一种冷藏柜及冷藏柜控制方法与流程

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种医疗用的冷藏柜及冷藏柜控制方法。

背景技术：

对于医疗用的冷藏柜来说，频繁地开启冷藏柜存取口会导致柜体内外的热交换，影响设备内部的恒温环境，严重时会影响柜内保存物品的物理性能，导致性状发生变化，破坏设备的设计的初衷。

目前，对于医疗用的冷藏柜，在存取口关闭的情况下，采用PVC(Polyvinylchloride，聚氯乙烯)封条的形式进行密封，以隔绝柜体内外空气的热交换，但是PVC封条可以导热，会产生热交换，因此无法满足医疗用冷藏柜对隔热的要求。

应用风幕原理，即在柜门内侧设计风道系统，在柜门处形成一道空气膜，可以阻隔柜体内外空气交换。

现有技术中，可通过设置多层风幕提高内外的隔热效果，多层风幕多数是平行设置的多道垂直风幕，也有将内外风幕以成夹角方式设置的。如图1所示的一种冷藏产品陈列柜，在冷藏产品陈列柜的顶部设置有出风口34和出风口70，从出风口34流出的气流形成一道垂直风幕55，从出风口70流出的气流形成一道与垂直风幕55具有偏离角度A的向下的外层风幕65。外层风幕65起缓冲作用，减小内层温度较低的垂直风幕55的内侧即冷柜内部与外部热空气的直接热交换，另外，外层风幕65具有一定偏移角度，在一个相对敞开的大面积的冷柜开口处形成较厚的风幕。但是外层风幕65与垂直风幕55之间存在间隙，使得外部空气可以由间隙处进入外层风幕65内而产生热交换。

上述风幕技术一般应用于存取口较大的商品陈列冷藏柜，无法满足医用冷藏柜对于温度的严格要求。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种冷藏柜，用以提高医疗用冷藏柜的隔热效果。

本发明的一个实施例提供的一种冷藏柜，包括：

冷藏柜的存取口顶部设置有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口引导气流沿着第一路径流动形成第一风幕，所述第二出风口引导气流沿着第二路径流动形成第二风幕；

冷藏柜的存取口底部设置有第一风道，所述第一风道的入风口与所述第一出风口相对，所述第一风道的出风口引导气流沿着第三路径流动形成第三风幕；

所述第一出风口引导气流沿着第一路径流动所形成的第一风幕平行于存取口所在平面，所述第二出风口引导气流沿着第二路径流动所形成的第二风幕与所述第一风幕呈一夹角，所述第一风幕、第二风幕和第三风幕形成立体缓冲空间。

本发明的上述实施例中，在冷藏柜的存取口顶部处设置两个出风口，形成平行于存取口所在平面的第一风幕、和与第一风幕成夹角的第二风幕。又在存取口底部设置与第一出风口相对的第二风道，形成第三风幕。使得第一风幕、第二风幕和第三风幕组成封闭的立体缓冲空间，充分利用了第二风幕和第三风幕的隔热作用，避免了外部热空气从间隙处进入而直接与第一风幕接触，能够有效的隔绝冷藏柜外部热空气。

本发明实施例还提供了一种冷藏柜控制方法，所述冷藏柜的存取口顶部设置有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口引导气流沿着第一路径流动形成第一风幕，所述第二出风口引导气流沿着第二路径流动形成第二风幕；冷藏柜的存取口底部设置有第一风道，所述第一风道的入风口与所述第一出风口相对，所述第一风道的出风口引导气流沿着第三路径流动形成第三风幕；所述第一出风口引导气流沿着第一路径流动所形成的第一风幕平行于存取口所在平面，所述第二出风口引导气流沿着第二路径流动所形成的第二风幕与所述第一风幕呈一夹角，所述第一风幕、第二风幕和第三风幕形成立体缓冲空间；所述冷藏柜的以下位置中的一处或多处设置有风扇：所述冷藏柜的第一出风口处；所述冷藏柜的第二出风口处；所述冷藏柜的第二风道的入风口处；所述冷藏柜的第一风道中；

所述冷藏柜控制方法包括：

所述冷藏柜的风扇控制器接收所述冷藏柜的存取口控制器发送的存取口打开指令；

所述风扇控制器根据所述存取口打开指令，控制所述一处或多处设置的风扇的供电电路开始供电或提高供电电压。

在本发明的上述实施例中，通过风扇控制器控制风扇的供电情况，控制风幕的风速及风压，以实现根据温度的变化增强风幕的隔热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的冷藏产品陈列柜示意图；

图2为本发明实施例提供的冷藏柜示意图；

图3为图1中所示存取口截面一的剖面图；

图4为图1中所示存取口截面二的剖面图；

图5为图2中所示第二风道的局部放大图；

图6为图2所示存取口截面上的风幕示意图；

图7为本发明实施例提供的第一种冷藏柜控制方法流程示意图；

图8为本发明实施例提供的第二种冷藏柜控制方法流程示意图；

图9为本发明实施例提供的第三种冷藏柜控制方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的冷藏柜，可以应用于家用冷藏柜或超市冷藏陈列柜，尤其可应用于如化学研究所、药品监督局等场所，对珍贵样本或对温度的均匀性和波动性有严格要求的样本进行冷藏，比如医疗用冷藏柜。

考虑到每次开启冷藏柜的存取口时，冷藏柜内部空气都会与外界空气发生热交换，对存取口附近的温度产生较大的影响。因此，本发明实施例提供了一种冷藏柜，以降低在开启存取口时，冷藏柜内部空气与外部空气发生热交换而导致冷藏柜内部温度的波动。

参见图2，为本发明的实施例提供的冷藏柜示意图，图中冷藏柜的前壁1垂直于地面，前壁1中间设置有存取口2，用于对存储物品进行提取和存放操作。由于存取口2设置在冷藏柜的前壁1上，存取口2所在平面为垂直平面。

本发明实施例在冷藏柜的存取口2处进行了改进。

参见图3和图4，分别为图2中所示存取口2的截面一、截面二的剖面图，如图所示：

冷藏柜存取口2的顶部设置有第一出风口3和第二出风口4，所述第一出风口3引导气流沿着第一路径6流动形成第一风幕，所述第二出风口4引导气流沿着第二路径7流动形成第二风幕。

冷藏柜存取口2的底部设置有第一风道8，所述第一风道的入风口9与所述第一出风口3相对，所述第一风道的出风口10引导气流沿着第三路径11流动形成第三风幕。

所述第一出风口3引导气流沿着第一路径6流动所形成的第一风幕平行于存取口2所在平面，所述第二出风口4引导气流沿着第二路径7流动所形成的第二风幕与所述第一风幕呈一夹角，所述第一风幕、第二风幕和第三风幕形成立体缓冲空间。

在本发明提供的上述实施例中，存取口2设置在冷藏柜的前壁1上，存取口2所在平面为垂直平面，因此，第一路径6为垂直向下，第二路径7与第一路径6呈夹角为斜向下，第三路径11自下而上。

由三道风幕组成的立体缓冲空间，与单层风幕相比，其阻隔外部热空气的效果更好。此外，三个出风口的横截面积也较小，以保证流出的气流有足够的风压形成风幕。

所述第一风道的入风口9与所述第一出风口3相对，其目的是，使经由第一出风口3的流出的气流进入第一风道8，沿着第一风道8流动从第一风道的出风口10流出，形成第三风幕，充分利用气流以增强对外部热空气的阻隔效果，并且避免了第一风幕直接吹向冷藏柜存取口组件形成散射，风向变得无序，容易夹带灰尘、微小颗粒进入冷藏柜的内部的问题。

由于第三风幕是第一风幕经过弯道转向后流出的气流，距离出风口较远，在风速上已经降低，在与第二风幕的交汇处，第三风幕的风速低于与其交汇的第二风幕的风速，因此不会对交汇处的第二风幕形成过大的向外的力，产生第二风幕被打散的问题。

参见图5，为图3中所示第一风道8的局部放大图，第一风道8沿气流方向呈弧形，例如类似“U”型。气流首先平行于第一风道入风口9进入第一风道8，然后进入弯道，第一风道的出风口10引导气流沿着第三路径流动形成第三风幕。

优选地，所述第三风幕与第一风幕呈锐角，使得第三风幕与第一风幕、第二风幕形成封闭的三角立体缓冲空间。在本发明实施例中，第一风道以类似“U”形的风道为例，还可以使用其他形状的风道，以实现形成的第三风幕能够与第一风幕、第二风幕组成封闭的立体缓冲空间，例如，第三风幕也可与第一风幕平行，本发明对此不作限制。

优选地，所述第一风道8的弯道部分可以尽量平缓，以减小阻力保持风速。

优选地，所述第二风幕与第一风幕之间的夹角，最大值为第二出风口4与存取口2外侧边缘所形成的直线的延长线与所述第一风幕的夹角。

当气流沿着第二路径7到达存取口2底部，但未超过存取口2的底部最外层边缘时，第二风幕起主要阻挡外界热空气的作用，将大部分外部空气阻挡在外，避免进入封闭的三角立体缓冲空间；当有外部空气流入时，第一风幕和第三风幕起到辅助阻挡外界热空气的作用，避免外界热空气与冷藏柜内冷空气的热交换，便于保持冷藏柜内温度的恒定。

优选地，所述第一出风口3和第二出风口4连通于第二风道5，所述第二风道的入风口12与冷藏柜的内部空气循环通道连通。由于没有将外部空气导入第二风道5，避免了外部热空气与冷藏柜的热交换，并且形成第一风幕和第二风幕的气流均为冷藏柜内部的冷空气，能够有效地隔绝外部热空气。所述第二风道的入风口12也可与外部空气相连并设置有制冷装置，或者采用其他连通方式；所述第一出风口与第二出风口可以连通于同一风道，也可以连通于不同的风道，本发明对此不作限制。

优选地，如图3或图4所示，在所述第二风道的入风口12处设置有风扇组13，风扇组13可以包括N个风扇，其中，N为大于或等于1的整数。所述N个风扇的排列方式可以采用以下几种方式之一：

方式1：所述N个风扇沿第二风道5中的气流方向依次排列；用以增大第二风道5内气流的风压。

方式2：所述N个风扇排列在第二风道5中的一个横截面上；用以增大第二风道5内气流的风量。

方式3：所述N个风扇分成M个分组，每个分组中包括至少一个风扇，每个分组内的风扇排列在所述第二风道5中的一个横截面上，不同分组的风扇所在的横截面各不相同，M为大于1的整数；既可以增大第二风道5内气流的风压，又能够增大第二风道5内气流的风量。

以上几种风扇排列方式仅为本发明实施例提供的优选实现方案，风扇组13也可以仅有一个风扇，也可以在此处不设置风扇，本发明对此不作限制。

优选地，在上述冷藏柜的第一出风口3和第二出风口4处分别设置有风扇(图中未标出)。因此，能够通过控制所述第二风道入风口12处的风扇组13，和/或同时控制第一出风口3和第二出风口4处的风扇，以达到同时增大或减小第一出风口3和第二出风口4处的风速；也能够通过分别控制第一出风口3和第二出风口4处的风扇，以达到分别控制第一出风口3和第二出风口4处的风速。风速越大，风压越大，其阻隔外部热空气的效果越佳；风速越小，风压越小，其阻隔外部热空气的效果越差。在第一出风口3和第二出风口4处设置风扇仅为本发明实施例提供的优选实现方案，也可以仅在第一出风口3处设置风扇，或者仅在第二出风口4处设置风扇，也可以不设置风扇，本发明对此不作限制。

优选地，可以在冷藏柜的第一风道8中设置风扇(图中未示出)。由于形成第三风幕的气流距离第一出风口3较远，风速会因为空气阻力而降低，因此在第一风道8中设置风扇，能够增加第一风道8中气流的风速，即增加了形成第三风幕气流的风速，增强了第三风幕的阻隔外部热空气的能力。

风压是静压和动压的总和，风压的大小决定了送风距离的远近，风压越大，送风距离越远，反之，送风距离越近。静压与动压是可以相互转换的，在风道内形成的静压，当空气产生流动时，空气克服阻力产生流动，如果阻力够小，在出风口处，静压将全部转换为动压。

如上所述，可以在冷藏柜的第一出风口3处、第二出风口4处、第二风道的入风口12处以及第一风道8中均设置有风扇，也可以在其中一处或多处设置有风扇，本发明对此不作限制。

优选地，所述风扇组13设置有密封装置，所述密封装置将风扇组13与第二风道入风口12的内壁紧密贴合，用以防止风扇组13与第二风道入风口12的内壁贴合不严，使进入第二风道5中的气流从风扇组13与第二风道入风口12之间的缝隙中流出，进而影响第二风道5内的风压。

除了在第二风道的入风口12处的风扇组13设置有密封装置，其他风扇也均可安装密封装置，本发明对此不作限制。

如图4所示，优选地，在第二出风口4设置的风扇中，带动扇叶旋转的扇叶轴与双向驱动电机14电性相连，驱动电机14带动所述扇叶轴旋转时，能够带动扇叶轴运动，以改变扇叶轴与所述第二出风口4处的风道的中心轴线之间的角度，进而改变第二出风口4的出风角度，扩大或缩小封闭的三角立体缓冲空间。三角立体缓冲空间的体积V可由如下公式计算出：

V＝S×l (1)

其中，l表示三角立体缓冲空间的长度，所述长度的所在方向与图6所示三角立体缓冲空间横截面垂直，且l的大小是固定不变的；S表示如图6所示三角立体缓冲空间的横截面面积，其大小由下式计算得出：

其中，d表示第一出风口3到第一风道入风口9之间的距离，且d的大小固定不变；h表示图6所示三角立体缓冲空间横截面上三角形的高。

h与d之间存在如下关系：

其中，α表示第二出风口4的出风角度，即第一路径6与第二路径7之间的夹角；β表示第一路径6与第三路径11之间的夹角，且β的大小固定不变。

如图6所示，当第二出风口4的出风角度α，由α1变为α2时，横截面上三角形的高从h1变为h2，三角立体缓冲空间的体积从V1变为V2，故有：

根据三角函数关系，可知第二出风口4的出风角度α每增大5°，三角立体缓冲空间的体积约增大一倍。

能够改变第二出风口4处的出风角度的设计方案，比固定出风口的设计方案，效率更高、更具有灵活性。冷藏柜能够根据不同情况，在调整风扇供电电压的同时，调整三角立体缓冲空间的体积，以实现快速调节冷藏柜内部温度。

优选地，风扇通过固定装置固定在冷藏柜的风道中，所述固定装置内设置有减震垫。所述减震垫用于防止风扇在运行过程中与冷藏柜产生共振。

优选地，在冷藏柜的存取口2处设置有温度传感器(图中未标出)。所述温度传感器能够实时检测存取口2处的温度。

上述各实施例提供的冷藏柜还可设置有控制系统，用于控制冷藏柜内设置的风扇。所述控制系统包括风扇控制器和存取口控制器。所述风扇控制器分别与存取口控制器和风扇供电电路电性连接。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了冷藏柜控制方法，用以控制冷藏柜中风幕的形成以及风幕的风速、风压的大小。

参见图7，为本发明实施例提供的一直优选的冷藏柜控制方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

步骤701：风扇控制器接收存取口控制器发送的存取口打开指令。

所述存取口控制器又与PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)电性连接(图中未标出)。PLC可用来控制冷藏柜的存取口2的门锁。当用户想要打开存取口2时，向存取口控制器发送存取口打开指令；存取口控制器接收到存取口打开指令后，若所述存取口打开指令包含如密码、指纹等验证信息，则存取口控制器先对验证信息进行验证，然后向PLC发送打开存取口的指令；PLC接收到打开存取口的指令后，控制门锁打开，并同时向存取口控制器返回确认打开存取口的消息；存取口控制器在接收到由PLC返回的确认消息后，向风扇控制器发送存取口打开指令。

步骤702：风扇控制器根据所述存取口打开指令，控制所述一处或多处设置的风扇的供电电路开始供电或提高供电电压。

根据上述实施例提供的冷藏柜控制方法，在一种场景中，接收到存取口的打开指令，则意味着存取口需要打开，此时，风扇控制器控制风扇供电电路开始供电，从而控制风扇开始工作，这样在气流分别从第一出风口3、第二出风口4和第一风道的出风口10流出，从而形成垂直向下的第一风幕、斜向下的第二风幕以及斜向上的第三风幕，这三道风幕形成封闭的缓冲空间，在存取口打开时能够阻隔外部热空气进入冷藏柜内部。

根据上述实施例提供的冷藏柜控制方法，在另一种场景中，接收到存取口的打开指令，则意味着存取口需要打开，此时，风扇控制器控制风扇供电电路提高供电电压，从而增大已经处于工作状态的风扇的工作电压，进而增大所述三道风幕的风压，增强风幕的阻隔效果，保护冷藏柜内部温度不受外部热空气的影响。

上述风扇控制器可以控制风扇供电电路为某一处的风扇增大供电电压，或者同时控制为多处设置的风扇增大供电电压；也可以先为某一处的风扇供电或增大供电电压，若在规定时间内温度仍大于设定的阈值，则再为另一处的风扇供电或增大供电电压，直到温度处于安全范围内或所有风扇均以最大功率工作为止，本发明对此不作限制。

参见图8，为本发明实施例提供的另一种优选的冷藏柜控制方法的流程示意图，对于还设置有温度传感器的冷藏柜，其风扇控制器与温度传感器电性相连，可应用该方法对冷藏柜进行控制，该方法包括如下步骤：

步骤801：风扇控制器获取温度传感器检测到的存取口处的温度。

步骤802：风扇控制器根据所述温度传感器检测到的存取口处的温度，控制所述一处或多处设置的风扇的供电电路的输出电压。

在上述步骤802中，若温度传感器反馈给风扇控制器的数据大于预先设定的第一阈值，则风扇控制器控制风扇供电电路增大风扇的供电电压，以增大流动气流的风速和风压。

参见图9，本发明实施例还提供了一种优选的冷藏柜控制方法，对于设置有温度传感器和驱动电机的冷藏柜，其风扇控制器与温度传感器、驱动电机电性相连，可应用该方法对冷藏柜进行控制，该方法包括如下步骤：

步骤901：风扇控制器获取温度传感器检测到的存取口处的温度。

步骤902：风扇控制器根据所述温度传感器检测到的存取口处的温度，控制驱动电机带动所述扇叶轴旋转，以改变扇叶轴与第二出风口4处的风道的中心轴线之间的角度。

在上述步骤902中，若温度传感器反馈给风扇控制器的数据大于预先设定的第二阈值，则风扇控制器控制驱动电机带动所述扇叶轴旋转，以增大扇叶轴与所述第二出风口4处的风道的中心轴线之间的角度，进而增大立体缓冲空间。

所述第二阈值可以与第一阈值相同，也可以不同，本发明对此不作限制。

通过上述操作，可以快速调节冷藏柜存取口处的温度，保护冷藏柜中存储物品不受外界温度的影响。

上述实施例提供的各种冷藏柜控制方法，也可以相互结合使用。例如，当温度传感器反馈给风扇控制器的数据大于预先设定的阈值时，风扇控制器可以控制风扇供电电路增大风扇的供电电压，以增大流动气流的风速和风压；或者，风扇控制器控制驱动电机带动所述扇叶轴旋转，以增大扇叶轴与所述第二出风口4处的风道的中心轴线之间的角度，进而增大立体缓冲空间；或者，风扇控制器在控制风扇供电电路减小风扇的供电电压的同时，控制驱动电机带动所述扇叶轴旋转，增大扇叶轴与所述第二出风口4处的风道的中心轴线之间的角度。本发明对此不作限制。

优选地，上述实施例提供的各种冷藏柜控制方法，还可应用于在存取口关闭时，或温度传感器反馈给风扇控制器的数据小于预先设定的阈值时，风扇控制器可以控制风扇供电电路停止为风扇供电，或者，以较低的功率为风扇供电，或者，风扇控制器控制驱动电机带动所述扇叶轴旋转，以减小扇叶轴与所述第二出风口4处的风道的中心轴线之间的角度。

所述风扇的供电电压呈阶梯状分布。风扇供电电路开始供电时，首先以最低额定工作电压供电，目的是在风道内部形成一个短时静压、动压混合区，以储备能量。然后风扇控制器根据温度传感器的采样数据，若判断需要增大供电电压，则按照预先设定的步长或者百分比增大供电电压。

本发明的上述实施例中，第一风幕、第二风幕和第三风幕共同组成了封闭的三角立体缓冲空间，充分利用了第二风幕和第三风幕的隔热作用，避免了外部热空气从间隙处进入而直接与第一风幕接触，能够有效的隔绝冷藏柜外部热空气；同时，由于第一风道正对第一出风口，有效地避免了风幕直接吹向冷藏柜组件形成散射而夹带着灰尘、微小颗粒进入冷藏柜的内部。在第二风道入风口处设置的风扇组，其排列方式既能够增大风量，又能够增大风压；第二出风口处设置的风扇，即能够控制风速，又可以通过驱动电机改变出风角度；因此，使得三角立体缓冲空间阻隔外部热空气的效率更高，也更具有灵活性。此外，冷藏柜还设置有风扇控制器，使得冷藏柜调节内部温度更加快速、智能。

在本发明的上述实施例中，冷藏柜的存取口设置在前壁上，存取口所在的平面为垂直平面。若存取口设置在冷藏柜的上壁，则存取口所在的平面为水平平面，因此第一路径为水平方向，第二路径与第一路径呈夹角斜向上，第三路径与第一路径呈一定夹角斜向上。所述第一路径、第二路径、第三路径与存取口的开口方向有关，本发明实施例不再一一列举。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。