一种分区域控温的冰箱设计

一种分区域控温的冰箱设计

方野

长虹美菱股份有限公司   安徽省合肥市   230601

摘要：如今，社会经济快速发展，科技水平也不断提高，随之而来的，人们对于各种家用电器的要求也越来越高，不再单单满足于单一功能，在对其主要功能的标准提高之外，还产生了对于各种附加功能的需求。以电冰箱为例，人们不仅仅满足于以往简单的冷藏、冷冻，对其要求大大提高，电冰箱也开始向着功能的多样化和智能化发展。由此，需要一种区域划分更加明确、温度控制更加精确的电冰箱，以满足不同的储存需求。

关键词：冰箱；智能；分区域制冷

引言

当下，人们生活水平得到提升，大多数家庭都已拥有一台用于存放常规食材的冰箱，而随着科技水平的进一步提高，人们对于冰箱的要求已不仅仅满足于单一的冷藏、冷冻，对于其制冷的要求更加具体，更加严格，需要不同的更为恒定的温度区域用以存放不同类别的物品，传统的冰箱已经不能满足其存储条件，需要能细分更多区域，同时保证其温度更加恒定的电冰箱满足用户需求。

可分区域进行控温的新型冰箱的产品设计，对丰富产品线，具有现实意义。对此进行研究，探讨市场化条件下，冰箱细分市场的产品设计进行借鉴。

1 不同温度区域的划分

为了满足多样化的制冷需求，需要更进一步地细分温度区域，本文设计的冰箱区域划分基于当下市面上常见的包含冷藏室、变温室、冷冻室三种制冷区域的电冰箱，具体划分如下：

1.1 冷藏室

冷藏室的主要功能是对于新鲜食材的保鲜，随着人们生活水平的逐渐提高，人们希望能有不同存储空间分隔开不同物品，同时满足不同的温度需求，以更好得保存物品。

冷藏室的温度一般在1℃到10℃之间。当环境温度在0℃附近时，物品中的水分会凝结成冰晶，不利于物品的存储，因此冷藏室的温度一般控制在0℃以上。

1.1.1生肉室

    用于存放近日内食用的新鲜生肉。生肉和海鲜应在接近0℃的低温下存储，以延长其保质期并减少细菌生长的风险。但请注意，一些特定的肉类和海鲜可能需要更低的温度，比如冷冻，不宜放在此间室；

1.1.2果蔬室

用于存放近日内食用的新鲜水果蔬菜。大多数蔬菜和水果的最佳存储温度约为0℃至4℃。低温可以减缓其腐烂和变质速度；

1.1.3熟食室

用于存放已加工过的、近日内食用的熟食或凉菜熟食需要先冷却至室温，再放入冰箱，以免破坏冰箱内的温度环境，凉菜存放在0℃至4℃的环境中可以较好地保持口感和风味；

1.1.4饮料室

用于存放冷饮，包含鲜牛奶、碳酸饮料、酒类等。牛奶、酸奶和乳制品等应在约4℃以下的温度存储，以保持其新鲜度和质量。酒水饮料等放于冷藏室也可延长其保存时间但更多的是为了追求冰镇的口感；

1.1.5药品室

用于存放对于储存温度有需求的药品。各类药品对于温度的要求各有区别，一般会在说明书中注明，除开一些对于储存温度要求特别严格的药品，冷藏室已经足够满足存放标准；

1.1.6化妆品室

用于存放对于储存温度有需求的化妆品。化妆品中主要成分水和甘油结合，而水和甘油的活性在25度左右为最佳，温度过高或过低都会使其变质；

1.1.7通用空间

用于存放对储存温度要求不高的物品。

用户对于冰箱的使用各有不同，因此这里的分区只是一个相对的参考，从生肉室到化妆品室，各间室都可单独设定温度，仅位置和大小略有不同，用户可以按照需求进行设置和存放。

通用空间是指除开各间室的储存空间，空间较大，以满足对于储存温度不高的物品的存放需求。

1.2 冷冻室

用于快速冷冻物品，并保持低温，适用于较长时间的储存。

冷冻室的温度一般在-24℃到-18℃之间，这样的低温能显著抑制物品的腐烂，同时一般的病菌也会被抑制或杀死，但需要注意，虽然腐烂过程受到延缓，但仍在进行，因此也要注意冷冻室中的物品的存放时间，病菌也并不是完全被消灭，需要定期清洁消毒。

1.2.1 肉类室

用于存放短期内不需要食用，需冷冻长时间储存的肉类食物，如牛肉、猪肉、鸡肉等。肉类的储存温度要求在-18℃~-23℃之间，这个温度范围可以有效地阻止微生物的生长，延缓食物的腐败。另外，肉类的冷冻储存需要快速冷冻，以最快的速度将其温度降低，避免冰晶过度生长，这样对肉质的影响也相对较小；

1.2.2 素类室

用于存放存放短期内不需要食用，需冷冻长时间储存的素类食物，如胡萝卜、小白菜、西红柿、等。蔬菜的冷冻保存一般需要做预处理，以保证其品质，比如根茎类的蔬菜需要切片再密封冷冻；叶菜类需要焯水后密封储存；

1.2.3 备用室

用于存放其他需要冷冻储存的物品，如各类速冻食品、需要冷冻保存的药品等，

速冻食品是指将需速冻的食品，经过适当的前处理，通过各种方式急速冻结，经包装储存于-18℃— -20℃下（一般要求，不同食物要求温度不同）的连贯低温条件下送抵消费地点的低温产品。最大优点是可以完全以低温来保存食品原有品质。

有一些药物对于储存温度的要求很高，也需要冷冻保存，具体温度以药品的说明书为准。

1.3 变温室

为了进一步满足用户的储存需求，还设置了两个变温室，该间室即可设置为冷藏，也可设置为冷冻，使存放空间更加灵活，便于使用。

2 分区域制冷的实现

2.1 电气件部分

2.1.1 温度传感器

通过在不同的间室设置温度传感器，实时反馈对应间室的温度，以便主控板及时判断各间室的工温度情况，对工作状态进行调整。

2.1.2 电动风门

在不同的间室设置电动风门，当某间室有制冷需求时，主控板控制对应电动风门打开，这时制冷系统提供的冷气就可由风道通过风门进入该间室，实现制冷。

2.1.3 风机

风机一般置于风道内，与电动风门配合使用，电动风门打开的同时，启动风机，以将风道内的冷空气吹入间室，同时加快间室内空气流通，使其温度分布更加均匀。

2.2 控制部分

2.2.1 显示板

位于冰箱门体中心部分，主要用于显示冰箱的各种状态以及通过按钮实现对冰箱的设置，包括

（1）显示屏，可以实时显示冰箱内部温度，显示设定温度和冰箱工作模式；

（2）按钮，用户可以由此对冰箱的工作模式和制冷温度进行设置；

（3）LED灯，显示冰箱的一些状态.

2.2.2 主控板

位于冰箱的顶部或是背部，从各传感器及模块端读取冰箱实时的各类数据，实现对整个冰箱电气系统的控制，包括压缩机、风机、风门等。

2.3 结构部分

2.3.1 风道

风道是输送制冷系统提供的冷气的渠道，配合电动风门、风机使用，在有制冷需求时，主控板控制对应间室的电动风门打开，并启动风机，将冷空气由风道吹入间室，实现制冷。因本产品对于制冷区域的划分更为精细，间室数量相对较多，各间室的制冷需求也有所差异，所以需要配备更为复杂的风道系统，以满足制冷需求。

2.3.2 各类抽屉、隔板

因该冰箱进一步细分出用于单独控温的区域，所用抽屉、隔板需使用导热系数较小的材料，以保证保温效果，避免各间室间温度互相影响，导致温度控制不准确，同时，因相同原因，各间室的密封性也要提高。

结语

在科技水平的不断提高、社会经济不断增长的大环境下，人们也在追求着更高的生活质量，如不仅仅满足于常规冰箱的冷藏、冷冻功能，期望能提供更多可设定制冷温度的冰箱的出现。为了满足这一需求，本文基于市场上现有的风冷冰箱，在其基础上，用更为密闭的结构分隔出更多可由用户自我调节温度的间室，同时为了满足相应的制冷需求，对冰箱的各组件进行了一定的改进，提出了一套可行的方案。当然，本文所设计的产品尚停留在设计阶段，还未经历市场的考验，需要结合实际情况继续进行进一步的改进。

参考文献：

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[2]Q/MLK 099-2015家用制冷器具容积大于500 L的冷藏、冷藏冷冻箱和冷冻箱.[S]。

[3]韦刚，祝家付等，浅析风冷冰箱防凝露系统优化设计 [J]，日用电器，2020(05)：72-74。