CN119289598B - 一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，包括如下步骤：S1，安装摄像头在冷藏柜柜门上，安装温湿度传感器在冷藏柜里；S2，将冷藏柜的每个冷藏室分区，按照存放空间的上下顺序位置分区，并在每个分区安装有出风口；S3，采集冷藏室里的温湿度数据，并建立数据表格；S4，通过图像识别分析放入冷藏柜的物品和存放分区；S5，通过步骤S4的分析结果，推算出分区温度变化，将该温度变化与预设的冷藏柜温度阈值对比，得出差值V₀；本发明解决了现有技术中冷藏柜的控制方法的能耗较高的问题，同时实现了冷藏柜的温度均匀性分布的目的，且本发明通过摄像头与温湿度传感器配合，能精准分析物品及分区温度变化，准确计算各分区冷量需求并合理分配。

Description

一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法、设备及存 储介质

技术领域

本发明涉及冷藏柜的技术领域，尤其是一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法、设备及存储介质。

背景技术

目前，大部分的冷藏柜都存在温度分布均匀性问题，冷藏柜的搁架结构、背风板通孔率等因素都会影响冷藏柜内部的温度分布均匀性。

背风板出风口对食品的远近度可能加大内外侧食品包温差，搁架的尺寸、位置以及食品的摆放方式也可能影响空气流动和温度分布，堆积密度影响食品在搁架上的堆积密度会影响空气流动和温度分布。如果食品摆放过于密集，冷空气难以在食品之间流动，会导致局部温度升高。在一个搁架上，如果将水果紧密堆积在一起，水果内部的温度可能会比周围空气温度高出2-3℃，不利于水果的保鲜。

不同类型的食品堆积在一起也会影响温度。例如，将含水量高的蔬菜和肉类放在一起，由于蔬菜的呼吸作用和水分蒸发，会增加局部的湿度和温度，影响肉类的保鲜效果。

摆放方向影响食品的摆放方向也会对温度分布产生影响。如果食品的长轴方向与冷空气流动方向垂直，会增加空气流动的阻力，使得冷空气难以在食品周围流动。例如，将长条状的蔬菜(如黄瓜)横向摆放在搁架上，会比纵向摆放时更不利于冷空气的流动，可能导致蔬菜周围的温度升高。

目前解决该问题的技术手段是，以最高温度区域为降温基准阈值，假设冷藏柜里的保鲜室有三个区域，分别为A、B和C区，A区域的温度最高，那么冷藏柜的控制系统就必须按照A区域的温度为检测温度，将A区域的温度降至阈值范围，但B和C两个区域的温度本来是符合阈值范围值的，也需要同时覆盖降温，该控制方法的能耗较高，造成冷藏柜的能耗居高不下，尤其是冷藏柜的因此，目前急需一种可以实现温度分布均匀的同时降低冷藏柜能耗的智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法。

发明内容

本发明为了解决上述存在的技术问题，提供一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法、设备及存储介质。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，包括如下步骤：

S1，安装摄像头在冷藏柜柜门上，安装温湿度传感器在冷藏柜里；

S2，将冷藏柜的每个冷藏室分区，按照存放空间的上下顺序位置分区，并在每个分区安装有出风口；

S3，采集冷藏室里的温湿度数据，并建立数据表格；

S4，通过图像识别分析放入冷藏柜的物品和存放分区；

S5，通过步骤S4的分析结果，推算出分区温度变化，将该温度变化与预设的冷藏柜温度阈值对比，得出差值V₀；

S6，根据步骤S5得到的V₀，计算出与该分区关联的附近分区温度变化，得出差值V₁；S7，根据V₀和V₁计算出冷藏柜各个分区域所需要的冷量V₂；

S8，根据V2，对每个分区进行冷量分配。

优选的，所述步骤S3-S8，在每次冷藏柜柜门打开后启动。

优选的，所述步骤S4，先采集每个冷藏柜分区的全部空间参数，通过图像识别分析，计算出放入物品的体积，前者和后者的差值为现有空间的参数数值。

优选的，所述步骤S1中，所述温湿度传感器有若干，分别处于不同高度。

优选的，所述步骤S2中，划分分区后，每个分区预设常规温度阈值和降温时长阈值，高于该温度阈值则需要降温，还预设极限温度阈值，预设极限温度阈值的降温时长阈值与常规温度阈值的降温时长阈值相同。

一种设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法。一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于：当计算机程序指令被处理器执行时实现上述智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法。

本发明解决了现有技术中冷藏柜的控制方法的能耗较高的问题，同时实现了冷藏柜的温度均匀性分布的目的，且本发明通过摄像头与温湿度传感器配合，能精准分析物品及分区温度变化，准确计算各分区冷量需求并合理分配，确保各分区温度精准维持在合适范围，有效保鲜，还能依据分区实际情况计算冷量，避免过度制冷，且在柜门打开后启动相关步骤，可及时根据环境变化调整，减少不必要能耗，实现能耗优化。

附图说明

图1是本发明一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和系统的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请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。还应当理解，本文中使用的术语″和/或″是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

实施例1

如图1所示，本发明一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，包括如下步骤：S1，安装摄像头在冷藏柜柜门上，安装温湿度传感器在冷藏柜里；

所述步骤S1中，所述温湿度传感器有若干，分别处于不同高度，能够实现对冷藏柜内部环境状况更全面、细致的监测。由于冷藏柜内的空气流动、物品摆放以及制冷系统的工作方式等因素，不同高度位置的温湿度情况可能存在差异。例如，靠近制冷出风口的上部区域可能温度相对较低、湿度也较低，而下部靠近排水口或物品堆积较多的区域，温度和湿度的变化可能更为复杂。通过在不同高度布置传感器，可以准确捕捉到这些不同层面的温湿度信息，形成一个立体的温湿度数据网，从而更精准地了解冷藏柜内环境的真实状态，合后续的分区设置(如步骤S2中的按上下顺序位置分区)，不同高度的温湿度数据能为每个分区的精准温控提供有力依据。每个分区涵盖了不同高度范围，各高度的温湿度传感器所采集的数据可以反映出该分区内温湿度的梯度变化。这有助于根据分区内实际的温湿度差异情况，更精确地推算出分区温度变化(如步骤S5)，进而合理计算出各分区所需的冷量(如步骤S7)以及进行准确的冷量分配(如步骤S8)。

S2，将冷藏柜的每个冷藏室分区，按照存放空间的上下顺序位置分区，并在每个分区安装有出风口；所述步骤S2中，划分分区后，每个分区预设常规温度阈值和降温时长阈值，高于该温度阈值则需要降温，还预设极限温度阈值，预设极限温度阈值的降温时长阈值与常规温度阈值的降温时长阈值相同，由于冷藏柜内冷空气的自然流动特性(通常是从上向下流动)，这种分区方式便于根据不同高度区域的温度特点进行针对性的温度控制。上层区域相对更容易受到制冷系统吹出冷空气的直接影响，温度可能相对较低且较为稳定；下层区域则可能因冷空气下沉过程中的热量交换等因素，温度变化情况略有不同。通过分区，可以更好地掌握和调节各层的温度，满足不同物品的保鲜要求，预设极限温度阈值的降温时长阈值与常规温度阈值的降温时长阈值相同，这一设定的好处在于保证了在不同温度异常情况下，制冷系统对每个分区的降温处理都能按照相对一致的时间标准来执行。这样可以避免在面对不同程度的温度升高时，出现有的情况降温过慢导致物品受损，有的情况降温过快浪费能源等问题。例如，无论是从常规温度阈值3℃开始降温，还是从极限温度阈值8℃开始降温，都要求在相同的规定时间内(如10分钟内)将温度降到合适范围，从而确保了物品保鲜的稳定性和制冷系统操作的规范性；

S3，采集冷藏室里的温湿度数据，并建立数据表格；

S4，通过图像识别分析放入冷藏柜的物品和存放分区，所述步骤S4，先采集每个冷藏柜分区的全部空间参数，通过图像识别分析，计算出放入物品的体积，前者和后者的差值为现有空间的参数数值，现有空间的参数数值也会对冷藏柜的温控和保鲜效果产生影响。一般来说，当分区内物品摆放较为稀疏，剩余空间较大时，冷空气在分区内的流通会相对顺畅，温度分布也会更加均匀，有利于物品的保鲜。相反，当物品摆放密集，剩余空间较小时，可能会阻碍冷空气的流通，导致局部温度升高或降低不均匀，从而影响物品的保鲜效果。通过实时计算现有空间的参数数值，并结合温度监测数据等其他信息，可以更准确地评估冷藏柜的温控和保鲜情况，进而采取相应的措施来优化物品摆放或温控策略，可以全面、准确地了解冷藏柜分区内的空间利用情况以及物品的存放状态，为更好地管理冷藏柜内的温度控制、物品保鲜和空间优化提供有力的数据支持；

S5，通过步骤S4的分析结果，推算出分区温度变化，将该温度变化与预设的冷藏柜温度阈值对比，得出差值V₀；

S6，根据步骤S5得到的V₀，计算出与该分区关联的附近分区温度变化，得出差值V₁；

S7，根据V₀和V₁计算出冷藏柜各个分区域所需要的冷量V₂；

S8，根据V2，对每个分区进行冷量分配。

优选的，所述步骤S3-S8，在每次冷藏柜柜门打开后启动。

优选的，所述步骤S5的计算公式：

T_i(t)：第i分区在时刻t的实际温度，通过温湿度传感器采集数据并分析得到，这里温度对冷量需求的影响，湿度暂不参与此部分温度计算。

T_set,i：第i分区预设的温度阈值。

ΔT_i(t)：第i分区在时刻t的温度变化量，ΔT_i(t)＝T_i(t)-T_set，i。

C_i：第i分区的热容，与分区的材质、容积、物品等因素有关，可通过实验或经验数据估算。

Q_i(t)：第i分区在时刻t所需要的冷量；

对于每个分区i，根据步骤S4分析出的分区以及采集到的温度数据，计算分区温度变化与预设温度阈值的差值V_0，i(t)，V_0，i(t)＝ΔT_i(t)＝T_i(t)-T_set，i；

设分区i附近有n个关联分区，记为j＝1，2…，n，附近分区温度变化与当前分区温度变化存在线性关系，比例系数为k_ij，则计算分区i关联的附近分区j的温度变化差值V_1，ij，V_1，ij(t)＝k_ij×V_0，i(t)；

1.1.1在步骤S7中，计算冷藏柜各个分区域所需要的冷量V₂，根据热量计算公式：

1.1.2 Q＝CΔT，对于每个分区i，考虑到自身温度变化V_0，i以及附近分区温度变化对其冷量需求的影响，计算该分区所需要的冷量V_2，i，

将V_1，ij(t)＝k_ij×V_0，i(t)代入上式可得：

1.1.3制冷系统根据计算出的每个分区i所需要的冷量V_2，i，对每个分区进行冷量分配操作，使得每个分区能够达到或接近预设的温度阈值。具体的分配方式取决于制冷系统的工作机制，例如通过调节制冷剂流量、风机转速等方式来实现冷量的分配。

一种设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法。一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于：当计算机程序指令被处理器执行时实现上述智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，安装摄像头在冷藏柜柜门上，安装温湿度传感器在冷藏柜里；

S2，将冷藏柜的每个冷藏室分区，按照存放空间的上下顺序位置分区，并在每个分区安装有出风口；

S3，采集冷藏室里的温湿度数据，并建立数据表格；

S4，通过图像识别分析放入冷藏柜的物品和存放分区；

S5，通过步骤S4的分析结果，推算出分区温度变化，将该温度变化与预设的冷藏柜温度阈值对比，得出差值V₀；计算公式如下：

T_i(t)：第i分区在时刻t的实际温度，通过温湿度传感器采集数据并分析得到，这里温度对冷量需求的影响，湿度暂不参与此部分温度计算；

T_set，i：第i分区预设的温度阈值；

ΔT_i(t)：第i分区在时刻t的温度变化量，ΔT_i(t)＝T_i(t)-T_set，i；

C_i：第i分区的热容，与分区的材质、容积、物品等因素有关，可通过实验或经验数据估算；

Q_i(t)：第i分区在时刻t所需要的冷量；

对于每个分区i，根据步骤S4分析出的分区以及采集到的温度数据，计算分区温度变化与预设温度阈值的差值V_0，i(t)，

V_0，i(t)＝ΔT_i(t)＝T_i(t)-T_set，i；

S6，根据步骤S5得到的V₀，计算出与该分区关联的附近分区温度变化，得出差值V₁；

S7，根据V₀和V₁计算出冷藏柜各个分区域所需要的冷量V₂，根据热量计算公式：Q＝CΔT，对于每个分区i，考虑到自身温度变化V_0，i以及附近分区温度变化对其冷量需求的影响，计算该分区所需要的冷量V_2，i，

将V_1，ij(t)＝k_ij×V_0，i(t)代入上式可得：

S8，根据V2，对每个分区进行冷量分配。

2.根据权利要求1所述的一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，其特征在于，所述步骤S3-S8，在每次冷藏柜柜门打开后启动。

3.根据权利要求1所述的一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，其特征在于，所述步骤S4，先采集每个冷藏柜分区的全部空间参数，通过图像识别分析，计算出放入物品的体积，前者和后者的差值为现有空间的参数数值。

4.根据权利要求1所述的一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述温湿度传感器有若干，分别处于不同高度。

5.根据权利要求1所述的一种智能温控变频冷藏保鲜设备的能耗优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，划分分区后，每个分区预设常规温度阈值和降温时长阈值，高于该温度阈值则需要降温，还预设极限温度阈值，预设极限温度阈值的降温时长阈值与常规温度阈值的降温时长阈值相同。

6.一种设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述权利要求1-5任一项的方法。

7.一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于：当计算机程序指令被处理器执行时实现上述权利要求1-5任一项的方法。