一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法与流程

本发明涉及冷冻保鲜技术领域，特别是涉及一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法。

背景技术：

随着生活水平的改善，消费者对于食材的新鲜度要求也不断升高。目前针对于果蔬冷藏保鲜技术较多，而对于冷冻食品而言，有效的保鲜方法较少，特别是鱼、虾等。我们的传统冰箱在对食品进行冷冻时，由于冷冻室或冷冻室出风温度低，而食品本身的导热系数小，传热效率低，往往是食品表面先冻结，然后逐渐向食品内部缓慢结晶。在这种状态下，存在以下问题：1.食品冻结所形成的冰晶体积大、硬度高，导致食品必须解冻才能进行加工处理；2.冻结过程中形成的冰晶形状尖锐，极易刺破食物细胞，在解冻过程中，被刺破的食物细胞的细胞液流失，造成食物本身的营养成分流失。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法。通过控制风道风路对过冷却冷冻方法中不同阶段实施不同的送风模式，使食物冻结过程更快速，冰晶更细小圆润，无需解冻即可轻松实现刀切；同时避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种过冷却冷冻方法，其包括如下阶段：

预冷却阶段，在δt1时间内将储藏物品降温到不低于储藏物品冻结点t2的第一温度t1；

过冷却阶段，在δt2时间内将储藏物品从第一温度t1降温到低于储藏物品冻结点t2的第四温度t4并维持一段时间δt3；

快速冻结阶段，在δtd时间内将储藏物品从第四温度t4降温到第五温度t5；

正常保存阶段，使储藏物品从t5升温到高于第四温度t4但低于储藏物品冻结点温度t2的第三温度t3保存；

其特征在于：

通过控制风道风路对上述不同阶段实施不同的送风模式，其中：

在过冷却阶段，对储藏物品实施由上向下的淋浴式送风模式，使冷气不直接吹向储藏物品，从冷冻室顶部自然沉降与储藏物品发生自然对流换热；

所述快速冻结阶段，对储藏物品实施强冷送风模式，使冷气直接吹向储藏物品，与储藏物品发生强制对流换热。

上述方案可优选的，所述过冷却阶段淋浴式送风模式通过形成有布风孔的布风板实现。

上述方案可优选的，所述布风孔布风孔截面积控制在1cm²～4cm²。

上述方案可优选的，控制布风板距离储藏物品的送风距离在≥5cm。

上述方案可优选的，所述布风孔在布风板上形成错列送风。

上述方案可优选的，所述对储藏物品实施强冷送风模式通过布置在冷冻室底部或侧壁的送风口实现。

上述方案可优选的，所述预冷却阶段采用由上向下的淋浴式送风模式和/或由强冷送风模式。

上述方案可优选的，所述正常保存阶段采用由上向下的淋浴式送风模式。

上述方案可优选的，所述第一温度0℃≦t1≦5℃，所述第二温度-5℃≦t2≦0℃，所述第三温度-10℃≦t3≦0℃，所述第四温度-10℃≦t4≦-3℃，所述第五温度-40℃≦t5≦-5℃；所述时间1h≦δt1≦6h，所述时间0h≦δt2≦2h，所述时间0h≦δt3≦4h，所述时间5h≦δtd≦8h。

上述方案可优选的，所述快速冻结阶段采用多阶段降温，包括三个阶段：第一阶段：在δt4时间内先解除过冷却使储藏物品温度回升到温度t2；第二阶段：维持储藏物品温度在t2温度δt5时间；第三阶段，在δt6时间内使储藏物品温度下降到t5并维持δt7时间。

上述方案可优选的，所述时间0h＜δt4≤1h，所述时间0.5h＜δt5≤4h，所述时间在0.5h＜δt6≤2h，所述时间0h≦δt7≦2h。

本发明还提供一种冰箱，其设有一冷冻室(1)，用于使所储藏物品实现过冷却冷冻，其特征在于：所述冷冻室(1)的顶部形成一静压混合腔(2)，所述静压混合腔(2)与冷冻室(1)之间分隔一布风板，布风板上形成布风孔；所述静压混合腔(2)设有第一出风口(5)，所述冷冻室(1)的下部设有第二出风口(6)，两出风口与冷气送风道连通；所述送风道设有风道换向装置(4)用来控制送风道冷气流向第一出风口(5)和/或第二出风口(6)，以被控制在储藏物品冷冻过程的不同阶段实现送风模式的改变。

上述方案可优选的，所述布风板实现淋浴式送风模式送风。

上述方案可优选的，所述布风孔截面积控制在1cm²～4cm²。

上述方案可优选的，所述送风道形成有通向第一送风口(5)的第一风路和形成通向第二送风口(6)的第二风路；所述风道换向装置(4)包括控制第一风路的第一风门和包括控制第二风路的第二风门。

本发明还提供一种如权利要求冰箱控制方法，其特征在于：包括：

预冷却阶段s1：开始运行，出风口不限制，根据需要打开第一和/或第二出风口对冷冻室(1)供冷，在δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到不低于储藏物品冻结点t2的第一温度t1；

过冷却阶段s2：当储藏物品温度在δt1时间内下降到不低于储藏物品冻结点t2的第一温度t1时，采用第一出风口(5)出风，使冷冻室(1)缓慢降温；当储藏物品温度在δt2时间内缓慢降温到低于储藏物品冻结点t2的第四温度t4时，冷冻室(1)停止降温保持温度稳定在t4，维持δt3时间；

快速冻结阶段s3：解除过冷却，采用第二出风口(6)出风使冷冻室(1)快速降温储藏物品快速冻结，先在δt4时间内使储藏物品温度从t4回升到t2；停止降温，保持储藏物品温度稳定在t2，维持δt5时间；在δt6时间内使储藏物品温度从t2下降到t5并维持δt7时间；

过冷却阶段s4：采用第一出风口(5)出风使冷冻室(1)升温到高于第四温度t4但低于储藏物品冻结点温度t2的第三温度t3；然后停止升温，使温度稳定在第三温度t3，对储藏物品实施正常保存。

上述方案可优选的，所述第一温度0℃≦t1≦5℃，所述第二温度-5℃≦t2≦0℃，所述第三温度-10℃≦t3≦0℃，所述第四温度-10℃≦t4≦-3℃，所述第五温度-40℃≦t5≦-5℃；所述时间1h≦δt1≦6h，所述时间0h≦δt2≦2h，所述时间0h≦δt3≦4h，所述时间0h＜δt4≤1h，所述时间0.5h＜δt5≤4h，所述时间在0.5h＜δt6≤2h，所述时间0h≦δt7≦2h,所述时间5h≦δtd≦8h。；可以进一步优选的，所述第一温度0℃≦t1≦2℃，所述第二温度-3℃≦t2≦-1℃，所述第三温度-7℃≦t3≦-3℃，所述第四温度-7℃≦t4≦-5℃，所述第五温度-7℃≦t5≦-3℃；所述时间2h≦δt1≦4h，所述时间1h≦δt2≦2h，所述时间1h≦δt3≦2h，所述时间0h＜δt4≤0.5h，所述时间2h＜δt5≤3h，所述时间1h＜δt6≤2h，所述时间0h≦δt7≦1h,所述时间6h≦δtd≦8h。

本发明通过控制风道风路对过冷却冷冻方法中不同阶段实施不同的送风模式，使食物冻结过程更快速，冰晶更细小圆润，无需解冻即可轻松实现刀切；同时避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中冷冻室结构示意图；

图2是本发明实施例中食品温度与出风控制方法示意图；

图3是本发明任一实施例中冰箱的控制方法；

图中：

1-冷冻室；2-静压混合腔；3-微小出风口；4-风道切换装置；5-第一出风口；6-第二出风口

具体实施模式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，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商品或者系统不仅包括那些要素，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商品或者系统所固有的要素。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商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明提供一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法。通过控制风道风路对过冷却冷冻方法中不同阶段实施不同的送风模式，使食物冻结过程更快速，冰晶更细小圆润，无需解冻即可轻松实现刀切；同时避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

实施例1：

本实施例提供一种家用冰箱。

如图1其设有一冷冻室，用于使所储藏物品实现过冷却冷冻的快速冷冻室，在冷冻室1的顶部单独设有与冷冻室1一体形成一静压混合腔2，静压混合腔与冷冻室之间分隔一布风板，该布风板优选的可沿冰箱内壁上下移动调整与储藏物品之间的距离，布风板上形成截面积控制在1cm²～4cm²大小的布风孔，来实现淋浴式送风模式送风。

静压混合腔2的侧壁设有第一出风口5，冷冻室1的下部侧壁设有第二出风口6，两出风口与冷气送风道连通；送风道设有风道换向装置4用来控制送风道冷气流向第一出风口5和/或第二出风口6，送风道形成有通向第一送风口5的第一风路和形成通向第二送风口6的第二风路；风道换向装置4包括控制第一风路的第一风门和包括控制第二风路的第二风门，以被控制在储藏物品冷冻过程的不同阶段实现送风模式的改变。

优选的，布风板上形成错列或环状分布的布风孔，布风板在布风孔的孔壁周围形成弥散导引槽；优选的，布风孔在布风板上由内向外形成多道环向送风，且越靠近环中间位置，布风孔设置得越密集，布风孔形成穹顶状。

优选的，静压混合腔2下部设置微小风口3，从第一出风口5流入的冷气经过静压腔混合2后腔内气流压力相对均匀，此时冷气可以通过静压混合腔2下部的微小风口3从上往下均匀地流入冷冻室1，有利于提高冷冻室1内的温度均匀性。

优选的，冷冻室的底部四周边沿可形成回风口或者冷冻室的下方形成一个由上述相同或类似的布风板分隔开的回风腔，利用布风板的回风孔更有利的形成顶部出风的自然风效果。

此外，本实施例中的冰箱可以根据冷冻室或食品的温度变化独立或集中地对风道进行选择，通过风道选择的变化对冷冻室的温度场分布及食品的温降速率进行控制，使食物冻结过程更快速，冰晶更细小圆润，无需解冻即可轻松实现刀切；同时避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

下面储藏物品以一肉类食品为例，描述上述冰箱可以实现的过冷却冷冻过程：

预冷却阶段：开始运行，出风口不限制，根据需要打开第一和/或第二出风口对冷冻室1供冷，在δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到不低于储藏物品冻结点t2的第一温度t1；

过冷却阶段：当储藏物品温度在δt1时间内下降到不低于储藏物品冻结点t2的第一温度t1时，采用第一出风口5出风，使冷冻室1缓慢降温；当储藏物品温度在δt2时间内缓慢降温到低于储藏物品冻结点t2的第四温度t4时，冷冻室1停止降温保持温度稳定在t4，维持δt3时间；

快速冻结阶段：解除过冷却，采用第二出风口6出风使冷冻室1快速降温储藏物品快速冻结，先在δt4时间内使储藏物品温度从t4回升到t2；停止降温，保持储藏物品温度稳定，维持在t2，δt5时间；在δt6时间内使储藏物品温度从t2下降到t5并维持δt7时间；

过冷却阶段：采用第一出风口5出风使冷冻室1升温到高于第四温度t4但低于储藏物品冻结点温度t2的第三温度t3；然后停止升温，使温度稳定在第三温度t3，对储藏物品实施正常保存。

具体的上述多阶段温温度过冷却冷冻过程整体可以进行参数优化：

第一温度0℃≦t1≦5℃，第二温度-5℃≦t2≦0℃，第三温度-10℃≦t3≦0℃，第四温度-10℃≦t4≦-3℃，第五温度-40℃≦t5≦-5℃；时间1h≦δt1≦6h，时间0h≦δt2≦2h，时间0h≦δt3≦4h，时间0h＜δt4≤1h，时间0.5h＜δt5≤4h，时间在0.5h＜δt6≤2h，时间0h≦δt7≦2h,时间5h≦δtd≦8h。

进一步优选的：第一温度0℃≦t1≦2℃，第二温度-3℃≦t2≦-1℃，第三温度-7℃≦t3≦-3℃，第四温度-7℃≦t4≦-5℃，第五温度-7℃≦t5≦-3℃；时间2h≦δt1≦4h，时间1h≦δt2≦2h，时间1h≦δt3≦2h，时间0h＜δt4≤0.5h，时间2h＜δt5≤3h，时间1h＜δt6≤2h，时间0h≦δt7≦1h,时间6h≦δtd≦8h。

实施例2：

如图1-3，本实施例以实施例1提供的冰箱为例，提供一种冰箱控制方法，包括以下阶段：

预冷却阶段s1：开始运行，出风口不限制，根据需要打开第一和/或第二出风口对冷冻室1供冷，在δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到不低于储藏物品冻结点t2的第一温度t1；其中，0℃≦t1≦10℃，-5℃≦t2≦0℃；1h≦δt1≦6h；优选的，0℃≦t1≦2℃，-3℃≦t2≦-1℃；2h≦δt1≦4h；效果在于：此阶段的优化可以使得需要进行过冷却冻结的食品从常温状态快速进入过冷却过程所需要的低温区，而食品不发生冻结现象。此降温措施除了可以保证食品能在后续成功进入过冷却过程，也在一定程度上提高了过冷却冷冻过程的效率，缩短整个过程所需要的时间。

过冷却阶段s2：当储藏物品温度在δt1时间内下降到第一温度t1时，采用第一出风口5出风，使冷冻室1缓慢降温。当储藏物品温度在δt2时间内缓慢降温到低于储藏物品冻结点t2的第四温度t4时，冷冻室1停止降温保持稳定δt3时间；其中-10℃≦t4≦-3℃；-40℃≦t5≦-5℃；0h≦δt2≦2h，0h≦δt3≦4h，进一步优选的，所述第四温度-7℃≦t4≦-5℃，所述第五温度-7℃≦t5≦-3℃；1h≦δt2≦2h，1h≦δt3≦2h。此阶段的优化效果在于使食品外部和内部均被充分地过冷却，在后续快速冻结过程中食品整体可以均匀地形成数量众多的冰核，冰核最终成长为细小的粒状冰晶不损害食品的组织结构。

快速冻结阶段s3：解除过冷却，采用第二出风口6出风使冷冻室1快速降温储藏物品快速冻结，当储藏物品温度在δtd间内将储藏物品从第四温度t4快速降温到第五温度t5时冷冻室停止降温并维持在该温度一定时间。具体可优化的，快速冻结阶段在δtd间内多阶段降温，包括三个阶段：第一阶段：在δt4时间内先解除过冷却使储藏物品温度回升到温度t2；第二阶段：控制储藏物品温度维持在冻结点t2，δt5时间；第三阶段，在δt6时间内使储藏物品温度从t2下降到t5并维持在t5，δt7时间。其中优选的，0h＜δt4≤1h，0.5h＜δt5≤4h，0.5h＜δt6≤2h，0h≦δt7≦2h，5h≦δtd≦8h；进一步优选的，0h＜δt4≤0.5h；2h＜δt5≤3h；1h＜δt6≤2h，6h≦δtd≦8h，0h≦δt7≦1h。由此使食品既能够快速冻结，又能使食品中的水分冻结为细小粒状冰晶，在不损害食品组织结构和风味的同时延长食品的保鲜时间。

正常保存阶段s4：采用第一出风口5出风使冷冻室1升温到高于第四温度t4但低于储藏物品冻结点温度t2的第三温度t3；然后停止升温，使温度稳定在第三温度t3，对储藏物品实施正常保存；其中-10℃≦t3≦0℃，优选的-7℃≦t3≦-3℃。

过冷却冷冻过程，非常重要的是过冷却过程的控制，本申请去繁求简，通过自然风和强制冷却的合理配合实现过冷却冷冻过程更加简单易操作的控制，进一步的，我们也对各个冷却阶段的冷却时间、冷却温度进行了优化，以期能够以更加合理的冷却速度配合导风板的控制达到更好的过冷冻结的效果。

优选的，布风孔在布风板上还可以由内向外形成多道环幕送风，且越靠近中间位置，送风的强度越大。

本实施例中的过冷却冷冻方法，其中冻结点的含义就是储藏物品如食物中的液质从液态开始转变为固态的相变温度，δt参数可以设置成时间差，也可以设置成总时间。强冷送风模式，包括直下直上的模式，比如出风口形成在储藏物品的托盘上或隔板上，包括从冷冻室靠下部的侧出风口吹向储藏物品，但最终气流的流动方向是向上的。使用该过冷却冷冻方法的装置，可以是储存物品如食物冻结过程更快速，冰晶更细小圆润，无需解冻即可轻松实现刀切；同时避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

需要说明的是：

1)本实施例中的冰箱控制方法，其中冻结点的含义就是储藏物品如食物中的液质从液态开始转变为固态的相变温度，δt参数可以设置成时间差，也可以设置成总时间。使用该冰箱控制方法的冰箱，使食物冻结过程更快速，冰晶更细小圆润，无需解冻即可轻松实现刀切；同时避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

2)tn表示某一阶段节点的储藏物品温度。本申请所描述的方法步骤中阶段节点的的控制温度tn，可以通过监测储藏物品的温度来实现控制，也可以通过间接监测冷冻室的温度来实现控制，还可通过间接监测制冷时间来实现控制控制。具体温度的监测手段，可以通过温度传感器直接监测储藏物品的温度，由于本申请的发明点并不在于具体通过什么手段来监测温度，因此本发明并不对监测手段做特别的限制，只要能够实现各个冷却阶段的储藏物品的温度控制即可。

3)tn为某一时间节点，δt表示某两个时间节点间的时间差：

δtn＝tn-tn-1,n≧1：δt1＝t1-t0；δt2＝t2-t1；δt3＝t3-t2；δt4＝t4-t3；δt5＝t5-t4；δt6＝t6-t5；δt7＝t7-t6；

快速冻结时间δtd＝t7-t3。时间差δt可以通过冰箱控制器预设时间差或时间节点，也可以通过计时器来监测时间进度点t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7来实现,t0为起始时间，也可以直接通过温度控制来实现。

4)我们对通过导风板调整送风方向的手段使用，并不限制其他手段的配合使用，如压缩机、冷风流量、冷风温度、冷却时间的配合采用。

5)本发明的冷冻室适合做成一个单独的快速冷冻室，并将其设计在常规的冷藏室和冷冻室之间。冷藏室在快速冷冻室的上面，冷冻室在快速冷冻室的下面。

6)本发明中的冰箱涵盖家用冰箱、工业冰箱等一切具有冷冻需求的场合，其储藏物品并不仅仅局限于食品，也可以是其他产品，比如尸体。本发明优选的是肉类储藏物品，比如牛肉、鸡肉、鱼肉等肉类食品。

综上，本发明提供一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法，涉及冷冻保鲜技术领域。通过自然风和强冷却风的合理配合使用解决传统冰箱在对食品进行冷冻时，冷冻食品太硬，不解冻无法二次加工；冻结、解冻过程中由于冰晶挤压或刺破食物细胞导致的营养物质流失问题。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置模式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。