CN102692108A - 用于食品保鲜的冰蓄冷方法及其冰蓄冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法及其冰蓄冷系统，其方法首先通过预冷蒸发器对常温水进行预冷，得到2℃以上，4℃以下的低温水；将温度已降低的低温水送入过冷蒸发器中继续进行冷却，得到0℃以下，-4℃以上的过冷水；将过冷水送入蓄冷槽内解除其过冷状态，使解除过冷状态的过冷水结冰形成冰水混合物；在蓄冰槽内设置换热盘管，使换热盘管内的工作水与蓄冰槽内的冰水混合物换热，得到1℃以上，3℃以下的低温工作水；将低温工作水输送到冷库的喷水室中；其系统的预冷蒸发器的进水口与蓄水槽的出水口相连，预冷蒸发器的出水口与过冷蒸发器的进水口相连，过冷蒸发器的出水口与蓄冰槽的进水口相连，蓄冰槽内设置有换热盘管。
Description
技术领域
本发明涉及一种将制备出来的流体冰储存在蓄冰槽内并利用蓄冰槽内的流体冰制取冷水用于调节冷库内的空气温湿度以达到食品保鲜的目的冰蓄冷方法，同时本发明还涉及该冰蓄冷方法的冰蓄冷系统。
背景技术
长久以来，冰在空调、保鲜以及工业加工过程中都有着广泛的应用，随着经济的快速发展，冰的应用范围越来越广，在我国研究和推广冰蓄冷技术前景非常广阔。
随着制冷行业的快速发展以及能源的紧缺，许多蓄能技术逐渐发展起来，特别是冰蓄冷技术问世，人们开始把这种技术运用到各个行业当中去了，比如用户供冷、冷库、电影院等娱乐场所，因此，冰蓄冷技术也越来越得到了广泛的应用。
近年来各国对农业科研投入的力度加大，各种果蔬贮藏保鲜新技术不断研制开发出。人们也从传统冷库和冰蓄冷果蔬保鲜冷库这两类型的冷库中看到了各自的特点。冰蓄冷果蔬保鲜系统在国外很早就提出来了并投入使用，如美国开发的一种冰蓄冷果蔬保鲜技术。目前所开发的冰蓄冷果蔬保鲜系统其制冰环节采用的是冰盘管或封装冰球蓄冷系统，这两种制冰方法均属于静态制冰方式，由于这种制冰方式制备的冰在固体换热面上形成并增厚，加大了传热热阻，存在制冷系统能耗高，制冰效率较低等缺点。
另外，随着我国经济和社会的快速发展，造成了电力供应紧张，电网负荷不平衡现象日益突出，日用电峰谷差和年用电峰谷差增大，造成了电力系统工作的不平衡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法，在用电低谷时制出流体冰，储存在蓄冰槽内并利用流体冰制出冷水用于食品保鲜，以缓解因日用电峰谷差和年用电峰谷差的存在而造成的电力系统工作的不平衡问题，同时本发明的目的还在于提供该冰蓄冷方法的冰蓄冷系统。
为实现上述目的，本发明的用于食品保鲜的冰蓄冷方法采用如下技术方案：一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法，该方法包括如下步骤：
a.通过预冷蒸发器对常温水进行预冷，将常温水冷却到2℃以上，4℃以下，得到低温水；
b.将温度已降低的低温水送入过冷蒸发器中继续进行冷却，得到0℃以下，-4℃以上的过冷水；
c.将过冷水送入蓄冷槽内解除其过冷状态，使解除过冷状态的过冷水结冰形成冰水混合物；
d.在蓄冰槽内设置换热盘管，使换热盘管内的工作水与蓄冰槽内的冰水混合物换热，得到1℃以上，3℃以下的低温工作水；
e.将低温工作水输送到冷库的喷水室中，使其与冷库中的空气进行热湿交换。
在步骤a中将常温水冷却到2~3℃。
在步骤b中将低温水冷却到-3℃。
在d步骤中与蓄冰槽内的冰水混合物换热后的工作水的温度为2℃。
在步骤e中与低温工作水进行热湿交换后的冷库中的空气的相对湿度为90%，温度为6℃。
本发明的用于食品保鲜的冰蓄冷系统采用如下技术方案：
一种用于食品保鲜的冰蓄冷系统，包括预冷蒸发器和过冷蒸发器， 预冷蒸发器和过冷蒸发器分别通过各自的制冷剂进口和制冷剂出口并联接入制冷系统中，预冷蒸发器的进水口与蓄水槽的出水口相连，预冷蒸发器的出水口与过冷蒸发器的进水口相连，过冷蒸发器的出水口与蓄冰槽的进水口相连，蓄冰槽内设置有换热盘管，换热盘管的两端用于与设置在冷库内的喷水室相连。
所述的预冷蒸发器的出水口处串设有第一开关阀，过冷蒸发器的进水口处串设有第二开关阀，蓄水槽上还开设有在第一开关阀和第二开关阀之间与预冷蒸发器的出水口和过冷蒸发器的进水口均连通的进出水口，在蓄水槽的进出水口处串设有第三开关阀。
所述制冷系统包括压缩机和冷凝器，压缩机的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂进口相连，所述的预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂进口分别经各自对应的节流阀与冷凝器的制冷剂出口相连，所述预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂出口均与压缩机的制冷剂进口相连。
所述预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂出口通过蒸发压力调节器与压缩机的制冷剂进口相连，蒸发压力调节器的两个进口分别与预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂出口对应相连，蒸发压力调节器的出口与压缩机的制冷剂进口相连。
预冷蒸发器的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口相连的支路上串设有第四开关阀，过冷蒸发器的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口相连的支路上串设有第五开关阀。
本发明的制冰系统在制冰的过程中利用预冷蒸发器和过冷蒸发器对用于制冰的水进行两次冷却，得到过冷状态的水，过冷状态的水不会结冰，等到过冷状态的水进入蓄冰槽后解除过冷状态再产生冰晶，在整个冷却环节都没有冰产生，为动态制冰方式，动态制冰可实现完全流动换热，制冰过程传热温差小，无冰层热阻，系统COP高，制冰效率也得到极大提高，并且在所制取的冰浆是由冰晶粒子、水及其它添加剂构成的浆状或泥状混合物，具有蓄冷密度大、可流动性、换热性能好和可泵送性等优点。利用这种冰浆冷却换热盘管内的水时，冰浆可以很好的和水换热，换热效率高，将来自换热盘管内的冷水泵送到冷库内即可实现食品的保鲜，不需要在冷库内设置制冷系统，避免了现有技术中因在冷库内设置制冷系统而出现的制冷剂泄露的问题。
附图说明
图1本发明的用于食品保鲜的冰蓄冷系统实施例1的结构原理图；
图2本发明的用于食品保鲜的冰蓄冷系统实施例2的结构原理图。
具体实施方式
一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法的实施例的实施例1，该方法包括如下步骤：
首先是利用通过预冷蒸发器对常温水进行预冷，将常温水冷却到2℃以上，4℃以下，得到低温水；然后将温度已降低的低温水送入过冷蒸发器中继续进行冷却，得到0℃以下，-4℃以上的过冷水；随后将过冷水送入蓄冷槽内，由于过冷水离开过冷蒸发器后，在蓄冰槽内，过冷水的过冷状态解除，解除过冷状态的过冷水开始结冰形成冰水混合物；在需要向冷库内输送冷水时，在蓄冰槽内设置换热盘管，使换热盘管内的工作水与蓄冰槽内的冰水混合物换热，得到1℃以上，3℃以下的低温工作水；最后.将低温工作水输送到冷库的喷水室中，使其与冷库中的空气进行热湿交换；与低温工作水进行热湿交换后的冷库中的空气的相对湿度为90%，温度为6℃。
一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法的实施例的实施例2，本实施例与实施例1的区别在于：在预冷蒸发器中将常温水冷却到2~3℃。
一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法的实施例的实施例3，本实施例与实施例1的区别在于：在过冷蒸发器中将低温水冷却到-3℃。
一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法的实施例的实施例4，本实施例与实施例1的区别在于：与蓄冰槽内的冰水混合物换热后的工作水的温度为2℃。
上述实施例中与低温工作水进行热湿交换后的冷库中的空气的相对湿度为90%，温度为6℃，根据所要保鲜的食品的不同可以调整冷库中的空气的相对湿度和温度。
一种用于食品保鲜的冰蓄冷系统的实施例1，在图1中，该冰蓄冷系统具有两个蒸发器，一个为预冷蒸发器4，另一个为过冷蒸发器5，预冷蒸发器4与过冷蒸发器5并联接在制冷系统中。制冷系统的压缩机2的制冷剂出口与冷凝器3的制冷剂进口相连，冷凝器3的制冷剂出口分为两路，其一路经过第一节流阀12与预冷蒸发器4的制冷剂进口相连，另一路经过第二节流阀11与过冷蒸发器5的制冷剂进口相连，预冷蒸发器4的制冷剂出口和过冷蒸发器5的制冷剂出口汇合后与压缩机2的制冷剂进口相连。在预冷蒸发器4的制冷剂出口和过冷蒸发器5的制冷剂出口汇合处设置有蒸发压力调节器1，蒸发压力调节器1的两个进口分别与预冷蒸发器4和过冷蒸发器5的制冷剂出口对应相连，蒸发压力调节器1的出口与压缩机2的制冷剂进口相连。
预冷蒸发器4的进水口与蓄水槽6的出水口相连，预冷蒸发器4的出水口与过冷蒸发器5的进水口相连，过冷蒸发器5的出水口与蓄冰槽7的进水口相连。
在蓄冰槽7内设置有换热盘管，换热盘管的两端喷水室8相连，换热盘管与喷水室8连接的管路上设置有水泵10，喷水室8设置在冷库9内。
一种用于食品保鲜的冰蓄冷系统的实施例2，在图2中，本实施例与实施例1的区别在于：预冷蒸发器4的出水口处串设有第一开关阀13，过冷蒸发器5的进水口处串设有第二开关阀15。蓄水槽6上还开设有进出水口，蓄水槽6的进出水口在第一开关阀和第二开关阀之间与预冷蒸发器的出水口和过冷蒸发器的进水口均连通，在蓄水槽6的进出水口处串设有第三开关阀14。
预冷蒸发器4的制冷剂进口与冷凝器3的制冷剂出口相连的支路上串设有第四开关阀16，过冷蒸发器5的制冷剂进口与冷凝器3的制冷剂出口相连的支路上串设有第五开关阀17，其中第四开关阀16设置在第一节流阀12的进口处，第五开关阀17设置在第二节流阀11的进口处。
用于食品保鲜的冰蓄冷系统的实施例2中的第四开关阀16设置在第一节流阀12的进口处，也可以设置在第一节流阀与预冷蒸发器之间；同样，第五开关阀也可以设置在第二节流阀与过冷蒸发器之间。
用于食品保鲜的冰蓄冷系统的实施例1在工作时实现的是连续制冰过程：来自蓄水槽的水先进入预冷蒸发器中被来自压缩机的制冷剂冷却后流出预冷蒸发器；然后进入过冷蒸发器中被来自压缩机的制冷剂冷却到过冷状态后流入蓄冰槽，在蓄冰槽中解除过冷状态、结冰形成流体冰。
用于食品保鲜的冰蓄冷系统的实施例2在工作时既可以实现连续制冰过程，也可以实现间歇制冰过程，在实现连续制冰过程时，第四开关阀16和第五开关阀17均处于打开状态，使得预冷蒸发器与过冷蒸发器都能得到来自蒸发器的制冷剂，同时保证第一开关阀13和第二开关阀15处于打开状态，同时保证第三开关阀14处于关闭状态，这样来自蓄水槽6的水在经过预冷蒸发器后直接流向过冷蒸发器进行过冷，然后流入蓄冰槽7中解除过冷状态后结冰，形成冰浆。这是一个连续的制冰过程。
在实现间歇制冰过程时，首先常温的水通过常温水入口进入蓄水槽6储存起来，第五开关阀17，切断流向过冷蒸发器的制冷剂，开启第四开关阀16，使得来自压缩机的制冷剂能够进入预冷蒸发器。同时关闭第二开关阀15，并打开第一开关阀13和第三开关阀14，蓄水槽内储存的常温水循环经过预冷蒸发器4的降温，得到2-3℃的冷水并将这些冷水储存在蓄水槽6内，经过一定时间后再打开第二开关阀15，同时打开第五开关阀17，并关闭第一开关阀13，让来自压缩机的制冷剂流入过冷蒸发器中。蓄水槽6内经过预冷的冷水进入过冷蒸发器中进一步冷却降温，制备出-3℃左右未结冰的过冷水并将其送入蓄冰槽7中解除其过冷状态结冰，形成冰水混合物。
制备出来冰浆在蓄冰槽7内冷却设置于蓄冰槽内的换热盘管中的水，换热盘管中的水冷却后再由水泵10输送入设置于冷库9内的喷水室8，喷水室对冷库内的空气进行热湿处理，达到相对湿度90%左右，温度6℃左右保鲜的要求，实现了果蔬保鲜。
Claims (10)
1.一种用于食品保鲜的冰蓄冷方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a.通过预冷蒸发器对常温水进行预冷，将常温水冷却到2℃以上，4℃以下，得到低温水；
b.将温度已降低的低温水送入过冷蒸发器中继续进行冷却，得到0℃以下，-4℃以上的过冷水；
c.将过冷水送入蓄冷槽内解除其过冷状态，使解除过冷状态的过冷水结冰形成冰水混合物；
d.在蓄冰槽内设置换热盘管，使换热盘管内的工作水与蓄冰槽内的冰水混合物换热，得到1℃以上，3℃以下的低温工作水；
e.将低温工作水输送到冷库的喷水室中，使其与冷库中的空气进行热湿交换。
2.根据权利要求1所述的用于食品保鲜的冰蓄冷方法，其特征在于：在步骤a中将常温水冷却到2~3℃。
3.根据权利要求2所述的用于食品保鲜的冰蓄冷方法，其特征在于：在步骤b中将低温水冷却到-3℃。
4.根据权利要求3所述的用于食品保鲜的冰蓄冷方法，其特征在于：在d步骤中与蓄冰槽内的冰水混合物换热后的工作水的温度为2℃。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的用于食品保鲜的冰蓄冷方法，其特征在于：在步骤e中与低温工作水进行热湿交换后的冷库中的空气的相对湿度为90%，温度为6℃。
6.一种用于食品保鲜的冰蓄冷系统，其特征在于：包括预冷蒸发器和过冷蒸发器，预冷蒸发器和过冷蒸发器分别通过各自的制冷剂进口和制冷剂出口并联接入制冷系统中，预冷蒸发器的进水口与蓄水槽的出水口相连，预冷蒸发器的出水口与过冷蒸发器的进水口相连，过冷蒸发器的出水口与蓄冰槽的进水口相连，蓄冰槽内设置有换热盘管，换热盘管的两端用于与设置在冷库内的喷水室相连。
7.根据权利要求6所述的用于食品保鲜的冰蓄冷系统，其特征在于：所述的预冷蒸发器的出水口处串设有第一开关阀，过冷蒸发器的进水口处串设有第二开关阀，蓄水槽上还开设有在第一开关阀和第二开关阀之间与预冷蒸发器的出水口和过冷蒸发器的进水口均连通的进出水口，在蓄水槽的进出水口处串设有第三开关阀。
8.根据权利要求7所述的用于食品保鲜的冰蓄冷系统，其特征在于：所述制冷系统包括压缩机和冷凝器，压缩机的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂进口相连，所述的预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂进口分别经各自对应的节流阀与冷凝器的制冷剂出口相连，所述预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂出口均与压缩机的制冷剂进口相连。
9.根据权利要求8所述的用于食品保鲜的冰蓄冷系统，其特征在于：所述预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂出口通过蒸发压力调节器与压缩机的制冷剂进口相连，蒸发压力调节器的两个进口分别与预冷蒸发器和过冷蒸发器的制冷剂出口对应相连，蒸发压力调节器的出口与压缩机的制冷剂进口相连。
10.根据权利要求9所述的用于食品保鲜的冰蓄冷系统，其特征在于：预冷蒸发器的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口相连的支路上串设有第四开关阀，过冷蒸发器的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口相连的支路上串设有第五开关阀。
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