专利名称：过冷却装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种过冷却装置和方法，更具体而言，涉及一种能够通 过控制能量而将容纳物长期地稳定保持在过冷却状态下的过冷却装置 和方法。
背景技术：
过冷却的意思是在平衡状态下冷却到相变温度以下的熔融物体或 固体不发生变化。每种材料在每个温度下都具有稳定的状态。如果温度 緩慢地变化，则材料的元素随着温度变化在每个温度下都保持稳定状 态。然而，如果温度急剧变化，则元素无法在每个温度下变成稳定状态。 因此，材料的元素保持起始温度下的稳定状态，或者一些元素未能变成 最终温度下的状态。
例如，当水緩慢地冷却时，在ox:以下，它暂时不结水。然而，当 对水进行过冷却时，它具有一种准稳定状态。由于即使一个轻微的刺激 也会破坏该不稳定的平衡状态，所以水倾向于变为更稳定的状态。也就 是说，如果将一小部分液体放入该过冷却液体，或者如果过冷却液体被 突然摇动，该液体将立即结水，使得该液体的温度能够达到冰点。因此， 该液体在该温度下保持稳定的平衡状态。
通常，对诸如蔬菜、水果、肉和饮料等食物进行冷藏或冷冻以保鲜。 这些食物含有诸如水的液体成分。如果将液体成分冷却到相变温度以 下，它们能在预定时间以后转变为固体成分。
图i是显示冷却作用下发生相变的曲线图。如图i所示，当制冷机
的保持温度保持在大约-7"C时，蒸馏水在i个大气压下保持过冷却状态
l至5个小时。5个小时后突然发生相变，从而使得水温升高到ox:即相 变温度。
如上所述，诸如水之类的容纳物能够短时间保持在过冷却状态下。 然而，必须将食物长时间保持在过冷却状态下以将食物贮藏一段更长时
期
发明内容
技术问题
本发明的目的在于解决上述问题。本发明的一个目的是提供一种过 冷却装置和方法，该过冷却装置和方法能够长期将容纳物稳定地保持在 过冷却状态。
本发明另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装置和 方法能够以低温将容纳物稳定地保持在过冷却状态。
本发明还有另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装 置和方法能够通过调节能量的大小来设定或控制容纳物的不冻温度。
本发明还有另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装 置和方法能够通过利用能量的大小和容纳物的不冻温度之间的关系来 调节和设定施加能量。
本发明还有另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装 置和方法能够通过让用户选择容纳物的不冻温度来执行多种类型的不 冻模式。
本发明还有另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装 置和方法能够通过调节冷却度来控制施加能量的大小或不冻度。
本发明还有另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装 置和方法能够通过控制用于形成不冻状态的不冻模式的执行时间来最 小化该不冻模式中的功率消耗。
本发明还有另一个目的是提供一种过冷却装置和方法，该过冷却装 置和方法能够保持不冻状态并最小化该不冻状态中的功率消耗。
技术方案
为了实现本发明的上述目的，提供一种过冷却装置，该冷却装置包
括用于从容纳物提取能量的装置；和用于通过供给少于提取能量的能
量而引发容纳物的水分子进行旋转、振动和平动中至少一种运动的装 置，由此使容纳物在相变温度以下保持液态。
优选地，所述引发运动的装置对容纳物施加电场。
优选地，所述引发运动的装置通过改变电压、频率和电流中至少一 个来设定供给能量。
优选地，所提取的能量取决于对容纳物所施加的冷却温度和容纳物 的当前温度之间的差值。
优选地，所提取的能量取决于容纳物的量。
根据本发明另一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤 设定从容纳物提取的能量；从容纳物提取所设定的能量；通过供给少于 所设定的能量的能量而引发容纳物的水分子进行旋转、振动和平动中的 至少一种运动，上述步骤按顺序执行或同时执行，由此使容纳物在相变 温度以下保持液态。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤 对容纳物供给能量；提取多于所供给能量的能量，引发容纳物的水分子 进行旋转、振动和平动中的至少一种运动，由此使容纳物在相变温度以 下保持液态。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤 对用于储存容纳物的存储空间施加能量；以及根据所施加能量的大小设 定存储空间或容纳物的不冻温度。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤 读取存储空间或容纳物的不冻度；以及根据该不冻度设定施加能量的大 小。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤 对存储空间或储存在存储空间中的容纳物进行冷却；以及在容纳物的相 变温度之前执行不冻模式。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤
对存储空间或容纳物冷却一段设定时间；以及对存储空间或容纳物执行 不冻模式。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括对存储空 间或储存在存储空间中的容纳物执行不冻模式的步骤，执行不冻模式的 该步骤是间断执行的。
根据本发明又一方面，提供一种过冷却方法，该方法包括如下步骤 执行不冻模式；检查不冻状态的进行程度；以及根据所述检查步骤的结 果控制不冻模式的强度。
参照附图将更好地理解本发明，这些附图仅以示例方式给出，因此 并不限制本发明，其中
图l是显示冷却作用下发生相变的曲线图2至图4是示出根据本发明的过冷却装置的原理的视图5是示出根据本发明的过冷却装置的框图6和图7是示出根据本发明的过冷却装置的示例的结构图8和图9是显示在根据本发明的过冷却装置中进行过冷却的结构 图和曲线图10和图11是显示根据本发明的简化的过冷却装置中功率和过冷 却温度之间相互关系的曲线图。
图12是显示根据本发明的过冷却方法中电场强度、保持温度和过 冷却温度之间的关系的曲线图13是显示根据本发明第一实施方式的过冷却方法的流程图14是显示根据本发明第二实施方式的过冷却方法的流程图15和16是显示根据本发明第三实施方式的过冷却方法的流程图 和导致的控制曲线图17和18是显示根据本发明第四实施方式的过冷却方法的流程图 和导致的控制曲线图19是显示根据本发明第五实施方式的过冷却方法的控制曲线图； 以及
图20是显示根据本发明第六实施方式的过冷却方法的控制曲线图。
具体实施例方式
现在将参照附图对根据本发明的过冷却装置和方法进行详细说明。
图2至4是示出根据本发明的过冷却装置的原理的视图。
图2显示的是从储存在外壳1的存储空间S中的液态水中提取能量 Ql的过程。从水中提取能量Q1，从而将水冷却。例如，如图1所示， 当冷却在大约-7lC下进行时，能量Ql与冷却前的水温Cw和冷却保持 温度Cr之间的差值成比例。能量Ql还受到容纳物的比热和质量影响。 为了便于说明，假定图2到4中容纳物的比热和质量是相同的。因此， 在图2到4中用温度来说明能量。随着提取能量Ql增大，水分子之间 的运动(例如，旋转、振动、平动等)减弱而氢的联接加强。因此，如 图1所示在任何时间点都发生相变。
图3显示的是供给能量Q2以引起容纳物水分子的所述运动的过程。 当水分子之间的运动因能量Q2的供给而变得活跃时，水分子之间的运 动力相对大于氢的联接。结果，不会发生相变。
图4显示的是提取能量Ql和供给能量Q2的过程。如图1所示， 通过提取能量Ql的过程，水的测量温度C降低到On即相变温度(1 个大气压)，然后降低到-7X:。在冷却过程中，向水供给能量Q2，用于 将水保持在相变温度以下的液态。这里，即使供给能量Q2的过程和提 取能量Ql的过程是同时进行的，它们也必须使用彼此互不影响的能量 源。例如，如果这两个过程以相同的方式使用热能，它们会互相影响。 在这种情况下，则不能应用于本发明。而且，能量Q2必须从影响水分 子的所述运动的能量源中产生。
重要的因素是供给给水的能量Q2的大小。在初始阶段，提取的能
量Q1能够由水温Cw和冷却保持温度Cr之间的差值计算出来。然而， 由于水是随着时间而冷却的，所以提取的能量Ql能够由当前温度C即 水的测量温度和冷却保持温度Cr之间的差值，或者当前温度C和外壳 1所处的存储空间内的测量温度Cm之间的差值计算出来。能量Q2必 须等于或小于能量Ql,使得水温C能够等于或稍高于冷却保持温度Cr 或内部测量温度Cm。
当冷却过程中内部测量温度Cm降低且能量Q1的大小发生变化时， 供给能量Q2也发生变化。因此，水在相变温度以下的特定温度下保持 在过冷却状态。
如果容纳物的质量在相同的条件下发生变化，能量的大小也必须变化。
所以，必须根据从容纳物中提取的能量Q1来确定供给能量Q2，或 者必须根据供给能量Q2来确定提取能量Ql。这里，为了激活容纳物 中水分子的所述运动，供给能量Q2必须等于或小于提取能量Ql。
图5是示出根据本发明的过冷却装置的框图，图6和7是示出根据 本发明的过冷却装置示例的结构图。
过冷却装置100包括载荷感测单元20，其用于感测存储空间A 或B的状态以及储存在存储空间A或B中的容纳物(未示出)状态； 用于冷却存储空间A或B的冷冻循环系统30;电压产生单元40，其用 于产生电压以对存储空间A或B施加电场；接收所述电压并产生所述 电场的电极单元50;用于感测门120的开启和闭合的门感测单元60; 输入单元70，其使得用户能够输入冷却度、执行过冷却模式等；用于显 示过冷却装置IOO运行状态的显示单元80;和微型计算机90，其用于 控制过冷却装置100的冷冻或制冷并执行过冷却模式。有必要安装供电 单元(未示出)以对上述元件供电。然而，供电单元对本领域普通技术 人员而言是熟知的，所以省略其说明。
具体而言，载荷感测单元20感测或储存存储空间A或B的状态以 及储存在存储空间A或B中的容纳物的状态，并将感测结果传送到微 型计算机卯。例如，载荷感测单元20可以是用于储存存储空间A或B 的容量(即存储空间A或B的状态)信息或感测存储空间A或B或容
纳物的温度的温度计，或者可以是硬度计、安培表、电压表、天平、光 学传感器(或激光传感器)或压力传感器，以判断容纳物是否已经储存
在存储空间A或B中。尤其是，载荷感测单元20可以是安培表或电压 表。电场施加电阻器在存储空间A或B空置和容纳物储存在存储空间A 和B时具有不同的电阻值。所以，能够通过所述不同的电阻值来检查是 否储存有容纳物。微型计算机90根据来自载荷感测单元20的电阻值确 认容纳物的量和含水量，并且辨别具有该含水量的容纳物的种类。
根据容纳物的冷却方法将冷冻循环系统30分为间接冷却和直接冷 却。图6示出了一种间接冷却型制冷机，图7示出了一种直接冷却型制 冷机，稍后对其进行详细说明。
电压产生单元40根据预定的振幅和频率产生交流电压。电压产生 单元40通过改变电压的振幅和电压的频率中的至少一个来产生交流电 压。尤其是，电压产生单元40将根据来自微型计算机卯的设定值(电 压振幅、电压频率等)产生的交流电压施加到电极单元50，从而能够将 产生的电场施加到存储空间A或B。根据本发明，电压产生单元40能 够通过可变地设定所述频率而在500V和15KV之间改变电压振幅。而 且，电压产生单元40在1到500KHz的射频范围内可变地i殳定电压频 率。
电极单元50将来自电压产生单元40的交流电压转化为电场，并将 该电场施加到存储空间A或B。通常，电极单元50是由铜或铂制成的 板或导线。
由于电极单元50施加到存储空间A或B或容纳物的电场来源于射 频交流电压，所以电场的极性根据频率而变化。在电场作用下，含有具 有极性的氧和具有正极性的氢的水分子连续地振动、旋转和平动，从而 在相变温度以下保持液态而不结晶。
门感测单元60通过打开用于打开和闭合存储空间A或B的门120 来停止电压产生单元40的运行。门感测单元60能够将开门命令通知给 微型计算机卯以执行停止操作，或通过使施加在电压产生单元40上的 外源短路来停止电压产生单元40。
输入单元70让用户能够输入针对存储空间A或B或容纳物的过冷
却模式指令，也能够输入针对冷冻和制冷控制的温度设定，以及对分配 器的服务类型(刨花冰、水等)的选择。而且，用户能够通过输入单元
70输入诸如容纳物的种类和量等容纳物信息。输入单元70可以是条形 码阅读器或射频识别阅读器，以将所述容纳物信息提供给微型计算机 卯。输入单元70使得用户能够输入或选择过冷却温度(用于保持过冷 却状态的温度)，该过冷却温度为存储空间A或B或容纳物的过冷却度。
显示单元80主要显示冷冻温度、制冷温度和分配器的Ji艮务类型， 另外还显示当前执行的过冷却模式。
微型计算机90主要控制冷冻和制冷，并且还执行根据本发明的过 冷却模式。
在存储空间A或B或容纳物保持在过冷却状态的情况下，微型计算 机90储存施加到存储空间A或B或容纳物上的能量Ql的大小、提取 能量Q2的大小和冷却温度之间的关系信息。因此，微型计算机卯能够 进行控制操作，例如根据过冷却温度来设定和施加能量Ql和Q2，或 者进行能量Q1和Q2大小的计算和过冷却温度的计算。这里，能量Q2 可以由各种能量源产生。根据本发明，能量Q2是电场能。由于大部分 容纳物含有大量水分，微型计算机卯通过将水的比热设为比热，由栽 荷感测单元20感测质量，并通过栽荷感测单元20操作温度信息，从而 计算提取能量Q1。例如，当施加电场能时，微型计算机90通过电流、 电压和频率的函数来计算供给能量Q2，这对于本领域普通技术人员而 言是容易理解的。
微型计算机90从输入单元70或栽荷感测单元20获取存储空间A 或B或容纳物的状态，并产生具有与所获取的信息或栽荷相对应的频率 和振幅的交流电压，从而执行人工智能不冻模式。
执行过冷却模式的微型计算机卯能够设定或改变用于执行过冷却 模式的过冷却温度。微型计算机卯能够根据后面论述的能量Ql和Q2 的大小与过冷却温度之间的关系来执行设定或改变操作。为此，微型计 算机卯通过控制电压产生单元40来调节电极单元50施加的电场所产 生的能量Q2的大小。能量Q2的大小能够通过控制电压振幅(或电流 振幅)和频率来调节。能量的大小能够从电压、电流和频率之间的相互关系中计算出来。对能量进行计算对于本领域普通技术人员来说是显而 易见的，所以不做说明。
微型计算机90执行如在节电模式下降低过冷却装置100的功率消 耗的有效控制，并通过控制电压产生单元40和电极单元50构成的不冻 操作单元的运行来维持不冻模式。稍后对该控制方法进行描述。
图6和7是示出根据本发明的过冷却装置的示例的结构图。在这些 示例中，将本发明应用到制冷机。图6是示出间接冷却式制冷机的截面 图，图7是示出直接冷却式制冷机的截面图。
间接冷却式制冷机包括外壳110，该外壳110具有一个敞开的表面， 并在内部包括存储空间A和将存储空间A部分地隔开的隔板130，以及 用于打开和闭合外壳110的所述敞开表面的门120。间接冷却式制冷机 的冷冻循环系统30包括用于压缩制冷剂的压缩机32;用于产生冷却 存储空间A或容纳物的冷却空气(箭头所示)的蒸发器33;用于强制 所述冷却空气流动的风扇34;对存储空间A供给所述冷却空气的吸入 管36;以及，用于引导所述冷却空气穿过存储空间A到达蒸发器33的 排出管38。虽然没有图示，但是冷冻循环系统30进一步包括冷凝器、 干燥器和膨胀单元。
在外壳110面对存储空间A的内表面112a、112c和外壳110的外表 面之间形成有电极单元50a和50b。电极单元50a和50b彼此面对安装， 用于对整个存储空间A施加电场。存储空间A与电极单元50a和50b 的端部沿电极单元50a和50b的内部或中心方向以预定间隔隔开，以对 存储空间A或容纳物施加均匀的电场。
吸入管36和排出管38形成在外壳110的内表面112b上。外壳110 的内表面112a、 112b和112c由疏水性材料制成，这样在过冷却模式期 间不会因水的表面张力减小而结冰。外壳110的外表面和内表面112a、 112b和112c由绝缘材料制成，从而防止用户受到来自电极单元50a和 50b的电击，并防止容纳物通过内表面112a、 112b和112c与电极单元 50a和50b电接触。
图7的直接冷却式制冷机的外壳110、门120和隔板130与图6的 间接冷却式制冷机相同。除了吸入管36和排出管38之外，外壳110的
内表面114a、 114b和114c与外壳110的内表面112a、 112b和112c相同。
图7的直接冷却式冷冻机的冷冻循环系统30包括用于压缩制冷剂 的压缩机32，和蒸发器39，该蒸发器39环绕存储空间B安装在外壳 110内靠近外壳110的内表面114a、 114b和114c处，用于使制冷剂蒸 发。直接冷却式冷冻循环系统30包括冷凝器(未示出)和膨胀阀(未 示出)。
尤其是，将电极单元50a和50d嵌入在蒸发器39和外壳110之间， 以防止蒸发器39将冷却空气阻塞。
图8和9是显示根据本发明的过冷却装置中的过冷却的结构图和曲 线图。
图8显示的是图9的试验结构和条件。参照图8，在外壳111内形 成有存储空间Sl，在存储空间SI内容纳有0.1升蒸馏水，电极50e和 50f嵌入在外壳111的侧壁中，以对称地布置于存储空间Sl。电极50e 和50f面对存储空间Sl的电极表面比存储空间Sl的表面宽。电极50e 和50f之间的间距是20mm。外壳111由丙烯酸材料制成。外壳111在 均匀供给冷却空气的存储空间(除了电极50e和50f以外不具有另外的 电场产生器的制冷装置)内进行保持和冷却。
这里，微型计算机90使电压产生单元40对电极单元50施加0.91 千伏(6.76毫安)和20千赫的交流电压，且存储空间的温度大约是-7匸。 如图9的过冷却曲线图所示，由于不冻制冷机100在低于相变温度的-6.5 n下保持过冷却，所以它将水的不冻状态保持50小时以上。
根据本发明人的试验结果，电场的施加显示出以下消毒效果。
本发明人对引起人体腹泻的贾第鞭毛虫、鞭毛虫在电场处理前后的 存活率进行了研究。在无营养状态下使用了 408条贾第鞭毛虫。本发明 人对有电场和无电场情况下贾第鞭毛虫的存活率进行了研究。当没有使 用电场时，有396条贾第鞭毛虫存活，也就是说存活率是96.6%。这意 味着贾第鞭毛虫不会自然消除。相反，当使用电场时，没有贾第鞭毛虫 存活。上述试验结果是在无营养状态下获得的。然而，在营养状态下，
即制冷机中的食物贮藏状态下，有望获得相似的结果。如上所述，电场 用于有效地消除诸如贾第鞭毛虫等会引起腐烂的微生物。
图10和11是显示根据本发明的简化的过冷却装置中功率和不冻温 度之间相互关系的曲线图。图10和11是对图8的试验结构的应用。外 壳111所处的存储空间中的保持温度(控制温度)，即内部温度固定为-6 匸。这里，微型计算机卯将大量的电能设置并施加到电压产生单元40 上，并对导致的不冻温度的变化进行测量。也就是说，提取能量Q1是 恒定的，而供给能量Q2是可变的。
图10是显示供给了不同量的电能的水的不冻温度的曲线图。如图 10所示，在没有被供给电能的基准线0上，通过冷却将水保持在不冻状 态到-5t:，从冷却状态相变到结冰状态3个小时。
在第一能量线I (1.38瓦)，由于施加给水的能量Q2的大小比提取 能量Ql的大小大得多，即使在相变温度(1个大气压下OK )下对水进
行冷却，水也保持在几乎ox:且不会过冷却。
在第二能量线II (0.98瓦)，水保持在过冷却状态，而且过冷却温 度的范围为-3到-3.5匸。
在第三能量线ni (0.91瓦)，水保持在过冷却状态，而且过冷却温 度的范围为-4到-5lC。
在第四能量线IV (0.62瓦)，水保持在过冷却状态，而且过冷却温 度的范围为-5.5到-5.8"C。
在第五能量线V( 0.36瓦)，水在没有达到过冷却状态的情况下结水(相变)。
图11是显示图IO的第一能量线I到第五能量线V之间相互关系的 曲线图。如图11所示，在冷却空气供给状态下，施加给水的能量Q2 的大小和水的过冷却温度具有成比例的关系。也就是说，当施加给容纳 物的能量Q2大时，过冷却温度上升，而当施加给容纳物的能量Q2太 小时，过冷却温度下降。然而，如果能量Q2太小，它无法引起水分子 的运动以及调节过冷却状态，从而出现第五能量线V的结果。
在这个试验中，根据保持温度(门内温度，内部温度)为-6iC时所 施加的能量的大小来确定过冷却温度。如果保持温度发生变化，即如果 提取能量Ql的大小发生变化，则施加能量Q2的大小必须发生变化。 当保持温度恒定时，微型计算机90储存能量Ql和Q2的大小和过冷却 温度之间简单的相互关系信息。在对保持温度进行调节或改变的情况 下，微型计算机卯必须储存考虑了保持温度变化的能量Ql、 Q2的大 小和过冷却温度之间的相互关系信息。
图12是显示在根据本发明的过冷却方法中，电场强度、保持温度 和过冷却温度之间关系的曲线图。
如图12所示，容纳物的过冷却温度Cs从电场强度(供给能量Q2 ) 和保持温度Cm (提取能量Q1)之间的相互关系中计算出来。
例如，在W1的电场强度和Cm的保持温度下，当容纳物稳定在过 冷却温度Cs时，如果保持温度Cm降到保持温度Cm，即如果提取能 量Ql增加，则过冷却温度Cs变为过冷却温度Cs。 Cs < Cs 4吏容纳物稳 定。作为另一个示例，如果保持温度Cm升到保持温度Cm，即如果提 取能量Ql减少，则过冷却温度Cs变为过冷却温度Cs。 Cs〉Cs^f吏容纳 物稳定。
提取能量Ql和供给能量Q2能够依据图10、 11和12的关系进行调 整，从而控制容纳物的过冷却温度Cs。
图13是显示根据本发明第一实施方式的过冷却方法的流程图。
具体来说，在S71中，微型计算机卯决定用户是否能够通过输入 单元70来选择不冻度。如果是，微型计算机90进入S72，如果否，微 型计算机90进入S73。
在S72中，微型计算机卯根据通过输入单元70预先输入或用户输 入的选择来设定不冻度。不冻度的输入或选择可以包括特定温度(例如，
-6r;, -8t:),或显示温度程度的高，中和低。
在S73中，由于没有提供让用户能够输入或选择不冻度的特定装置 或服务，所以微型计算机90读取的是固定的不冻度。例如，不冻度可
以是-6x:或-8x:。
在S74中，微型计算机90决定能否通过控制用于冷却存储空间A 或B或容纳物的冷冻循环系统30来调节冷却度。当冷冻循环系统30 形成为仅仅冷却如图4a和4b所示的存储空间A或B时，步骤S74是 不必要的。然而，在制冷机的蔬菜室或肉室被控制在恒定的冷却度(控 制温度，内部温度等)的情况下，冷却度是不可控的。因此，设定能量 大小的方法发生变化。在这种情况下，上述步骤S74是必要的。如果冷 却度不可通过机械方法或软件控制，那么微型计算机90进入S75，如 果冷却度是可控的，那么微型计算机90进入S77。
在S75中，微型计算机90根据设定的或固定的不冻度设定施加给 存储空间A或B或容纳物的能量大小。当冷却度恒定时，微型计算机 卯能够仅仅通过不冻度和能量大小之间的关系来设定能量大小。
在S76中，如上所述由于冷却度不是可控或者可变的，所以微型计 算机90以恒定的冷却度冷却存储空间A或B或容纳物。
在S77中，微型计算机90根据设定的或固定的不冻度设定冷却度， 并通过冷冻循环系统30进行冷却。例如，如果不冻度是-8t:，存储空 间A或B或容纳物的冷却温度必须设定为低于至少-8匸。在相同的不冻
度下，如果当前冷却温度是-iox:，冷却温度能够设定为稍低于-8TC，
从而通过冷却减少功率消耗。
在S78中，微型计算机90根据设定的或固定的不冻度设定能量大 小。这里，必须考虑在S77中设定的冷却温度。
在S79中，微型计算机90将S75或S78中设定的能量施加给存储 空间A或B或容纳物，从而实施不冻贮藏。
在这个实施方式中，S77和S78能够同时进行。也就是说，微型 计算机90根据不冻度同时设定冷却度和能量大小。在设定过程中，微 型计算机90会考虑到冷却度和能量大小之间的关系。
图14是显示根据本发明第二实施方式的过冷却方法的流程图。
第二实施方式显示的是当能量大小恒定时，即微型计算机90能够 通过电压产生单元40产生的电场强度恒定时的控制方法。
具体来说，在S81中，微型计算机90将预设的固定能量通过包括 电压产生单元40和电极单元50的不冻操作单元施加给存储空间A或B 或容纳物。也就是说，微型计算机90不能控制电场强度。
在S82中，微型计算机90以与图13中S71相同的方式决定用户 是否能够选择不冻度。
在S83中，微型计算机90设定选择的或输入的不冻度。
在S84中，为了通过固定的能量来获得设定的不冻度，微型计算 机90通过冷冻循环系统30 i殳定冷却度，并以设定的冷却度冷却存储空 间A或B或容纳物。也就是说，在固定能量状态下，增加冷却度(降 低控制温度)以通过不冻度降低温度，而减少冷却度(升高控制温度) 以升高温度。
在S85中，微型计算机90读取固定的不冻度。
在S86中，为了通过固定的能量大小获得固定的不冻度，微型计 算机90通过恒定的冷却度冷却存储空间A或B或容纳物。
图15显示的是根据本发明第三实施方式的过冷却方法的流程图。 图15的过冷却方法(节电模式)根据存储空间A或B或容纳物的温度 设定不冻模式的起始点。
具体来说，在S91中，微型计算机90通过控制冷冻循环系统30 来冷却存储空间A或B。由于微型计算机90还没有执行不冻模式，所 以微型计算机卯通过关闭诸如间接冷却式制冷机的冷冻循环系统30的 风扇34的强制冷却空气流动的装置，来緩慢冷却存储空间A或B或容 纳物。
在S92中，微型计算机90通过温度传感器感测存储空间A或B 或容纳物的温度T,该温度传感器是栽荷感测单元20。
在S93中，微型计算机卯将感测到的温度T与容纳物的相变温 度TO相比。如果感测到的温度T与相变温度TO的差值在设定的温度 (a )内，则微型计算机进入S94。如果不是，微型计算机90则进入S92。 在该步骤S93中，容纳物直到感测到的温度T达到相变温度TO才发生
相变。所以，微型计算机卯不必执行不冻模式。然而，存储空间A或 B或容纳物的温度会通过冷冻循环系统30的冷却而急剧下降。因此， 只要该差值在设定的温度(a )以内，微型计算机卯就不会执行不冻模 式，从而减小功率消耗。由于水的体积在41C时最小，所以水分子之间 的运动可能发生变化。优选地，设定的温度(a)的范围是0到4匸。
在S94中，微型计算机卯通过控制包括电压产生单元40和电极 单元50的不冻操作单元来开始执行不冻模式。这里，微型计算机90通 过操作诸如冷冻循环系统30的风扇34的强制冷却空气流动的装置来均 匀冷却存储空间A和容纳物。
在S95中，微型计算机90降低冷冻循环系统30的冷却速度，通 过不冻操作单元执行不冻模式。如果不冻模式期间存储空间A或B或 容纳物外的温度急剧变化，可以解除不冻模式，同时发生相变到冷冻状 态。因此，微型计算机卯通过控制压缩机32的冷却力降低冷却速度来 阻止温度的急剧变化，从而稳定地执行不冻模式。
在S96中，微型计算机卯决定存储空间A或B或容纳物是否已 经稳定在不冻状态。微型计算机90能够基于在栽荷作用下不冻状态的 稳定时间，或使存储空间A或B或容纳物稳定在不冻状态所花费的平 均时间的有关信息来确定稳定性。在不冻状态稳定以后，微型计算机90 进入S97。
在S97中，微型计算机卯通过控制电压产生单元40来降低施加 到电极单元50上的电压频率，从而减少功率消耗。当不冻状态稳定时， 水分子的运动变得恒定。即使电压频率降低，也不会影响到该运动。所 以，不冻状态持续稳定。
图16是图15的过冷却方法的控制曲线图。图16的曲线图显示的 是存储空间A或B或容纳物的温度曲线。当感测到的温度T大于TO+a 时，电场关闭，当感测到的温度T等于或小于TO+a时，电场开启。
图17是显示才艮据本发明第四实施方式的过冷却方法的流程图。图 17的过冷却方法(节电模式)根据设定时间tl控制不冻模式的起始点。
具体来说，S101与图15的S91相同。
在S102中，微型计算机90通过内置计时器计算冷冻循环系统30 的冷却时间，并决定冷却时间是否超过了设定时间tl。如果冷却时间没 有达到设定时间tl，微型计算机卯保持等待状态，而如果冷却时间达 到设定时间tl，微型计算机90进入S103。
S103到S105与图15的S94到S96相同。
在S106中，当存储空间A或B或容纳物稳定在不冻状态时，微 型计算机90通过间断地开启施加于存储空间A或B或容纳物的电场来 间断地执行不冻模式。在间断执行期间，虽然电压不是从电压产生单元 40施加到电极单元50，但是电极单元50进行预定时间的电容器操作， 从而将水的运动保持预定时间。不冻模式的间断执行减少了功率消耗。
图18是图17过冷却方法的控制曲线图。图18显示的是存储空间 A或B或容纳物的温度曲线和电场的开启/关闭区域的曲线图。如图18 所示，在冷却时间达到设定时间tl之前，电场关闭，而当冷却时间达 到设定时间tl时，电场开启。
图19是根据本发明第五实施方式的过冷却方法的控制曲线图。图 19的控制曲线图显示的是存储空间A或B或容纳物的温度曲线，并与 图18的S106的控制构成相对应。当存储空间或容纳物稳定在第一开 启区域的不冻状态时，微型计算机卯在t2到t3期间关闭电场，在t3 时在第二开启区域开启电场，从而间断地执行不冻模式。如从温度曲线 所看到的，尽管间断地执行不冻模式，但是存储空间A或B或容纳物 稳定地保持在不冻状态。
在不冻状态稳定以后，可以选择性地使用图15的S97和图17的
S106。
图20是根据本发明第六实施例的过冷却方法的控制曲线图。如图 20所示，在微型计算机90到达图15的步骤S93和S94或图17的步骤 S102和S103之前，即当存储空间A或B或容纳物没有结水时，微型计 算机90使电压产生单元40将具有对应于区域I的振幅和频率的电压施 加给电极单元50。区域I具有低频低压特性。在不发生相变(结水)的 该区域中，将弱电场施加给存储空间A或B或容纳物。
当微型计算机90到达图15的步骤S93和S94或图17的步骤S102 和S103时，即当存储空间A或B或容纳物能够结水时，微型计算机90 使电压产生单元40将具有对应于区域II的振幅和频率的电压施加给电 极单元50。区域II具有高频高压特性。在可能发生相变的该区域中， 将强电场施加给存储空间A或B或容纳物。
当在图15的S96和图17的S105中不冻状态稳定时，微型计算机 90通过对应于区域I的电压施加电场。
因此，通过改变电压振幅和频率以根据不冻状态的进行程度产生 电场，微型计算机卯能够减少不冻模式中的功率消耗，并稳定地执行 不冻模式。
如前所述，所述过冷却装置和方法能够稳定地将容纳物长时间保 持在过冷却状态。
所述过冷却装置和方法能够通过调节供给能量和提取能量以低温 将容纳物稳定地保持在过冷却状态。
所述过冷却装置和方法能够通过调节能量大小设定或控制容纳物 的不冻温度来执行多种类型的不冻模式。
所述过冷却装置和方法能够通过让用户选择容纳物的不冻温度来 执行多种类型的不冻模式。
所述过冷却装置和方法能够通过控制不冻模式的执行时间，来执 行用于形成不冻状态的不冻模式并使不冻模式中的功率消耗最小化。
所述过冷却装置和方法能够通过间断地执行不冻模式来保持不冻 状态，并使功率消耗最小化。
虽然已经对本发明的优选实施方式进行了说明，但是应该理解的是， 本发明不限于这些优选实施方式，而是本领域普通技术人员能够在所要求 保护的本发明精神和范围内能够做出各种修改和变型。
权利要求
1.一种过冷却装置，包括:用于从容纳物提取能量的装置；和通过供给少于所提取的能量的能量而引发所述容纳物的水分子进行旋转、振动和平动中至少一种运动的装置，由此使所述容纳物在相变温度以下保持液态。
2.如权利要求l所述的过冷却装置，其中，所述引发运动的装置 对所述容纳物施加电场。
3.如权利要求2所述的过冷却装置，其中，所述引发运动的装置 通过改变电压、频率和电流中的至少一个来设定供给能量。
4.如权利要求l所述的过冷却装置，其中，所提取的能量取决于 施加于所述容纳物的冷却温度和所述容纳物的当前温度之间的差值。
5. 如权利要求l所述的过冷却装置，其中，所提取的能量取决于 所述容纳物的量。
6. —种过冷却方法，包括如下步骤 设定从容纳物提取的能量； 从所述容纳物提取所设定的能量；以及通过供给少于所设定的能量的能量而引发所述容纳物的水分子进 行旋转、振动和平动中的至少一种运动，上述步骤是按顺序或同时进行 的，由此^^所述容纳物在相变温度以下保持液态。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述设定能量的步骤取决于 施加于所述容纳物的冷却温度和所述容纳物的当前温度之间的差值。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，所述设定能量的步骤取决于 所述容纳物的量。
9. 如权利要求6所述的方法，其中，所述引发运动的步骤包括如 下步骤设定施加能量；以及根据所设定的能量来设定电压、频率和电流。
10. —种过冷却方法，包括如下步骤 向容纳物供给能量；以及提取比所供给的能量多的能量，引发所述容纳物的水分子进行旋 转、振动和平动中的至少一种运动，由此使所述容纳物在相变温度以下保持液态。
11. 一种过冷却方法，包括如下步驟 对用于储存容纳物的存储空间施加能量；以及根据所施加能量的大小设定所述存储空间或容纳物的不冻温度。
12. 如权利要求ll所述的过冷却方法，其中，所述设定步骤利用所 述存储空间或容纳物的不冻温度与能量的大小之间的比例关系来设定不冻温度o
13. 如权利要求11所述的过冷却方法，进一步包括以恒定冷却速度 对所述存储空间或容纳物进行冷却的步骤。
14.如权利要求ll所述的过冷却方法，其中，所述设定步骤根据所 述存储空间或容纳物的冷却温度和能量的大小来设定不冻温度。
15. —种过冷却方法，包括如下步骤 读取存储空间或容纳物的不冻度；以及 根据所述不冻度设定所施加能量的大小。
16.如权利要求15所述的过冷却方法，进一步包括对所述存储空间 或容纳物施加设定大小的能量的步骤。
17.如权利要求15所述的过冷却方法，其中，所述设定步骤利用所 述不冻度和能量大小之间的比例关系来设定能量的大小。
18.如权利要求15或17所述的过冷却方法，进一步包括以恒定冷 却温度对所述存储空间或容纳物进行冷却的步骤。
19.如权利要求15所述的过冷却方法，其中，所述读取步骤读取用 户选择的不冻度。
20. 如权利要求15所述的过冷却方法，进一步包括根据所述不冻度 设定所述存储空间或容纳物的冷却度的步骤。
21. 如权利要求20所述的过冷却方法，所述方法执行使用设定大小 的能量的能量施加步骤，以及使用设定的冷却度的冷却步骤。
22. —种过冷却方法，包括如下步骤 对存储空间或储存在存储空间中的容纳物进行冷却；以及 在所述容纳物的相变温度之前执行不冻模式。
23.如权利要求22所述的过冷却方法，进一步包括感测所述存储空 间或容纳物的温度的步骤。
24. 如权利要求22所述的过冷却方法，进一步包括在执行所述不冻 模式的步骤中降低冷却空气供给速度的步骤。
25. —种过冷却方法，包括如下步骤 对存储空间或容纳物冷却一段设定时间；以及 对所述存储空间或容纳物执行不冻模式。
26. 如权利要求25所述的过冷却方法，所述方法在执行所述不冻模 式的步骤中降低所述冷却步骤的冷却速度。
27. —种过冷却方法，包括对存储空间或储存在存储空间中的容纳 物执行不冻模式的步骤，所述执行不冻模式的步骤是间断执行的。
28. 如权利要求27所述的过冷却方法，其中，当所述容纳物处于所 述不冻状态时，所述不冻模式是间断执行的。
29. —种过冷却方法，包括如下步骤 执行不冻模式；检查不冻状态的进行程度；以及 根据所述检查步骤的结果控制所述不冻模式的强度。
30. 如权利要求29所述的过冷却方法，其中，所述不冻模式的强度 与用于产生电场的电压振幅和频率高度相关联。
全文摘要
本发明公开一种过冷却装置和方法，该过冷却装置和方法能够通过控制能量将容纳物长期地稳定保持在过冷却状态下。所述过冷却装置包括从容纳物提取能量的装置，和通过供给少于所提取的能量的能量而引发容纳物的水分子进行旋转、振动和平动中至少一种运动的装置。容纳物在相变温度以下保持液态。
文档编号F25D23/12GK101374428SQ200680052800
公开日2009年2月25日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年2月15日
发明者孙久永, 权永喆, 李守源, 辛钟玟, 金洙凊, 金铁焕 申请人:Lg电子株式会社