[發明專利]具有速凍功能的三門多溫區制冷系統、冰箱及其控制方法

有效

• 申請號: 201510067047.4
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104764266B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 周敏;晏剛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F25D11/02
• 分類號: F25D11/02;F25B1/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 何會俠

1.具有速凍功能的三門多溫區制冷系統，其特征在于：包括壓縮機(1)，和壓縮機(1)出口依次連接的冷凝器(2)和干燥過濾器(3)，所述干燥過濾器(3)的出口分兩條支路，其中一路依次連接截止電磁閥(4)、冷藏毛細管(8)和冷藏蒸發器(11)，另一路連接雙穩態電磁閥(5)的進口，雙穩態電磁閥(5)的一個出口依次連接速凍毛細管(6)和速凍蒸發器(9)，另一個出口依次連接寬溫帶毛細管(7)和寬溫帶蒸發器(10)，速凍蒸發器(9)和寬溫帶蒸發器(10)并聯后連接冷凍蒸發器(12)，冷藏蒸發器(11)和冷凍蒸發器(12)并聯后連接壓縮機(1)的進口；所述壓縮機(1)、冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、截止電磁閥(4)、冷藏毛細管(8)以及冷藏蒸發器(11)構成第一制冷回路即冷藏回路；所述壓縮機(1)、冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、雙穩態電磁閥(5)、速凍毛細管(6)、速凍蒸發器(9)以及冷凍蒸發器(12)構成第二制冷回路即速凍回路；所述壓縮機(1)、冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、雙穩態電磁閥(5)、寬溫帶毛細管(7)、寬溫帶蒸發器(10)以及冷凍蒸發器(12)構成第三制冷回路即寬溫帶回路。

2.根據權利要求1所述的具有速凍功能的三門多溫區制冷系統，其特征在于：所述冷藏毛細管(8)比速凍毛細管(6)和寬溫帶毛細管(7)的長度短。

3.具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述冰箱的結構從上到下依次是，冷藏室(101)和瓜果室(102)、0度保鮮室(103)、寬溫帶冷凍室(104)、冷凍室(105)、速凍室(106)；速凍室(106)和冷凍室(105)對應權利要求1所述速凍回路，冷藏室(101)和瓜果室(102)對應權利要求1所述冷藏回路，0度保鮮室(103)、寬溫帶冷凍室(104)和冷凍室(105)對應權利要求1所述的寬溫帶回路。

4.根據權利要求3所述的具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述冰箱具有三個門體，冷藏室(101)和瓜果室(102)對應第一個門體，0度保鮮室(103)和寬溫帶冷凍室(104)對應第二個門體，冷凍室(105)和速凍室(106)對應第三個門體。

5.根據權利要求3所述的具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述冷藏蒸發器(11)的管路主要分布在冷藏室(101)對應的后背內膽上，管路的1/4-1/3分布在瓜果室(102)對應的后背內膽上，所述冷藏室(101)和瓜果室(102)之間是冷藏隔熱板(13)。

6.根據權利要求3所述的具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述0度保鮮室(103)和寬溫帶冷凍室(104)的后背內膽上對應的是寬溫帶蒸發器(10)，制冷劑先經過寬溫帶冷凍室(104)對應的寬溫帶蒸發器(10)的管路部分，再經過0度保鮮區(103)對應的寬溫帶蒸發器(10)的管路部分；0度保鮮室(103)內的蓄冷裝置的蓄冷載體是冰水混合物，所述0度保鮮室(103)和寬溫帶冷凍室(104)之間是保鮮隔熱板(14)。

7.根據權利要求3所述的具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述寬溫帶蒸發器(10)的管節距不均勻，沿制冷劑流動方向，管節距逐漸增加。

8.根據權利要求3所述的具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述冷凍室(105)的冷凍蒸發器(12)采用擱架式蒸發器，根據冷凍室(105)的體積大小，布置兩層或三層；速凍室(106)的速凍蒸發器(9)采用管板式蒸發器。

9.根據權利要求3所述的具有速凍功能的三門多溫區冰箱，其特征在于：所述冰箱配備有三個溫控器，分別配置在冷藏室(101)、0度保鮮室(103)和速凍室(106)中。

10.權利要求3所述具有速凍功能的三門多溫區冰箱的控制方法，其特征在于：所述冰箱的控制方法的優先級是：緊急速凍、冷藏、保鮮、速凍；先檢測速凍室(106)的溫度，若檢測到速凍室(106)內有食物需要緊急速凍，則只運行速凍回路，集中給速凍室(106)供冷，實現速凍室(106)的快速降溫，同時給冷凍室(105)補充冷量；其次，檢測冷藏室(101)的溫度，冷藏室(101)不需要冷量時，關閉冷藏回路，并依次檢測0度保鮮室(103)的溫度、速凍室(106)的溫度，根據間室冷量需求，對應運行寬溫帶回路或速凍回路，分別給0度保鮮室(103)、寬溫帶冷凍室(104)、冷凍室(105)供冷，或給速凍室(106)、冷凍室(105)供冷；冷藏室(101)需要冷量，并且0度保鮮室(103)或速凍室(106)也需要冷量，實現同時給冷藏室(101)、瓜果室(102)、0度保鮮室(103)、寬溫帶冷凍室(104)、冷凍室(105)或同時給冷藏室(101)、瓜果室(102)、速凍室(106)、冷凍室(105)供冷；最后檢測速凍室(106)的溫度，若速凍室有冷量需求，進一步為速凍室(106)、冷凍室(105)補充冷量；控制方法的具體步驟如下：

步驟1：先檢測速凍室溫度T_SD，如果速凍室溫度T_SD高于速凍室設定溫度上限T_SDU3℃，表明有食物需要緊急速凍，那么壓縮機(1)啟動，運行速凍循環，雙穩態電磁閥(5)呈現FAS狀態，進入步驟5；否則，進入步驟2；

步驟2：檢測冷藏室溫度T_LC，如果冷藏室溫度T_LC高于冷藏室設定溫度上限T_LCU，則截止電磁閥(4)呈現FBO狀態，進入步驟6；否則，進入步驟3；

步驟3：檢測0度保鮮室溫度T_BX，如果0度保鮮室溫度T_BX高于0度保鮮室設定溫度上限T_BXU，則雙穩態電磁閥(5)呈現FAB狀態，進入步驟7；否則，進入步驟4；

步驟4：檢測速凍室溫度T_SD，如果速凍室溫度T_SD高于速凍室設定溫度上限T_SDU，則雙穩態電磁閥(5)呈現FAS狀態，運行速凍循環，否則，壓縮機(1)停機；

步驟5：在冰箱運行速凍循環時，雙穩態電磁閥(5)呈現FAS狀態，若速凍室溫度T_SD大于速凍室設定溫度下限T_SDL，冰箱將一直運行速凍循環；如果某時刻速凍室溫度T_SD達到速凍室設定溫度下限T_SDL，進入步驟2；

步驟6：在冰箱運行冷藏循環時，

步驟6.1：此時冷藏室溫度T_LC高于冷藏室設定溫度上限T_LCU，截止電磁閥(4)呈現FBO狀態，檢測0度保鮮室溫度T_BX和速凍室溫度T_SD，分別有下列四種對應情況及步驟，

(a)若0度保鮮室溫度T_BX高于0度保鮮室設定溫度上限T_BXU，并且速凍室溫度T_SD高于速凍室設定溫度上限T_SDU，則雙穩態電磁閥(5)呈現FAB狀態，此時運行冷藏循環和寬溫帶循環；

(b)若0度保鮮室溫度T_BX高于0度保鮮室設定溫度上限T_BXU，并且速凍室溫度T_SD低于速凍室設定溫度上限T_SDU，則雙穩態電磁閥(5)呈現FAB狀態，此時運行冷藏循環和寬溫帶循環；

(c)若0度保鮮室溫度T_BX低于0度保鮮室設定溫度上限T_BXU，并且速凍室溫度T_SD低于速凍室設定溫度上限T_SDU，則雙穩態電磁閥(5)呈現FAB狀態，此時運行冷藏循環和寬溫帶循環；

(d)若0度保鮮室溫度T_BX低于0度保鮮室設定溫度上限T_BXU，并且速凍室溫度T_SD高于速凍室設定溫度上限T_SDU，則雙穩態電磁閥(5)呈現FAS狀態，此時運行冷藏循環和速凍循環；

步驟6.2：冰箱執行步驟6.1時，若冷藏室溫度T_LC高于冷藏室設定溫度下限T_LCL，則一直執行步驟6.1；否則截止電磁閥(4)切換至FBF狀態，進入步驟4；

步驟7：在冰箱運行寬溫帶循環時，雙穩態電磁閥(5)呈現FAB狀態，若0度保鮮室溫度T_BX大于0度保鮮室設定溫度下限T_BXL，冰箱將一直運行寬溫帶循環；如果某時刻0度保鮮室溫度T_BX達到0度保鮮室設定溫度下限T_BXL，進入步驟4；

其中：T_SD：速凍室溫度；T_SDU：速凍室設定溫度上限；T_SDL：速凍室設定溫度下限；T_BX：0度保鮮室溫度；T_BXU：0度保鮮室設定溫度上限；T_BXL：0度保鮮室設定溫度下限；T_LC：冷藏室溫度；T_LCU：冷藏室設定溫度上限；T_LCL：冷藏室設定溫度下限；FBO：截止電磁閥(4)處于開啟狀態；FBF：截止電磁閥(4)處于關閉狀態；FAB：雙穩態電磁閥(5)連接寬溫帶回路；FAS：雙穩態電磁閥(5)連接速凍回路；其中，雙穩態電磁閥(5)和截止電磁閥(4)的狀態相互獨立。