CN109997907A - 蓄冷式真空预冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄冷式真空预冷系统，包括真空系统和蓄冷系统；真空系统由设有密封门、真空度传感器和释压阀的真空箱、真空泵、真空阀、捕水器；制冷系统由压缩机、冷凝器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀、冰蓄冷蒸汽补集器和汽液分离器组成；所述冰蓄冷蒸汽补集器由密闭腔室和设在密闭腔室内的气集管、蒸发器组成。本发明的冷源为冰蓄冷，使得将预冷过程中的高冷量需求转变为长时间的蓄冷过程，有效降低了制冷机组规格，下降幅度超过50%。同时冰蓄冷密度大，有限体积的冷量储存可满足预冷所需巨大冷负荷，大大降低了蓄冷式真空预冷系统的设备投资，增强了预冷机产品竞争力。同时，本冰蓄冷蒸汽补集器结构简单，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及果蔬冷链保鲜运输领域，尤其是涉及蓄冷式真空预冷系统。
背景技术
预冷是保持产品品质，延长货架期的关键步骤，也是果蔬冷链的第一环节。传统预冷方法有冷库预冷、差压预冷、冰水预冷以及真空预冷。真空预冷是利用果蔬自身水分蒸发从而降温的原理，水分得以蒸发依赖于所处环境压力的下降。
真空预冷凭借其预冷速度快、低能耗、品质保持和抑制微生物效果好等优点，近年来得到迅速发展，广泛应用于叶菜类蔬菜、鲜花、熟食、蘑菇的预冷，这些材料的共同特点是多孔结构和存在表面自由水。但真空预冷也存在不足之处：由于预冷过程速度快，冷量消耗大，常规真空系统需要配备大规格的制冷系统来补集闪蒸蒸汽，这必然会导致蓄冷式真空预冷系统造价昂贵，限制其普遍推广应用。因此，降低蓄冷式真空预冷系统初投资并满足瞬时高冷量需求问题，是本领域技术人员一直研究的课题。
发明内容
本发明目的在于提供一种初投资造价低、工作效率高的蓄冷式真空预冷系统。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的蓄冷式真空预冷系统，包括真空系统和蓄冷系统；所述真空系统由设有密封门、真空度传感器和释压阀的真空箱、真空泵、真空阀、捕水器；所述制冷系统由压缩机、冷凝器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀、冰蓄冷蒸汽补集器和汽液分离器组成；所述冰蓄冷蒸汽补集器由密闭腔室和设在所述密闭腔室内的气集管、蒸发器组成；所述真空箱通过抽真空管道与所述气集管进口连通，气集管出口经所述捕水器、真空阀与所述真空泵抽气口连通；所述压缩机出气口经所述冷凝器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀与所述蒸发器进口连通，蒸发器出口经所述汽液分离器与压缩机进液口连通；在密闭腔室内设有冰水混合物和用于检测冰量的液位传感器；所述真空泵、真空阀、释压阀和压缩机的控制输入端分别与控制器的控制输出端连接，所述真空度传感器、液位传感器的检测信号输出端分别与所述控制器信号输入端连接。
所述蒸发器为盘管式结构，所述气集管为U形管结构。
所述U形管结构的所述气集管底部延伸出所述密闭腔室之外，在延伸出密闭腔室之外的气集管上设有泄水阀。
所述真空系统和蓄冷系统独立运行；真空系统工作由物料预冷降温过程决定，蓄冷系统工作由所述冰蓄冷蒸汽补集器的蓄冰量决定，即由液位传感器检测的冰量信号决定。
本发明的冷源为冰蓄冷，使得将预冷过程中的高冷量需求转变为长时间的蓄冷过程，即在真空系统的预冷工作间歇时间，蓄冷系统可不停歇工作，将短时间的高预冷负荷需求转为长时间的制冷蓄冷过程，有效降低了制冷机组规格，下降幅度超过50%。同时冰蓄冷密度大，有限体积的冷量储存可满足预冷所需巨大冷负荷，大大降低了蓄冷式真空预冷系统的设备投资，增强了预冷机产品竞争力，有益于真空预冷的推广应用。同时，本冰蓄冷蒸汽补集器结构简单，安装方便。
附图说明
图1是本发明所述系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1所示，本发明所述的蓄冷式真空预冷系统，由真空系统和蓄冷系统组成。
所述真空系统由设有密封门、真空度传感器和释压阀1的真空箱2、真空泵3、真空阀4、捕水器5组成；所述制冷系统由压缩机6、冷凝器7、储液罐8、干燥过滤器9、膨胀阀10、冰蓄冷蒸汽补集器11和汽液分离器12组成。
所述冰蓄冷蒸汽补集器11由密闭腔室和设在密闭腔室内的U形气集管13、盘管式蒸发器14和充填在密闭腔室内的冰水混合物15组成；U形气集管13的底部延伸出密闭腔室之外，在延伸出密闭腔室之外的U形气集管13上设有电控泄水阀16。
所述真空箱2通过抽真空管道与U形气集管13进口连通，U形气集管13出口经捕水器5、真空阀4与真空泵3抽气口连通。压缩机6出液口经冷凝器7、储液罐8、干燥过滤器9、膨胀阀10与盘管式蒸发器14进口连通，盘管式蒸发器14出口经汽液分离器12与压缩机6进液口连通；在密闭腔室内设有用于检测冰水混合物15含冰量的液位传感器17；真空泵3、真空阀4、释压阀1和压缩机6的控制输入端分别与控制输出端连接，真空度传感器、液位传感器17的检测信号输出端分别与信号输入端连接。
液位传感器17检测密闭腔室内冰量的工作原理简述如下：
当密闭腔室内的水结冰体积膨胀达到设定的液位上限时（蓄冷量高于设定值），液位传感器17输出信号给控制系统，输出停止控制信号给压缩机6，控制压缩机6停止制冷，以维持相当数量的蓄冰量来满足预冷过程的冷量消耗。
当密闭腔室内的冰融化体积缩小至设定的液位下限时（蓄冷量低于设定值），液位传感器17输出信号给控制系统，输出工作控制信号给压缩机6，控制压缩机6开启制冷。
本发明工作原理简述如下：
物料18放置在真空箱2后，密封门关闭，真空泵3和真空阀4开启，真空箱2内压力由常压逐步下降。此时水沸点随着压力的下降而降低，物料18水分汽化吸热闪蒸为水蒸汽使得物料18自身温度降低。真空箱2内气体经抽真空管道先进入冰蓄冷蒸汽补集器11的气集管13内，气体中闪蒸蒸汽与低温气集管13内壁接触凝结成水，通过电控泄水阀16排出；未凝结的气体由气集管13收集，再经捕水5器进一步去除水蒸汽后，最后由真空泵3排出。当物料18温度达到设定值后，真空阀4关闭，真空泵3延迟5min停机，此时释压阀1开启，外界空气经释压阀1进入真空箱2内复压，复压结束后，密封门打开，物料18即可取出。
高温高压的制冷剂过热蒸汽由压缩机6排出进入冷凝器7内向环境空气散热后，变为饱和制冷剂液体进入储液罐8内，饱和制冷剂液体经干燥过滤器9后进入膨胀阀10节流成为低压低温的汽液混合物，而后进入冰蓄冷蒸汽补集器11内的盘管式蒸发器14内，盘管周围的水逐步降温结成冰，制冷剂蒸发吸热后经由汽液分离器12后吸入压缩机循6环制冷。
所述真空系统和蓄冷系统独立运行；真空系统工作由物料预冷降温过程决定，蓄冷系统工作由所述冰蓄冷蒸汽补集器的蓄冰量决定，即由液位传感器检测的冰量信号决定。
所述蓄冷系统不仅能够高密度蓄存冷量，还能实现高效放冷，通过快速融冰能力来满足预冷瞬时高冷量需求。
Claims (4)
1.一种蓄冷式真空预冷系统，包括真空系统和蓄冷系统；其特征在于：所述真空系统由设有密封门、真空度传感器和释压阀的真空箱、真空泵、真空阀、捕水器；所述制冷系统由压缩机、冷凝器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀、冰蓄冷蒸汽补集器和汽液分离器组成；所述冰蓄冷蒸汽补集器由密闭腔室和设在所述密闭腔室内的气集管、蒸发器组成；所述真空箱通过抽真空管道与所述气集管进口连通，气集管出口经所述捕水器、真空阀与所述真空泵抽气口连通；所述压缩机出气口经所述冷凝器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀与所述蒸发器进口连通，蒸发器出口经所述汽液分离器与压缩机进液口连通；在密闭腔室内设有冰水混合物和用于检测冰量的液位传感器；所述真空泵、真空阀、释压阀和压缩机的控制输入端分别与控制器的控制输出端连接，所述真空度传感器、液位传感器的检测信号输出端分别与所述控制器信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的蓄冷式真空预冷系统，其特征在于：所述蒸发器为盘管式结构，所述气集管为U形管结构。
3.根据权利要求1或2所述的蓄冷式真空预冷系统，其特征在于：所述U形管结构的所述气集管底部延伸出所述密闭腔室之外，在延伸出密闭腔室之外的气集管上设有泄水阀。
4.根据权利要求1或2所述的蓄冷式真空预冷系统，其特征在于：所述真空系统和蓄冷系统独立运行；真空系统工作由物料预冷降温过程决定，蓄冷系统工作由所述冰蓄冷蒸汽补集器的蓄冰量决定，即由液位传感器检测的冰量信号决定。
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