一種基于溶液深度除濕的蒸發(fā)冷凍制流態(tài)冰新方法

流態(tài)冰是一種冰晶顆粒與水的混合物，其具有良好的熱物理特性與廣闊的應(yīng)用前景，尤其是用于冰蓄冷技術(shù)當(dāng)中，可以與太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合，具有巨大的節(jié)能潛力。但當(dāng)前流態(tài)冰的制取存在諸多的問(wèn)題。本項(xiàng)目提出了一種基于溶液深度除濕蒸發(fā)冷凍的新方法來(lái)制取流態(tài)冰，將溶液深度除濕獲得的干空氣與過(guò)冷或者接近零度的水接觸，通過(guò)水分的蒸發(fā)將水的氣液相變潛熱（約2500 kJ/kg）轉(zhuǎn)化為冷量滿足液固相變過(guò)程（約333 kJ/kg）需求，將部分過(guò)冷狀態(tài)或者接近零度的水冷凍冰粒，最終形成流態(tài)冰。根據(jù)該方法構(gòu)建了制冰系統(tǒng)并搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)。水滴的蒸發(fā)是一種復(fù)雜的物理現(xiàn)象，為了研究蒸發(fā)冷凍制取流態(tài)冰過(guò)程及其冰粒形成機(jī)理，本文首先從單個(gè)水滴入手，建立了描述整個(gè)傳熱傳質(zhì)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)對(duì)懸掛水滴的蒸發(fā)冷卻實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的有效性。通過(guò)模擬計(jì)算獲得了水滴初始直徑、初始水溫、空氣溫度、空氣含濕量和空氣流速對(duì)水滴蒸發(fā)過(guò)冷過(guò)程的影響。結(jié)果表明，水滴初始直徑越小、溫度越低或空氣流速越大，水滴的冷卻速率就越大，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的過(guò)冷時(shí)間就越短。另外通過(guò)降低空氣溫度或含濕量不僅提高了水滴的冷卻速率，而且增加了水滴達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的過(guò)冷度。在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的溶液除濕蒸發(fā)式過(guò)冷水流態(tài)冰制取系統(tǒng)，改進(jìn)后的系統(tǒng)增加了水預(yù)冷子系統(tǒng)，同時(shí)利用自身的冷卻水對(duì)除濕后的空氣進(jìn)行降溫。該改進(jìn)有效提高了系統(tǒng)的制冰效率，同時(shí)也進(jìn)一步降低了系統(tǒng)對(duì)電能的依賴。為了提高溶液除濕的能力，獲得更好的除濕效果，滿足蒸發(fā)制冰的需要，對(duì)除濕器的構(gòu)造進(jìn)行了改進(jìn)，并通過(guò)應(yīng)用NRTL方程尋找高成本-收益率的除濕溶液。本項(xiàng)目的研究成功可望發(fā)展成為一種新的制取流態(tài)冰方法和技術(shù)。 2100433B

流態(tài)冰具有良好的熱物理特性與廣闊的應(yīng)用前景，尤其是用于冰蓄冷技術(shù)當(dāng)中，可以與太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合，具有巨大的節(jié)能潛力。但當(dāng)前流態(tài)冰的制取存在諸多問(wèn)題。本項(xiàng)目提出了一種基于溶液深度除濕蒸發(fā)冷凍的新方法來(lái)制取流態(tài)冰，將溶液深度除濕獲的干空氣與過(guò)冷或者接近零度的水接觸，通過(guò)水分的蒸發(fā)將水的氣液相變潛熱（約2500kJ/kg）轉(zhuǎn)化為冷量滿足液固相變過(guò)程(約333kJ/kg)需求，將部分過(guò)冷狀態(tài)或者接近零度水冷凍成冰粒，最終形成流態(tài)冰。本項(xiàng)目將研究蒸發(fā)冷凍制取流態(tài)冰過(guò)程及其冰粒形成機(jī)理、蒸發(fā)冷凍過(guò)程傳熱傳質(zhì)特性，探討水蒸發(fā)過(guò)冷的過(guò)程和過(guò)冷狀態(tài)解除成冰的相變機(jī)理，揭示影響冰晶形成的物理因素及其規(guī)律。同時(shí)深度除濕后的溶液將利用低品位熱能進(jìn)行再生，探討廢熱回收利用和太陽(yáng)能利用、溶液深度除濕與蒸發(fā)過(guò)冷并制流態(tài)冰之間的耦合特性。本項(xiàng)目的研究成功可望發(fā)展成為一種新的制取流態(tài)冰方法和技術(shù)。

一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法專利目的

《一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法》的一個(gè)目的是提出一種能夠在變溫室中實(shí)現(xiàn)局部瞬冷凍的具有瞬冷凍功能的冰箱；再一個(gè)目的是提出一種能夠在變溫室中實(shí)現(xiàn)局部瞬冷凍的冰箱控制方法。

一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法技術(shù)方案

一方面，《一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法》采用以下技術(shù)方案：

一種具有瞬冷凍功能的冰箱，包括控制器、變溫室、開(kāi)設(shè)于所述變溫室后壁上的出風(fēng)口以及置于所述變溫室內(nèi)的抽屜，所述變溫室內(nèi)具有瞬冷凍區(qū)，所述變溫室的風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有用于將冷氣經(jīng)所述出風(fēng)口吹入所述變溫室內(nèi)的風(fēng)機(jī)，通過(guò)控制器控制所述風(fēng)機(jī)在所述出風(fēng)口處的風(fēng)量以對(duì)所述瞬冷凍區(qū)進(jìn)行瞬冷凍。

優(yōu)選的，所述瞬冷凍區(qū)的上方設(shè)置有與所述控制器連接的溫度探測(cè)器，所述控制器根據(jù)所述溫度探測(cè)器探測(cè)的溫度判斷是否控制所述風(fēng)機(jī)對(duì)所述瞬冷凍區(qū)進(jìn)行瞬冷凍。

優(yōu)選的，所述風(fēng)機(jī)為一個(gè)變頻風(fēng)機(jī)，所述控制器根據(jù)所述溫度探測(cè)器探測(cè)的溫度控制所述變頻風(fēng)機(jī)在普通制冷模式和瞬冷凍模式之間切換。

優(yōu)選的，所述變溫室的風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有一拖二電動(dòng)風(fēng)門，其中，第一風(fēng)門用于普通制冷模式，第二風(fēng)門用于瞬冷凍模式，所述控制器根據(jù)所述溫度探測(cè)器探測(cè)的溫度控制第一風(fēng)門和/或第二風(fēng)門開(kāi)閉。

優(yōu)選的，所述溫度探測(cè)器為紅外線溫度探測(cè)器。

優(yōu)選的，所述瞬冷凍區(qū)位于所述抽屜內(nèi)，且所述瞬冷凍區(qū)設(shè)置有鋁制瞬冷凍盤。

優(yōu)選的，所述冰箱的控制面板上具有瞬冷凍功能按鈕。

另一方面，《一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法》采用以下技術(shù)方案：

一種冰箱控制方法，應(yīng)用上述的冰箱，所述控制方法為，當(dāng)選擇了瞬冷凍功能時(shí)，所述控制器將所述變溫室的設(shè)定溫度調(diào)整至第一預(yù)設(shè)溫度，并控制所述風(fēng)機(jī)按照瞬冷凍模式向所述瞬冷凍區(qū)吹風(fēng)。

優(yōu)選的，所述瞬冷凍區(qū)的上方設(shè)置有與所述控制器連接的溫度探測(cè)器，所述風(fēng)機(jī)為一個(gè)變頻風(fēng)機(jī)，當(dāng)選擇了瞬冷凍功能時(shí)，所述控制器將所述變溫室的設(shè)定溫度調(diào)整至第一預(yù)設(shè)溫度，并控制所述變頻風(fēng)機(jī)在瞬冷凍模式和普通制冷模式之間切換；

所述溫度探測(cè)器探測(cè)瞬冷凍區(qū)內(nèi)物品的表面溫度，當(dāng)所述表面溫度等于或低于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制器控制所述變頻風(fēng)機(jī)切換至普通制冷模式進(jìn)行吹風(fēng)；

當(dāng)所述表面溫度高于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制器控制所述變頻風(fēng)機(jī)切換至瞬冷凍模式進(jìn)行吹風(fēng)。

優(yōu)選的，所述瞬冷凍區(qū)的上方設(shè)置有與所述控制器連接的溫度探測(cè)器，所述變溫室內(nèi)設(shè)置有用于檢測(cè)變溫室內(nèi)溫度的溫度傳感器，所述變溫室的風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有一拖二電動(dòng)風(fēng)門，其中，第一風(fēng)門用于普通制冷模式，第二風(fēng)門用于瞬冷凍模式，當(dāng)選擇了瞬冷凍功能時(shí)，所述控制器將所述變溫室的設(shè)定溫度調(diào)整至第一預(yù)設(shè)溫度，并分別根據(jù)所述溫度探測(cè)器和所述溫度傳感器的溫度控制所述第一風(fēng)門和所述第二風(fēng)門的開(kāi)閉；

所述溫度探測(cè)器探測(cè)瞬冷凍區(qū)內(nèi)物品的表面溫度，當(dāng)所述表面溫度高于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制器控制所述第二風(fēng)門開(kāi)啟，當(dāng)所述表面溫度等于或低于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制器控制所述第二風(fēng)門關(guān)閉；

所述溫度傳感器檢測(cè)變溫室內(nèi)溫度，當(dāng)所述變溫室內(nèi)溫度高于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制器控制所述第一風(fēng)門開(kāi)啟，當(dāng)所述變溫室內(nèi)溫度等于或低于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制器控制所述第一風(fēng)門關(guān)閉。

一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法有益效果

《一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法》提供了一種具有瞬冷凍功能的冰箱及控制方法，在冰箱的變溫室內(nèi)設(shè)置瞬冷凍區(qū)，當(dāng)需要進(jìn)行瞬冷凍時(shí)，控制器控制提高風(fēng)機(jī)在出風(fēng)口處的風(fēng)量，從而加快瞬冷凍區(qū)內(nèi)物品表面的冷卻速度，實(shí)現(xiàn)瞬冷凍，使得食品的表面結(jié)晶，而其內(nèi)部仍然維持在0°左右，防止?fàn)I養(yǎng)的流失，同時(shí)，由于瞬冷凍區(qū)設(shè)置在變溫室內(nèi)，變溫室內(nèi)溫度比冷凍室內(nèi)溫度高，且食品表面的結(jié)晶層能夠?qū)ζ鋬?nèi)部形成保溫，因此能夠保證食品長(zhǎng)期處于瞬冷凍區(qū)內(nèi)也不會(huì)完全凍結(jié)。

溶液除濕系統(tǒng)

根據(jù)上海世博會(huì)零碳館項(xiàng)目需要，配合風(fēng)動(dòng)儲(chǔ)能保溫除濕雙向通風(fēng)帽并結(jié)合上海世博會(huì)零碳館項(xiàng)目的總體規(guī)劃，以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和氣候條件，在風(fēng)帽下部配套上溶液除濕、加濕體系，讓整體的風(fēng)帽效果達(dá)到最佳，并作出結(jié)合當(dāng)?shù)丶竟?jié)變化而特有的模式切換，從而使得系統(tǒng)更全面的凸顯環(huán)保性和節(jié)能性，同時(shí)也使得室內(nèi)的溫濕度達(dá)到更適宜的標(biāo)準(zhǔn)。