH值的變化則 使蛋白質(zhì)成為鹽析狀態(tài)而沉淀，溶解性降低以至變性。所以，解凍即使使冰結(jié) 晶恢復(fù)成原來的水，也不可能再恢復(fù)原來的膠質(zhì)狀態(tài)(即新鮮狀態(tài))。解凍凍結(jié) 食品的膠質(zhì)的不可逆性主要是由于生成了冰結(jié)晶的原故。
此外，在凍結(jié)過程中， 一些食品的蛋白質(zhì)會發(fā)生變性。例如把固狀豆腐凍 結(jié)、冷藏，由于蛋白質(zhì)的變性，可以得到與生豆腐完全不同組成的另一種粘彈 性結(jié)構(gòu)的凍豆腐。這主要是由于凍結(jié)之際，隨冰結(jié)晶的生成而形成了多孔性結(jié)
構(gòu)，在一5 一rc下貯存三周使蛋白質(zhì)變性而生粘彈性。魚肉蛋白質(zhì)也隨著凍
結(jié)的深入而變性。
在通常的保鮮方法中對于肉類食品的保鮮，無論是在一18。C左右的冷凍保鮮還是在一7"C左右的軟冷凍保鮮，肉類食品都是在凍結(jié)的狀態(tài)下保存的；蔬菜
和水果的保鮮在通常方法下都是放置在5'C左右的環(huán)境下進行的，這樣做的目的
是為了保證蔬菜和水果不會結(jié)冰，否則就會影響其外觀及口感有時甚至?xí)冑|(zhì) 從而達不到保鮮的效果，但采用這種保鮮方法的保鮮時間相對較短。
因此，需要一種具有新的保鮮方法的冰箱，可以在食物不進入凍結(jié)狀態(tài)下 進行較長時間的保鮮，以最大限度地保持食物原有的外觀及口感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型冰箱，可以實現(xiàn)溫度在冰點以下但非凍結(jié) 的狀態(tài)即過冷狀態(tài)下進行食物的保鮮。
為達到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是 一種新型電冰箱，包括冷 氣系統(tǒng)，還包括過冷保鮮室，其通過引風(fēng)管、回風(fēng)管與冷氣系統(tǒng)相連。
進一步還包括冷藏室、冷凍室，該過冷保鮮室設(shè)置在冷藏室下方，冷凍 室上方，其包括內(nèi)腔、外腔兩層結(jié)構(gòu)，兩層之間留有一定空間。
在過冷保鮮室上部的內(nèi)、外腔間隙之間設(shè)置有一直流離心式風(fēng)扇。
過冷保鮮室內(nèi)腔中設(shè)有溫度傳感器。
在過冷保鮮室的外腔外設(shè)有一引風(fēng)管，引風(fēng)管為"r"型結(jié)構(gòu)，其下端開
口于冷凍室左側(cè)頂部，上端開口于直流離心式風(fēng)扇正上方。 過冷保鮮室底部中心位置設(shè)有一與冷凍室連通的回風(fēng)管。 過冷保鮮室開門一側(cè)側(cè)壁邊框上設(shè)有一門狀態(tài)檢測開關(guān)。 引風(fēng)管與冷凍室連通的一端覆蓋有網(wǎng)狀物。 回風(fēng)管與冷凍室連通的一端覆蓋有網(wǎng)狀物。
上述新型電冰箱的控制方法，溫度傳感器感測過冷保鮮室內(nèi)的溫度，微控 制器根據(jù)該溫度發(fā)出指令控制驅(qū)動電路運行，驅(qū)動電路控制風(fēng)扇運轉(zhuǎn)導(dǎo)入冷氣 流，直至過冷保鮮室維持在過冷狀態(tài)。
進一步避免流動的冷氣流直接接觸食物而使食物的過冷狀態(tài)被破壞，如 制冷氣流在內(nèi)外腔體形成的夾層中流動而避免直接接觸食物。
當過冷保鮮室內(nèi)溫度高于O"C，驅(qū)動電路發(fā)出的PWM脈寬最大，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也
最快；當過冷保鮮室內(nèi)的溫度降到Ot:時，，PWM脈寬減小，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速減緩，使 得過冷保鮮室低速降溫；當達到某一過冷狀態(tài)溫度點時，PWM脈寬調(diào)整為使得風(fēng) 扇轉(zhuǎn)速保持在使過冷保鮮室維持在該過冷狀態(tài)溫度點的速度。
當過冷保鮮室內(nèi)的溫度降到ot:時，該過冷保鮮室以《o.5t:/h的速度降溫。
該過冷狀態(tài)溫度為-2到-5'C之間。
由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點使得食物在正常冷凍溫度點
的條件下保藏食物，并且可以不凍結(jié)，長時間保持食物新鮮。


圖1為本發(fā)明實施例的一臺冰箱的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例的過冷保鮮室的具體正面透視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明實施例的過冷保鮮室的俯視圖。圖4為本發(fā)明實施例的過冷保鮮室的仰視圖。
圖5為本發(fā)明實施例的過冷保鮮室的控制系統(tǒng)框圖。 圖6為本發(fā)明實施例中的過冷保鮮室的控制流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本發(fā)明提供了一種冰箱，包括了冷凍室、冷藏室和過冷保鮮室。所述的冷 凍室、冷藏室及過冷保鮮室都設(shè)置有門，其中冷凍室和冷藏室實現(xiàn)常規(guī)的保鮮 功能，過冷保鮮室實現(xiàn)食物在過冷狀態(tài)下的保鮮，過冷保鮮室的位置位于冷凍 室和冷藏室之間。
本發(fā)明的冷凍室和冷藏室與常規(guī)冰箱在結(jié)構(gòu)和控制方面相同，過冷保鮮室 在結(jié)構(gòu)上面采用夾層結(jié)構(gòu)，外層部分為保溫層，內(nèi)層形成的空腔用來存放需要 保鮮的食物，在夾層內(nèi)腔的上面中心位置有一離心風(fēng)扇，內(nèi)腔里面有一高精度
溫度傳感器，測溫精度可以達到o.rc，在保鮮室的側(cè)壁邊框上面有一門狀態(tài)檢
測開關(guān)，用來檢測保鮮室的門是否關(guān)閉，如果檢測到門未正常關(guān)閉就會暫停當 前控制程序的運行并提示用戶重新關(guān)門。在過冷保鮮室的外面夾層的上面設(shè)有 引風(fēng)管，作為引入冷氣的通道，在外面夾層的底部有一回風(fēng)管，作為冷卻氣體 的回流通道，從而構(gòu)成一個完整的氣體循環(huán)通道。過冷保鮮室的控制由一個具
有脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出功能的微控制器來完成。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的冰箱示意圖。如圖所示，本發(fā)明的冰 箱從上至下依次為冷藏室1、過冷保鮮室2和冷凍室3，即冷藏室設(shè)置在最上面， 冷凍室在最下面，過冷保鮮室設(shè)置在兩者的中間。在冷藏室外面設(shè)置有冷藏室 門4，過冷保鮮室外面設(shè)置有保鮮室門5，同時在冷凍室外面設(shè)置有冷凍室門6。
本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)為從上至下依次為冷藏室、過冷保鮮室和冷凍室，這 樣做的目的是利用空氣在不同的溫度下密度不同，溫度低的空氣比溫度高的密 度大，防止過冷保鮮室的空氣與冷凍室的空氣發(fā)生自然對流換熱。本結(jié)構(gòu)不但 可以有利于控制其溫度變化速率并使保鮮室內(nèi)部的溫度保持均勻，還可以保證 不會有冷氣直接吹到食物上面而使其結(jié)冰，同時還可以有效的保證保鮮室內(nèi)的 濕度不會發(fā)生變化，進一步加強了保鮮的效果。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的冰箱過冷保鮮室的正面透視圖。如圖 所示，本過冷保鮮室的主體部分由一個外腔13和內(nèi)腔14組成，在外腔13與內(nèi) 腔14的之間的上部空間內(nèi)安裝有一個驅(qū)動氣流循環(huán)的直流離心式風(fēng)扇。在外腔 13的外面有一 "r "形引風(fēng)管11，此引風(fēng)管的下端開口位于過冷保鮮室2下方 的冷凍室3的頂部左側(cè)，上端開口位于離心式風(fēng)扇12的正上方。在過冷保鮮室 2外腔13的底部中心位置有一回風(fēng)管16，其上端開口位于外腔13的底部中心 位置，下端開口位于冷凍室3的頂部中心位置。在引風(fēng)管11和回風(fēng)管16的下 端開口與冷凍室相連通的部分都覆蓋有網(wǎng)狀物15，此網(wǎng)狀物由絕熱材料構(gòu)成， 網(wǎng)孔尺寸控制在0. 5mm*0. 5mm左右，目的是適當增大空氣流動的阻力，可以防 止過冷保鮮室與冷凍室之間發(fā)生自然對流換熱。在過冷保鮮室內(nèi)腔14的頂部后 方有一溫度傳感器17用來測量過冷保鮮室內(nèi)的溫度。圖2中箭頭所示方向為離心式風(fēng)扇啟動后氣流的流動方向，首先冷凍室內(nèi)的冷卻氣體在風(fēng)扇的作用下穿
過網(wǎng)狀物15經(jīng)過引風(fēng)管11進入到過冷保鮮室外腔13與內(nèi)腔14之間的夾層中， 進來的氣體由于離心風(fēng)扇的作用會在內(nèi)腔14的周圍環(huán)繞流動并經(jīng)過回風(fēng)管16 回到冷凍室3內(nèi)，完成整個冷卻氣流的循環(huán)過程。在保鮮室開門的一側(cè)側(cè)壁邊 框上設(shè)有門狀態(tài)檢測開關(guān)，如果檢測到門未正常關(guān)閉就會暫停當前控制程序的 運行并提示用戶重新關(guān)門。
如圖5所示，過冷保鮮室的控制系統(tǒng)為由溫度傳感器檢測過冷保鮮室內(nèi)的 溫度，并將檢測得到的溫度傳送至微控制器，微控制器根據(jù)溫度進行判斷并給 出不同指令控制驅(qū)動電路運行，該驅(qū)動電路輸出的P麗控制脈沖驅(qū)動風(fēng)扇的運 轉(zhuǎn)將冷凍室內(nèi)的冷氣流導(dǎo)入過冷保鮮室，最終使得過冷保鮮室穩(wěn)定在某一溫度， 達到保鮮的效果。
圖6是本發(fā)明的一個實施例的過冷保鮮室的控制流程圖。當冰箱啟動后冷 凍室內(nèi)的蒸發(fā)器就會開始制冷，溫度傳感器17檢測過冷保鮮室內(nèi)的溫度，如果
溫度高于ox:微控制器發(fā)出的控制指令使輸出的P麗控制脈沖寬度最大，這時風(fēng)
扇的轉(zhuǎn)速達到最大，從冷凍室進入到過冷保鮮室內(nèi)的冷氣流量也達到最大，目
的是使過冷保鮮室以最快的速度降溫。當過冷保鮮室內(nèi)的溫度降到o-c時，微控
制器發(fā)出控制指令使輸出的PWM控制脈沖的寬度減小以使過冷保鮮室的冷卻速 度降低到《0.5。C/h的程度，例如0.2tVh (。當過冷保鮮室內(nèi)的溫度以這個冷 卻速度降溫到一3t:時(此處以-3'C為例，該過冷保鮮室的溫度一般可以冷卻至 -2到-5"C之間。)，微控制器調(diào)整輸出的P麗脈沖的寬度到適當?shù)某潭纫允寡h(huán) 風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速維持在一個合適的速度以保證過冷保鮮室內(nèi)的溫度維持一3"C的溫 度不變。此時過冷保鮮室內(nèi)存放的食物溫度也相應(yīng)維持在一3"C的溫度不變，也 就是在低于食物正常凍結(jié)溫度點以下但未進入凍結(jié)狀態(tài)的溫度，從而達到食物 的過冷保鮮的目的。
本發(fā)明除了實現(xiàn)控制溫度下降速度及維持溫度的目標，還要避免流動的冷 空氣直接接觸食物而使食物的過冷狀態(tài)被破壞。本發(fā)明實施例中冷氣流是在內(nèi) 外腔體形成的夾層中流動的，沒有直接接觸內(nèi)腔中存放的食物。
上述冰箱的結(jié)構(gòu)形式不只是限于上面的表現(xiàn)形式，還可以有其他的實現(xiàn)形 式，只要其滿足上述的使食物形成過冷狀態(tài)的條件。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用 本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改， 并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此， 本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明 做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種新型電冰箱，包括冷氣系統(tǒng)，其特征在于還包括過冷保鮮室，其通過引風(fēng)管、回風(fēng)管與冷氣系統(tǒng)相連。
2、 如權(quán)利要求l所述的新型電冰箱，其特征在于還包括冷藏室、冷凍室, 該過冷保鮮室設(shè)置在冷藏室下方，冷凍室上方，其包括內(nèi)腔、外腔兩層結(jié)構(gòu)， 兩層之間留有一定空間。
3、 如權(quán)利要求1所述的新型電冰箱，其特征在于在過冷保鮮室上部的內(nèi)、 外腔間隙之間設(shè)置有一直流離心式風(fēng)扇。
4、 如權(quán)利要求l所述的新型電冰箱，其特征在于過冷保鮮室內(nèi)腔中設(shè)有 溫度傳感器。
5、 如權(quán)利要求2所述的新型電冰箱，其特征在于在過冷保鮮室的外腔外 設(shè)有一引風(fēng)管，引風(fēng)管為"「"型結(jié)構(gòu)，其下端開口于冷凍室左側(cè)頂部，上端 開口于直流離心式風(fēng)扇正上方。
6、 如權(quán)利要求2所述的新型電冰箱，其特征在于過冷保鮮室底部中心位 置設(shè)有一與冷凍室連通的回風(fēng)管。
7、 如權(quán)利要求l所述的新型電冰箱，其特征在于過冷保鮮室開門一側(cè)側(cè) 壁邊框上設(shè)有一 門狀態(tài)檢測開關(guān)。
8、 如權(quán)利要求5所述的新型電冰箱，其特征在于引風(fēng)管與冷凍室連通的 一端覆蓋有網(wǎng)狀物。
9、 如權(quán)利要求6所述的新型電冰箱，其特征在于回風(fēng)管與冷凍室連通的一端覆蓋有網(wǎng)狀物。
10、 權(quán)利要求1至9所述新型電冰箱的控制方法，其特征在于溫度傳感 器感測過冷保鮮室內(nèi)的溫度，微控制器根據(jù)該溫度發(fā)出指令控制驅(qū)動電路運行， 驅(qū)動電路控制風(fēng)扇運轉(zhuǎn)導(dǎo)入冷氣流，直至過冷保鮮室維持在過冷狀態(tài)。
11、 如權(quán)利要求10所述的改進的冰箱的控制方法，其特征在于還包括 避免流動的冷氣流直接接觸食物而使食物的過冷狀態(tài)被破壞。
12、 如權(quán)利要求ll所述的改進的冰箱的控制方法，其特征在于控制冷氣 流在內(nèi)外腔體形成的夾層中流動而避免直接接觸食物。
13、 如權(quán)利要求10所述的改進的冰箱的控制方法，其特征在于當過冷保 鮮室內(nèi)溫度高于0'C，驅(qū)動電路發(fā)出的P麗脈寬最大，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也最快；當過冷保鮮室內(nèi)的溫度降到or;時，，PWM脈寬減小，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速減緩，使得過冷保鮮室低速降溫；當達到某一過冷狀態(tài)溫度點時，PM1脈寬調(diào)整為使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)速保持在使過冷保鮮室維持在該過冷狀態(tài)溫度點的速度。
14、 如權(quán)利要求13所述的改進的冰箱的控制方法，其特征在于當過冷保 鮮室內(nèi)的溫度降到0'C時，該過冷保鮮室以《0. 5°C/h的速度降溫。
15、 如權(quán)利要求13所述的改進的冰箱的控制方法，其特征在于該過冷狀態(tài)溫度為-2到-5。C之間。
全文摘要
一種新型電冰箱，包括冷氣系統(tǒng)，還包括過冷保鮮室，其通過引風(fēng)管、回風(fēng)管與冷氣系統(tǒng)相連。進一步還包括冷藏室、冷凍室，該過冷保鮮室設(shè)置在冷藏室下方，冷凍室上方，其包括內(nèi)腔、外腔兩層結(jié)構(gòu)，兩層之間留有一定空間。該新型電冰箱的控制方法溫度傳感器感測過冷保鮮室內(nèi)的溫度，微控制器根據(jù)該溫度發(fā)出指令控制驅(qū)動電路運行，驅(qū)動電路控制風(fēng)扇運轉(zhuǎn)導(dǎo)入冷氣流，直至過冷保鮮室維持在過冷狀態(tài)。本發(fā)明具有以下特點使得食物在正常冷凍溫度點的條件下保藏食物，并且可以不凍結(jié)，長時間保持食物新鮮。
文檔編號F25D11/02GK101451783SQ200710171729
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者偉 宋, 甄永杰, 秦俸吉, 彬 遲 申請人:蘇州三星電子有限公司