本發(fā)明冰箱及冰柜食品高品質(zhì)保鮮領(lǐng)域，具體涉及一種相變鎖鮮冰箱。

背景技術(shù)：

1、冰箱、冰柜，是人們生活中最常使用的用于食品保鮮的家用電器。隨著用戶需求的多元化及生活水平的提高，人們對食品保鮮的要求越來越高，食品在保鮮過程中降溫速度越快，保鮮效果越好。目前冰箱主要采用風冷進行冷凍保鮮，冷凍速度慢，食品內(nèi)部形成的大顆粒冰晶刺破細胞壁，在解凍后食品組織液流失，風味降低。為了保持內(nèi)部低溫環(huán)境，冰箱一般采用定頻壓縮機制冷，冰箱內(nèi)溫度控制精度低、溫度波動大，容易導致食品在冷凍過程的反復凍融，進一步影響食品品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、對此，我們提出一種相變鎖鮮冰箱來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，通過將低溫相變材料封裝在高導熱金屬殼內(nèi)與食品直接接觸導熱快速降低食品溫度，并利用風扇增強空氣對流換熱能力，耦合了固體相變冷卻和風冷冷卻技術(shù)，進一步提高食品降溫速度，并通過金屬相變晶胞翻轉(zhuǎn)機構(gòu)確保相變材料供冷的均勻性。同時利用相變材料相變恒溫作用，可以顯著降低冷凍室溫度波動，避免食品因溫度波動造成的二次結(jié)晶。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種相變鎖鮮冰箱，包括冷凍室和制冷系統(tǒng)，所述冷凍室內(nèi)設(shè)置有相變層、金屬相變晶胞和引流機構(gòu)，所述相變層為板狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述冷凍室底部和側(cè)壁，所述金屬相變晶胞為多面體結(jié)構(gòu)，所述金屬相變晶胞放置在所述冷凍室內(nèi)，堆積在需要冷凍保鮮的食品周圍，與食品緊密接觸，所述相變層和金屬相變晶胞均包含金屬外殼和低溫相變材料，所述低溫相變材料被密封在所述金屬外殼內(nèi)，所述低溫相變材料通過所述金屬外殼將相變潛熱傳導給食品，實現(xiàn)食品的快速降溫，所述引流機構(gòu)可以設(shè)置在冷凍室頂部、側(cè)面和底部，包括翻蓋、引流室和循環(huán)風扇，翻蓋的下表面開設(shè)有出風孔和進風孔，所述引流室設(shè)置在翻蓋背后，引流室內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風扇，通過循環(huán)風扇加快空氣流通，進一步提高食品冷卻速度，所述制冷系統(tǒng)采用定頻或變頻方式為冷凍室提供冷量。

4、具體地，所述冷凍室內(nèi)設(shè)置有可移動的牽引機構(gòu)，所述多個金屬相變晶胞放置在網(wǎng)袋中，所述網(wǎng)袋連接著所述牽引機構(gòu)，牽引機構(gòu)包括兩組收放卷馬達，兩組收放卷馬達的輸出軸均傳動連接在引流室內(nèi)的長軸，兩組長軸的外側(cè)中部均設(shè)置有收放卷輥，所述收放卷輥上繞設(shè)有牽引繩，通過牽引繩的收放對網(wǎng)兜內(nèi)多個金屬相變晶胞位置翻轉(zhuǎn)，確保相變晶胞均勻的為食品提供冷量。

5、具體地，所述冷凍室設(shè)置有可移動的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括金屬板、翻轉(zhuǎn)軸和移動軌道，所述多個金屬相變晶胞放置在網(wǎng)兜中，所述網(wǎng)兜內(nèi)設(shè)置有金屬板，金屬板與所述翻轉(zhuǎn)軸固定連接，所述翻轉(zhuǎn)軸連接在可上下移動軌道上，所述移動軌道設(shè)置在冷凍室側(cè)壁，所述金屬板將多個金屬相變晶胞拆分成上下兩個晶胞簇，通過所述翻轉(zhuǎn)軸帶動所述金屬板上下翻轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)兩個晶胞簇位置翻轉(zhuǎn)。

6、具體地，所述冷凍室內(nèi)設(shè)置有可移動的傳動機構(gòu)，包括保鮮載具、傳送裝置和移動軌道，所述保鮮載具由多個金屬相變晶胞之間通過彈性材料兩兩連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述保鮮載具首尾相連后部分放置傳送裝置上，所述傳送裝置上設(shè)置有凸起，用于固定金屬相變晶胞，所述傳送裝置上連接在可上下移動的軌道上，當傳動裝置整體移動至上方后進行傳動可帶動金屬相變晶胞的位置變化。

7、具體地，所述低溫相變材料相變溫度比冰箱冷凍室溫度高2-5℃。

8、具體地，設(shè)置在所述冷凍室側(cè)壁的相變層表面設(shè)置有凹槽。

9、具體地，所述相變鎖鮮冰箱根據(jù)保鮮食品種類不同設(shè)置有禽肉保鮮、蔬果保鮮、水產(chǎn)品保鮮功能按鈕，根據(jù)保鮮食品質(zhì)量不同設(shè)置有質(zhì)量輸入按鈕。

10、相變鎖鮮冰箱的鎖鮮控制方法，所述冷凍室設(shè)置環(huán)境溫度傳感器t1，冷凍層溫度設(shè)定值為tset,在所述冷凍室底部的相變層表面設(shè)置有溫度傳感器t2，所述循環(huán)風扇回風口設(shè)置有溫度傳感器t3，鎖鮮運行控制分為快冷模式、充冷模式、補冷模式三種運行模式，具體模式運行如下：

11、1)當冷凍室內(nèi)無食品，冰箱門被開啟過，且t2>tset時，開啟補冷模式，壓縮機開啟，循環(huán)風扇不開，直至t1＝t2＝t3＝tset；

12、2)當將需要鎖鮮的食品放入冷凍室時，開啟快冷模式，此時壓縮機開啟，循環(huán)風扇也打開，具體運行步驟如下：

13、s1、將需要冷凍鎖鮮的食品放入所述冷凍層的底部相變層上表面，通過移動金屬相變晶胞使其堆積在食品上表面，此時冰箱壓縮機開啟，所述循環(huán)風扇也開啟；

14、s2、判斷食品類型和質(zhì)量，根據(jù)用戶輸入的食品類型和質(zhì)量計算食品降溫至所述冷凍層設(shè)定溫度所需的冷量q和預(yù)估冷卻時間t；

15、s3、當冷卻時間達到1/2t時且t2>tset，利用翻轉(zhuǎn)移動所述金屬相變晶胞，使原先未接觸食品的部分金屬相變晶胞與食品直接接觸；

16、s4、當冷卻時間達到t時，判斷是否滿足t3＝tset，若是則5分鐘后關(guān)停循環(huán)風扇，否則延遲30s后重新判斷是否滿足t3＝tset，直至滿足要求；

17、3)當冷凍室內(nèi)無食品，相變層表面溫度t2>tset，開啟充冷模式，此時壓縮機開，循環(huán)風扇也開啟，直至相變層表面溫度t2＝tset后，延遲m分鐘(和相變層的潛熱與壓縮機制冷量有關(guān)，需要計算)關(guān)閉壓縮機和循環(huán)風扇。

18、本發(fā)明提出的一種相變鎖鮮冰箱，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

19、1.金屬相變晶胞為多面體顆粒，導熱強，可對食品緊密包裹，且內(nèi)含有低溫相變材料，與食品接觸后立即發(fā)生相變，快速吸收食品熱量，結(jié)合空氣對流換熱，使其迅速越過最大冰晶生成帶，在食品內(nèi)部形成微細冰晶，不刺破細胞壁，有利于保證食品的完整性和風味；

20、2.金屬相變晶胞通過機械結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)自動移動或翻轉(zhuǎn)，可保障堆疊的金屬相變晶胞上下表面換熱的均勻性，對食品均勻供冷；

21、3.金屬相變晶胞可長時間重復使用，降低食品保鮮成本，具有良好的環(huán)保特性；

22、4.冷凍室側(cè)壁和底部設(shè)置的相變層有利于維持冷凍室內(nèi)保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，減少冰箱壓縮機啟停對冷凍室溫度的影響；

23、5.可對不同類型和質(zhì)量的食品進行針對性控制，提升食品溫度控制效果。

技術(shù)特征：

1.一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于：包括冷凍室(1)和制冷系統(tǒng)，所述冷凍室(1)內(nèi)設(shè)置有相變層(2)、金屬相變晶胞和引流機構(gòu)(3)，所述相變層(2)為板狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述冷凍室(1)底部和側(cè)壁，所述金屬相變晶胞為多面體結(jié)構(gòu)，所述金屬相變晶胞放置在所述冷凍室(1)內(nèi)，堆積在需要冷凍保鮮的食品周圍，與食品緊密接觸，所述相變層(2)和金屬相變晶胞均包含金屬外殼和低溫相變材料，所述低溫相變材料被密封在所述金屬外殼內(nèi)，利用相變蓄存冷量，所述低溫相變材料通過所述金屬外殼將相變潛熱傳導給食品，實現(xiàn)食品的快速降溫，所述引流機構(gòu)(3)可以設(shè)置在冷凍室(1)頂部、側(cè)面或底部，包括翻蓋(31)、引流室(32)和循環(huán)風扇(33)，翻蓋(31)的下表面開設(shè)有出風孔和進風孔，所述引流室(32)設(shè)置在翻蓋(31)背后，引流室(32)內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風扇(33)，通過循環(huán)風扇(33)加快空氣流通，進一步提高食品冷卻速度，所述制冷系統(tǒng)采用定頻或變頻方式為冷凍室提供冷量。

2.如權(quán)利要求1所述的一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于，所述冷凍室(1)內(nèi)設(shè)置有可移動的牽引機構(gòu)(4)，所述多個金屬相變晶胞放置在網(wǎng)袋中，所述網(wǎng)袋連接著所述牽引機構(gòu)(4)，牽引機構(gòu)(4)包括兩組收放卷馬達(41)，兩組收放卷馬達(41)的輸出軸均傳動連接在引流室(32)內(nèi)的長軸(42)，兩組長軸(42)的外側(cè)中部均設(shè)置有收放卷輥(43)，所述收放卷輥(43)上繞設(shè)有牽引繩(44)，通過牽引繩(44)的收放對網(wǎng)兜(53)內(nèi)多個金屬相變晶胞位置翻轉(zhuǎn)，確保相變晶胞均勻的為食品提供冷量。

3.如權(quán)利要求1所述的一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于，所述冷凍室(1)設(shè)置有可移動的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)(5)，包括金屬板(51)、翻轉(zhuǎn)軸(52)和移動軌道，所述多個金屬相變晶胞放置在網(wǎng)兜(53)中，所述網(wǎng)兜(53)內(nèi)設(shè)置有金屬板(51)，金屬板(51)與所述翻轉(zhuǎn)軸(52)固定連接，所述翻轉(zhuǎn)軸(52)連接在可上下移動軌道上，所述移動軌道設(shè)置在冷凍室(1)側(cè)壁，所述金屬板(51)將多個金屬相變晶胞拆分成上下兩個晶胞簇，通過所述翻轉(zhuǎn)軸(52)帶動所述金屬板(51)上下翻轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)兩個晶胞簇位置翻轉(zhuǎn)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于，所述冷凍室(1)內(nèi)設(shè)置有可移動的傳動機構(gòu)(6)，包括保鮮載具(62)、傳送裝置(61)和移動軌道，所述保鮮載具(62)由多個金屬相變晶胞之間通過彈性材料兩兩連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述保鮮載具(62)首尾相連后部分放置傳送裝置(61)上，所述傳送裝置(61)上設(shè)置有凸起，用于固定金屬相變晶胞，所述傳送裝置(61)上連接在可上下移動的軌道上，當傳動裝置整體移動至上方后進行傳動可帶動金屬相變晶胞的位置變化。

5.如權(quán)利要求1所述的一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于，所述低溫相變材料相變溫度比冰箱冷凍室(1)溫度高2-5℃。

6.如權(quán)利要求1所述的一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于，設(shè)置在所述冷凍室(1)側(cè)壁的相變層(2)表面設(shè)置有凹槽。

7.如權(quán)利要求1所述的一種相變鎖鮮冰箱，其特征在于，所述相變鎖鮮冰箱根據(jù)保鮮食品種類不同設(shè)置有禽肉保鮮、蔬果保鮮、水產(chǎn)品保鮮功能按鈕，根據(jù)保鮮食品質(zhì)量不同設(shè)置有質(zhì)量輸入按鈕。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種相變鎖鮮冰箱的鎖鮮控制方法，其特征在于：所述冷凍室(1)設(shè)置環(huán)境溫度傳感器t1，冷凍層溫度設(shè)定值為tset,在所述冷凍室(1)底部的相變層(2)表面設(shè)置有溫度傳感器t2，所述循環(huán)風扇(33)回風口設(shè)置有溫度傳感器t3，鎖鮮運行控制分為快冷模式、充冷模式、補冷模式三種運行模式，具體模式運行如下：

技術(shù)總結(jié)
一種相變鎖鮮冰箱，包括冷凍室和制冷系統(tǒng)，冷凍室內(nèi)設(shè)置有相變層、金屬相變晶胞和引流機構(gòu)，相變層為板狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置于冷凍室底部和側(cè)壁，金屬相變晶胞為多面體結(jié)構(gòu)，放置在冷凍室內(nèi)，堆積在需要冷凍保鮮的食品上方，與食品緊密接觸，相變層和金屬相變晶胞均包含金屬外殼和低溫相變材料，低溫相變材料被密封在金屬外殼內(nèi)，利用相變蓄存冷量，低溫相變材料通過金屬外殼將相變潛熱傳導給食品，實現(xiàn)食品的快速降溫，所述引流機構(gòu)可以設(shè)置在冷凍室頂部、側(cè)壁或底部，加快空氣流通，進一步提高食品冷卻速度。本發(fā)明專利還提供用于相變鎖鮮冰箱的鎖鮮控制方法，可實現(xiàn)對食品的快速降溫且維持穩(wěn)定的冷凍環(huán)境。

技術(shù)研發(fā)人員：董凱軍,孫欽,張博博,顧曉濱
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院廣州能源研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21