一种解冻装置、冰箱及其解冻控制方法与流程

文档序号:12355547阅读:285来源:国知局
本发明涉及电流采样
技术领域
,尤其涉及一种解冻装置、冰箱及其解冻控制方法。
背景技术
:冰箱冷冻室内的食物处于冷冻状态,并不能直接食用,所以在烹饪冷冻肉类等食物之前,必须进行解冻,而解冻过程也给用户带来了不便。从传热角度,解冻可以分为两大类:由外及里的解冻和里外同时解冻。由外及里的解冻也称为外部加热法:由温度较高的介质向冻结品表面传热,热量由表面逐渐向中心传递。空气解冻、水解冻、红外辐射解冻,金属板都属于由外及里的解冻方式。里外同时解冻也称为内部加热法:使冻结品各部位同时加热,微波解冻、高频解冻、食品通电解冻属于里外同时解冻方式。目前消费者大多用常温水、热水、常温空气解冻。也有用微波进行解冻的,但微波解冻虽然解冻速度快,却存在解冻不均匀,经常有使局部肉变色,甚至熟化的现象,因此微波解冻在家庭实际应用并不多。而专利申请号为CN201120078173.7《具有解冻功能的冰箱》中,冰箱由解冻室、风扇、电热器组成,该专利实现解冻的方式比较繁琐需要设置水管、电磁阀、泵等结构;申请号为CN90219985.4的专利《一种电冰箱解冻装置》利用主要由远红外辐射源、反射装置、食品支架、积水盒、排风扇、控制板、内壳、门组成,利用远红外辐射源实现对冰箱内食物进行由外及里的解冻;专利CN200510016177.1《冰箱的解冻室组合件及急速冷冻室组合件》通过振动装置对食物的振动产热实现解冻,附件包括加热组件,风扇等共同完成整个解冻过程;专利CN200510013788.0《冰箱的解冻装置》将冷冻食品视为电阻形成一个电路,通过食品电阻作用的发热实现解冻,同时本装置中也包含有空气加热器以及风扇附件。专利CN97221297.3《一种具有微波解冻功能的电冰箱》一种具有微波解冻功能的电冰箱包括一个设置在冰箱内的微波解冻装置,通微波对解冻食品进行受控制的加热,而微波解冻会造成食品解冻不均匀的问题。技术实现要素:针对现有技术的缺陷,本发明提供了一种解冻装置、冰箱及其解冻控制方法,能够解决现有技术中解冻方式及装置结构复杂、耗时长、解冻不均匀及被解冻食品营养损失大等问题。第一方面,本发明提供了一种解冻装置,包括:壳体、第一电极板、第二电极板及高频电源;所述第一电极板设置于所述壳体内壁的顶部,所述第二电极板设置于所述壳体内壁的底部,且所述第一电极板及所述第二电极板分别与所述高频电源的两端连接;所述高频电源工作时,所述第一电极板与所述第二电极板之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品;所述被解冻食品放置于所述第二电极板上。优选地,所述解冻装置还包括:设置于第一电极板与所述壳体内壁之间的第一绝缘层;设置于所述第二电极板与所述壳体内壁之间的第二绝缘层;设置于所述第一电极板朝向所述第二电极板的一侧的第三绝缘层;设置于所述第二电极板朝向所述第一电极板的一侧的第四绝缘层。第二方面,本发明提供了一种冰箱,包括:如上述任意一种解冻装置;所述解冻装置设置于所述冰箱的解冻室内。优选地,所述冰箱还包括:解冻室门开关及解冻启动开关;所述高频电源包括:交流电源及高频发生器;相应地,所述高频发生器的两端分别与所述第一电极板及所述第二电极板连接,所述高频发生器的第一端通过所述解冻室门开关与所述交流电源的第一端连接,所述高频发生器的第二端通过所述解冻开启开关与所述交流电源的第二端连接。优选地,所述冰箱还包括:红外温度传感器;所述红外温度传感器固定于所述解冻装置的壳体内壁的侧面,用于检测所述被解冻食品的温度。优选地,所述冰箱包括:直冷蒸发器;所述直冷蒸发器贴附于所述解冻装置的后背板与发泡层之间;相应地,所述解冻装置还包括:温度传感器。优选地,所述冰箱还包括:风扇;相应地,所述解冻装置还包括:设置于壳体上的进风口及出风口,及温度传感器。优选地,所述冰箱还包括:设置于控制面板的解冻时间设置按键及解冻重量设置按键。第三方面,本发明提供了一种如上述任意一种冰箱的解冻控制方法,包括:当所述冰箱的解冻室门开关闭合且解冻开启开关闭合时,高频发生器工作,在第一电极板与第二电极板之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品;检测到所述被解冻食品达到预设解冻温度或者达到预设解冻时间时,将高频解冻模式转换为软冻模式,并断开所述解冻开启开关。优选地,所述方法还包括:接收用户通过解冻时间设置按键输入的时间作为所述预设解冻时间;或者,接收用户通过解冻重量设置按键输入的被解冻食品重量,并根据预设的重量时间对应表格查询出所述被解冻食品重量对应的解冻时间作为所述预设解冻时间。由上述技术方案可知,本发明中的解冻装置设置有相对而置的第一电极板和第二电极板,并将高频电源的两端分别与第一电极板及第二电极板连接,而高频电源工作时,在第一电极板与第二电极板之间形成高频电场,从而生成高频电磁波作用于被解冻食品,使得整个食品的分子都受到高频电磁波的作用,使其极性分子的极性发生高频次变化,从而使被解冻食品里外同时被加热而解冻,由此可见,本发明中的解冻装置结构简单,而高频电磁波解冻速度快、解冻均匀且营养损失小。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些图获得其他的附图。图1是本发明一实施例提供的一种解冻装置的结构示意图;图2是本发明另一实施例提供的极性分子在电场中运动的示意图;图3是本发明另一实施例提供的一种冰箱的示意图;图4是本发明另一实施例提供的一种冰箱的解冻装置结构示意图;图5是本发明另一实施例提供的一种解冻时间设置按键的示意图;图6是本发明另一实施例提供的一种解冻重量设置按键的示意图;图7是本发明一实施例提供的一种冰箱的解冻控制方法的流程示意图;图8是本发明另一实施例提供的一种冰箱的解冻控制方法的流程示意图;图9是本发明另一实施例提供的一种冰箱的解冻控制方法的流程示意图;图1、图3~图4中附图标记说明:1-第一电极板;2-第二电极板;3-壳体;4-第一绝缘层;5-第二绝缘层;6-第三绝缘层;7-第四绝缘层;8-高频电源;81-交流电源;82-高频发生器;9-解冻室门开关;10-解冻开启开关;11-红外温度传感器;12-进风口;13-出风口;300-解冻室。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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他实施例,都属于本发明保护的范围。图1是本发明一实施例中的一种解冻装置的结构示意图,如图1所示,包括:壳体3、第一电极板1、第二电极板2及高频电源8。其中,所述第一电极板1设置于所述壳体3内壁的顶部,所述第二电极板2设置于所述壳体3内壁的底部,且所述第一电极板1及所述第二电极板2分别与所述高频电源8的两端连接。所述高频电源8工作时,所述第一电极板1与所述第二电极板2之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品。具体来说,高频电磁波的解冻原理是利用物料的介电特性来进行加热解冻的。被解冻食品物料中的极性分子(称为偶极子)在作杂乱无规则的运动,例如水就是极性分子,则如图2所示,当未加电场时,极性分子指向任意方向;而当开关闭合,即处于电场中时,极性分子将重新排列,带正电的一端朝向负极,带负电的一端朝向正极。若改变电场方向,则极性分子的取向也随之改变。若高频电场迅速交替地改变方向,则极性分子亦随着作迅速的摆动。由于分子的热运动和相邻分子间的相互作用,极性分子随电场方向改变而作的规则摆动将受到干扰和阻碍,即产生了类似摩擦的作用,使分子获得能量,并以热的形式表现出来,表现为被解冻食品物料的温度升高,从而解冻。需要说明的是,外加电场的频率越高,分子的摆动就越快,产生的热量就越多。外加电场的电场强度越大,分子的振幅就越大,产生的热量就越多。物料在高频波和微波场中所产生的热量的大小还与物料的种类及成分有关,即与物料的介电常数和损失角正切有关。由此可见,本实施例中的解冻装置设置有相对而置的第一电极板和第二电极板,并将高频电源的两端分别与第一电极板及第二电极板连接,而高频电源工作时,在第一电极板与第二电极板之间形成高频电场,从而生成高频电磁波作用于被解冻食品,使得整个食品的分子都受到高频电磁波的作用,使其极性分子的极性发生高频次变化,从而使被解冻食品里外同时被加热而解冻。由此可见,本实施例中的解冻装置结构简单,而高频电磁波解冻速度快、解冻均匀且营养损失小。进一步地,如图1所示,所述解冻装置还包括:设置于第一电极板1与所述壳体3内壁之间的第一绝缘层4;设置于所述第二电极板2与所述壳体3内壁之间的第二绝缘层5;设置于所述第一电极板1朝向所述第二电极板2一侧的第三绝缘层6;设置于所述第二电极板2朝向所述第一电极板1一侧的第四绝缘层7。如此,第一绝缘层4将第一电极板1与壳体3隔离,第二绝缘层5将第二电极板2与壳体3隔离。而且在第一电极板1及第二电极板2背离壳体3的一侧分别设置有第三绝缘层6及第四绝缘层7,将被解冻食品直接置于第四绝缘层7上,如此,防止被解冻食品直接与第二电极板2直接接触,防止用户在使用解冻装置的过程中直接与第一电极板1或第二电极板2接触,增加了解冻装置的使用安全性。图3是本发明另一实施例中的一种冰箱,该冰箱包括:如上述任意一种解冻装置。具体地,所述解冻装置设置于所述冰箱的解冻室300内。如此,该冰箱可通过解冻装置产生的高频电磁波为放置于解冻室的被解冻食品进行解冻。而高频电磁波解冻的优点包括:(1)解冻后的物料温度均匀、较大物料也可解冻。本实施例采用的高频电磁波在1-50MHz,优选高频范围在10-20MHz范围,微波的频率范围一般在(300MHz~300GHz)。微波虽然频率高于微波频率,但是高频波的解冻效果更好,高频波解冻后的物料温度均匀较大物料也可解冻。表一为水和冰在高频波和微波下作用后的质量损失系数。表二为牛肉在高频波和微波下的半衰深度。电磁波穿过食品表面向内部照射时,随其穿透深度加大,电磁波的能量迅速衰减,将电磁波穿透的最大深度称为穿透深度或者衰减深度。衰减深度与电磁波的频率成反比。由表一和表二可以看出,在微波加热解冻时,由于其半衰深度较小,物料的表面温度和中心温度差别大,物料表面局部解冻,冰转化成水,由于水和冰的损失系数差别很大,在该部分吸收的微波能多,就容易造成该部分的过热现象甚至熟化。反之对于高频波加热解冻,其半衰深度远大于微波的半衰深度,表面温度和中心温度差别小,水和冰的损失系数差别也小,解冻时温度分布较均匀,不会出现过热现象。所以高频波能对厚大物料进行解冻,并且解冻后的品质更高。表一水和冰的损失系数高频波(13.56MHZ)微波(915MHZ)冰(-15℃)0.070.06水(15℃)0.632.7损失系数比约9倍约45倍表二牛肉的半衰深度高频波(13.56MHZ)微波(915MHZ)半衰深度的比冷冻牛肉(-15℃)61cm12cm约5倍生牛肉(15℃)26cm3cm约806倍(2)解冻速度快因为高频波的频率低于微波的频率,衰减深度与电磁波的频率成反比,研究表明高频波的穿透深度大约是微波5倍—14倍,因此高频解冻的速度更快,由于解冻速度快就减少了微生物污染的可能性。(3)高频解冻营养损失少高频波解冻过程中滴液损失较低,该项技术可以使冷冻食品快速通过最大冰晶溶解带,滴液损失很少,甚至没有。(4)软冻解冻两用,节能,省空间。节能:当微波解冻时,冻品表面某处冰融化成水,就会使该处的温度迅速升高,而高频解冻时,随冻品温度的上升,介电常数增加很快,高频电压渐渐难以作用于冻品,试验表明-5℃左右解冻速度减小,-2到-3℃以上时,高频感应失去解冻作用,即高频感应可以自动控制解冻的终点,此时的解冻终点温度与冰箱的软冻区温度相符合,从冰箱角度分析比较节能。软冻解冻两用:当该区间不做解冻区使用时,该区间可以作为软冻区间使用,存放不需要长时间保存的食品。由于高频解冻的特点,和其它解冻不同,高频解冻对解冻区的温度变化影响不大,因此,在该区本身存放有软冻食品的情况下,也可以把冷冻食品放入解冻区,启动高频解冻,使被解冻食品解冻到-5℃~-1℃,与原有软冻食品的温度保持一致。在本发明的一个可选实施例中,如图4所示,所述冰箱中的解冻装置包括:壳体3、第一电极板1、第二电极板2、第一绝缘层4、第二绝缘层5、第三绝缘层6及第四绝缘层7。第一绝缘层4和第二绝缘层5将第一电极板1和第二电极板2与冰箱主体隔离开,且被解冻食品置于第四绝缘层7上。高频电源工作时,高频电磁波作用于被解冻食品,使整个食品的分子都受到高频波的作用,使其极性分子的极性发生高频次变化,从而使被解冻食品里外同时被加热解冻。进一步地,如图4所示,该冰箱还包括:解冻室门开关9及解冻启动开关10。所述解冻装置中的高频电源包括:交流电源81及高频发生器82。相应地,所述高频发生器82的两端分别与所述第一电极板1及所述第二电极板2连接,所述高频发生器82的第一端通过所述解冻室门开关9与所述交流电源81的第一端连接,所述高频发生器82的第二端通过所述解冻开启开关10与所述交流电源81的第二端连接。如此,当所述冰箱的解冻室门开关9闭合且解冻开启开关10闭合时,交流电源81为高频发生器82提供电源,则高频发生器82开始工作,进而在第一电极板1与第二电极板2之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品。进一步地,在本发明的一个可选实施例中,如图4所示,所述冰箱还包括:红外温度传感器11。其中,所述红外温度传感器11固定于所述解冻装置的壳体3内壁的侧面,用于检测所述被解冻食品的温度。需要说明的是,红外温度传感器11的固定方式本实施例中采用较铰链的方式,当然也可采取其他的如挂钩、卡扣等方式,只要达到固定的目的即可,本实施例对此不加以限制。在本发明的一个可选实施例中,所述冰箱包括:直冷蒸发器。其中,所述直冷蒸发器贴附于所述解冻装置的后背板与发泡层之间;相应地,所述解冻装置还包括:温度传感器。或者,在本发明的一个可选实施例中,所述冰箱还包括:风扇。相应地,如图4所示,所述解冻装置还包括:设置于壳体上的进风口12及出风口13,及温度传感器。由此可见,该冰箱的解冻室当处于解冻状态时,需使得该解冻室温度自动控制到在预设的温度范围(如-5℃~-1℃)内。该区间的温度控制可以通过风冷或者直冷的制冷方式来实现。当采用直冷方式时,直冷蒸发器贴附在解冻室后背板与发泡层之间,并紧贴后背板;当采用风冷制冷方式时,如图4所示,在解冻室的解冻装置上部,优选右后上方设置进风口12,在高频解冻区的下部,优选左前方下部设置回风口13,该区间布置温度传感器(图4中未示出),以控制温度在预设的温度范围(如-5℃~-1℃)内,风冷方式也有利于解冻速度的进一步加快。进一步地,所述冰箱还包括:设置于控制面板的解冻时间设置按键及解冻重量设置按键。若用户可根据经验直接确定解冻时间,则用户可通过解冻时间设置按键输入解冻时间。举例来说,如图3所示,在控制面板上设置时间设置按键,分别为分钟和10秒钟设置按键,分钟设置按键每按下一次,累计增加一分钟,10秒钟按键每按下一次,累加10秒钟。根据分钟和10秒钟被按下的次数确定解冻时间。比如分钟按键被按下2次,10秒钟按键被按下3次,则解冻时间为2分30秒。时间设置过程和解冻过程的时间在控制面板的显示器上动态显示。若用户无法确定解冻时间,需要根据重量确定解冻时间,则可通过解冻重量设置按键输入被解冻食品的重量。举例来说,如图6所示,在控制面板上设有时间设置按键,分别为kg和0.1kg设置按键,kg设置按键每按下一次,累计增加1kg,0.1kg按键每按下一次,累加0.1kg。根据kg按键和0.1kg按键被按下的次数确定被解冻食品重量。比如kg按键被按下2次,0.1kg按键被按下3次,则被解冻食品重量为2.3kg。冰箱的控制软件根据重量查询重量时间对应表,以确定高频发生器工作时间。重量设置过程和解冻过程在控制面板的显示器上显示。图7是本发明一实施例提供的一种如上述任意一种冰箱的解冻控制方法的流程示意图,如图7所示,该方法包括如下步骤:S1:当所述冰箱的解冻室门开关闭合且解冻开启开关闭合时,高频发生器工作,在第一电极板与第二电极板之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品。S2:检测到所述被解冻食品达到预设解冻温度或者达到预设解冻时间时,将高频解冻模式转换为软冻模式,并断开所述解冻开启开关。具体来说,通过设置于冰箱解冻室中的红外温度传感器来检测被解冻食品的温度。由此可见,本实施例中解冻控制方式包括两种,一是根据被解冻食品的温度控制,二是根据解冻的时间控制。在两种控制方式中,为提高使用安全性,冰箱的解冻室门开关信号串联在高频发生器的控制回路中,当打开解冻区的门时,切断高频发生器的输入电,从而使高频发生器不工作。当解冻区的门关闭时,高频发生器才工作。如此,本实施例中的解冻控制方法,因其解冻终点温度在软冻区,因此该区可以用作解冻,也可以用作某些食品的短期储藏。本实施例中的解冻室在解冻过程中,由于温度变化小,即使为解冻工作期,也不影响短期软冻食品的储藏。在本发明的一个可选实施例中,所述方法还包括:接收用户通过解冻时间设置按键输入的时间作为所述预设解冻时间;或者,接收用户通过解冻重量设置按键输入的被解冻食品重量,并根据预设的重量时间对应表格查询出所述被解冻食品重量对应的解冻时间作为所述预设解冻时间。为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面通过更为具体的实施例来说明上述任意一种冰箱的解冻控制方法。图8是本发明另一实施例中的上述任意一种冰箱的解冻控制方法地流程示意图,如图8所示,该方法包括:S801:检测冰箱解冻室门开关是否闭合,若是则转至步骤S802。否则转至步骤S806;S802:检测解冻开启开关是否闭合,若是则转至步骤S803,否则转至步骤S806;S803:高频发生器工作;具体来说,当所述冰箱的解冻室门开关闭合且解冻开启开关闭合时,交流电源为高频发生器提供电源,则高频发生器开始工作,进而在第一电极板与第二电极板之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品。S804:检测被解冻食品温度是否达到预设解冻温度,若是则转至步骤S805,否则转至步骤S803;S805:将解冻室的解冻模式转换为软冻模式;S806:断开解冻开关。可理解地,虽然高频解冻可以自动控制终点温度,被解冻食品也不会被过加热,会保持在软冻的状态。但从节约能源的角度,高频解冻是否终止,仍然需要控制。具体采用红外温度传感器用于感应冷冻食品的温度,从而用于终止解冻过程。图9是本发明另一实施例中的上述任意一种冰箱的解冻控制方法地流程示意图,如图9所示,该方法包括:S901:检测冰箱解冻室门开关是否闭合,若是则转至步骤S902。否则转至步骤S906;S902:检测解冻开启开关是否闭合,若是则转至步骤S903,否则转至步骤S906;S903:高频发生器工作;具体来说,当所述冰箱的解冻室门开关闭合且解冻开启开关闭合时,交流电源为高频发生器提供电源,则高频发生器开始工作,进而在第一电极板与第二电极板之间产生高频交变电场,以生成高频电磁波作用于被解冻食品。S904:检测被解冻食品温度是否达到预设解冻时间,若是则转至步骤S905,否则转至步骤S903;S905:将解冻室的解冻模式转换为软冻模式;S906:断开解冻开关。具体地,可接收用户通过解冻时间设置按键输入的时间作为所述预设解冻时间;或者,接收用户通过解冻重量设置按键输入的被解冻食品重量,并根据预设的重量时间对应表格查询出所述被解冻食品重量对应的解冻时间作为所述预设解冻时间。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3 
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1