CN117287862B - 一种蔬菜冷链冰块制冰系统及制冰工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蔬菜冷链冰块制冰系统及制冰工艺，包括制冷系统和冰模，制冷系统包括蒸发器换热腔和冷凝器换热腔，冰模通过换热通道与蒸发器和冷凝器连接，换热通道内流通换热剂，冰模包括制冰模式和脱冰模式，制冰时，蒸发器中的制冷剂能够吸收换热剂的热量，使换热剂降温，降温后的换热剂通入冰模换热腔能够将制冰水冷却凝固成冰块，脱冰时，换热剂吸收冷凝器中制冷剂的热量，换热剂升温，升温后的换热剂通入冰模换热腔中使冰块表面融化脱冰。在制冰水与制冷剂之间增加换热剂用于传递热量，并配备相应的换热通道，使制冷系统能够持续供冷无需切换制冷/制热模式，不会影响其他设备的正常供冷，还能降低制冷系统损耗，增加制冷系统使用寿命。

Description

一种蔬菜冷链冰块制冰系统及制冰工艺

技术领域

本发明涉及蔬菜冷链供应技术领域，具体为一种蔬菜冷链冰块制冰系统及制冰工艺。

背景技术

新鲜蔬菜是人们每日的刚需品，蔬菜类农产品最大的特点是含水量相当高，极易失去水分来源，导致蔬菜组织水分减少，细胞膨压降低，使得蔬菜失去新鲜状态，如萎蔫、皱缩、光泽消褪等，且蔬菜类农产品采收后容易受到细菌、霉菌等有害微生物的侵染，产生腐烂变质，特别是叶菜类蔬菜。叶菜类蔬菜包括白菜类、绿叶菜类、葱韭类、芽莱类等几大类产品。叶菜类蔬菜由于表面积大，水分蒸发快，采收后极易脱水萎缩，菜叶皱缩早衰，另一方面由于旺盛的呼吸作用，很快消耗体内的大量养分，产生大量呼吸热，促进菜叶黄化和腐烂。目前叶类蔬菜采摘后一般保存期为4天以内，为保证其新鲜状态，需要使用冷冻技术保存蔬菜，通常会将冰块与蔬菜混合放置在密闭的运输车内，冰块吸收热量释放冷气，保持蔬菜鲜度，车内温度为0℃~10℃。

传统的蔬菜冷藏用的冰块的制造方法是将制冰水装入塑料瓶等低成本容器中，再将塑料瓶放入低温（-10℃左右）的盐水制冰池进行冷冻，一般需要8-10小时瓶内的水才能完全结冰，这种做法耗时长，制冰效率低，且冰瓶需要包裹一层吸水性较强的纸质材料（废弃报纸），塑料瓶外结露黏连这些纸质材料，浸湿的纸质材料极容易污染蔬菜。

申请号为201010208985.9的专利文件公开一种块冰制冰机，其中具体公开了将制冰水引入冰格内，与冰格相邻的制冷剂流道内可流通制冷剂，制冰时制冷剂流道中通入制冷系统内的低温制冷剂吸收冰格内制冰水的热量，冰格内的制冰水凝固成冰块，脱冰时制冷剂流道中通入制冷系统内的高温制冷剂，冰格内的制冰水吸收制冷剂的热量表面融化脱冰，这样制作出来的块状冰经过包装后便可应用于蔬菜的冷链供应中。但该做法也有明显弊端，第一，制冷循环系统需要根据制冰、脱冰的需求向制冷剂流道中通入低温或高温的制冷剂气体，为此制冷循环系统在多次制冰过程中要反复切换制冷/制热模式，制冷循环系统内的设备在多次冷热交换下会产生金属疲劳，设备结构容易开裂破损，使用寿命降低；第二，在蔬菜供应中，通常会配备一套大型的制冷系统同时对同一场所内的多种不同的蔬菜处理设备供冷，如蔬菜的冷冻干燥设备、蔬菜的冷藏储存设备，这些设备大都需要长期供冷，不能够为了脱冰就将制冷系统转换为制热模式，如为制冰脱冰的设备单独配备制冷系统则成本较高，维护更繁琐；第三，由于现有的制冷系统通常采用制冷效率较好的气体制冷剂，如氟利昂，氟利昂的工作压力约为1.5MPa，构成制冰腔体的中空金属件与流通制冷剂的管道的密封连接处容易被高压的气体撑裂或撑开，导致制冷剂泄露。由此可见，现有的制冰系统存在较多缺点，需要进行优化改进，设计一种针对蔬菜供应用的制冰系统。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种蔬菜冷链冰块制冰系统，包括：

制冷系统，所述制冷系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀依次连接形成供制冷剂流动的回路，所述蒸发器包括蒸发器换热腔，所述冷凝器包括冷凝器换热腔；

冰模，所述冰模包括冰模换热腔和能够容纳制冰水的制冰腔；

换热通道，所述冰模换热腔通过换热通道分别与蒸发器换热腔和冷凝器换热腔连接；

换热通道具有制冰模式和脱冰模式，当所述换热通道为制冰模式时，冰模换热腔通过换热通道与蒸发器换热腔导通并形成供换热剂的流动的制冰回路，当所述换热通道为脱冰模式时，冰模换热腔通过换热通道与冷凝器换热腔导通并形成供换热剂的流动的脱冰回路。

蒸发器中的制冷剂能够吸收蒸发器换热腔中换热剂的热量，冷凝器换热腔中的换热剂能够吸收冷凝器中制冷剂的热量，所述冰模换热腔内的换热剂能够与制冰腔内的制冰水换热。

优选地，所述换热通道包括出液通道和回流通道，所述冰模换热腔的输入口连通出液通道，所述出液通道包括制热出液通道和制冷出液通道，所述制冷出液通道连通蒸发器换热腔的输出口，所述制热出液通道连通冷凝器换热腔的输出口，所述冰模换热腔的输出口连通回流通道，回流通道包括制热回流通道和制冷回流通道，所述制冷回流通道连通蒸发器换热腔的输入口，所述制热回流通道连通冷凝器换热腔的输入口，所述制冷出液通道、制热出液通道、制冷回流通道、制热回流通道上安装有阀门，所述出液通道上安装有冰模循环泵。

优选地，包括预冷蒸发器，预冷蒸发器的输入端与节流阀连通，输出端与压缩机连通，预冷蒸发器包括预冷循环通道和预冷换热腔，所述预冷循环通道的输入端和输出端分别与预冷换热腔的输出端和输入端连接，所述预冷循环通道的输入端安装有预冷循环泵，输出端安装有预冷循环阀，所述预冷循环通道通过预冷出液通道与制冰腔连通，所述预冷出液通道上安装有预冷出液阀，所述预冷换热腔、预冷循环通道和预冷出液通道内能够流通制冰水。

优选地，所述冷凝器与节流阀之间设有冷却塔，所述冷却塔的输入端和输出端分别与冷凝器和节流阀连通，冷却塔连接有循环通路，所述循环通路上安装有能够驱动制冷剂流动的冷却塔循环泵。

优选地，包括烘干机，所述烘干机包括烘干机换热腔，所述烘干机换热腔的输入端与冷凝器换热腔的输出端连通，输出端与冷凝器换热腔的输入端连通，所述烘干机换热腔的输入端安装有烘干机循环泵。

优选地，包括冷库，所述冷库包括冷库换热腔，所述冷库换热腔的输入端通过蓄冷出液通道与冰模换热腔连通，所述冷库换热腔的输出端通过蓄冷回流通道与冰模换热腔连通，所述蓄冷出液通道上安装有蓄冷循环泵和蓄冷出液阀，所述蓄冷回流通道上安装有蓄冷回流阀，所述冷库换热腔、蓄冷出液通道、蓄冷回流通道和冷库换热腔内能够流通换热剂。

优选地，所述冰模包括沿水平横向平行设置的换热板件和沿水平纵向平行设置的隔断板件，所述换热板件与隔断板件交错形成网格状的冰模，换热板件与隔断板件之间形成制冰腔，所述换热板件内部中空形成冰模换热腔，所述换热板件的输入端和输出端通过螺栓连接垫块，垫块用于密封冰模换热腔，所述垫块上设有管道口，管道口用于连接回流通道或出液通道。

优选地，多层所述冰模沿垂直向平行设置，每一层冰模的下方都设有接冰底盘，所述冰模周围设有机架，所述机架上设有旋转电机，旋转电机的输出端通过传动件连接丝杆，所述丝杆与接冰底盘连接，旋转电机能够控制丝杆旋转进而驱使接冰底盘向上/向下移动。

优选地，所述接冰底盘的两侧对称设有轨道边框，两条轨道边框之间连接有中框，中框设置在远离冰块输出口的一端，所述中框上设有推冰电机，所述推冰电机的输出端连接有旋转杆，所述旋转杆的两端都连接有链轮，两个链轮分别设置在两条轨道边框内，两条轨道边框上都设有与链轮配合的辅助轮，所述链轮和辅助轮上绕有链条，链条上固定有滑动块，两个滑动块之间连接有推冰板。

一种上述制冰系统所用的制冰工艺，包括：

a.将制冰水注入预冷蒸发器的预冷换热腔中；

b.制冰水在预冷换热腔和预冷循环通道内流动，制冰水热量被预冷蒸发器内的制冷剂吸收后温度降低；

c.打开预冷出液阀，温度降低后的制冰水注入制冰腔内；

d.制冷剂在蒸发器换热腔内吸收换热剂的热量，换热剂在冰模换热腔内吸收制冰水的热量，使制冰水凝固成冰块；

e.关闭制冷出液通道、制冷回流通道内的阀门，开启制热出液通道、制热回流通道的阀门，换热剂在冷凝器换热腔内吸收制冷剂的热量冰在冰模换热腔内释放热量使冰块吸收，冰块表层融化与冰模分离；

f.启动旋转电机控制接冰底盘向下移动，表面已脱冰的冰块随接冰底盘一同乡下移动；

g.启动推冰电机控制推冰板向冰块的输出口移动，冰块被推冰板推动输出至下一工序。

本发明的有益效果是：

（1）增设换热通道，且在制冷系统的冷凝器、蒸发器中增加换热腔，换热通道内灌入换热剂，制冰时，换热剂吸收制冰水的热量使制冰水凝固成冰块，换热剂的热量则传递给蒸发器内的制冷剂，脱冰时，换热剂吸收冷凝器内制冷剂的热量并传递给冰块，使冰块表面融化，制冷系统能够持续循环制冷，不影响制冷系统对其他设备供冷，不需要为了脱冰而转换制热模式，减少了制冷系统的损耗，增加制冷系统的使用寿命。

（2）换热剂使用工作压力较小的乙二醇类水溶液，其工作压力为0.2~0.3MPa，冰模工况压力小，冰模与管道之间的连接紧密不容易泄露，能够采用更小规格的螺栓锁紧密封，相应地能够缩小冰模的尺寸，制造、安装、维护都更加方便。

（3）将制冰系统并入蔬菜冷链供应系统中，在设备内增设蓄冷循环管路与蔬菜的冷库连接，冷库制冷故障时，可通过换热剂在蓄冷循环管路和冰模换热腔中流通，冰块吸收换热剂的热量并融化，低温的换热剂输入冷库用于供冷，将冰块的冷能用于冷库冷冻蔬菜，可应对蔬菜制冷时的紧急情况。

（4）将制冷系统中的冷凝器与蔬菜烘干机连通，将换热剂通入冷凝器换热腔中吸收冷凝器散热的热量，并将热量利用于蔬菜烘干工序，节约能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的示意图；

图2为本发明省略冷库后的示意图；

图3为冷库相关管路的示意图；

图4为冰模的结构示意图；

图5为省略机架后的冰模的结构示意图；

图6是换热板件与垫块的结构示意图；

图7为省略垫块后换热板件的结构示意图；

图8为冰模的俯视结构示意图；

图9为接冰底盘的结构示意图；

图10为图9的局部放大示意图；

图11为滑动块和推冰板的结构示意图；

图12为本发明另一实施例的示意图；

附图标号说明：1、制冷系统；11、蒸发器；111、蒸发器换热腔；12、冷凝器；121、冷凝器换热腔；13、压缩机；14、节流阀；2、冰模；21、冰模换热腔；22、制冰腔；23、换热板件；231、螺栓固定孔；24、隔断板件；25、垫块；3、换热通道；31、制热出液通道；32、制冷出液通道；33、制热回流通道；34、制冷回流通道；35、冰模循环泵；4、预冷蒸发器；41、预冷换热腔；42、预冷循环通道；43、预冷循环泵；44、预冷循环阀；45、预冷出液通道；46、预冷出液阀；5、冷库；51、冷库换热腔；52、蓄冷出液通道；521、蓄冷循环泵；522、蓄冷出液阀；53、蓄冷回流通道；531、蓄冷回流阀；6、冷却塔；61、冷却塔循环泵；7、烘干机；71、烘干机换热腔；72、烘干机循环泵；8、接冰底盘；81、旋转电机；82、丝杆；83、轨道边框；84、推冰电机；841、旋转杆；842、链轮；85、滑动块；851、滑轮；86、推冰板；9、热水箱；91、冷水箱；92、预冷箱。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、 “上”、 “下”、 “左”、 “右”、 “竖直”、 “水平”、 “内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

图1-图11示出本发明提供的一种蔬菜冷链冰块制冰系统，包括制冷系统1、冰模2和换热通道3，冰模2由换热板件23和隔断板件24组成，换热板件23与隔断板件24沿两个互相垂直的方向间隔设置，形成可容纳制冰水的制冰腔22，换热板件23内设有中空的通道，通道内为冰模换热腔21，冰模换热腔21与制冰腔22之间为铝合金材质的换热板件23，铝合金导热性能好，结构稳定，冰模换热腔21中流通的液体能够与制冰水交换热量；制冷系统1包括首尾依次连接的蒸发器11、压缩机13、冷凝器12和节流阀14，制冷剂在蒸发器11、压缩机13、冷凝器12和节流阀14内循环流动。

换热通道3内流通有液态的换热剂，换热通道3包括出液通道和回流通道，蒸发器11包括蒸发器换热腔111，冷凝器12包括冷凝器换热腔121，冰模换热腔21的输入口连通出液通道，出液通道包括制热出液通道31和制冷出液通道32，制冷出液通道32连通蒸发器换热腔111的输出口，制热出液通道31连通冷凝器换热腔121的输出口，冰模换热腔21的输出口连通回流通道，回流通道包括制热回流通道33和制冷回流通道34，制冷回流通道34连通蒸发器换热腔111的输入口，制热回流通道33连通冷凝器换热腔121的输入口，制冷出液通道32、制热出液通道31、制冷回流通道34、制热回流通道33都安装有阀门，出液通道内设有冰模循环泵35，冰模2制冰时，制热出液通道31和制热回流通道33的阀门关闭，制冷出液通道32和制冷回流通道34的阀门开启，使得冰模换热腔21与蒸发器换热腔111之间形成制冰回路，换热剂在制冷回路内循环流动，将制冰水的热量吸收并传递给制冷剂，制冰水凝固成冰块；冰模2脱冰时，制热出液通道31和制热回流通道33的阀门开启，制冷出液通道32和制冷回流通道34的阀门关闭，使得冰模换热腔21与冷凝器换热腔121之间形成脱冰回路，换热剂在脱冰回路内循环流动，吸收制冷剂的热量并传递冰块表面，使冰块表面融化，冰块能够与冰模2脱离。

设置换热通道3并在换热通道3内设置液相的换热剂，能够令制冷系统1持续循环制冷，传统的制冰设备为了利用制冷剂热量脱冰，通常需要切换制冷剂的流通方向，将制冷模式切换成制热模式，将高温高压的制冷剂通入冰模内使制冰腔内的冰块脱冰，这样导致了制冷系统中的冷凝器和蒸发器工作温度在高温低温之间波动，虽然制热时长较短，约为10分钟，但是转换制冷制热模式需要花费较多时间，且制冷/制热模式的温度差会导致金属结构产生金属疲劳，蒸发器和冷凝器产生不可避免的损耗，降低了制冷系统的使用寿命，而实施本发明能够使制冷系统1无需切换其制冷/制热模式，一直保持制冷模式，提高了制冷系统1的使用寿命。

制冷系统1虽然避免了温度差导致的不必要损耗，但是换热通道3仍然要承受冷热交替对管道的影响，不过换热通道3主要都是密封的管道，而制冷系统1则包括了蒸发器11、冷凝器12等多个设备，换热通道3相对于制冷系统1的维护成本要低的多。

换热剂要满足制冷/制热需求，其冰点应低于制冷时温度，沸点应高于制热时温度，也即需要在换热通道3内始终保持便于流通的液体状态，本实施例中选用乙二醇类水溶液作为换热剂，乙二醇（ethylene glycol）俗称为“甘醇”，无色无臭，其冰点为-12.6℃，沸点为197℃，乙二醇与水混合后形成乙二醇类水溶液，混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点显著降低，在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降，当乙二醇的含量为60%时，冰点可降低至-48.3C，超过这个极限时，冰点反而要上升，沸点则始终高于100℃，本实施例中，制冷模式下也即换热剂在制冰回路中循环流动时，换热剂工作温度在-10℃~-15℃，制热模式下也即换热剂在脱冰回路中循环流动时，换热剂温度为75℃~97℃，可见乙二醇类水溶液能够满足需求。

现有的冰模通常采用铝合金（6100系列铝合金）材质，且由于使用了高压气体如氟利昂作为制冷剂，冰模的正常工作压力大于1.5MPa，相对高压的工况下，冰模与密封件之间容易发生泄露，制冷剂耗损极大，也影响了正常的制冰效果，现有的解决方式是采用更大的螺栓锁紧或采用焊接方式直接固定冰模与密封件，即使如此也仍存在难以解决的问题，如采用更大尺寸规格的螺栓锁紧，其成本更高，且相应的要将冰模的尺寸规格增大，最终导致整台设备的体积庞大、占地面积大、造价高，还要承担一定程度的泄露风险；如采用焊接方式直接固定冰模与密封件，一是无法拆装维护，二是由于焊接对铝合金冰模产生应力作用，在经过1000~2000次制冰、脱冰冷热交替循环后（-10至70°C），容易出现焊接处开裂泄漏制冷剂的故障，大约1年左右便出现开裂，只能重新焊接，最终导致维护成本和维护难度都很高，难以长期使用。

而乙二醇类水溶液的工作压力为0.2~0.3MPa，主要是系统内的循环泵为了驱动换热剂克服系统阻力所施加的压力，明显小于制冷剂（氟利昂）的工作压力，而本实施例使用换热通道3内置换热剂替代原有的直接将制冷剂通入冰模的做法，能够在不影响原有制冷系统1运行的前提条件下，又能降低冰模2与垫块25的锁紧力要求，解决了现有技术中不得不在大尺寸螺栓连接与焊接这两种都存在弊端的锁紧方式中择其一的困境。

制冷系统1中的冷凝器12内存有高温高压的制冷剂，原本需要经过冷凝器12和冷却塔6循环散热后重复利用在制冷中，但这部分热能直接发散很浪费能源，所以利用了换热剂适合的工作温度范围，向冷凝器换热腔121中导入换热剂，换热剂吸收制冷剂的热量后再回流至制冰腔22中释放热量，为冰块脱冰提供热能。但脱冰时仅使用了10%不到的制冷剂热量（相对于室温制冷剂），除去热能损耗，仍残余80%左右的热能，故此将制冰系统1并入整个蔬菜供应系统中，蔬菜供应系统中需要热能的是蔬菜烘干工序，蔬菜烘干脱水后更易于储存运输，所以在蔬菜烘干工序中的烘干机7内增设烘干机换热腔71，烘干机换热腔71的输入端与冷凝器换热腔121的输出端连通，烘干机换热腔71的输出端与冷凝器换热腔121的输入端连通，烘干机换热腔71的输入端安装有烘干机循环泵72，能够驱动换热剂在烘干机换热腔71与冷凝器换热腔121之间循环流动，将冷凝器12的热量输送给烘干机7，合理利用冷凝器12内制冷剂的残余热能。

还包括预冷蒸发器4，预冷蒸发器4的输入端与节流阀14连通，输出端与压缩机13连通，预冷蒸发器4包括预冷循环通道42和能够流通制冰水的预冷换热腔41，预冷循环通道42的输入端和输出端分别与预冷换热腔41的输出端和输入端连接，预冷循环通道42的输入端安装有预冷循环泵43，输出端安装有预冷循环阀44，预冷循环通道42通过预冷出液通道45与制冰腔22连通，预冷出液通道45安装有预冷出液阀46，预冷换热腔41、预冷循环通道42和预冷出液通道45内能够流通制冰水。换热剂相比制冷剂的制冷效率较低，所以在制冰水还能够保持液态，能够在管道中流动时，尽量使用制冷剂对制冰水进行冷却，故此在制冰水流入冰模2之前先使用制冷剂直接进行冷却，将制冰水降至1℃临近冰点后，再将制冰水通入制冰腔22内制冰。

冷凝器12与节流阀14之间设有冷却塔6，所述冷却塔6的输入端和输出端分别与冷凝器12和节流阀14连通，冷却塔6连接有循环通路，循环通路安装有能够驱动制冷剂流动的冷却塔循环泵61，冷却塔6常用于大型制冷系统中，冷却塔6为现有技术在此不做赘述。

蒸发器换热腔111是与蒸发器11连接的可供换热剂流通的管道或其他容器，与蒸发器11内制冷剂的输送管道相邻，换热剂与制冷剂分隔开互不流通但能够交换热量，可根据需求选用现有的换热器结构，如板式换热器，冷凝器换热腔121、烘干机换热腔71亦是同理，预冷换热腔41则是能够流通制冰水，令制冰水能够与制冷剂交换热量。

本发明主要用于大规模制冰，所以冰模2由较多换热板件23和隔断板件24以及密封件组成，本实施例中十五个换热板件23沿水平横向间隔设置，三十六个隔断板件24水平纵向间隔设置，形成14x35的网格状制冰腔22，由于使用了工作压力低的换热剂，所以作为密封件的垫块25与换热板件23能够使用较小型号的螺栓锁紧。见图6和图7，单个换热板件23上设有6个（其中1个被遮挡）螺栓固定孔231，垫块25通过这些螺栓固定孔231和螺栓配合固定在换热板件23上，如果采用现有方法，直接将大压力的制冷剂（氟利昂）直接通入换热板件23内，制冷剂压力会克服小尺寸螺栓的压力顶开垫块25，导致制冷剂从垫块25与换热板件23之间的缝隙之间泄露造成污染，改用大尺寸螺栓后，换热板件23的厚度则需要相应地增加，为避免制冰腔22容量减少，只能将整个冰模2的尺寸增加，扩大冰模2的占地面积，不利于实际生产。

垫块25上还设有管道连接口用于固定管道，管道与冰模2内部的冰模换热腔21连通，换热剂则从该处进入冰模换热腔21，换热板件23和隔断板件24的数量根据实际占地面积要求、冰块数量要求决定，可以根据需求更改，本实施例为减少设备的占地面积，具体将冰模2设置为三层，三层冰模2沿垂直方向间隔设置。

冰模换热腔21内流通相对高温的换热剂使冰块表面融化脱冰后，需要将冰块从冰模2内取出，为省去人工取冰步骤，也为了避免人工取冰、运输导致冰块损坏，所以采用机械式自动取冰和推冰，具体地，在冰模2周围设置机架，冰模2固定在机架上，冰模2的下方设置可活动的接冰底盘8，接冰底盘8上设有螺纹孔，螺纹孔内安装有丝杆82，机架上设有旋转电机81，旋转电机81通过传动件与丝杆82连接，能够控制丝杆82旋转，丝杆82旋转能够驱使接冰底盘8向上/向下移动，传动件采用各类能够传递动力并改变旋转方向的传动零件，能够将旋转电机81输出的水平轴向旋转转换为丝杆82的垂直轴向旋转，该部分为现有技术，在此不赘述。制冰时，接冰底盘8位于高位，与冰模2抵接，底部密封，制冰水被限制在冰模2与底盘形成的开口朝上的制冰腔22中，制冰水降温凝固成冰块并脱冰后，冰块的底部仍与接冰底盘8贴合，当旋转电机81驱使接冰底盘8向下移动时，冰块随着接冰底盘8向下移动，脱离制冰腔22，能够从水平方向推动冰块。

接冰底盘8的两侧对称设有轨道边框83，两条轨道边框83之间连接有中框，中框设置在远离冰块输出口的一端，中框上设有推冰电机84，推冰电机84的输出端连接有旋转杆841，旋转杆841的两端都连接有链轮842，两个链轮842分别设置在两条轨道边框83内，两条轨道边框83上都设有与链轮842配合的辅助轮，链轮842和辅助轮上绕有链条，链条上固定有滑动块85，两个滑动块85之间连接有推冰板86。推冰电机84能够驱动旋转杆841旋转，进而控制链轮842旋转，链轮842旋转带动链条转动，固定在链条上的滑动块85沿链条的路径水平移动，接冰底盘8两端的滑动块85同时移动使推冰板86朝向冰块的输出口移动，将冰块推向输出口移动至下一工序。滑动块85需要准确地沿轨道边框83滑动，不能松动脱离，所以轨道边框83具体由竖直板和连接在竖直板上下两端的横板构成，滑动块85上设有两组滑轮851，安装时，两组滑轮851卡接在上方的横板上，滑动块85沿横板水平移动，下端的横板末端还连接有卷边，卷边与竖直板之间形成一个能够容纳链条穿过的空间，卷边能够保护下半部分的链条且便于丝杆82连接。

一种应用在上述的蔬菜冷链冰块制冰系统中的制冰工艺，包括：

a.将制冰水注入预冷蒸发器4的预冷换热腔41中；

b.制冰水在预冷换热腔41和预冷循环通道42内流动，制冰水热量被预冷蒸发器4内的制冷剂吸收后温度降低至1℃；

c.打开预冷出液阀46，温度降低后的制冰水注入制冰腔22内；

d.制冷剂在蒸发器换热腔111内吸收换热剂的热量，换热剂在冰模换热腔21内吸收制冰水的热量，使制冰水凝固成冰块；

e.关闭制冷出液通道32、制冷回流通道34内的阀门，开启制热出液通道31、制热回流通道33的阀门，换热剂在冷凝器换热腔121内吸收制冷剂的热量并在冰模换热腔21内释放热量使冰块吸收，冰块表层融化与冰模2分离；

f.旋转电机81启动驱使接冰底盘8向下移动，冰块随接冰底盘8缓慢向下移动脱离制冰腔22；

g.启动推冰电机84控制推冰板86向冰块的输出口移动，冰块被推冰板86推动输出至下一工序。

实施例2：

图1-图3示出本发明提供的一种蔬菜冷链冰块制冰系统，本实施例与实施例1的区别在于，还包括蔬菜冷藏用的冷库5，冷库5内设置冷库换热腔51，冷库换热腔51的输入端通过蓄冷出液通道52与冰模换热腔21连通，冷库换热腔51的输出端通过蓄冷回流通道53与冰模换热腔21连通，蓄冷出液通道52内设有蓄冷循环泵521和蓄冷出液阀522，蓄冷回流通道53内设有蓄冷回流阀531，蓄冷出液通道52、蓄冷回流通道53和冷库换热腔51内能够流通换热剂，当冷库5内突发紧急情况，如断电、冷源供应不足时，可利用冰模2内制造完成或制造中冰块的冷能，通过换热剂与冰块换热，冰块融化，换热剂降温后输送至冷库换热腔51内给冷库5供冷，具体地，当冷库5发出供冷需求信号时，制冷出液通道32、制热出液通道31、制冷回流通道34、制热回流通道33内的阀门关闭，蓄冷出液阀522和蓄冷回流阀531开启，蓄冷循环泵521启动使换热剂在冰模换热腔21、蓄冷出液通道52、冷库换热腔51、蓄冷回流通道53内循环流动，将冰块中的冷能输送至冷库5内。目前在蔬菜冷链供应系统的场景下，夜间谷电价格低廉，可利用该时间段启动制冰，储备冰块积蓄冷能，日间再将冷能导入冷库5，能够节约成本。

本实施例应用于蔬菜采收后的处理、储存、运输，合理利用了制冰时的冷能，将其运用于紧急情况下的冷库5制冷需求，使原先没有关联性的蔬菜冷藏系统也即冷库5与制冰系统中的冷模2连接，通过换热剂循环流动将冰模2内的冷能输送给冷库5，使原有的制冰系统能够协助相同应用场景内的其他系统。为进一步加强制冰系统与冷库5之间的协同性，冷库换热腔51通过冷库出液通道和冷库回流通道与蒸发器换热腔111连接，换热剂能够在冷库出液通道、冷库换热腔51、冷库回流通道、蒸发器11换热通道3内流通形成一个循环回路，在冷库5需要供冷时，冰模2内的冰块优先提供冷能，冰块消融后，制冷系统1也能够为冷库5提供冷能，相应的阀门按需求开启或关闭即可。

实施例3

图12示出本发明提供的一种蔬菜冷链冰块制冰系统，本发明中的制冷系统1在实际应用时用于给整个蔬菜分拣中心的各个环节供冷，制冷系统1包括冷却塔6的占地面积、体积都比较大，所以在实际应用时，是将冰模2连入大规模的制冷系统1中，故此需要对实际设备进行一定的适配性改进。

具体地，本实施例与实施例1的区别在于，制冷出液通道32连通冷水箱91，冷水箱91内能够容纳最低-16℃的低温换热剂，低温的换热剂在冷水箱91内暂时储存后再流入冰模换热腔21中供冷，冷水箱91可配置温度计，方便工作人员确认内部温度，也可根据温度情况控制阀门开启，令冷水箱91内换热剂达到较低温度如-12℃后才通入冰模换热腔21，同理，制热出液通道31和预冷出液通道45分别连通热水箱9和预冷箱92，热水箱9内的高温换热剂温度约为60~80℃，预冷箱92内则容纳温度约为1℃的制冰水，热水箱9和预冷箱92内也同样配置温度计，方便观察温度进而控制阀门导通开启预冷或制热循环。

通常一组制冰系统包括各一个冷水箱91、热水箱9、预冷箱92，实际应用时，一组大型制冷系统能够对多个冰模2供冷/供热，将高温/低温状态下的换热剂输入多个热水箱9或冷水箱91中，不需要将制冷系统1与冰模2一一对应，这样可减少制冷系统1的维护成本。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，包括：

制冷系统(1)，由蒸发器(11)、压缩机(13)、冷凝器(12)和节流阀(14)连接形成供制冷剂流动的回路，所述蒸发器(11)包括蒸发器换热腔(111)，所述冷凝器(12)包括冷凝器换热腔(121)；

冰模(2)，所述冰模(2)包括冰模换热腔(21)和能够容纳制冰水的制冰腔(22),所述冰模换热腔(21)通过换热通道(3)分别与蒸发器换热腔(111)和冷凝器换热腔(121)连接；

冰模(2)具有制冰模式和脱冰模式，当所述冰模(2)为制冰模式时，冰模换热腔(21)通过换热通道(3)与蒸发器换热腔(111)导通并形成供换热剂流动的制冰回路，当所述冰模(2)为脱冰模式时，冰模换热腔(21)通过换热通道(3)与冷凝器换热腔(121)导通并形成供换热剂流动的脱冰回路；

还包括预冷蒸发器(4)，预冷蒸发器(4)的输入端与节流阀(14)连通，输出端与压缩机(13)连通，预冷蒸发器(4)包括预冷循环通道(42)和预冷换热腔(41)，所述预冷循环通道(42)的输入端和输出端分别与预冷换热腔(41)的输出端和输入端连接，所述预冷循环通道(42)的输入端安装有预冷循环泵(43)，输出端安装有预冷循环阀(44)，所述预冷循环通道(42)通过预冷出液通道(45)与制冰腔(22)连通，所述预冷出液通道(45)上安装有预冷出液阀(46)，所述预冷换热腔(41)、预冷循环通道(42)和预冷出液通道(45)内能够流通制冰水；

还包括冷库(5)，所述冷库(5)包括冷库换热腔(51)，所述冷库换热腔(51)的输入端通过蓄冷出液通道(52)与冰模换热腔(21)连通，所述冷库换热腔(51)的输出端通过蓄冷回流通道(53)与冰模换热腔(21)连通，所述蓄冷出液通道(52)上安装有蓄冷循环泵(521)和蓄冷出液阀(522)，所述蓄冷回流通道(53)上安装有蓄冷回流阀(531)，所述冷库换热腔(51)、蓄冷出液通道(52)、蓄冷回流通道(53)内能够流通换热剂，冷库换热腔通过冷库出液通道和冷库回流通道与蒸发器换热腔连接，换热剂能够在冷库出液通道、冷库换热腔、冷库回流通道、蒸发器换热通道内流通形成一个循环回路。

2.根据权利要求1所述的蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，换热通道(3)包括出液通道和回流通道，所述冰模换热腔(21)的输入口连通出液通道，所述出液通道包括制热出液通道(31)和制冷出液通道(32)，所述制冷出液通道(32)连通蒸发器换热腔(111)的输出口，所述制热出液通道(31)连通冷凝器换热腔(121)的输出口，所述冰模换热腔(21)的输出口连通回流通道，回流通道包括制热回流通道(33)和制冷回流通道(34)，所述制冷回流通道(34)连通蒸发器换热腔(111)的输入口，所述制热回流通道(33)连通冷凝器换热腔(121)的输入口，所述制冷出液通道(32)、制热出液通道(31)、制冷回流通道(34)、制热回流通道(33)上安装有阀门，所述出液通道上安装有冰模循环泵(35)。

3.根据权利要求1所述的蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，所述冷凝器(12)与节流阀(14)之间设有冷却塔(6)，所述冷却塔(6)的输入端和输出端分别与冷凝器(12)和节流阀(14)连通，冷却塔(6)连接有循环通路，所述循环通路上安装有能够驱动制冷剂流动的冷却塔循环泵(61)。

4.根据权利要求1所述的蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，包括烘干机(7)，所述烘干机(7)包括烘干机换热腔(71)，所述烘干机换热腔(71)的输入端与冷凝器换热腔(121)的输出端连通，输出端与冷凝器换热腔(121)的输入端连通，所述烘干机换热腔(71)的输入端安装有烘干机循环泵(72)。

5.根据权利要求2所述的蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，所述冰模(2)包括沿水平横向平行设置的换热板件(23)和沿水平纵向平行设置的隔断板件(24)，所述换热板件(23)与隔断板件(24)交错形成网格状的冰模(2)，换热板件(23)与隔断板件(24)之间形成制冰腔(22)，所述换热板件(23)内部中空形成冰模换热腔(21)，所述换热板件(23)的输入端和输出端通过螺栓连接垫块(25)，垫块(25)用于密封冰模换热腔(21)，所述垫块(25)上设有管道口，管道口用于连接回流通道或出液通道。

6.根据权利要求5所述的蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，多层所述冰模(2)沿垂直向平行设置，每一层冰模(2)的下方都设有接冰底盘(8)，所述冰模(2)周围设有机架，所述机架上设有旋转电机(81)，旋转电机(81)的输出端通过传动件连接丝杆(82)，所述丝杆(82)与接冰底盘(8)连接，旋转电机(81)能够控制丝杆(82)旋转进而驱使接冰底盘(8)向上/向下移动。

7.根据权利要求6所述的蔬菜冷链冰块制冰系统，其特征在于，所述接冰底盘(8)的两侧对称设有轨道边框(83)，两条轨道边框(83)之间连接有中框，中框设置在远离冰块输出口的一端，所述中框上设有推冰电机(84)，所述推冰电机(84)的输出端连接有旋转杆(841)，所述旋转杆(841)的两端都连接有链轮(842)，两个链轮(842)分别设置在两条轨道边框(83)内，两条轨道边框(83)上都设有与链轮(842)配合的辅助轮，所述链轮(842)和辅助轮上绕有链条，链条上固定有滑动块(85)，两个滑动块(85)之间连接有推冰板(86)。

8.一种基于权利要求7所述的蔬菜冷链冰块制冰系统的制冰工艺，其特征在于，包括：

a.将制冰水注入预冷蒸发器(4)的预冷换热腔(41)中；

b.制冰水在预冷换热腔(41)和预冷循环通道(42)内流动，制冰水热量被预冷蒸发器(4)内的制冷剂吸收后温度降低；

c.打开预冷出液阀(46)，温度降低后的制冰水注入制冰腔(22)内；

d.制冷剂在蒸发器换热腔(111)内吸收换热剂的热量，换热剂在冰模换热腔(21)内吸收制冰水的热量，使制冰水凝固成冰块；

e.关闭制冷出液通道(32)、制冷回流通道(34)内的阀门，开启制热出液通道(31)、制热回流通道(33)的阀门，换热剂在冷凝器换热腔(121)内吸收制冷剂的热量并在冰模换热腔(21)内释放热量使冰块吸收，冰块表层融化与冰模(2)分离；

f.启动旋转电机(81)控制接冰底盘(8)向下移动，表面已脱冰的冰块随接冰底盘(8)一同向下移动；

g.启动推冰电机(84)控制推冰板(86)向冰块的输出口移动，冰块被推冰板(86)推动输出至下一工序。