冰箱的冷冻控制方法与冰箱与流程

1.本发明涉及冷藏冷冻储物装置，特别是涉及一种冰箱的冷冻控制方法与冰箱。


背景技术：

2.用户对冰箱各种功能的要求已经不局限于延长保存时间，对储藏物的保鲜效果也越来越重视。对于肉类、鱼、虾这类需冷冻的食材，在冷冻后往往会出现汁液流失导致口感变差、颜色变暗的问题。
3.为了提高冷冻储物的质量，现有技术中出现了较多的改进方案，例如通过速冻提高食物的冷冻速度或者食品进入过冷却状态，这种方案需要提高冰箱的制冷能力，还会导致冰箱耗能增加。因此实现更加高效地提高冷冻储物质量是冰箱研发者亟待解决的技术难题。
4.理论研究发现磁场对冷冻过程中冰晶的形成有较大的影响。冰箱领域也积极探索将磁场引入冷冻保鲜中，然而在冰箱中实际应用时，磁场辅助冷冻的效果并不能令人满意。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是要提供一种有效提高冷冻储物质量的冰箱的冷冻控制方法与冰箱。
6.本发明一个进一步的目的是要使得降低了冰箱的能耗。
7.特别地，本发明提供了一种冰箱的冷冻控制方法。其中冰箱的冷冻储物间室内设置有储物盒，储物盒外侧设置有至少一组电磁线圈，并且冷冻控制方法包括：检测储物盒的开闭状态；确定出现储物盒被打开后又被关闭的开闭事件后，获取储物盒被打开前以及被关闭后的内部温度变化；若内部温度变化的幅度大于第一设定阈值，则开启对储物盒制冷并向电磁线圈通电，以利用电磁线圈在储物盒内产生磁场；在储物盒的内部温度低于第二设定阈值后，停止向电磁线圈通电。
8.可选地，在开启对储物盒制冷并向电磁线圈通电的步骤之后还包括：检测电磁线圈处的温度；在电磁线圈处的温度超出第三设定阈值后，停止向电磁线圈通电，以避免电磁线圈影响制冷。
9.可选地，在开启对储物盒制冷并向电磁线圈通电的步骤之后还包括：检测电磁线圈处的温度；在电磁线圈处的温度与储物盒的内部温度温差大于第四设定阈值后，停止向电磁线圈通电。
10.可选地，在开启对储物盒制冷的步骤之后还包括：在储物盒的内部温度低于第五设定阈值后，停止对储物盒制冷；并按照储物盒预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒进行冷冻控制，以维持储物盒的冷冻储物环境，第五设定阈值小于第二设定阈值。
11.可选地，在按照储物盒预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒进行冷冻控制的步骤中，还包括：在启停对储物盒制冷的同时启停向电磁线圈通电；或者在启动对储物盒制冷时启动向电磁线圈通电，并在停止对储物盒制冷之前停止向电磁线圈通电。
12.可选地，在按照储物盒预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒进行冷冻控制的步骤中，还包括：按照设定的周期开启向电磁线圈通电。
13.可选地，电磁线圈每次通电后的磁极方向配置为与上一次通电后的磁极方向相反。
14.可选地，电磁线圈为两组，分别设置于储物盒外侧相对的两个侧面上，并且两组电磁线圈通电后产生的磁极方向设置为相同。
15.可选地，冰箱为风冷冰箱，储物盒的后壁上开设有用于连接风冷冰箱风道的进风口以及回风口，并且开启对储物盒制冷的步骤包括：打开进风口，并开启向进风口吹送制冷气流。
16.根据本发明的另一个方面，还提供了一种冰箱，其包括：箱体，其至少限定有冷冻储物间室；储物盒，设置于冰箱的冷冻储物间室内，其外侧设置有至少一组电磁线圈；以及控制器，其包括存储器以及处理器，存储器内存储有控制程序，控制程序被处理器执行时用于实现上述任一种冰箱的冷冻控制方法。
17.本发明的冰箱及其冷冻控制方法，在冷冻储物间室内的储物盒出现开闭事件后，获取储物盒被打开前以及被关闭后的内部温度变化，通过储物盒的内部温度变化确定是否有新的食材放入或者食材是否需要重新冻结，在确定内部温度变化的幅度大于第一设定阈值后(也即食材需要进行冻结的情况下)，开启对储物盒制冷并通过电磁线圈生成磁场，使得食材在磁场环境中冻结，抑制冰晶晶核生长，使得冰晶生长速率高于水分子迁移速率，产生的冰晶偏小，从而减小对细胞造成的损伤，避免汁液流失，保证了食材更好的口感，提高了冷冻储物质量，满足了用户对珍贵食材的储藏质量要求。
18.进一步地，本发明的冰箱及其冷冻控制方法，对于电磁场的开闭条件进行了改进，在冰晶主要形成的期间时间磁场，提高了磁场的使用效率，一方面避免磁场对于储物盒外部其他部件的影响，另一方面也提高了冰箱的能耗。
19.更进一步地，本发明的冰箱及其冷冻控制方法，在储物盒的正常制冷期间，还可以有规律地启动，保证储藏物的长期冷冻保鲜效果。
20.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
21.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
22.图1是根据本发明一个实施例的冰箱的示意性透视图；
23.图2是根据本发明一个实施例的冰箱的储物盒的示意图；
24.图3是根据本发明一个实施例的冰箱的储物盒中导磁外框的示意图；
25.图4是根据本发明一个实施例的冰箱的储物盒中电磁线圈的示意图；
26.图5是根据本发明一个实施例的冰箱的储物盒中形成的一种磁场的示意图；
27.图6是根据本发明一个实施例的冰箱的储物盒中形成的另一种磁场的示意图；
28.图7是根据本发明一个实施例的冰箱的控制系统框图；
29.图8是根据本发明一个实施例的冰箱的冷冻控制方法的示意图；以及
30.图9是根据本发明一个实施例的冰箱的冷冻控制方法的示意流程图。
具体实施方式
31.图1是根据本发明一个实施例的冰箱10的示意性透视图。本实施例的冰箱10一般性地可以包括箱体120、门体110、制冷系统(图中未示出)。箱体120内可以限定有至少一个前侧敞开的储物间室，通常为多个，如冷藏储物间室、冷冻储物间室、变温储物间室等等。具体的储物间室的数量和功能可以根据预先的需求进行配置。在本实施例的冰箱10至少应具有冷冻储物间室或者温度可达冷冻范围的变温储物间室(也即可用于实现冷冻储物环境)。冷冻储物的温度范围一般可以设置为-14℃至-22℃。
32.本实施例的冰箱10可以为风冷冰箱，在箱体120内设置有风路系统，利用风机将经过换热器换热的制冷气流经送风口送向储物间室，然后经由回风口返回风道。实现制冷。由于此类冰箱的箱体120、门体110、制冷系统本身均是本领域技术人员习知且易于实现的，为了不掩盖和模糊本技术的发明点，后文对箱体120、门体110、制冷系统本身不做赘述。
33.冷冻储物间室内部设置有一储物盒200。该储物盒200形成一个独立封闭的冷冻储物空间，其可以借助于磁场可以提高该冷冻储物空间的储物质量。在一定强度的磁场作用下，在冷冻过程中，可以限制水分子的自由程，表现为水分子蔟中的氢键断裂。由于晶核生长受到抑制，冰晶生长速率高于水分子迁移速率，产生的冰晶偏小，从而对细胞造成的损伤也小，汁液流失率下降，食材的营养和口感保存较好。此外磁场还可以缩短冻结时间，有助于抑制微生物和细菌数量。
34.图2是根据本发明一个实施例的冰箱10的储物盒200的示意图。该储物盒200可以包括：导磁外框210、电磁线圈230等。
35.图3是根据本发明一个实施例的冰箱10的储物盒200中导磁外框210的示意图。导磁外框210由磁性材料制成，在其相对的内壁上分别形成凸台220。磁性材料可以使用软磁材料或者硬磁材料，例如可以使用软磁材料，软磁材料的特点为具有低矫顽力和高磁导率，导磁外框210可以用于聚拢磁场，避免磁场向储物盒200的外壁释放，避免对储物盒200外侧的其他部件造成干扰(例如对其他部件产生磁力吸引等)。
36.至少一组电磁线圈230与导磁外框210配合，配置成在通电后产生磁场，磁场的磁力线贯穿导磁外框210的内部空间后经由导磁外框210完成闭环。
37.在一些优选实施例中，电磁线圈230可以为两组。导磁外框210可为回形框体，也即为方形筒。回形框体的前端和后端分别具有贯通的开口。如图3所示，在一些实施例中，凸台220可以形成于回形框体的顶壁和底壁的内侧。在另一些实施例中，凸台220形成于回形框体的两侧侧壁的内侧。考虑到冷冻储物间室的结构，其上下纵向尺寸小于左右横向尺寸，且顶壁和底壁的尺寸较大，更利于布置电磁线圈230，本实施例优选在回形框体的顶壁和底壁的内侧形成凸台220。线圈的内周形状与凸台220外周相适配。
38.凸台220的横截面可以为方形或者圆形或者椭圆形，在使用方形横截面时，凸台220更便于与箱体120结构配合。电磁线圈230的内周形状与凸台220外周相适配，对应地设置为方形或者圆形或者椭圆形.
39.图4是根据本发明一个实施例的冰箱10的储物盒200中电磁线圈230的示意图。电
磁线圈230可以设为扁平的方框状，沿周向缠绕，从而使得电磁线圈230通电后产生的磁场磁极方向与凸台220垂直。凸台220的高度可以与电磁线圈230的厚度相适配，从而使得电磁线圈230所在的回形框体的内壁基本平齐，以便布置储物盒。在另一些实施例中电磁线圈230可以设为扁平的椭圆环状或者圆环状。
40.为了保证磁场强度均匀，可以采用两组电磁线圈230相对设置。两组电磁线圈230可以互为镜像，并且产生的磁场磁极方向设置为相同。图5和图6分别是根据本发明一个实施例的冰箱10的储物盒200中形成的磁场的示意图，为了示出内部结构，隐去了抽屉242。磁极的方向也设置为使得磁力线向朝向同一方向。在一些实施例中，两组电磁线圈230可以通过调整通入电流的方向改变磁极的方向，但是两组电磁线圈230同时进行变换，形成类似于图5或图6磁场。磁场的磁力线贯穿导磁外框210的内部空间后经由导磁外框210完成闭环，避免磁场分布不匀或影响储物盒200的外部部件。
41.导磁外框210用于对电磁线圈230产生的磁场进行导引，避免磁场不均匀以及影响储物盒200外部的其他部件，并使得电磁线圈230可以在冷冻储物空间形成均匀且强度足以满足提高冷冻储物质量的要求的磁场。进一步地，导磁外框210还为电磁线圈230提供了装配结构，减小了占用的空间，从而提高了实用性。
42.储物盒200可以形成独立密封的冷冻储物空间，从而专用特定的食材提供更佳的冷冻储物环境。
43.储物盒200可以包括：外筒241和抽屉242。其中外筒241设置于导磁外框210内，并具有前向开口。抽屉242可抽拉地设置在外筒241内。抽屉242的前面板可与外筒241形成密封结构。在冰箱10使用风冷进行制冷时，外筒241的后壁上开设有进风口243以及回风口244，进风口243用于连接所述冰箱10的风道送风口或者连通至冰箱10的蒸发器(例如连通至蒸发器的顶部区域)，以将制冷气流引入储物盒；回风口244用于连接冰箱10的风道回风口或者连通至冰箱10的蒸发器(例如连通至蒸发器的底部区域)，以将换热后的气流送回冰箱10的回风风道或者蒸发器。在一些实施例中，进风口243以及回风口244可以设置风门(图中未示出)。风门在进行制冷送风时受控打开。进风口243和回风口244可以根据风冷冰箱的风道、蒸发器的位置和结构进行配置，在另一些实施例中，回风口244也可以设置在外筒241侧壁上。
44.本实施例的冰箱10将电磁线圈230的磁场控制与制冷控制相结合，保证食物在磁场环境中冻结，实现保鲜冷冻的效果。图7是根据本发明一个实施例的冰箱10的控制系统框图，冰箱10还设置有储物温度传感器250、线圈温度传感器260、抽屉开闭检测器270、控制器300。
45.储物温度传感器250设置于储物盒200的外筒241内，并用于检测抽屉242内的温度。线圈温度传感器260邻近于电磁线圈230的位置设置，并用于检测电磁线圈230处的温度，在一些实施例中线圈温度传感器260可以设置于抽屉242底部的电磁线圈230处。抽屉开闭检测器270配置成检测抽屉242的开闭状态。
46.由于电磁线圈230在产生磁场时，会有一定程度的发热。因此为了避免电磁线圈230的热量影响制冷，电磁线圈230还配置成在线圈温度传感器260检测的温度超过预设的保护温度断电，从而实现过热保护。
47.抽屉开闭检测器270，配置成检测抽屉242的开闭状态。在抽屉242被拉开然后关闭
后，借助于储物温度传感器250，可以检测是否放入新的食材，或者原有食材是否需要重新冻结。然后使电磁线圈230和制冷系统配合，可以实现磁场辅助冷冻，提高食材的冷冻保鲜效果。
48.控制器300包括存储器310以及处理器320。存储器310内存储有控制程序311，控制程序311被处理器320执行时用于对电磁线圈230以及制冷系统进行控制，从而实现本实施例提供的冰箱的冷冻控制方法。而各种传感器，为磁场控制提供了检测手段，从而可以满足控制方法的控制需求。
49.图8是根据本发明一个实施例的冰箱的冷冻控制方法的示意图，该冷冻控制方法包括：
50.步骤s802，检测储物盒200的开闭状态；
51.步骤s804，确定出现储物盒200被打开后又被关闭的开闭事件；
52.步骤s806，获取储物盒200被打开前以及被关闭后的内部温度变化，储物盒200的内部温度变化反映了被储藏的食物的状态，如果内部温度变化的幅度较大，则说明储物盒200放入新的食物，或者食物的温度是否已经升高需要重新冻结；如果内部温度变化的幅度较小，则说明食物可能仍处于冻结状态。
53.步骤s808，若内部温度变化的幅度大于第一设定阈值，则开启对储物盒200制冷并向电磁线圈230通电，以利用电磁线圈230在储物盒200内产生磁场；第一设定阈值可以设置为2～8摄氏度，其可以根据冷冻设定温度灵活进行设置。电磁线圈230在内部温度变化的幅度大于第一设定阈值的情况下产生磁场，可以使得食材在被冻结的过程中受到磁场的影响，提高保鲜效果。另外通过设置电磁线圈230的启动条件，一方面降低了能耗，另一方面还可以避免磁场对储物盒200外部其他部件产生影响。
54.步骤s810，在储物盒200的内部温度低于第二设定阈值后，停止向电磁线圈230通电。第二设定阈值可以设置为食材完成冻结的温度，例如可以设置为-12至-18摄氏度。
55.电磁线圈230在产生磁场时，会有一定程度的发热。因此为了避免电磁线圈230的热量影响制冷，也即在电磁线圈230过热后，通过断电实现过热保护。
56.过热保护的一种方案为：在开启对储物盒200制冷并向电磁线圈230通电的步骤之后还包括：检测电磁线圈230处的温度；在电磁线圈230处的温度超出第三设定阈值后，停止向电磁线圈230通电，以避免电磁线圈230影响制冷。第三设定阈值可以设定为-2至0度。该种过热保护方案可以保证电磁线圈230一旦出现温度过高，即实现保护。
57.过热保护的一种替代方案为：在开启对储物盒200制冷并向电磁线圈230通电的步骤之后还可以检测电磁线圈230处的温度；在电磁线圈230处的温度与储物盒200的内部温度温差大于第四设定阈值后，停止向电磁线圈230通电。第四设定阈值可以设定为2-4摄氏度。由于电磁线圈230本身也位于冷冻储物间室内，电磁线圈230处的温度与储物盒200的内部温度温差更能反映电磁线圈230的发热情况，从而可以避免电磁线圈230影响正常制冷。
58.在开启对储物盒200制冷的步骤之后还包括：在储物盒200的内部温度低于第五设定阈值后，停止对储物盒200制冷；并按照储物盒200预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒200进行冷冻控制，以维持储物盒200的冷冻储物环境，第五设定阈值小于第二设定阈值。第五设定阈值可以根据储物盒200的设定温度进行设置，其还可以低于正常冷冻控制的关机点温度，例如可以设置为低于设定温度2-4摄氏度。由于这次制冷是在储物盒200
被打开后进行的，将第五设定阈值设置得更低，可以在一定程度上实现过冷，提高冷冻储物质量。制冷启动条件和制冷关闭条件可以同样根据储物盒200的设定温度进行设置，在高于制冷启动温度时开始制冷，在低于制冷关闭温度时停止制冷。
59.在完成磁场辅助冷冻制冷之后，恢复储物盒正常冷冻控制，也即照储物盒200预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒200进行冷冻控制。在该按照储物盒200预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒200进行冷冻控制的步骤也可以使用磁场辅助制冷，避免部分冰晶重新生成时导致储物质量下降。例如可以在启停对储物盒200制冷的同时启停向电磁线圈230通电，也即磁场与制冷同时启停。另一种替代性的方案为：在启动对储物盒200制冷时启动向电磁线圈230通电，并在停止对储物盒200制冷之前停止向电磁线圈230通电，也即磁场仅在制冷的开始阶段启动。经过实际测试，磁场仅在制冷的开始阶段启动的储藏质量并没有与磁场与制冷同时启停的储藏质量明显下降。
60.另外一种在长期冷冻过程中，启动磁场的方法为：在按照储物盒200预设的制冷启动条件和制冷关闭条件对储物盒200进行冷冻控制的过程中，按照设定的周期开启向电磁线圈230通电，也即电磁线圈230周期性启动。
61.在另一实施例中，电磁线圈230每次通电后的磁极方向可以配置为与上一次通电后的磁极方向相反。通过磁极方向的交替，可以在一定程度上改变冰晶生成条件，达到更好的效果。磁极方向的交替可以通过调整电磁线圈230的通电电流的方向来实现。
62.在应用于风冷冰箱时，开启对储物盒200制冷的步骤可以包括：打开进风口，并开启向进风口243吹送制冷气流。
63.图9是根据本发明一个实施例的冰箱的冷冻控制方法的示意流程图。本实施例的流程为冰箱的冷冻控制方法的一个具体应用示例，其中部分步骤的执行顺序可以进行调整。该流程可以包括：
64.步骤s902，检测储物盒200的开闭状态；
65.步骤s904，确定储物盒200被打开后又被关闭，也即判断储物盒200是否出现开闭事件；
66.步骤s906，获取储物盒200被打开前以及被关闭后的内部温度变化，判断内部温度变化的幅度是否大于第一设定阈值，也即判断储物盒200是否放入新的食物，或者食物的温度是否已经升高需要重新冻结，第一设定阈值可以设置为2～8摄氏度，若内部温度变化幅度较小，食物可能无需重新冻结，则可以进行冷冻储物的制冷常规控制，也即按照设定开机温度阈值和关机温度阈值进行制冷控制。。
67.步骤s908，开启制冷，向储物盒200送风，同时向电磁线圈230通电，以在储物盒200内产生磁场，利用磁场辅助冷冻；
68.步骤s910，持续检测储物盒200的内部温度以及电磁线圈230处的温度；
69.步骤s912，判断电磁线圈230的发热是否超限，也即判断电磁线圈230的发热是否会影响正常制冷。超限的判断依据可以包括：电磁线圈230处的温度超过预设的第三设定阈值(例如可以设置为-2至0摄氏度)；或者电磁线圈230处的温度与储物盒200的内部温度温差大于第四设定阈值(例如可以设置为2至4摄氏度)。
70.步骤s914，判断储物盒200的内部温度是否低于第二设定阈值(例如可以设置为-12至-18摄氏度)，也即判断是否完成冻结阶段；
71.步骤s916，停止向电磁线圈230通电；
72.步骤s920，判断储物盒200的内部温度低于第五设定阈值，第五设定阈值可以根据储物盒200的设定温度进行设置，其还可以低于正常冷冻控制的关机点温度，例如可以设置为低于设定温度2-4摄氏度。
73.步骤s922，停止对储物盒200制冷，恢复储物盒200正常冷冻控制；
74.步骤s924，按照设定策略启动磁场，设定策略可以包括：磁场与制冷同时启停、磁场仅在制冷的开始阶段启动、或者周期性启动。
75.本实施例的冰箱10及其冷冻控制方法，使得食材在磁场环境中冻结，抑制冰晶晶核生长，减小对细胞造成的损伤，避免汁液流失，保证了食材更好的口感，提高了冷冻储物质量，满足了用户对珍贵食材的储藏质量要求，并且通过控制方法的优化，提高了磁场的使用效率，一方面避免磁场对于储物盒200外部其他部件的影响，另一方面也提高了冰箱的能耗。
76.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。