CN103644692B - 多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库 - Google Patents

Abstract

本发明公开多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，包括果蔬贮藏间、第一换热器、库内侧拉门、第二换热器、果蔬处理室、第一控制阀、第二控制阀、节流装置、第三换热器、第三控制阀、第四控制阀和压缩机，以第二换热器为蒸发器，制冷剂蒸发吸热将果蔬处理室内空气冷却至果蔬冷激处理所需的温度进行冷激处理；以第二换热器为冷凝器，制冷剂冷凝放热将果蔬处理室内空气加热至果蔬热激处理所需的温度进行热激处理；果蔬冷激处理或热激处理结束后，通过隔断结构上的侧拉门直接将果蔬移入贮藏间存储。当无果蔬需要进行处理时，四个控制阀关闭，系统以常规冷库模式运行。与现有技术相比，本发明节约整体设备成本投入，有效提高系统的一次能源利用率。

Description

多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库

技术领域

本发明属于果蔬预处理与冷藏领域，更加具体地说，具体涉及一种利用制冷系统额外换热器及控制阀实现果蔬冷激处理、热激处理和贮藏功能的微型冷库。

背景技术

目前，冷藏是各国最主要的果蔬保鲜方法之一，我国的冷库总容量也在逐年增加。然而，果蔬单独冷藏往往无法达到最佳保鲜效果，需结合一定的果蔬预处理方法才能达要求。随着人们对食品安全及自身健康的日益重视，具有无毒、无污染等优点的物理预处理方法日益受到重视，冷激处理和热激处理便是两种常见方法。据了解，目前冷激处理和热激处理相关专用设备匮乏且往往单独实施，果蔬处理结束后需再次转移至冷库贮藏。然而，果蔬冷激处理或热激处理后，若处理场地离冷库较远，可能引起已处理果蔬组织温度恢复至常温，除影响后期保鲜效果外还会消耗部分额外能量用以将果蔬组织降至贮藏温度。因此，提供一种高效节能，集果蔬冷激处理、热激处理及贮藏功能为一体的设备，成为果蔬保鲜领域的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多换热器和控制阀，能够同时实现果蔬冷激处理、热激处理及贮藏功能的微型冷库，以克服果蔬冷激处理或热激处理后再转运至冷库带来的费时费力、额外耗能及降低果蔬保鲜效果等问题。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，包括果蔬贮藏间、第一换热器、库内侧拉门、第二换热器、果蔬处理室、第一控制阀、第二控制阀、节流装置、第三换热器、第三控制阀、第四控制阀和压缩机，其中：

多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库由果蔬贮藏间和果蔬处理室组成，两者之间由库内侧拉门隔断，所述果蔬贮藏间和果蔬处理室选用冷库使用材料进行制备，能够保持各自温度恒定(不产生大幅度波动，一般控制在设定温度的上下0.5—1摄氏度℃)，所述果蔬贮藏间和果蔬处理室之间设置格挡和库内侧拉门，根据实际使用时选择隔热保温材料(例如聚氨酯、聚苯乙烯)，厚度选择10—20cm，以实现果蔬贮藏间和果蔬处理室之间热隔绝，保持各自温度的恒定；第一换热器设置在果蔬贮藏间中，并选择设置在果蔬贮藏间的上部空间，第二换热器设置在果蔬处理室中，并选择设置在果蔬处理室的上部空间。

第一换热器与节流装置通过第一管路相连，第一换热器与压缩机吸气口通过第二管路相连。第三换热器与压缩机排气口通过第三管路相连，第三换热器与节流装置通过第四管路相连。第二换热器通过第一支路与第一管路相连，并在第一支路上设置第二控制阀。第二换热器通过第二支路与第四管路相连，并在第二支路上设置第一控制阀。第二换热器通过第三支路与第二管路相连，并在第三支路上设置第四控制阀。第二换热器通过第四支路与第三管路相连，并在第四支路上设置第三控制阀。

所述第一换热器和第二换热器选择带有一个进口、一个出口的换热器，优选带有吹风装置的换热器，以使冷库中空气和换热器进行热量交换的同时，将热量(或冷量)均匀分散到整个冷库空间之中；在果蔬贮藏间和果蔬处理室中分别设置温度传感器，采集各自空间内的温度，与预设的温度进行判断，以控制系统中压缩机及四个控制阀(即第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀)的开启和关闭，以实现对温度的精确控制和运行模式的转化。

本发明的技术方案按照下述工作原理进行运行：通过4个控制阀开关状态的不同组合，实现以第二换热器为制冷系统蒸发器或冷凝器。以第二换热器为蒸发器时，其内制冷剂蒸发吸热将果蔬处理室内空气冷却至果蔬冷激处理所需的温度以进行冷激处理；以第二换热器为冷凝器时，其内制冷剂冷凝放热将果蔬处理室内空气加热至果蔬热激处理所需的温度以进行热激处理。果蔬冷激处理或热激处理结束后，通过隔断结构上的侧拉门直接将果蔬移入贮藏间存储。当无果蔬需要进行冷激处理或热激处理时，4个控制阀全部关闭，系统以常规冷库模式运行。

与现有技术相比，由于在系统中加入了额外换热器及控制阀，本发明技术方案所带来的有益效果如下：

(1)通过四个控制阀开关状态的不同组合，第二换热器可作为冷凝器或蒸发器，能够实现果蔬冷激处理和热激处理两个功能，节约了整体设备成本投入。

(2)通过四个控制阀开关状态的不同组合，热激处理时以第二换热器为冷凝器，吸收了空气中的部分能量作为热源，有效提高了系统的一次能源利用率。

(3)果蔬处理室与贮藏间紧邻，果蔬处理后可直接通过隔断结构上的侧拉门移入冷库，避免了处理后果蔬组织温度受到环境的影响，提高了保鲜效果。

附图说明

图1为本发明多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库的系统结构及果蔬冷激处理模式示意图。

图2为本发明多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库的系统结构及果蔬热激处理模式示意图。

图3为本发明多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库的系统结构及单独贮藏模式示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

如附图1—3所示为本发明的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库的系统结构示意图，并分别为冷激处理模式、热激处理模式和单独贮藏模式的原理图，其中：1为果蔬贮藏间、2为第一换热器、3为库内侧拉门、4为第二换热器、5为果蔬处理室、6为第一控制阀、7为第二控制阀、8为节流装置、9为第三换热器、10为第三控制阀、11为第四控制阀、12为压缩机。

本发明的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库由果蔬贮藏间和果蔬处理室组成，两者之间由库内侧拉门隔断，所述果蔬贮藏间和果蔬处理室选用冷库使用材料进行制备，能够保持各自温度恒定(不产生大幅度波动，一般控制在设定温度的上下0.5—1摄氏度℃)，所述果蔬贮藏间和果蔬处理室之间设置格挡和库内侧拉门，根据实际使用时选择隔热保温材料(例如聚氨酯、聚苯乙烯)，厚度选择10—20cm，以实现果蔬贮藏间和果蔬处理室之间热隔绝，保持各自温度的恒定；第一换热器设置在果蔬贮藏间中，并选择设置在果蔬贮藏间的上部空间，第二换热器设置在果蔬处理室中，并选择设置在果蔬处理室的上部空间。

第一换热器与节流装置通过第一管路相连，第一换热器与压缩机吸气口通过第二管路相连。第三换热器与压缩机排气口通过第三管路相连，第三换热器与节流装置通过第四管路相连。第二换热器通过第一支路与第一管路相连，并在第一支路上设置第二控制阀。第二换热器通过第二支路与第四管路相连，并在第二支路上设置第一控制阀。第二换热器通过第三支路与第二管路相连，并在第三支路上设置第四控制阀。第二换热器通过第四支路与第三管路相连，并在第四支路上设置第三控制阀。

所述第一换热器和第二换热器选择带有一个进口、一个出口的换热器，优选带有吹风装置的换热器，以使冷库中空气和换热器进行热量交换的同时，将热量均匀分散到整个冷库空间之中；在果蔬贮藏间和果蔬处理室中分别设置温度传感器，采集各自空间内的温度，与预设的温度进行判断，以控制系统中压缩机及四个控制阀(即第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀)的开启和关闭，以实现对温度的精确控制和运行模式的转化。

多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库通过调节控制阀以冷激处理、热激处理和常规贮藏三种模式运行：

常规贮藏模式(即正常使用模式)：将第一控制阀6、第二控制阀7、第三控制阀10、第四控制阀11关闭，此时压缩机12排出的高温高压制冷剂蒸汽仅进入第三换热器9内冷凝放热，经节流装置8节流后流入第一换热器2控制贮藏间温度，制冷剂蒸发后回流至压缩机吸气口，第二换热器和果蔬处理室不进行工作，仅仅由第一换热器和果蔬贮藏间提供果蔬贮藏。针对果蔬贮藏间的温度需要，往往根据不同种类的果蔬对温度的敏感程度并保证水分不进行结冰，设置果蔬贮藏间的温度T1，选择0—12℃，例如针对温度敏感的果蔬，选择7—12℃；针对温度不敏感的果蔬，选择0—5℃。

冷激处理模式：将第一控制阀6、第三控制阀10关闭，第二控制阀7、第四控制阀11开启，此时压缩机12排出的高温高压制冷剂蒸汽仅进入第三换热器9(作冷凝器用)冷凝放热，经节流装置8节流后：一部分直接进入第一换热器2蒸发吸热冷却果蔬贮藏间1内的空气，将果蔬贮藏间1内的空气温度降至所需贮藏温度，制冷剂自第一换热器2流出后回流至压缩机12；另一部分经第二控制阀7进入第二换热器4蒸发吸热，将果蔬处理室5内空气冷却至所需冷激处理温度，随后经第四控制阀11回流至压缩机12吸气口，完成整个循环过程。果蔬冷激处理结束后，由库内隔断结构上的侧拉门3移入贮藏间1内长期贮藏。在上述处理过程中，通过各个管路内流量的控制实现功能：第一换热器2对果蔬贮藏间内温度进行降温(以达到常规贮藏模式的温度要求)，根据不同种类的果蔬对温度的敏感程度并保证水分不进行结冰，设置果蔬贮藏间的温度T1，选择0—12℃，例如针对温度敏感的果蔬，选择7—12℃；针对温度不敏感的果蔬，选择0—5℃；同时利用第二换热器对果蔬处理室进行降温，达到冷激处理温度T2(小于果蔬贮藏间的温度T1)，选择在0—3℃，整个冷激处理的时间根据待处理的果蔬情况进行选择，例如0.5—3h，也可长达24h。

热激处理模式：第二控制阀7、第四控制阀11关闭，第一控制阀6、第三控制阀10开启，此时压缩机12排出的高温高压制冷剂蒸汽一部分直接送入第三换热器9(作冷凝器用)内冷凝放热，之后流出；另一部分制冷剂经第三控阀门10进入第二换热器4冷凝放热将果蔬处理室5内空气加热至所需热激处理温度，随后经第一控制阀6后与第三换热器9冷凝放热后流出的制冷剂汇合，经节流装置8节流后流入第一换热器2控制贮藏间温度，第一换热器2内制冷剂蒸发后回流至压缩机12吸气口。果蔬热激处理结束后，由库内隔断结构上的侧拉门3移入贮藏间1内长期贮藏。在上述处理过程中，通过各个管路内流量的控制实现功能：第一换热器2对果蔬贮藏间内温度进行降温(以达到常规贮藏模式的温度要求)，根据不同种类的果蔬对温度的敏感程度并保证水分不进行结冰，设置果蔬贮藏间的温度T1，选择0—12℃，例如针对温度敏感的果蔬，选择7—12℃；针对温度不敏感的果蔬，选择0—5℃；同时利用第二换热器对果蔬处理室进行升温，达到热激处理温度T3(高于果蔬贮藏间的温度T1)，选择在30—50℃，优选35—40℃，整个热激处理的时间根据待处理的果蔬情况进行选择，例如0.5—3h，也可长达24h。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，包括果蔬贮藏间、第一换热器、库内侧拉门、第二换热器、果蔬处理室、第一控制阀、第二控制阀、节流装置、第三换热器、第三控制阀、第四控制阀和压缩机，其中：

多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库由果蔬贮藏间和果蔬处理室组成，所述果蔬贮藏间和果蔬处理室之间设置格挡和库内侧拉门，所述果蔬贮藏间和果蔬处理室能够保持各自温度恒定，所述格挡和库内侧拉门使用隔热保温材料，以实现果蔬贮藏间和果蔬处理室之间热隔绝；

第一换热器设置在果蔬贮藏间中，第二换热器设置在果蔬处理室中；第一换热器与节流装置通过第一管路相连，第一换热器与压缩机吸气口通过第二管路相连；第三换热器与压缩机排气口通过第三管路相连，第三换热器与节流装置通过第四管路相连；第二换热器通过第一支路与第一管路相连，并在第一支路上设置第二控制阀；第二换热器通过第二支路与第四管路相连，并在第二支路上设置第一控制阀；第二换热器通过第三支路与第二管路相连，并在第三支路上设置第四控制阀；第二换热器通过第四支路与第三管路相连，并在第四支路上设置第三控制阀。

2.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，所述格挡和库内侧拉门为隔热保温材料，厚度为10—20cm。

3.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，所述格挡和库内侧拉门为聚氨酯或者聚苯乙烯。

4.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，第一换热器设置在果蔬贮藏间的上部空间，第二换热器设置在果蔬处理室的上部空间。

5.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器为带有一个进口、一个出口的换热器。

6.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器为带有吹风装置的换热器，以使冷库中空气和换热器进行热量交换的同时，将热量均匀分散到整个冷库空间之中。

7.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器为带有吹风装置的换热器，以使冷库中空气和换热器进行热量交换的同时，将冷量均匀分散到整个冷库空间之中。

8.根据权利要求1所述的多功能微型果蔬温度激化处理与贮藏冷库，其特征在于，在果蔬贮藏间和果蔬处理室中分别设置温度传感器，采集各自空间内的温度，与预设的温度进行判断，以控制系统中压缩机及第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀的开启和关闭，以实现对温度的精确控制和运行模式的转化。