CN208549820U - 低温高湿热泵解冻设备 - Google Patents

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丁孝军
赵有信
张跃龙
李园
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Abstract

本实用新型公开了一种低温高湿热泵解冻设备，包括：解冻室和热泵机组，解冻室外部设置有电控单元和加湿装置，内部设置有分配箱、室内换热器和温湿度检测器件，分配箱顶部设置有循环风机，分配箱朝向冻品的侧部设置有出风口；温湿度检测器件、循环风机、加湿装置分别与电控单元电连接；热泵机组由室内换热器、换向阀、压缩机、室外换热器、节流器件串接形成制冷剂主回路。本实用新型的低温高湿热泵解冻设备利用热泵提供热源和冷源，热风喷射冻品表面进行解冻，保证了解冻室内的低温高湿环境，解冻速度快，解冻时间短，解冻食物的新鲜度高，解冻损耗低；整套设备结构简单，自动化程度高，运行能耗低，对周边环境污染小，节能环保。

Description

低温高湿热泵解冻设备
技术领域
本实用新型涉及食品机械技术领域，具体涉及一种低温高湿热泵解冻设备。
背景技术
肉类以及其他种类的食物制品经过冷冻后成为冻品，成为冻品的肉类以及食物都需要经过解冻才能够正常地进行烹调或食用，对于在冷库中取出的大批量的肉类以及食物制品，由于其体积较大，所以其解冻时间较长，造成一定的时间损失。众所周知，肉类是高蛋白易变质的产品，解冻过程中，细菌和微生物极易生长繁殖，破坏并影响加工后肉制品的质量，所以解冻时间越长，食物的质量越差。如何有效缩短解冻时间，而且又不会对食物造成破坏是行业内一直都在探讨解决的问题。
使用冷冻肉加工，需要以最快的速度把冻肉从-18℃解冻到0℃左右，从而控制微生物繁殖。目前食品工业的原料解冻一般是采用锅炉/蒸汽发生器提供的饱和蒸汽喷射并在库内循环加热解冻，在快要达到设定温度左右时，蒸汽停止喷射，制冷系统开始运行，以保证库内被解冻原料的温度稳定在设定温度以下，以免被解冻食品原料变质。也就是说需要“锅炉+制冷系统”或“公用供热系统(集中供热)+换热站+制冷系统”，设备结构复杂，造价高，设备运行能耗高。
发明内容
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种解冻速度快、同时又能保证解冻食物品质的低温高湿热泵解冻设备，设备结构简单，运行能耗低，对周边环境污染小，节能环保。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：低温高湿热泵解冻设备，所述低温高湿热泵解冻设备包括：解冻室和用于向所述解冻室内部提供热源或者冷源的热泵机组，所述解冻室外部设置有电控单元和加湿装置，所述解冻室内部设置有分配箱和温湿度检测器件；
所述解冻室内部相对两侧分别设置有所述分配箱，所述分配箱顶部设置有进风口，所述进风口处设置有循环风机，所述分配箱上设置有出风口，所述出风口设置于朝向冻品的所述分配箱的侧部；
所述温湿度检测器件、所述循环风机、所述加湿装置分别与所述电控单元电连接；
所述热泵机组由室内换热器、换向阀、压缩机、室外换热器、节流器件经冷媒管路串接形成制冷剂主回路，所述室内换热器设置于所述解冻室内的顶部，位于相对两侧的所述分配箱之间。
利用本实用新型的低温高湿热泵解冻设备对解冻室内的冻品进行解冻时，热泵机组运行在制热工况，室内换热器作为冷凝器，向解冻室内放热加热室内空气，在循环风机作用下，自分配箱侧部的出风口喷出，热风循环实现解冻运行，解冻速度快，解冻时间短，保证了解冻肉类的品质；解冻过程中，温湿度检测器件实时检测解冻室内的温度和湿度并将温度和湿度信号上传电控单元，电控单元将其与预先设定的解冻室内目标温度和湿度进行比较，根据比较结果对加湿装置等执行部件进行控制，保证解冻室内保持所需要的低温高湿解冻条件，确保快速解冻以及冻品解冻的新鲜度。解冻过程结束后，自动转入冷冻保鲜程序，热泵机组运行在制冷工况，室内换热器作为蒸发器，冷却室内空气，在循环风机作用下，自分配箱侧部的出风口喷出，冷风循环实现保鲜运行。整个解冻保鲜过程自动化运行，设备自动化程度高，食品安全有保障。采用热泵机组提供解冻热源和保鲜冷源，整套设备结构简单，运行能耗低，对周边环境污染小，节能环保。
以下是对本实用新型的低温高湿热泵解冻设备的多处进一步改进：
其中，所述热泵机组设置有增焓支路，所述增焓支路连接于所述压缩机的中压进口与所述室外换热器的出液口之间，所述增焓支路包括板式换热器和增焓电磁阀，所述板式换热器串接于所述室外换热器与所述室内换热器之间的制冷剂主回路中。增焓支路的设置可以提高制冷剂进入室内换热器的过冷度，提高热泵机组的能效比与供热系数。
其中，所述节流器件包括两个电子膨胀阀，所述电子膨胀阀设置于所述室外换热器与所述室内换热器之间的制冷剂主回路中，其中一个所述电子膨胀阀靠近所述室内换热器，另一个所述电子膨胀阀靠近所述室外换热器。
其中，所述压缩机的吸气管路上设置有气液分离器，所述压缩机的排气管路上设置有油分离器。气液分离器能将来自于蒸发器的气液混合物有效分离，避免液态冷媒直接进入压缩机的气缸，防止液击情况的发生。油分离器能将压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行有效分离，保证热泵机组安全高效地运行，并改善冷凝器和蒸发器中的传热效果。
其中，所述压缩机的吸气管路上位于所述气液分离器与所述压缩机之间设置有压力调节阀。设置压力调节阀，可以防止压缩机吸气压力过高，造成过载。
其中，所述循环风机为正反转风机。循环风机运行过程中，解冻室内形成涡旋气流；通过采用正反转风机，控制正转、反转时间，正向涡旋气流与反向涡旋气流相逆，利于气流均匀分散，加快对冻品的解冻。
其中，所述分配箱内部设置有喷淋装置，所述喷淋装置位于所述循环风机下方。将喷淋装置与解冻室外部的供水或消毒液管道连接，在循环风机作用下，可以对解冻室内部进行清洁或者杀菌消毒处理。
其中，所述解冻室设置有用于平衡室内与室外压差的压力调节装置，所述压力调节装置包括设置于所述解冻室上的压力平衡管和设置于所述压力平衡管上的防尘网和防护帽，所述压力平衡管连通所述解冻室的内部与外部。
其中，所述解冻室内部还设置有冻品放置装置，所述冻品放置装置位于两侧的所述分配箱之间，并位于所述室内换热器的下方，所述冻品放置装置为置于所述解冻室底部的冻品放置架，或者所述冻品放置装置为悬挂于所述解冻室顶部的吊架或吊钩。
其中，所述电控单元包括PLC控制器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的低温高湿热泵解冻设备采用热泵机组为解冻室提供解冻热源和保鲜冷源，热风喷射冻品表面进行解冻，并且保证了解冻室内的低温高湿环境，解冻速度快，解冻时间短，保证了解冻食物的新鲜度，大大地降低了解冻损耗；整套设备结构简单，自动化程度高，运行能耗低，对周边环境污染小，节能环保。
附图说明
图1是本实用新型实施例的低温高湿热泵解冻设备内部结构示意图；
图2是图1的外形结构示意图(解冻室门处于打开状态)；
图3是热泵机组制热解冻过程制冷剂流向示意图；
图4是热泵机组制冷保鲜过程制冷剂流向示意图；
图中：1-解冻室；11-解冻室门；2-压力调节装置；3-冻品放置架；31-滚轮；4-热泵机组；40-压缩机；41-室内换热器；42-室外换热器；43-换向阀；44-电子膨胀阀；45-气液分离器；46-压力调节阀；47-油分离器；48-板式换热器；49-增焓电磁阀；5-分配箱；51-出风口；52-循环风机；53-喷淋装置；6-防护装置；7-电控单元；8-加湿装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的非限制性说明。
如图1和图2共同所示，本实用新型的低温高湿热泵解冻设备包括：解冻室1和用于向解冻室1内部提供热源或者冷源的热泵机组4。解冻室1设有解冻室门11，解冻室1内部的空间为密闭空间，在解冻室1内部设置有分配箱5、室内换热器41和温湿度检测器件(图中未具体示意出)，在解冻室1外部设置有电控单元7和加湿装置8。
其中，在解冻室1内部相对两侧分别设置有所述的分配箱5，在分配箱5上设置有出风口51，出风口51设置于朝向冻品的分配箱5的侧部，如图1所示，出风口51最好上下地设置有多个，以便每层冻品都有出风口51与之对应；分配箱5顶部设置有进风口，在进风口处设置有循环风机52，其中，循环风机52优选采用正反转风机，并且最好是如图1所示倾斜设置，循环风机52运行过程中，便于斜向进风或出风，易于形成箭头所示的涡旋气流，图1中虚线箭头形成的涡旋气流表示反向涡旋气流，实线箭头形成的涡旋气流表示正向涡旋气流，通过采用正反转风机，控制正转、反转时间，正向涡旋气流与反向涡旋气流相逆，利于气流均匀分散，加快对冻品的解冻。为便于对解冻室内部进行杀菌消毒或者清洁处理，在分配箱5内部设置有喷淋装置53，喷淋装置53位于循环风机52下方，喷淋装置53具体可以采用水管和高压喷头。将喷淋装置53与解冻室1外部的供水或消毒液管道连接，在循环风机52吹送作用下，即可利用水或消毒液对解冻室1内部进行清洁或者杀菌消毒处理。
其中，加湿装置8可采用本领域技术人员熟知的由水管路连接的水箱、水泵和喷头形式，解冻室1内部湿度不足需要加湿时，喷头喷水加大室内湿度，满足高湿解冻需要。
其中，电控单元7包括PLC控制器。温湿度检测器件具体可采用本领域技术人员熟知的温度传感器、湿度传感器或者温湿度检测仪。
上述温湿度检测器件、循环风机52、加湿装置8的水泵分别与电控单元7电连接。
如图1和图2共同所示，为了平衡室内与室外压差，解冻室1设置有压力调节装置2。其中，压力调节装置2包括设置于解冻室1上的压力平衡管和设置于压力平衡管端部的防尘网和防护帽，压力平衡管连通解冻室1内部与外部。
如图1所示，其中，在解冻室内部设置有冻品放置装置，冻品放置装置位于两侧的分配箱5之间，并位于室内换热器41的下方。本实施例中，冻品放置装置具体采用了置于解冻室1底部的冻品放置架3，在冻品放置架3的底部设置有滚轮31，方便进出解冻室1；为防止冻品放置架3碰触解冻室1墙壁或者分配箱5，在解冻室1内部还设置防护装置6，防护装置6具体可以采用固定设置的防护杆或防护块形式。当然，冻品放置装置也可以采用悬挂于解冻室1顶部的吊架或吊钩形式。
为保证良好的隔热效果，解冻室1的墙壁内设置有保温夹层，保温夹层内填充有公知的保温材料(图中未具体示意出)。
如图3和图4共同所示，其中，热泵机组4由室内换热器41、换向阀43、压缩机40、室外换热器42、节流器件等主要部件经冷媒管路串接形成制冷剂主回路。其中，室内换热器41设置于解冻室1内的顶部，位于相对两侧的分配箱5之间，其余部件设置于解冻室1的外部。压缩机40优选采用谷轮高效涡旋压缩机。换向阀43具体可采用公知的四通换向阀。制冷剂优选采用环保型制冷剂，例如，R134a,R410A,R407C,R417A,R404A等,其ODP(ozonedepletion potential缩写，即臭氧消耗潜值)＝0。
其中，为了提高制冷剂进入室内换热器41的过冷度，提高热泵机组,的能效比与供热系数，热泵机组4还设置有增焓支路，增焓支路连接于压缩机40的中压进口与室外换热器42的出液口之间，增焓支路包括板式换热器48和增焓电磁阀49，板式换热器48串接于室外换热器42与室内换热器41之间的制冷剂主回路中。
其中，节流器件包括两个电子膨胀阀44，电子膨胀阀44设置于室外换热器42与室内换热器41之间的制冷剂主回路中，其中一个电子膨胀阀44靠近室内换热器41，另一个电子膨胀阀44靠近室外换热器42。
其中，压缩机40的吸气管路上设置有气液分离器45，在气液分离器45与压缩机40之间的吸气管路上设置有压力调节阀46。气液分离器45能将来自于蒸发器的气液混合物有效分离，避免液态冷媒直接进入压缩机40的气缸，防止液击情况的发生。通过压力调节阀46调节，可以防止压缩机40因吸气压力过高，造成过载。
其中，压缩机40的排气管路上设置有油分离器47。油分离器47能将压缩机40排出的高压蒸汽中的润滑油进行有效分离，保证热泵机组安全高效地运行，并改善冷凝器和蒸发器中的传热效果。
利用本实用新型的低温高湿热泵解冻设备对解冻室内的冻品进行解冻，例如，设定温度＜10℃时，如图3所示，热泵机组4运行在制热工况，室内换热器41作为冷凝器，向解冻室1内放热加热室内空气，在循环风机52作用下，自分配箱5侧部的出风口51喷出，热风循环实现解冻运行，解冻速度快，解冻时间短，保证了解冻肉类的品质；解冻过程中，温湿度检测器件实时检测解冻室内的温度和湿度并将温度和湿度信号上传电控单元7，电控单元7将其与预先设定的解冻室内目标温度和湿度进行比较，根据比较结果对加湿装置8等执行部件进行控制，保证解冻室内保持所需要的低温高湿解冻条件，确保快速解冻以及冻品解冻的新鲜度。解冻过程结束后，自动转入冷冻保鲜程序，例如，当温度≥10℃时，如图4所示，热泵机组4运行在制冷工况，室内换热器41作为蒸发器，冷却室内空气，在循环风机52作用下，自分配箱5侧部的出风口51喷出，冷风循环实现保鲜运行。整个解冻保鲜过程自动化运行，设备自动化程度高，食品安全有保障。采用热泵机组提供解冻热源和保鲜冷源，整套设备结构简单，运行能耗低，对周边环境污染小，节能环保。

Claims (10)

1.低温高湿热泵解冻设备，所述低温高湿热泵解冻设备包括：解冻室，所述解冻室外部设置有电控单元和加湿装置，所述解冻室内部设置有分配箱和温湿度检测器件，其特征在于，还包括用于向所述解冻室内部提供热源或者冷源的热泵机组；
所述解冻室内部相对两侧分别设置有所述分配箱，所述分配箱顶部设置有进风口，所述进风口处设置有循环风机，所述分配箱上设置有出风口，所述出风口设置于朝向冻品的所述分配箱的侧部；
所述温湿度检测器件、所述循环风机、所述加湿装置分别与所述电控单元电连接；
所述热泵机组由室内换热器、换向阀、压缩机、室外换热器、节流器件经冷媒管路串接形成制冷剂主回路，所述室内换热器设置于所述解冻室内的顶部，位于相对两侧的所述分配箱之间。
2.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述热泵机组设置有增焓支路，所述增焓支路连接于所述压缩机的中压进口与所述室外换热器的出液口之间，所述增焓支路包括板式换热器和增焓电磁阀，所述板式换热器串接于所述室外换热器与所述室内换热器之间的制冷剂主回路中。
3.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述节流器件包括两个电子膨胀阀，所述电子膨胀阀设置于所述室外换热器与所述室内换热器之间的制冷剂主回路中，其中一个所述电子膨胀阀靠近所述室内换热器，另一个所述电子膨胀阀靠近所述室外换热器。
4.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述压缩机的吸气管路上设置有气液分离器，所述压缩机的排气管路上设置有油分离器。
5.如权利要求4所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述压缩机的吸气管路上位于所述气液分离器与所述压缩机之间设置有压力调节阀。
6.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述循环风机为正反转风机。
7.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述分配箱内部设置有喷淋装置，所述喷淋装置位于所述循环风机下方。
8.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述解冻室设置有用于平衡室内与室外压差的压力调节装置，所述压力调节装置包括设置于所述解冻室上的压力平衡管和设置于所述压力平衡管上的防尘网和防护帽，所述压力平衡管连通所述解冻室的内部与外部。
9.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述解冻室内部还设置有冻品放置装置，所述冻品放置装置位于两侧的所述分配箱之间，并位于所述室内换热器的下方，所述冻品放置装置为置于所述解冻室底部的冻品放置架，或者所述冻品放置装置为悬挂于所述解冻室顶部的吊架或吊钩。
10.如权利要求1所述的低温高湿热泵解冻设备，其特征在于，所述电控单元包括PLC控制器。
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