[发明专利]一种新型节能无霜直冷冰箱及控制方法

权利要求书

1.一种新型节能无霜直冷冰箱，其特征在于：包括制氮单元、风储能系统和控制器；

所述制氮单元包括通过风管依次连接的新风口、制氮机和储氮罐，所述新风口安装于冰箱背部，所述储氮罐内设有第一压力传感器；

所述风储能系统包括冷冻室风箱、冷藏室风箱、风机、冷藏室风口、冷冻室风口、冷藏室空气幕装置、冷冻室空气幕装置以及相应的风道系统，所述冷藏室风口设于冰箱的冷藏室内，所述冷冻室风口设于冰箱的冷冻室内，所述冷藏室风箱安装于冰箱的保温层与冷藏室之间，所述冷冻室风箱安装于冰箱的保温层与冷冻室之间，所述冷藏室风箱与冷藏室空气幕装置连接，所述冷冻室风箱与冷冻室空气幕装置连接，所述冷藏室风箱内设有第二压力传感器，所述冷冻室风箱内设有第三压力传感器，所述冷藏室内设有第一温度传感器和第一湿度传感器，所述冷冻室内设有第二温度传感器和第二湿度传感器，所述冷藏室门和冷冻室门分别设有外锁装置；

所述储氮罐输出端设有第一风量调节阀，所述第一风量调节阀通过风管与第二风量调节阀连接，所述第二风量调节阀通过风管与风机的进风口连接，所述风机的进风口通过第三风量调节阀与冷藏室风口连接，并通过第四风量调节阀与冷冻室风口连接，所述风机的出风口与冷冻室风箱之间的风道上，通过第五风量调节阀与冷冻室风箱连接，通过第六风量调节阀与冷藏室风箱连接，通过第七风量调节阀与冷藏室风口连接，以及通过第八风量调节阀与冷冻室风口连接；

所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器、第一风量调节阀、第二风量调节阀、第三风量调节阀、第四风量调节阀、第五风量调节阀、第六风量调节阀、第七风量调节阀、第八风量调节阀、风机的电源和制氮机的电源分别与控制器连接，受所述控制器控制。

2.根据权利要求1所述的一种新型节能无霜直冷冰箱，其特征在于：所述冷藏室空气幕装置为单个或多个均匀分布于冷藏室门楣上，所述冷冻室空气幕装置为单个或多个均匀分布于冷冻室门楣上。

3.根据权利要求1所述的一种新型节能无霜直冷冰箱，其特征在于：所述风机安装于冷藏室与冷冻室之间位置。

4.根据权利要求1所述的一种新型节能无霜直冷冰箱，其特征在于：所述冷藏室风箱在冷藏室外形成L型环绕层，所述冷冻室风箱在冷冻室外形成L型环绕层。

5.根据权利要求1所述的一种新型节能无霜直冷冰箱，其特征在于：所述冷藏室风箱在冷藏室外形成U型环绕层，所述冷冻室风箱在冷冻室外形成U型环绕层。

6.一种新型节能无霜直冷冰箱的控制方法，其特征在于：需提供如权利要求1-5任一项所述的一种新型节能无霜直冷冰箱，所述方法包括如下步骤：

步骤1、设定冷藏室温度范围为tc1～tc2，冷藏室相对湿度值冷藏室内压力范围为Pc1～Pc2，冷藏室风箱内压力范围为Pcx1～Pcx3～Pcx2，冷冻室温度范围为td1～td2，冷冻室相对湿度值冷冻室内压力范围为Pd1～Pd2，冷冻室风箱内压力范围为Pdx1～Pdx3～Pdx2，储氮罐内压力范围为Pg1～Pg2；

步骤2、设置运行模式：开机准备模式、冷藏室运行工况和冷冻室运行工况；

步骤3、在初次通电后，进入开机准备模式：控制器接通制氮机的电源，产生氮气储存于储氮罐内，第一压力传感器检测储氮罐内的压力达到Pg2时，关闭制氮机的电源，然后控制器开启风机的电源，打开第一风量调节阀、第二风量调节阀、第五风量调节阀和第六风量调节阀，关闭其余的风量调节阀、冷藏室空气幕装置和冷冻室空气幕装置，在风机的作用下，储氮罐中的氮气压入冷冻室风箱和冷藏室风箱，第一压力传感器检测储氮罐内的压力小于等于Pg1时，控制器接通制氮机的电源向储氮罐内补充氮气，直到罐内压力等于Pg2；当第三压力传感器检测冷冻室风箱内压力大于等于Pdx2时，控制器关闭第五风量调节阀，当第二压力传感器检测冷藏室风箱内压力大于等于Pcx2时，控制器关闭第六风量调节阀，当同时检测到冷冻室风箱内压力大于等于Pdx2且冷藏室风箱内压力大于等于Pcx2时，控制器关闭风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀、第五风量调节阀和第六风量调节阀，开机准备模式结束；

步骤4、冷藏室运行工况：包括步骤4.1至步骤4.4；

步骤4.1、打开冷藏室门时，控制器开启冷藏室空气幕装置，冷藏室风箱内空气通过空气幕装置对冷藏室门形成气幕阻止冷藏室与周围环境的热湿交换，第二压力传感器检测冷藏室风箱的压力小于等于Pcx1时，控制器接通风机的电源，打开第一风量调节阀、第二风量调节阀和第六风量调节阀，关闭其余的风量调节阀，在风机的作用下，储氮罐内的氮气压入冷藏室风箱，在冷藏室风箱内压力大于等于Pcx3时，控制器关闭风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀和第六风量调节阀，如此工作，直至关上冷藏室门，控制器关闭冷藏室空气幕装置、风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀以及第六风量调节阀，进入步骤4.2；当第二压力传感器检测冷藏室风箱的压力大于Pcx1时进入步骤4.2；

步骤4.2、所述第一湿度传感器连续监测冷藏室内的湿度，当冷藏室内的湿度大于等于时，控制器接通风机的电源，打开第三风量调节阀和第六风量调节阀，将冷藏室内的空气吸入到冷藏室风箱内，直至冷藏室风箱内压力等于Pcx2时，控制器关闭第三风量调节阀和第六风量调节阀，开启第一风量调节阀、第二风量调节阀和第七风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷藏室，直至冷藏室内压力等于Pc2时，控制器关闭第一风量调节阀、第二风量调节阀、第七风量调节阀以及风机的电源；当冷藏室的湿度小于时，控制器开启第一风量调节阀、第二风量调节阀和第七风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷藏室，直至冷藏室内压力等于Pc2时，控制器关闭第一风量调节阀、第二风量调节阀、第七风量调节阀和风机的电源；

步骤4.3、所述第一温度传感器连续监测冷藏室内的温度，当冷藏室内的温度大于等于tc2时，控制器开启直冷冰箱原有的制冷系统实现制冷，当冷藏室内的温度小于等于tc1时，控制器停止直冷冰箱原有的制冷系统工作，进入步骤4.4；

步骤4.4、所述第二压力传感器实时检测冷藏室风箱的压力，在冷藏室风箱内压力小于等于Pcx1时，控制器开启风机的电源，打开第一风量调节阀、第二风量调节阀和第六风量调节阀，关闭其余的风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷藏室风箱，在冷藏室风箱内压力大于等于Pcx3时，控制器关闭风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀和第六风量调节阀，如此工作；

步骤5、冷冻室运行工况：

步骤5.1、打开冷冻室门，控制器开启冷冻室空气幕装置，冷冻室风箱内空气通过空气幕装置对冷冻室门形成空气幕阻止冷冻室与周围环境的热湿交换，第三压力传感器检测冷冻室风箱的压力，当冷冻室风箱内压力小于等于Pdx1时，控制器接通风机的电源，打开第一风量调节阀、第二风量调节阀和第五风量调节阀，关闭其余的风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷冻室风箱，在冷冻室风箱内压力大于等于Pdx3时，控制器关闭风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀和第五风量调节阀，如此工作，直至关上冷冻室门，控制器关闭冷冻室空气幕装置、风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀和第五风量调节阀，进入步骤5.2，当第三压力传感器检测冷冻室风箱的压力大于Pdx1时直接进入步骤5.2；

步骤5.2、所述第二湿度传感器连续监测冷冻室内的湿度，当冷冻室内的湿度大于等于时，控制器接通风机的电源，打开第四风量调节阀和第五风量调节阀，将冷冻室内的空气吸入到冷冻室风箱内，直至冷冻室风箱内压力等于Pdx2时，控制器关闭第四风量调节阀和第五风量调节阀，开启第一风量调节阀、第二风量调节阀和第八风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷冻室，直至冷冻室内压力等于Pd2时，控制器关闭第一风量调节阀、第二风量调节阀、第八风量调节阀和风机的电源；当冷冻室湿度小于时，控制器开启第一风量调节阀、第二风量调节阀和第八风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷冻室，直至冷冻室内压力等于Pd2时，控制器关闭第一风量调节阀、第二风量调节阀、第八风量调节阀和风机的电源；

步骤5.3、所述第二温度传感器连续监测冷冻室内的温度，当冷冻室内的温度大于等于td2时，控制器开启直冷冰箱原有的制冷系统实现制冷，当冷冻室内的温度小于等于td1时，控制器停止直冷冰箱原有的制冷系统工作，进入步骤5.4；

步骤5.4、所述第三压力传感器实时检测冷冻室风箱的压力，在冷冻室风箱内压力小于等于Pdx1时，控制器接通风机的电源，打开第一风量调节阀、第二风量调节阀、第五风量调节阀和第八风量调节阀，关闭其余的风量调节阀，在风机的作用下，将储氮罐内的氮气压入冷冻室风箱，在冷冻室风箱内压力大于等于Pdx3时，控制器关闭风机的电源、第一风量调节阀、第二风量调节阀、第五风量调节阀和第八风量调节阀，如此工作。