专利名称：特别用于家用的制冷保存单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别用于家用的制冷保存单元。
技术背景已知地，家用水箱(refrigerator)内保存的食品超过不同时间后 会变质，这些时间依据每种类型的物品而定。人们还知道控制和改进食品保存的环境能起到有益的效果。特别地，目前很大一部分用来保存农产品的制冷单元不仅设有通 常的制冷系统，还设有控制货物保存隔室内的环境的系统。特别地，这些系统监控和控制储存空间内的氧气和二氧化碳的百 分比。这种类型的系统在大多数情况下能提供被保存的农产品双倍的 保存时间，并且在某些情况下使用最新一代的监控和控制系统(ULO、 超低氧气的首字母缩写词)，其保存时间是只由制冷系统组成的保存系 统的三倍。另外，在包装领域，改进的环境显著地提高了大多数被保存产品 的保存时间。这就是越来越多的使用环境得到改进的包装的原因。 在包装情况下，人们用改进的环境来替代被控制的环境，这是因为包装中引入的环境是"静态"的，并且一旦包装被密封该环境就不会净皮再次改变。但是，在两种情况下，人们谈到的环境是相对于我们通常呼吸的 环境而言、其氧气和二氧化碳值发生改变的环境。发明内容本发明的目标是提供一种改进的家用制冷系统。本发明的目的是提供一种制冷系统，该系统可显著地提高家用冰 箱内的被保存食品在其散装保存时和/或当容纳它们的包装没有密闭 时的保存时间。本发明的另一个目的是提供一种家用制冷系统，该系统使用最小 的额外的电气设备的能量消耗来显著地延长被保存产品的保存时间。另 一个目的是提供一种家用类型的制冷系统，该系统提供特殊使 用所要求的一切安全和可靠保证。在下文中将更加明白该目标以及这些和其他的目的，该目标以及 目的由特别用于家用的制冷保存单元实现，该制冷保存单元包括至少 一个内部隔室，该隔室设有入口门和使所述隔室冷却的制冷装置，其 特征在于，该制冷保存单元包括用来控制该至少一个内部隔室的环境 的设备。
从下边详细描述的本发明优选但不排他的实施方式中能更加明白 其他特征和优点，这些实施方式作为非限制实例在附图中举例说明。其中图1是家用类型的制冷保存单元的后透视图，其示意性地举例说 明了依照本发明的单元的各部件的布置；图2是家用类型的制冷单元的后透视图，其示意性地举例说明了 依照本发明另一方面的单元的各部件的布置；图3是图2制冷单元的前透视图。
具体实施方式
参照所引用的附图，依照本发明的制冷单元由参考标号l表示， 其包括盒状结构2，该结构设有内部隔室、入口门3以及制冷装置， 制冷装置以一个就其本身而言已知的方式由压缩机和插入隔室6的冷 凝器4、以及盘管5组成。依照本发明，该制冷单元还具有控制内部隔室环境的设备。该环境控制设备包括氮气发生器7、与通常由参考标号8表示的 氧气分析器相联的控制PLC、过压和负压阀9、柔性通风室IO、用于 氮气发生器的压缩机ll、以及过滤器12。这些部件都优选地安装在水箱外部的较低区域的隔室6内，在传 统的冰箱内，该隔室用来容纳压缩机和冷凝器。下边充分描述系统的运行。氧气分析器8监控冰箱内部的氧气水平。当氧气水平升高超过给 定阈值时，分析器驱动控制氮气发生器7的PLC，该发生器将一定量 的氮气引入冰箱。优选地，连接发生器7以提供从冰箱中吸收氧气的闭合回路，如 EP880903所描述的，以提供从能量消耗/性能比的观点来说特别有效 的回路。应当注意地，在任何情况下该系统都运行，即使使用一种通过稀 释来冲刷冰箱的氧气含量的标准系统。冰箱内引入的过量的氮气和/或水箱内引入的过压和/或负压通过 过压/负压阀9排除。小的压力梯度被柔性的通风室IO代替吸收。一旦再次达到选定的氧气水平，气体分析器指令PLC控制氮气发 生器停止引入氮气。用于氮气发生器的一个优选但不排他的技术是VSA (真空摆动吸 收器)，因为它就是目前具有被证实最低能量消耗的氮气发生技术。最有效的连接回路是EP880903所描述的回路类型。但是，即使这些技术没有得到使用，人们也希望使用其他的氮气 发生器技术(例如PSA、 TSA、隔膜)，虽然具有较高的能量消耗，该 系统仍然运行。在设计这种系统时已经解决并处理了几个问题，例如在氮气发生 器工作的过程中由发生器获得的剩余氧气的处理。事实上，作为副产 品由发生器获得的高浓度的氧气引起两个独立的问题第 一问题是加 速冰箱外部设置的各部件的老化或者氧化，因为富含氧气的混合物使得金属更快速地与空气中存在的水蒸气发生反应。由于从冰箱提取的 空气具有非常高的相对湿度，当氮气发生器在闭合回路中工作时，这 个问题变得突出。另一个问题已经得到解决，该问题涉及增加各部件燃烧的危险性。 由于混合物具有非常高的氧气含量，所以有必要确保该混合物不会在 冰箱的技术隔室内停滞。那些在这种情况下大多数处于危险中的部件 显然就是产生显著的局部温度升高的部件，作为例子可提及的是，这些部件是PLC和控制分析器的电源、分析器的气体输入泵、制冷压缩 机、发生器压缩机以及冰箱冷凝器的电机。此外，特别严重的危险是例如由于系统各部件的劣质装配，造成 技术隔室内出现油或者油脂。浓缩混合物的处理问题已经通过提供不锈钢制成的管得以解决。 这种管将浓缩混合物几乎向上运送到冰箱的上端。如图所示，该混合 物然后被外部空气稀释，从而利用驱散由技术隔室产生的热量驱散的 自然对流运动。由本发明已经解决的另一个问题是排除了发生器压缩机的噪音。与家庭环境有关的重要问题就是事实上需要非常低的噪音水平。 这种需要在工厂内感受不到，工厂内的氮气发生器使用根据其性能/ 能量消耗比而不是机器的噪音水平进行选定的空气压缩机。依照本发明，通过使用一种具有非常低的噪音排放的"无油"压 缩机，以及通过在压缩机周围设置高性能的隔音材料，噪音问题已经 得到解决。在压缩机周围使用隔音材料极大地恶化其散热能力，因此 优选地是使用一种在高温和低能耗上具有良好性能的压缩机。这种类型的压缩机目前例如使用在牙用装备中。无油压缩机的使用也解决了过滤器维护以及压缩机油更换的问 题。在家庭应用中，这是个特别重要的问题，其中水箱不需维护是家 庭应用中的主要设计需求之一。事实上使用户接受一种需要定期维护 的产品会非常困难，即使这种产品在提高保存能力上相对于普通冰箱 具有特别的优点。另一个问题涉及分析从水箱抽取的气体。具体来说，气体抽气泵使冰箱内产生局部真空，这带来三个缺点第一个缺点特别严重并且 存在于冰箱内部逐步产生的局部真空妨碍了对进行分析的环境的提 取。第二个缺点是，由于引起空气经由过压/负压阀从冰箱外部进入， 该局部真空造成氮气发生器持续启动和停止，并进而引起冰箱持续启 动和停止。第三个问题是，该局部真空还对冰箱门的打开造成了一定的妨碍。 这些问题已经通过建立闭合的分析回路得以解决，该回路基本上再次 引入从冰箱提取以对其进行分析的空气， 一旦得到分析就将其返回到 冰箱自身内部。另一个问题与气体分析有关，因为使空气从冰箱排出，然后将空 气再次引入传送到冰箱内部，热量既从分析泵提取也从环境外部提取， 并且热量必须通过制冷压缩机排放，所以该问题是将输入和返回的分 析管长度最小化，并且为这些管提供热绝缘。在系统优化过程中解决的另一个问题是管外部的水的冷凝，这些 管从水箱输出并进入到分析和氮气发生回路。这两个回路事实上都从 水箱抽取冷空气，并使该空气流过管，这些管受到冰箱外部的温空气 的冲击。在这种情况下，该问题通过使这些管绝热得以解决。为了在分析和氮气发生的两个系统内避免形成冷凝，另一个技术 上的细化是从水箱低于发生器和分析器的位置处，即通常低于相关系 统的较低位置处抽取空气，并且通过倾斜管连接系统以避免管内部湿 气的产生和停滞。另 一个特征是实现了在预定时间间隔内的氧气品质的分析，从而 将移出并返回到系统内的空气的升温和使系统的电力消耗最小化，并 使使用的氧气传感器的平均寿命最大化。时间间隔由这样一种算法确定，即从标准的预设工厂值开始，借 助于每一个连续的分析获知冰箱的紧密状态，使其与将被保持的"延 迟"时间值相联，并且将最佳的分析时间选择为该值的函数和使用的氮气发生器能力的函数，从而相对所需的值保持氧气值的最小变化，并在任何情况下使发生器的运行时间最小化。特别地，在任何情况下都对空气进行分析，而无论冰箱是否关闭。 在申请中优选使用的氧气传感器是电化学电池类型的传感器，因为这是仅有的实际上没有电力消耗并且平均寿命和精确度可与电子 (顺磁)系统相媲美的技术。图2和图3举例说明了依照本发明另一方面的制冷单元，其由参 考标号101表示。在图2和图3中，和第一实施方式举例说明并描述的那些部件相 同或者相当的部件还使用相同的参考标号表示。除第一实施方式中已经描述的部件外，制冷单元101包括具有过 滤器113的抽屉或者底座、内部风扇114、连接过滤器113和风扇114 的内部空气通道115、以及用于消毒空气的紫外线灯116，其中过滤器 113用于抑制内部存在的气味和挥发性成分(VOC、挥发性有机化合 物)。抑制气味的过滤器113优选地容纳在冰箱本体2的基座内设置的 内部抽屉或者底座内。风扇114优选地安装在后壁上，相对于水箱的内部隔室尽可能最 高的位置。用于风扇和过滤器之间连接的通道115优选地与系统本体后壁上 的内部冷却盘管5相联。UV灯116安装在设置在制冷系统的壁内的隔室内部的不同高度 上，以均匀辐射冰箱的整个内部隔室。制冷单元101的运行基本上类似于参考第一实施方式描述的运行。依照该实施方式，在制冷单元101中，风扇114在制冷隔室内形 成强制通风，这样空气被推动通过气味过滤器113并冲击具有冷却盘 管5的壁。然后空气在返回到隔室之前被盘管5冷却。隔室内部的空气然后通过UV灯116消毒，这样就延緩了食品的 酶化反应以及微观细菌反应。气味和VOC过滤器优选地由活性炭和浸有高锰酸钾的氧化铝的混合物构成，该过滤器被特别构思并测试以在抑制气味和voc上具有最佳效果。当氧化铝失去效力时，其颜色由酒红色变成蓝色，这样很容易评 定损耗程度以及更换的需求。在实践中，已经发现本发明实现了预期的目标和目的，本发明提 供一种家用的制冷系统，该系统极大地提高了家用冰箱内保存的食品本发明在某些情况下甚至可以使用最小的额外的电气设备的能量 消耗来获得被保存产品三倍的保存时间。依照本发明的系统能对水箱内部的食品变质的四个主要因素产生作用氧化、酶化反应、细菌-微生物反应、冰箱内部环境内的气味以 及挥发性化合物的形成。氧气含量的减少延緩并至少部分地阻止不同食品的氧化过程，以 及某些酶化反应和细菌-微生物反应。类似地，通过消毒环境并过滤气 味和VOC，对某些细菌-微生物反应以及酶化反应再次起到作用。依照本发明的家用制冷单元还解决了下列问题，即相对于混合物 的有效性以及形成的过滤器的使用期限的问题，最优化抑制气味和 VOC的氧化铝、高锰酸钾和活性炭的理想混合物。将冰箱所需的能量增加以及通过辐射传递到水箱内的热量最小化，同时在效率方面保持良好的折衷，辐射时间的最优化以及辐射功 率也得到计算和精细地改进。依照本发明的单元易于在附加权利要求书的范围内进行多种改进 和变形。所有细节都可以由技术上等价的部件代替。该申请要求在2005年9月27日提交的意大利专利申请No. MI2005A001789的优先4又。该意大利专利申请的主题在此引用作为参考。依照本领域的要求和情形，所使用的材料以及尺寸可以是任意的 材料和尺寸。
权利要求
1、一种特别用于家用的制冷保存单元，该制冷保存单元包括至少一个内部隔室，该隔室设有入口门和使所述隔室冷却的制冷装置，其特征在于，该制冷保存单元包括用于控制所述至少一个内部隔室的环境的环境控制设备。
2、 如权利要求1所述的家用制冷单元，其特征在于，该家用制冷 单元包括设有所述内部隔室的盒状结构，所述制冷装置包括压缩机、 插入外部隔室中的冷凝器和盘管。
3、 如权利要求1或2所述的家用制冷单元，其特征在于，所述环 境控制设备包括氮气发生器、与氧气分析器相联的控制PLC、过压/ 负压阀、柔性通风室、用于氮气发生器的压缩机和过滤器。
4、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在 于，所述氮气发生器、所述控制PLC、所述氧气分析器、所述阀、所 述柔性通风室、所述压缩机和过滤器都安装在内部隔室外部。
5、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在 于，所述氮气发生器、所述控制PLC、所述氧气分析器、所述阀、所 述柔性通风室、所述压缩机以及过滤器都安装在容纳压缩机和冷凝器 的所述外部隔室内。
6、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在 于，所述氧气分析器监控冰箱内部的氧气水平，并且当氧气水平升高 超过一定阈值时，分析器驱动氮气发生器的所述控制PLC，所述氮气 发生器将一定量的氮气引入冰箱。
7、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在 于，所述发生器连接在用于从冰箱吸收氧气的闭合回路中。
8、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在 于，冰箱内引入的过量氮气和/或冰箱内引入的过压和/或负压通过所 述过压/负压阀排除。
9、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在于，小的压力梯度被所述柔性通风室吸收。
10、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征在于，当到达选定的氧气水平时，所述气体分析器指令氮气发生器的所述控制PLC停止引入氮气。
11、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述氮气发生器是VSA (真空摆动吸收器)。
12、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述氮气发生器选自PSA、 TSA和隔膜型的发生器。
13、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括不锈钢通道，该通道将所述浓缩混合物输 送到冰箱上端附近，然后所述混合物通过利用将外部隔室产生的热量 驱散的自然对流运动被外部空气稀释。
14、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括具有非常低的噪音排放的"无油"压缩机， 并且包括压缩机周围的高性能隔音材料。
15、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括在高温下运行并具有低能耗的压缩机。
16、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括闭合分析回路，该回路将从制冷隔室抽取 以进行分析的空气在所述空气得到分析后返回到所述冰箱内部。
17、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括供应和返回分析管，这些管具有减小的长 度并被绝热。
18、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元从水箱低于发生器和分析器的位置、通常在相 关系统的较低位置处抽取空气，并且用倾斜管连接系统以避免管内部 湿气的停滞和产生。
19、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，在预定时间间隔内对氧气量进行分析，从而将抽取并返回到系统内的空气的加热和系统的电力消耗最小化，并且延长使用的氧气传 感器的平均寿命。
20、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，分析的时间间隔由这样一种算法确定，即从标准的预定工厂值 开始，借助于每一个连续的分析获知水箱的紧密状态，使其与将被保 持的"延迟"时间值相联，并且将最佳的分析时间选择为该值的函数 和使用的氮气发生器能力的函数，从而相对于所需的值保持氧气值的 最小变化，并在任何情况下使发生器的运行时间最小化。
21、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，在任何情况下进行空气的分析，而无论冰箱是否关闭。
22、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括带有过滤器的抽屉，该过滤器用于抑制所 述隔室内存在的气味和挥发性成分(VOC、挥发性有机化合物)。
23、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括内部风扇和连接在所述过滤器和所述风扇 之间的内部空气通道。
24、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，该家用制冷单元包括一个或者多个空气消毒设备。
25、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述消毒设备包括用于消毒空气的紫外线灯。
26、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述气味抑制过滤器容纳在内部抽屉内，该抽屉设置在制冷系 统本体的基座内。
27、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述风扇相对于冰箱的内部隔室安装在后壁尽可能最高的位置 上。
28、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，用于风扇和过滤器之间连接的所述通道与系统本体后壁上的内 部冷却盘管相联。
29、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述UV灯安装在制冷系统的壁内形成的隔室内部的不同高度 上，以均匀辐射水箱的整个内部隔室。
30、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述风扇在制冷隔室内部形成强制通风，这样空气被推动通过 所述气味过滤器并沖击带有冷却盘管的壁，然后所述空气在返回到所 述隔室内部之前被所述盘管冷却。
31、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述气味和VOC过滤器由活性炭和浸有高锰酸钾的氧化铝的 混合物构成，所述氧化铝的颜色在其失去效力时从酒红色变成蓝色， 从而很容易评定损耗程度以及更换的需求。
32、 如前述权利要求中一项或多项所述的家用制冷单元，其特征 在于，所述氧气传感器是电化学电池类型的传感器。
全文摘要
一种特别用于家用的制冷保存单元(1)，包括设置有入口门(3)和制冷装置(4)的内部隔室(2)。该单元包括由氮气发生器(7)、控制PLC(8)、氧气分析器、过压/负压阀(9)以及柔性通风室(10)组成的环境控制设备。这些部件都安装在该单元较低区域的隔室(6)内，隔室(6)通常用来容纳传统家用冰箱的压缩机和冷凝器(4)。本发明极大地提高了家用冰箱内存放的食品在其散装保存时和/或当容纳它们的包装没有密闭时的保存时间。本发明在某些情况下甚至可以使用最小的额外的电气设备的能量消耗来获得被保存产品三倍的保存时间。
文档编号F25D17/04GK101273240SQ200680035775
公开日2008年9月24日 申请日期2006年9月25日 优先权日2005年9月27日
发明者马尔科·普鲁内里 申请人:乔治·普鲁内里;马尔科·普鲁内里