食物冻结装置及冰箱的制作方法

本实用新型涉及冷冻技术领域，特别是涉及一种食物冻结装置及冰箱。

背景技术：

随着经济的发展及社会的进步，人们越来越追求生活质量，冰箱等制冷设备广泛应用于人们的日常生活中，成为了人们生活中必不可少的工具。冰箱一般具有冻结间室，用于将食物冻结，以便于食物的长时间保存。

依据冷冻原理，液体在实现冻结的过程中，结冰速度越快，则形成的冰晶体积越小、硬度越低及形状越圆润，体积较小及硬度较低的冰晶可达到在不需要解冻的情况下即可实现加工，且越圆润的冰晶在解冻的过程中对食物的损伤越小，减少了食物营养成分的流失。

但是传统冰箱在对食物进行冻结时，由于冻结间室出风温度低或者食物本身导热系数较小的影响，食物表面首先结冰，而后由食物表面向食物内部逐渐结冰，结冰速度慢，从而导致形成的冰晶体积较大、硬度较高及形状较尖锐，影响了食物的二次加工，且在解冻的过程中会刺破食物细胞，造成食物营养成分的流失。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统冰箱所存在的食物结冰速度慢的问题，提供一种可提高食物结冰速度的食物冻结装置及冰箱。

一种食物冻结装置，包括：

冻结箱，所述冻结箱内开设有冻结间室；

增压机构，用于对所述冻结间室增压至大于等于第一预设气压；

制冷机构，用于对所述冻结间室降温至小于等于第一预设温度；

降压机构，用于对所述冻结间室降压至小于等于第二预设气压；

其中，所述第一预设气压大于标准大气压，所述第二预设气压小于所述第一预设气压且大于等于标准大气压，所述第一预设温度小于等于水在标准大气压下的冰点。

在其中一个实施例中，所述增压机构设于所述冻结间室外，且所述增压机构可控地与所述冻结间室连通或断开。

在其中一个实施例中，所述食物冻结装置还包括通断机构，所述通断机构连接于所述增压机构与所述冻结间室之间，用于控制所述增压机构与所述冻结间室之间的气体连通。

在其中一个实施例中，所述通断机构包括第一连通管及第一通断阀，所述第一连通管连通于所述增压机构与所述冻结间室之间，所述第一通断阀装配于所述第一连通管上，用于控制所述第一连通管内的气体连通。

在其中一个实施例中，所述降压机构包括第二连通管及第二通断阀，所述第二连通管连通于外界与所述冻结间室之间，所述第二通断阀装配于所述第二连通管上，用于控制所述第二连通管内的气体连通。

在其中一个实施例中，所述食物冻结装置还包括温度传感器及压力传感器，所述温度传感器用于检测所述冻结间室内的温度，所述压力传感器用于检测所述冻结间室内的压力。

在其中一个实施例中，所述冻结箱包括本体及门体，所述门体可开合地装配于所述本体上，所述门体与所述本体之间界定形成容纳腔；

其中，所述冻结箱还包括缓压件，所述缓压件设于所述容纳腔内，所述冻结间室形成于所述缓压件内。

在其中一个实施例中，所述食物冻结装置还包括控制器，所述增压机构、所述制冷机构及所述降压机构均与所述控制器电连接，所述控制器控制所述增压机构、所述制冷机构及所述降压机构的协同工作。

一种冰箱，包括如上述任一项所述的食物冻结装置。

上述食物冻结装置及冰箱，可以保证食物表面与内部同时结冰，不但保证了食物的结冰均匀性，且可以显著提高食物的结冰速度，从而使食物结冰后形成的冰晶体积较小及硬度较低，从而可以满足食物在不需要解冻的情况下即可实现加工，同时由于食物的结冰速度提高，食物结冰后形成的冰晶的形状较为圆润，从而减少了在解冻的过程中冰晶对食物的损伤，减少了食物中营养成分的流失。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的食物冻结装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的食物冻结控制方法的流程图；

图3为本实用新型另一实施例提供的食物冻结控制方法的流程图。

食物冻结装置100冻结箱10冻结间室11增压机构20制冷机构30降压机构40第二连通管41第二通断阀42通断机构50第一连通管51第一通断阀52温度传感器60压力传感器70

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1，本实用新型一实施例提供一种食物冻结装置100，用于冻结食物以便于食物的保存。在本具体实施例中，食物冻结装置100应用于冰箱。可以理解地，在其他一些实施例中，该食物冻结装置100还可以应用于其他冻结设备中，在此不作限定。

下面以食物冻结装置100应用于冰箱为例，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。本实施例仅用作为范例说明，并不会限制本实用新型的技术范围。再者实施例中的图式亦省略不必要组件，以清楚显示本实用新型的技术特点。

冰箱包括主体及食物冻结装置100，食物冻结装置100装配于主体上，用于冻结食物，以便于食物的保存。具体地，食物冻结装置100包括冻结箱10、增压机构20、制冷机构30及降压机构40。

冻结箱10装配于冰箱的主体上，其内开设用于存放食物的冻结间室11。增压机构20用于对冻结间室11增压，使冻结间室11内气压大于等于第一预设气压。其中，第一预设气压大于标准大气压，在第一预设气压下，位于冻结间室11内的食物的冻结点降低，可以使食物降低到较低的温度而不结冰。

制冷机构30用于对冻结间室11降温，使冻结间室11内温度小于等于第一预设温度。其中，第一预设温度小于等于水在标准大气压下的冰点。降压机构40用于对冻结间室11降压，使冻结间室11内气压小于等于第二预设气压，其中，第二预设气压小于第一预设气压且大于等于标准大气压。

本实用新型实施例提供的冰箱，增压机构20可以使冻结间室11增压至大于等于第一预设气压，由于第一预设气压大于标准大气压，则位于冰箱内的食物的冻结点降低，在第一预设气压下，可以使食物降低到更低的温度而不结冰。同时，制冷机构30可以使冻结间室11降温至小于等于第一预设温度，由于第一预设温度小于等于水在标准大气压下的冰点，在小于等于第一预设温度时可以使食物表面与内部均具有一定的过冷度。更进一步地，降压机构40可以使冻结间室11降压至小于等于第二预设气压，由于第二预设气压小于第一预设气压且大于等于标准大气压，在第二预设气压下与在第一预设气压下相比，食物的冻结点升高，此时食物表面与内部将同时结冰。

上述方式，通过使食物表面与内部同时结冰，不但保证了食物的结冰均匀性，且可以显著提高食物的结冰速度，从而使食物结冰后形成的冰晶体积较小及硬度较低，从而可以满足食物在不需要解冻的情况下即可实现加工，同时由于食物的结冰速度提高，食物结冰后形成的冰晶的形状较为圆润，从而减少了在解冻的过程中冰晶对食物的损伤，减少了食物中营养成分的流失。

在一个实施例中，则上述第一预设气压可以选择0.1mpa～200.1mpa，优选为0.4mpa～100.1mpa。第一预设温度可以选择-20℃～0℃，优选为-15～-5℃。第二预设气压可以选择0.1mpa～0.2mpa，优选为0.10005mpa～0.1002mpa。

进一步，食物冻结装置100还包括温度传感器60及压力传感器70，温度传感器60用于检测冻结间室11内的温度，压力传感器70用于检测冻结间室11内的压力，从而通过计算厚度冻结间室内11的气压。

在一个实施例中，冻结箱10包括本体及门体，门体可开合地装配于本体上，门体与本体之间界定形成容纳腔。具体地，冻结箱10还包括缓压件，缓压件设于容纳腔内，冻结间室11设于缓压件内。缓压件可以在高压作用下承受冲击，相对于本体与门体之间直接形成冻结间室的情况，可以防止门体在高压的作用下被冲开。

在一个实施例中，在保证冻结间室11体积不变的情况下，增压机构20通过向冻结间室11通气以增加冻结间室11内的气压。可以理解地，在其他一些实施例中，增压机构20也可以通过减少冻结间室11的体积的方式以增加冻结间室11内的气压，在此不作限定。

在一个具体实施例中，冻结间室11体积保持不变，增压机构20通过向冻结间室11内通气以增加冻结间室11内的气压。具体地，增压机构20设于冻结间室11外且可控地与冻结间室11连通或断开，当增压机构20与冻结间室11连通时，增压机构20向冻结间室11通气以增压冻结间室11内的气压，当增压机构20与冻结间室11断开时，冻结间室11内的气压不会在增压机构20的作用下而改变。

进一步，食物冻结装置100还包括通断机构50，通断机构50连接于增压机构20与冻结间室11之间，用于控制增压机构20与冻结间室11之间的气体连通。具体地，通断机构50包括第一连通管51及第一通断阀52，第一连通管51连通于增压机构20与冻结间室11之间，第一通断阀52装配于第一连通管51上用于控制第一连通管51内的气体连通。

第一通断阀52可以选择手动阀或自动阀。当第一通断阀52为自动阀时，需要截断或打开第一连通管51内的气体连通时，手动关闭或打开手动阀。当第一通断阀52为自动阀时，需要截断或打开第一连通管51内的气体连通时，自动阀自动关闭或打开。

在一个实施例中，制冷机构30包括依次连接形成回路的压缩机、冷凝器、节流件及蒸发器，制冷机构30的蒸发器正对冻结箱10的冻结间室11。

工作时，压缩机压缩后形成高温高压气体冷媒，高温高压气体冷媒进入冷凝器中，并在冷凝器中放热，高温高压的气态冷媒变成常温高压的液态冷媒，常温高压的液态冷媒进入节流件(毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀等)，通过节流件的节流减压形成低温低压液态冷媒，由此形成的低温低压液态冷媒最后进入蒸发器中，在蒸发器中吸热蒸发变为低温低压的气态冷媒，而后再吸入压缩机，如此循环往复实现对制冷室的制冷效果。

制冷机构30还包括防凝管，防凝管连接于压缩机与冷凝器之间，防凝管用于防止冻结箱10的门体与本体密封处出现凝露。即为，在制冷机构30工作时，压缩机压缩后形成高温高压气体冷媒首先进入防凝管以防止凝露的产生，而后从防凝管流向冷凝器冷凝。

具体地，制冷机构30还包括过滤器，过滤器连接于蒸发器与节流件之间，过滤器用于过滤从冷凝器流向节流件的常温高压的液态冷媒中的杂质。

在一个实施例中，降压机构40包括第二连通管41及第二通断阀42，第二连通管41连通于外界与冻结间室11之间，第二通断阀42装配于第二连通管41上用于控制第二连通管41内的气体连通。

具体地，第二通断阀42可以选择手动阀或自动阀。当第二通断阀42为自动阀时，需要截断或打开第二连通管41内的气体连通时，手动关闭或打开手动阀。当第二通断阀42为自动阀时，需要截断或打开第二连通管41内的气体连通时，自动阀自动关闭或打开。

具体地，食物冻结装置100还包括控制器，上述增压机构20、制冷机构30、缓压件、降压机构40、温度传感器60及压力传感器70均与控制器电连接，控制器控制增压机构20、制冷机构30、缓压件、降压机构40、温度传感器60及压力传感器70的协同工作。

本实用新型另一实施例还提供一种包括上述食品冻结装置100的冰箱。

参阅图2，本实用新型又一实施例还提供一种食物冻结控制方法，包括步骤：

s110：控制增压机构20开启；

具体地，控制增压机构20向冻结间室11内充气，以增大冻结间室11内的气压。

s120：当冻结间室11内气压大于等于第一预设气压时，控制增压机构20停机及制冷机构30开启；

s130：当冻结间室11内温度小于等于第一预设温度时，控制降压机构40开启；

s140：当冻结间室11内气压小于等于第一预设气压时，控制降压机构40停机。

其中，第一预设气压大于标准大气压，第二预设气压小于第一预设气压且大于等于标准大气压，第一预设温度小于等于水在标准大气压下的冰点。

本实用新型实施例提供的食物冻结控制方法，增压机构20可以使冻结间室11增压至大于等于第一预设气压，由于第一预设气压大于标准大气压，则位于冰箱内的食物的冻结点降低，在第一预设气压下，可以使食物降低到更低的温度而不结冰，制冷机构30可以使冻结间室11降温至小于等于第一预设温度，由于第一预设温度小于等于水在标准大气压下的冰点，在小于等于第一预设温度时可以使食物表面与内部均具有一定的过冷度，降压机构40可以使冻结间室11降压至小于等于第二预设气压，由于第二预设气压小于第一预设气压且大于等于标准大气压，在第二预设气压下与在第一预设气压下相比，食物的冻结点升高，此时食物表面与内部将同时结冰。

上述方式，通过使食物表面与内部同时结冰，不但保证了食物的结冰均匀性，且可以显著提高食物的结冰速度，从而使食物结冰后形成的冰晶体积较小及硬度较低，从而可以满足食物在不需要解冻的情况下即可实现加工，同时由于食物的结冰速度提高，食物结冰后形成的冰晶的形状较为圆润，从而减少了在解冻的过程中冰晶对食物的损伤，减少了食物中营养成分的流失。

在一个实施例中，在步骤s110之前还包括步骤：

控制通断机构50开启。

即为在通断机构50开启后，增压机构20与冻结间室11之间的气体连通打开，增压机构20可以向冻结间室11内充气以增压。

参阅图3，进一步，在步骤控制通断机构50开启之前，还包括步骤：

检测冻结间室11内的气压p；

具体地，通过压力传感器70检测冻结间室11内的压力，而后通过计算获得冻结间室11内的气压p。

当冻结间室11内的气压p小于第一预设气压时，控制通断机构50开启，而后控制增压机构20开启。

在另一个实施例中，步骤s120包括步骤：

计算增压机构20的运行时间t1；

当增压机构20的运行时间t1达到(大于等于)第一预设时间时，控制增压机构20停机。

通过上述设置，避免增压机构20在极限情况下工作，保证了食物冻结装置100工作的稳定性。

具体地，第一预设时间选择0h～5h，优选为1h～2h。可以理解地，在另一些实施例中，第一预设时间也可不为0h～5h，第一预设时间依据工况需求可以做适应性调整。

在又一个实施例中，步骤s130还包括步骤：

计算制冷机构30的运行时间t2；

当制冷机构30的运行时间t2达到(大于等于)第二预设时间时，控制降压机构40开启。

通过上述设置，当制冷机构30达到第二预设时间时，此时降压机构40开启，降压机构40在较短时间内即可实现降压，避免了制冷机构30过长时间运转，降低了制冷机构30损害的几率。

具体地，第二预设时间选择0h～20h，优选为12h～15h。可以理解地，在另一些实施例中，第二预设时间也可不为0h～20h，第二预设时间依据工况需求可以做适应性调整。

在一个实施例中，在步骤s140之后，还包括步骤：

控制制冷机构30停机，以使冻结间室11进入冻藏模式。

具体地，冻结间室11内进入冻藏模式之后，还包括步骤：

检测冻结间室11内的温度t；

当冻结间室11内的温度大于等于第二预设温度时，控制制冷机构30开启；

其中，第二预设温度大于第一预设温度。

即为，当冻结间室11内处于冻藏模式时，若冻结间室11内的温度大于等于第二预设温度，则证明冻结间室11内温度不满足食物冻藏需求(冻结间室11内的温度较高，在该温度下位于冻结间室11内的食物容易融化)，此时需要控制制冷机构30开启以制冷。

具体地，第二预设温度选择10℃～0℃，优选为-4℃～-6℃。

在另一实施例中，在步骤当冻结间室11内的温度大于等于第二预设温度时，控制制冷机构30开启之后还包括步骤：

当冻结间室11内的温度小于等于第三预设温度时，控制制冷机构30停机；

其中，第三预设温度小于第二预设温度，且大于第一预设温度。

即为，当冻结间室11内处于冻藏模式时，若冻结间室11内的温度小于第三预设温度时，则控制制冷机构30停机，从而使冻结间室11在冻藏模式下，其内温度一直处于第二预设温度与第三预设温度之间。

具体地，第三预设温度选择-5℃～-2℃，优选为-2℃～-1℃。

本实用新型实施例提供的冻结控制装置100、冰箱及冻结控制方法，具有以下有益效果：

通过增压机构20可以使冻结间室11内的压强增加至大于等于第一预设气压，此时位于冻结间室11内的食物在高压作用下冻结点降低，食物降低到更低的温度而不结冰，制冷机构30可以使冻结间室11内的温度降低至小于等于第一预设温度，从而使位于冻结间室11内的食物表面与内部均达到足够的过冷度，降压机构40使冻结间室11内的压强降低至小于等于第二预设气压，此时食物的冻结点恢复，食物内外同时结冰，相对于现有技术(食物表面先结冰，而后内部缓慢结冰)，食物结冰较快，降低了食物冰晶的生长时间，使食物结冰后形成的冰晶体积较小及硬度较低，从而可以满足食物在不需要解冻的情况下即可实现加工，同时由于食物的结冰速度提高，食物结冰后形成的冰晶的形状较为圆润，从而减少了在解冻的过程中冰晶对食物的损伤，减少了食物中营养成分的流失。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。