CN101889713B - 一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统及解冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统及解冻方法，属于食品空气解冻领域。该系统包括空气循环子系统、太阳能热水循环换热子系统和制冷工质循环子系统。空气循环子系统包括食品解冻室(1)、风机(12)、空气电加热器(11)、风量调节阀(10)、淋激式冷凝器(6)、风量调节阀(16)和蒸发器(4)；太阳能热水循环换热子系统包括太阳能集热器(2)、水流量调节阀(3)、水-水热交换器(13)和给水泵(14)；制冷工质循环子系统包括制冷剂储液器(8)、淋激式冷凝器(6)、制冷膨胀阀(5)、蒸发器(4)和制冷压缩机(7)。该系统具有解冻速度快，解冻品质高、工艺简单，节能显著等优点。

Description

一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统及解冻方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统及解冻方法，属于食品空气解冻领域。

背景技术

近年来冷冻食品消费量不断扩大，对冷冻食品的质量要求也越来越高。冻结食品在消费或加工前必须解冻，在解冻过程中应尽量使食品在解冻过程中品质下降最小，使解冻后的食品质量最大地接近于冻结前的食品质量，另外如何在保证产品质量的前提下，改善设备的性能，降低加工能耗是食品企业普遍关注的问题。

目前食品解冻的方法很多，常用的有水解冻、微波解冻、空气解冻和真空解冻等。水解冻，由于水比空气传热性能好，因此水解冻具有解冻速度快的特点，而且避免了重量损失，但存在解冻水中的微生物污染冻结品和可溶性物质流失等问题。微波解冻(915MHz或2450MHz)是在交变电场作用下，利用物质本身的电性质来发热使冻结品解冻，利用微波解冻的优点是速度快，效率高，不易受微生物的污染、营养成分损失少，其不足之处是不适合进行完全解冻，解冻不均匀。真空解冻，是利用真空室内水蒸汽在冻结食品表面凝结所放出的潜热解冻，其优点是食品表面不受高温介质的影响，而且解冻快，解冻后汁液流失少，但缺点是解冻食品外观不佳，且成本高。空气解冻采用低温高湿空气强制循环解冻，食品解冻速度快，而且解冻均匀，解冻时间短，食品色泽新鲜，没有干燥和重量减轻现象，是一种经济实用的解冻方法，尤其适用于大规格、大批量的冻品解冻。

采用太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统，不仅具有解冻快，效果好，另外利用了太阳能和制冷装置中制冷剂的冷凝热作为食品的解冻热源，节能效果显著。

发明内容

本发明以太阳能和制冷装置中的冷凝热作为解冻的热源，提供一种高效节能的太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统及解冻方法。

本发明为实现其目的采用下面的技术方案：

一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统，其特征在于包括空气循环子系统、太阳能热水循环换热子系统和制冷工质循环子系统；其中，空气循环子系统用于对冷冻食品进行解冻，太阳能热水循环换热子系统用于为解冻提供热源，制冷工质循环子系统用于一方面对进入解冻室的循环空气进一步调温调湿，同时利用制冷装置的冷凝热作为解冻热源的一部分，另一方面在解冻结束后使食品解冻室进入冷藏状态。

所述的空气循环子系统由食品解冻室、风机、空气电加热器、风量调节阀、淋激式冷凝器、风量调节阀和蒸发器顺序连接。

所述的太阳能热水循环换热子系统由太阳能集热器、水流量调节阀、水-水热交换器和给水泵顺序连接。

所述的制冷工质循环子系统由蒸发器、制冷压缩机、淋激式冷凝器、制冷剂储液器和制冷膨胀阀顺序连接。

所述的太阳能热水循环换热子系统通过水-水热交换器将热量传给淋激式冷凝器的循环水和制冷装置的冷凝热一起作为解冻的热源。

所述的空气电加热器作为辅助解冻的热源。

本发明的有益效果是：

1、以制冷装置中制冷剂的冷凝热量作为解冻热源的一部分，有效的利用了冷凝热，实现了制冷装置的高效运行，实现了节能的目的。

2、太阳能热水循环系统和淋激式冷凝器的喷淋水循环系统通过水-水热交换器进行热交换作为食品解冻的主要热源，太阳能作为绿色免费可再生能源，使得整个解冻系统的节能效果非常显著。

3、该解冻装置系统，解冻效果好，品质高，系统简单。

附图说明

图1是该食品空气解冻系统的结构组成框图。

其中：1、食品解冻室；2、太阳能集热器；3、水流量调节阀；4、蒸发器；5、制冷膨胀阀；6、淋激式冷凝器；7、制冷压缩机；8、制冷剂储液器；9、新风进风阀；10、风量调节阀；11、空气电加热器；12、风机；13、水-水热交换器；14、给水泵；15、新风排风阀；16、风量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明：

如图1所示，一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统，包括空气循环子系统、太阳能热水循环换热子系统和制冷工质循环子系统。进入食品解冻库1的空气先经过淋激式冷凝器6进行加热加湿后，再通过蒸发器4进行调温调湿，处理后的空气参数达到温度8～15℃和相对湿度≥85％然后对食品进行解冻处理，从食品解冻室1出来的空气在风机12的压力作用下再一次进入淋激式冷凝器6进行升温加湿处理，然后通过蒸发器4调温调湿后进入食品解冻室1再次解冻，实现整个空气解冻循环。当解冻结束后可以通过关闭风量调节阀10和风量调节阀16，打开新风进风阀9和新风排风阀15，保证淋激式冷凝器6正常运转，另外关闭给水泵14和水流量调节阀3停止太阳能热水循环换热子系统，制冷工质循环子系统转入冷藏状态。食品冷冻室1中的蒸发器4一方面可以对经淋激式冷凝器6加热加湿后的空气进一步调温调湿，保证空气的参数满足解冻要求，另一方面当解冻结束后食品解冻室1可以转入冷藏状态。太阳能热水循环换热子系统通过水-水热交换器13将热量传给淋激式冷凝器6的循环水和制冷装置的冷凝热一起作为解冻的热源，另外当天气异常太阳能和制冷装置的冷凝热提供的热量不足时，启用安装在空气管道上的电加热器11作为辅助热源。

空气循环子系统包括食品解冻室1、风机12、空气电加热器11、风量调节阀10、淋激式冷凝器6、风量调节阀16和蒸发器4。

制冷工质循环子系统，包括制冷压缩机7、淋激式冷凝器6、蒸发器4以及制冷膨胀阀5和制冷剂储液器8，蒸发器4对进过淋激式冷凝器6的空气进行最后的调温调湿保证解冻空气的温度达到8～15℃和相对湿度≥85％的要求，当解冻结束后，通过调节制冷膨胀阀5，使解冻室1进入冷藏状态。

太阳能热水循环换热子系统，包括太阳能集热器2、水流量调节阀3、水-水热交换器13、给水泵14，太阳能热水循环换热子系统通过水-水热交换器13将热量传给淋激式冷凝器6的循环水和制冷装置的冷凝热一起作为解冻的热源。通过水-水热交换器13和淋激式冷凝器6的循环喷淋水进行换热，并通过调节阀3调节进入水-水热交换器13的流量来满足喷淋水的温度，使得通过淋激式冷凝器的循环空气达到设计要求，电加热器11作为辅助的调温装置，当天气原因由冷凝热和太阳能热水循环提供的热量不足以保证解冻空气的温度时，开启电加热器对空气进行辅助加热处理。

Claims (2)

1.一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统，包括空气循环子系统、太阳能热水循环换热子系统和制冷工质循环子系统；包括食品解冻室(1)、太阳能集热器(2)、水流量调节阀(3)、制冷压缩机(7)、第一风量调节阀(10)、空气电加热器(11)、风机(12)、水-水热交换器(13)、给水泵(14)、第二风量调节阀(16)，其中太阳能集热器(2)经水流量调节阀(3)、水-水热交换器(13)、给水泵(14)形成闭合回路，构成所述的太阳能热水循环换热子系统；其特征在于还包括一个蒸发器(4)、一个淋激式冷凝器(6)以及制冷膨胀阀(5)、制冷剂储液器(8)、新风进风阀(9)和新风排风阀(15)，其中由食品解冻室(1)、风机(12)、空气电加热器(11)、第一风量调节阀(10)、淋激式冷凝器(6)、第二风量调节阀(16)和置于食品解冻室(1)内的蒸发器(4)依次顺序连接构成空气循环子系统；由淋激式冷凝器(6)的输出端经制冷剂储液器(8)和制冷膨胀阀(5)至蒸发器(4)输入端、蒸发器(4)的输出端再经制冷压缩机(7)至淋激式冷凝器(6)的输入端形成回路，构成所述的制冷工质循环子系统；所述新风进风阀(9)与淋激式冷凝器(6)的进风口相连接，所述新风排风阀(15)在淋激式冷凝器(6)与第二风量调节阀(16)之间。

2.一种太阳能和热泵复合型食品空气解冻系统的解冻方法，其特征在于在食品解冻过程，先关闭新风进风阀(9)和新风排风阀(15)，再打开第一风量调节阀(10)和第二风量调节阀(16)，空气在风机(12)的作用下通过风管进入辅助的空气电加热器(11)经第一风量调节阀(10)调节后，进入淋激式冷凝器(6)加热、加湿后，通过第二风量调节阀(16)进入安装在食品解冻室(1)内的蒸发器(4)进一步调温、调湿后对食品进行解冻，解冻后的空气再一次进入风机(12)完成一个循环；空气经淋激式冷凝器(6)的加热量通过调节水流量调节阀(3)及制冷膨胀阀(5)进行控制，增大水流量调节阀(3)的开度以提高太阳能热水系统与淋激式冷凝器(6)中循环水的换热量；解冻结束后，系统进入食品冷藏过程，先打开新风进风阀(9)和新风排风阀(15)，再关闭第一风量调节阀(10)和第二风量调节阀(16)，同时关闭水流量调节阀(3)，太阳能热水循环系统停止工作，然后开启制冷压缩机(7)，启动制冷循环系统，并通过调节制冷膨胀阀(5)来调节蒸发器(4)的冷量使通过它的空气满足冷藏参数要求。

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