風冷型沉浸式冷凍裝置的製作方法

2023-06-05 05:35:46

專利名稱：風冷型沉浸式冷凍裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於製冷技術領域，涉及冷凍裝置，尤其涉及沉浸式速凍裝置，用於食 品速凍加工等。
背景技術：
食品衛生事業促使了食品冷藏鏈的迅速發展。為了保證食品的營養成分不流失， 多採用速凍的方式對食品進行加工，並要求凍結溫度低，時間短，尤其在水產品加工領域， 甚至要求介質溫度達到-40度。在食品的冷凍冷藏領域，尤其是海產品，除了進行快速凍結 加工外，一部分需要快速流通的產品，用冰塊冷藏進行短途運輸是最方便經濟的。所以，冰 塊對於海產品冷藏流通也是必備的。現有技術的速凍設備多數都不能達到-40度的介質溫度，並且沒有同時滿足速凍 和製冰的兩種需求的速凍設備。
發明內容本實用新型的目的是提供一種既可以進行食品的快速凍結也可以製冰的風冷型 沉浸式冷凍裝置，採用單級壓縮循環可以使冷卻介質溫度達到-40度，並可適用於43度的 環境溫度。本實用新型的技術方案是風冷型.沉浸式冷凍裝置，包括冷凍機組、冷凍池系 統、基礎底座及控制系統，所述冷凍機組包括冷凍系統，所述冷凍系統包括冷凍壓縮機、冷 凍冷凝器、過冷板換的冷凍換熱端、膨脹閥、冷凍液管電磁閥、冷凍氣液分離器、冷凍儲液器 和冷凍油分離器，其中所述膨脹閥包括製冰膨脹閥和冷凍膨脹閥，所述冷凍液管電磁閥包 括製冰液管電磁閥和冷凍液管電磁閥，上述部件通過管路和閥門連接，並通過管路與冷凍 池系統的冷凍池中的盤管蒸發器連接，構成製冷循環；所述冷凍池系統包括冷凍池、設置在 冷凍池中的盤管式蒸發器、攪拌器、電機、導流筒和靜壓板；所述基礎底座是平板式底座； 所述控制系統包括模式轉換開關、溫控器、溫度傳感器和液位控制器，溫度傳感器用線路與 溫控器相連，其特徵在於所述冷凍機組還包括復疊系統和過冷系統，所述復疊系統包括復疊壓縮機、復疊 冷凝器、復疊蒸發器、復疊氣液分離器和復疊毛細管，上述部件通管路和閥門連接，構成制 冷循環；所述過冷系統包括過冷壓縮機、過冷冷凝器、過冷板換的過冷換熱端和過冷膨脹 閥，上述部件通過管路和閥門連接，構成製冷循環；所述冷凍系統的冷凍冷凝器管排與復疊系統的復疊蒸發器管排呈並聯排列，兩者 管排端部共用一塊管板，使冷凍系統的冷凍冷凝器與復疊系統的復疊蒸發器成為一體結 構；所述過冷系統的過冷冷凝器管排與復疊系統復疊冷凝器管排呈上下垂直布置，過冷系 統的過冷冷凝器管排安裝在復疊系統復疊冷凝器管排上部，兩者管排端部共用一塊管板， 使過冷系統的過冷冷凝器與復疊系統的復疊冷凝器成為一體結構；所述過冷系統的過冷板換的冷凍換熱端的進口與冷凍儲液器的出口相連，冷凍換
4熱端的出口與液管電磁閥的進口相連接，即與製冰電磁閥和冷凍電磁閥並聯連接的進口相 連，過冷板換的過冷換熱端入口與過冷膨脹閥出口連接，過冷換熱端的出口與過冷壓縮機 的吸氣管相連接；所述控制系統的模式轉換開關是兩位轉換開關，兩位轉換開關的一位與控制系統 的製冰模式溫控器相連，另一位與控制系統的冷凍模式溫控器相連；所述控制系統的溫控器包括復疊溫控器、過冷溫控器、製冰溫控器和冷凍溫控器， 所述溫度傳感器包括冷凝器進風溫度傳感器和冷凍池中冷卻介質溫度傳感器，冷凝器進風 溫度傳感器用信號線與復疊溫控器相連，冷凍池中冷卻介質溫度傳感器用信號線分別與制 冰溫控器、冷凍溫控器和過冷溫控器相連接，復疊溫控器用線路與復疊壓縮機相連，製冰溫 控器、冷凍溫控器和過冷溫控器分別用線路與冷凍壓縮機和過冷壓縮機相連；所述冷凍機組、冷凍池系統及控制系統置於基礎底座上。本實用新型所述的風冷型沉浸式冷凍裝置，其特徵在於所述過冷系統的過冷板換 是板式換熱器、閃蒸罐或套管換熱器。本實用新型所述的風冷型沉浸式冷凍裝置，其特徵在於所述冷凍壓縮機、復疊壓 縮機和過冷壓縮機是往復式壓縮機或者是旋轉式壓縮機。本實用新型所述的風冷型沉浸式冷凍裝置，其特徵在於所述往復式壓縮機或者是 旋轉式壓縮機是定容量壓縮機或者是變容量壓縮機。本實用新型所述的風冷型沉浸式冷凍裝置的控制方法，其特徵在於所述控制方法 包括冷凍和製冰轉換控制和復疊系統及過冷系統開停控制，所述冷凍和製冰轉換控制是 用模式轉換開關控制，具體控制方法如下選定風冷型沉浸式冷凍裝置的運行模式，將模式 轉換開關置於選定的模式檔位，風冷型沉浸式冷凍裝置即開始該模式下的運行，當選定冷 凍模式時，冷凍液管電磁閥開啟，製冰液管電磁閥關閉，製冷劑液體流經冷凍膨脹閥進入蒸 發器，當選定製冰模式時，製冰液管電磁閥開啟，冷凍液管電磁閥關閉，冷凍系統製冷劑液 體流經製冰節流閥進入蒸發器，冷凍池中冷卻介質溫度傳感器監測冷卻介質溫度，將信號 傳遞給製冰溫控器和冷凍溫控器，製冰溫控器和冷凍溫控器控制冷凍系統的開停；所述復疊系統及過冷系統開停控制是根據冷凍系統冷凝器進風溫度控制復疊系 統的開停，根據製冰池中冷卻介質溫度控制過冷系統的開停，具體控制方法如下冷凝器進風溫度傳感器監測冷凝器進風溫度，將溫度信號用信號線傳遞給復疊溫 控器，當冷凝器進風溫度達到復疊溫控器的設定開啟值時，復疊溫控器控制復疊壓縮機運 轉，復疊系統開啟，這時，風冷型沉浸式冷凍裝置除了正常運行外，復疊壓縮機運行，排氣經 過風冷冷凝器冷凝，然後經過毛細管進行節流，進入復疊蒸發器蒸發製冷，復疊蒸發器與冷 凍冷凝器進行熱交換，冷凍冷凝器被冷卻，使冷凍系統冷凝溫度降低，當冷凝器進風溫度 下降到復疊溫控器的關閉限值時，復疊溫控器控制復疊壓縮機停止運轉，復疊系統停止運 行；冷凍池中冷卻介質溫度傳感器監測冷凍池中冷卻介質溫度，將信號傳遞給過冷溫控器， 當冷凍池中冷卻介質溫度達到過冷溫控器的設定開啟值時，過冷溫控器控制過冷壓縮機運 轉，過冷系統開啟，這時，風冷型沉浸式冷凍裝置除了正常運行外，過冷壓縮機運行，排氣經 過風冷冷凝器冷凝，冷凝後的液體經過過冷液管電磁閥，進入膨脹閥節流，節流後的製冷劑 進入過冷板換的過冷換熱端)蒸發，與冷凍系統的冷凍換熱端的製冷劑液體進行換熱，冷 凍系統的冷凍換熱器的製冷劑液體溫度降低，過冷度增大；當冷凍池中冷卻介質溫度升高到過冷溫控器設定關閉值時，過冷溫控器控制過冷壓縮機停止運轉，過冷系統停止運行。與現有技術相比，本實用新型具有以下特點本裝置可實現製冰和速凍兩種功能，通過一鍵式切換，使用方便，配置兩套電磁 閥、膨脹閥系統分別對應製冰和速凍兩種模式，使系統運行穩定可靠。本裝置使用單級壓縮製冷循環可實現介質溫度-40°C，使系統簡單，易於維護。當冷凍系統冷凝溫度升高時復疊系統開啟，降低冷凍系統的冷凝溫度，從而使機 組可以在高環境溫度中使用；當冷凍負荷增大時，過冷系統啟動可以增大設備冷凍能力，提高系統效率，達到快 速凍結的目的。通過設定介質溫度上限值和下限值來控制的開停，維護介質溫度穩定。
本實用新型共有2幅附圖，其中圖1本實用新型外觀圖圖2本實用新型系統原理圖附圖中，Ia是冷凍系統1號壓縮機，Ib是冷凍系統2號壓縮機，2是油分離器，3是 複合換熱器，3a是冷凍冷凝器，3b是復疊蒸發器，4是冷凍儲液罐，5是過冷板換，5a是冷凍 換熱端，5b是過冷換熱端，6是液管電磁閥，6a是製冰用液管電磁閥，6b是冷凍用液管電磁 閥，7是膨脹閥，7a是製冰用膨脹閥，7b是冷凍用膨脹閥，8是製冰池蒸發器，9是冷凍用氣液 分離器，10是復疊風冷冷凝器，11是復疊毛細管，12是復疊系統氣液分離器，13是過冷系統 風冷冷凝器，14是過冷系統液管電磁閥，15是過冷系統膨脹閥，16是製冰池溫度傳感器，17 是冷凍冷凝器溫度傳感器。20是製冰溫控器，21是冷凍溫控器，22是復疊溫控器，23是過 冷溫控器，31是過冷系統壓縮機，32是冷凍機組，33是冷凍池系統，34是基礎底座，35是控 制系統，41是復疊系統壓縮機。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施例作進一步的描述。圖1是本實用新型的 外觀示意圖，圖中32是冷凍機組，33是冷凍池系統，34是基礎底座，35是控制系統。圖2是 本實用新型的系統原理圖。圖中，Ia是1號冷凍系統壓縮機，Ib是冷凍系統2號壓縮機，兩 臺壓縮機並聯連接，2是冷凍油分離器，其一端與兩臺壓縮機的排氣管連接在一起，另一端 通過管路與複合換熱器3的冷凍冷凝器3a端連接在一起，複合換熱器的冷凍冷凝器3a的 出口與冷凍儲液罐4的進口通過管路連接在一起，冷凍儲液器的出口端與過冷板換5的冷 凍換熱端5a進口相連，冷凍換熱端5a的出口與液管電磁閥6相連接，液管電磁閥6的出口 與膨脹閥7的進口相連接，其中，6a是製冰電磁閥，6b是冷凍電磁閥，7a是製冰膨脹閥，7b 是冷凍膨脹閥，製冰電磁閥6a與製冰膨脹閥7a串聯連接，冷凍電磁閥6b與冷凍膨脹閥7b 串聯連接，製冰電磁閥6a與製冰膨脹閥7a串聯連接後與串聯連接的冷凍電磁閥6b和冷凍 膨脹閥7b並聯連接，既製冰電磁閥6a和冷凍電磁閥6b進口處並聯連接，製冰膨脹閥7a與 冷凍膨脹閥7b的出口並聯連接，膨脹閥7的出口與蒸發器8的進口相連接，蒸發器8的出 口與冷凍氣液分離器9的入口相連，冷凍氣液分離器9的出口與冷凍壓縮機Ia和Ib共同進口相連接，構成了冷凍系統的製冷循環；41是復疊系統壓縮機，復疊壓縮機的排氣口與 復疊風冷冷凝器10的進口相連接，復疊冷凝器10的出口與復疊毛細管11相連接，復疊毛 細管11的出口與複合換熱器3的復疊蒸發器3b入口連接，復疊蒸發器3b的出口與復疊氣 液分離器12的入口相連接，復疊氣液分離器12的出口與復疊壓縮機41的入口相連接，構 成復疊系統；31是過冷壓縮機，13是過冷系統風冷冷凝器，過冷壓縮機31的排氣管與過冷 冷凝器13的入口管相連接過冷冷凝器13的出口與過冷液管電磁閥14入口連接，過冷液管 電磁閥14出口與過冷膨脹閥15入口相連接，過冷膨脹閥15出口與過冷板換5的過冷換熱 端5b入口連接，過冷換熱端5b的出口與過冷壓縮機31的吸氣管相連接，構成過冷系統；16 是冷卻介質溫度傳感器，放置在冷凍池冷卻介質中，冷卻介質溫度傳感器16用信號線分別 與製冰溫控器20、冷凍溫控器21和過冷溫控器23相連接；冷卻介質溫度傳感器監測冷卻 介質溫度，將信號傳遞給與之相連的溫控器，通過過冷溫控器23發出指令控制過冷系統的 運行或停止，通過製冰溫控器20、冷凍溫控器21發出指令控制的冷凍系統運行或停止；17 是冷凝器進風溫度傳感器，放置在冷凍冷凝器進風側，冷凝器進風溫度傳感器用信號線與 復疊溫控器22連接，冷凝器進風溫度傳感器17監測冷凍冷凝器進風溫度，將溫度信號傳遞 給與之相連的復疊溫控器22，復疊溫控器22發出指令控制復疊系統的運行或停止。正常製冰循環時，壓縮機la、lb運行，排氣經過油分離器2後進入風冷冷凝器3a， 排氣經過冷凝後進入儲液器4，然後經過5a和液管電磁閥6a，經過熱力膨脹閥7a節流後進 入蒸發盤管8，在盤管8中蒸發冷卻冷凍池中的冷卻介質；使冷卻介質溫度降低以達到製冰 的目的，蒸發後的製冷劑氣體經過氣液分離器9回到壓縮機吸氣口。這時候過冷系統和復 疊系統沒開，5a相當於一段管路，沒有被過冷。3a也沒有和3b進行熱交換。正常冷凍循環時，壓縮機la、lb運行，排氣經過油分離器2後進入風冷冷凝器3a， 經過冷凝後進入儲液器4，然後經過5a和液管電磁閥6b，經過熱力膨脹閥7b節流後進入蒸 發盤管8，在盤管8中蒸發冷卻冷凍池中的冷卻介質；使冷卻介質溫度降低以達到製冷的目 的，蒸發後的製冷劑氣體經過氣液分離器9回到壓縮機吸氣口。這時候過冷系統和復疊系 統沒開，5a相當於一段管路，沒有被過冷。3a也沒有和3b進行熱交換。當冷凝器進風溫度17過高，達到控制系統設定值時，復疊系統開啟。這時候除了 冷凍系統正常運行外，壓縮機41運行，排氣經過風冷冷凝器10冷凝，然後經過毛細管11進 行節流，進入複合換熱器3蒸發製冷，3b段與3a段進行熱交換，3a段被冷卻，從而使主系統 冷凝溫度降低，蒸發後的氣體從3b段出來進入氣液分離器12進行氣液分離，分離後氣體又 回到壓縮機吸氣端開始循環。當冷凍池中冷卻介質溫度16降低，達到控制系統設定值時，過冷系統開啟。這時 候除了冷凍系統正常運行外，壓縮機31運行，排氣經過風冷冷凝器13冷凝，冷凝後的液體 經過液管電磁閥，進入膨脹閥15節流，節流後的製冷劑進入板式換熱器5中，在5b側蒸發， 與5a側的冷凍系統製冷劑液體進行換熱，蒸發後的製冷劑返回壓縮機31的吸氣側進行新 的循環。5a側冷凍系統的製冷劑液體經5b側製冷劑蒸發冷卻後溫度降低，過冷度增大，從 而提高了冷凍系統的製冷量。
權利要求風冷型沉浸式冷凍裝置，包括冷凍機組(32)、冷凍池系統(33)、基礎底座(34)及控制系統(35)，所述冷凍機組(32)包括冷凍系統，所述冷凍系統包括冷凍壓縮機(1a、1b)、冷凍冷凝器(3a)、過冷板換(5)的冷凍換熱端(5a)、膨脹閥(7)、冷凍液管電磁閥(6)、冷凍氣液分離器(9)、冷凍儲液器(4)和冷凍油分離器(2)，其中所述膨脹閥(7)包括製冰膨脹閥(7a)和冷凍膨脹閥(7b)，所述液管電磁閥(6)包括製冰液管電磁閥(6a)和冷凍液管電磁閥(6b)，上述部件通過管路和閥門連接，並通過管路與冷凍池系統的冷凍池中的盤管蒸發器(8)連接，構成製冷循環；所述冷凍池系統(33)包括冷凍池、設置在冷凍池中的盤管式蒸發器(8)、攪拌器、電機、導流筒和靜壓板；所述基礎底座(34)是平板式底座；所述控制系統(35)包括模式轉換開關、溫控器、溫度傳感器和液位控制器，溫度傳感器用線路與溫控器相連，其特徵在於所述冷凍機組(32)還包括復疊系統和過冷系統，所述復疊系統包括復疊壓縮機(41)、復疊冷凝器(10)，復疊蒸發器(3b)，復疊氣液分離器(12)和復疊毛細管(11)，上述部件通過管路和閥門連接，構成製冷循環；所述過冷系統包括過冷壓縮機(31)、過冷冷凝器(13)、過冷板換(5)的過冷換熱端(5b)和過冷膨脹閥(15)，上述部件通過管路和閥門連接，構成製冷循環；所述冷凍系統的冷凍冷凝器(3a)管排與復疊系統的復疊蒸發器(3b)管排呈並聯排列，兩者管排端部共用一塊管板，使冷凍系統的冷凍冷凝器(3a)與復疊系統的復疊蒸發器(3b)成為一體結構；所述過冷系統的過冷冷凝器(13)管排與復疊系統復疊冷凝器(10)管排呈上下垂直布置，過冷系統的過冷冷凝器(13)管排安裝在復疊系統復疊冷凝器(10)管排上部，兩者管排端部共用一塊管板，使過冷系統的過冷冷凝器(13)與復疊系統的復疊冷凝器(10)成為一體結構；所述過冷系統的過冷板換(5)的冷凍換熱端(5a)的進口與冷凍儲液器(4)的出口相連，冷凍換熱端(5a)的出口與液管電磁閥(6)的進口相連接，即與製冰電磁閥(6a)和冷凍電磁閥(6b)並聯連接的進口相連，過冷板換(5)的過冷換熱端(5b)入口與過冷膨脹閥(15)出口連接，過冷換熱端(5b)的出口與過冷壓縮機(31)的吸氣管相連接；所述控制系統的模式轉換開關是兩位轉換開關，兩位轉換開關的一位與控制系統的製冰模式溫控器相連，另一位與控制系統的冷凍模式溫控器相連；所述控制系統的溫控器包括復疊溫控器(22)、過冷溫控器(23)、製冰溫控器(20)和冷凍溫控器(21)，所述溫度傳感器包括冷凝器進風溫度傳感器(17)和冷凍池中冷卻介質溫度傳感器(16)，冷凝器進風溫度傳感器(17)用信號線與復疊溫控器(22)相連，冷凍池中冷卻介質溫度傳感器(16)用信號線分別與製冰溫控器(20)、冷凍溫控器(21)和過冷溫控器(23)相連接，復疊溫控器(22)用線路與復疊壓縮機(41)相連，製冰溫控器(20)、冷凍溫控器(21)和過冷溫控器(23)分別用線路與冷凍壓縮機(1a、1b)和過冷壓縮機(31)相連；所述冷凍機組(32)、冷凍池系統(33)及控制系統(35)置於基礎底座(34)上。
2.根據權利要求1所述的風冷型沉浸式冷凍裝置，其特徵在於所述過冷系統的過冷板 換(5)是板式換熱器、閃蒸罐或套管換熱器。
3.根據權利要求1所述的風冷型沉浸式冷凍裝置，其特徵在於所述冷凍壓縮機(la、 lb)、復疊壓縮機(41)和過冷壓縮機(31)是往復式壓縮機或者是旋轉式壓縮機。
4.根據權利要求3所述的風冷型沉浸式冷凍裝置，其特徵在於所述往復式壓縮機或者是旋轉式壓縮機是定容量壓縮機或者是變容量壓縮機。
專利摘要風冷型沉浸式冷凍裝置提供了一種既可以進行食品的快速凍結也可以製冰的冷凍裝置，包括冷凍機組、冷凍池系統、基礎底座及控制系統，冷凍機組包括冷凍系統，復疊系統和過冷系統。本實用新型的或特點是使用方便，系統運行穩定可靠；系統簡單，易於維護；可實現速凍和製冰兩種應用；使用單級壓縮製冷循環可實現介質溫度-40℃；機組可以在高環境溫度中使用；系統效率高，達到快速凍結的目的。
文檔編號F25C1/00GK201662295SQ201020159178
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月12日 優先權日2010年4月12日
發明者劉景林, 劉質, 單永明, 周傳偉, 孫銘, 張劍飛, 徐靜, 秦海傑, 趙之海 申請人:大連三洋壓縮機有限公司