一种速冻制冷系统及速冻制冷方法

一种速冻制冷系统及速冻制冷方法
【专利摘要】本发明提出了一种速冻制冷系统，包括：超低温制冷机组，冷凝器和速冻加工装置；超低温制冷机组的第一输出端通过气体制冷剂输送管道与冷凝器的输入端连接，冷凝器的输出端通过液体制冷剂输送管道与超低温制冷机组的第一输入端连接；超低温制冷机组的第二输出端通过载冷剂输送管道与速冻加工装置的输入端连接，速冻加工装置的输出端通过载冷剂回液管道与超低温制冷机组的第二输入端连接；载冷剂回液管道上设有低温泵。本发明的有益效果如下：节能、安全、自动化程度高、后期维护工作量小、费用低，可实现远距离制冷，速冻效果明显，施工简单。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及速冻制冷设备及方法【技术领域】，特别是指一种速冻制冷系统及速冻制 冷方法。 一种速冻制冷系统及速冻制冷方法

【背景技术】
[0002] 食品速冻系统主要由冷源和速冻加工装置两部分组成。冷源主要指制冷系统，速 冻加工装置主要指速冻隧道和速冻库，速冻隧道包括网带速冻机、平板速冻机和螺旋速冻 机等，速冻库主要指安装有搁架排管、冷风机等设备的低温库房。
[0003] 目前，市面上常见食品速冻系统的制冷系统主要采用氨、氟利昂作为制冷剂，利用 制冷剂直接蒸发方式实现制冷。如图1所示，通过压缩机和冷凝器将制冷剂气体压缩冷凝 成液体，液体制冷剂再依次通过储液器、循环桶、液泵等液体制冷剂输送设备送至速冻加工 装置内部的热交换器，液体制冷剂在热交换器内与食品进行热量交换后迅速蒸发制冷变成 气体，然后被压缩机抽回；抽回的气体制冷剂再次被压缩，如此循环，位于速冻加工装置内 的食品被迅速降温冻结，从而达到快速冻结食品和食品保鲜目的。
[0004] 上述传统制冷系统的缺点如下：
[0005] 虽然氨作为一种优秀的制冷剂，被广泛应用于食品冷冻加工领域，但是氨属于一 种危险化学品，其易燃、易爆、有毒。氨制冷系统所使用的设备、管道均属于压力容器范畴， 对设备制造、安装质量、操作、维修等方面，国家都有着非常严格的规定。常常由于操作不 当、设备老化、安装质量不合格等因素造成氨泄漏，导致大量的人员伤亡和财产损失。
[0006] 氟利昂虽然是一种安全的制冷剂，但其本身单位容积制冷量较氨小很多，所以耗 能较多，成本较高，对速冻加工速度影响较大，故而在速冻装置中很少采用。
[0007] 由于对压力管道要求较高，因此后期维修过程工作量较大，费用较高；另外，对于 制冷机组距离速冻加工装置较远的情况，氨、氟制冷管道的阻力增加，制冷效率会大大下 降。
[0008] 因此，迫切需要一种安全、快捷的制冷剂和制冷系统。


【发明内容】

[0009] 本发明提出一种速冻制冷系统及速冻制冷方法，解决了现有技术中制冷系统安全 性能低的问题。
[0010] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0011] 一种速冻制冷系统，包括：超低温制冷机组，冷凝器和速冻加工装置；所述超低温 制冷机组的第一输出端通过气体制冷剂输送管道与所述冷凝器的输入端连接，所述冷凝器 的输出端通过液体制冷剂输送管道与所述超低温制冷机组的第一输入端连接；所述超低温 制冷机组的第二输出端通过载冷剂输送管道与所述速冻加工装置的输入端连接，所述速冻 加工装置的输出端通过载冷剂回液管道与所述超低温制冷机组的第二输入端连接；所述载 冷剂回液管道上设有低温泵。
[0012] 作为优选，所述超低温制冷机组的型号为FDCWSDK89。
[0013] 作为优选，所述载冷剂为有机酸盐溶液、三元混合溶液或KF-kl脂肪族类有机物。 [0014] 作为优选，所述制冷剂为R23、R22或R404A制冷剂。
[0015] 作为优选，所述载冷剂输送管道和载冷剂回液管道均采用耐低温无缝钢管、不锈 钢软连接管件和焊接钢制阀门组装而成。
[0016] 一种速冻制冷系统的速冻制冷方法，其方法步骤如下：
[0017] (1)制取低温载冷剂
[0018] 超低温制冷机组的压缩机将气体形态的制冷剂压缩后，通过气体制冷剂输送管道 输送给冷凝器，冷凝器将气体形态的制冷剂冷凝成液体形态的制冷剂，然后通过液体制冷 剂输送管道回送给超低温制冷机组的蒸发器，液体制冷剂在超低温制冷机组的蒸发器内与 载冷剂进行热量交换后，迅速蒸发制冷变成气体，气体形态的制冷剂再次被超低温制冷机 组的压缩机压缩，如此反复循环，达到不断制取低温载冷剂的目的；
[0019] ⑵速冻食品
[0020] 经超低温制冷机组制得的低温载冷剂，通过载冷剂输送管道输送至速冻加工装 置，载冷剂在热交换器内与待速冻的食品进行热量交换后升温，升温后的载冷剂在低温泵 的作用下被送入超低温制冷机组再次被冷却，如此反复循环，达到速冻食品的目的。
[0021] 本发明的有益效果为：
[0022] 通过采用超低温制冷机组代替传统的单级、单机双级压缩制冷机组，节能效果大 大加强。
[0023] 采用间接冷却系统代替直接冷却系统，载冷剂代替氨、氟制冷剂，由于载冷剂本身 无毒、不存在易燃易爆等风险，且在系统管道内运行压力低，不容易泄漏，即使泄露也容易 被发现，安全可靠性大大增加。
[0024] 通过采用超低温制冷机组代替传统压缩制冷机组，自动化程度高，易于操作，大大 节省人力成本，可实现一键开停机，运行过程中各种运行数据、报警信息、故障信息均在自 控系统触摸屏上集中显示；各种保护功能齐全，所有阀件一经调试合格基本不用再次调节， 不会出现误操作；对于操作人员要求不高，经过简单培训即可学会，且无需专人值守。
[0025] 由于采用普通管道代替压力管道，后期维护工作量小、费用低；主要是对制冷机组 进行定期维保，而维保的主要工作就是换油，制冷机组润滑油用量很小，成本很低。
[0026] 可实现远距离制冷，对于制冷系统与速冻加工装置距离较远的情况，氨、氟制冷系 统由于管道阻力的增加，导致制冷效率下降，而本发明具有明显优势，仅需提高低温泵的扬 程即可。
[0027] 超低温制冷机组可将载冷剂的温度降至直接蒸发系统的蒸发温度，甚至低于该温 度，且制冷机组的制冷量优于直接蒸发系统，其速冻效果与氨制冷系统非常接近，优于氟利 昂制冷系统。
[0028] 本发明所述系统的主要设备均在工厂内完成测试，到场后直接进行管道连接即可 投入使用；系统管路因运行压力很低及输送介质无毒无害，故而该管路系统不属于压力管 道范畴，安装手续及检验方法都大大简化，施工方便。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 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。
[0030] 图1为【背景技术】中传统速冻制冷系统的结构框图；
[0031] 图2为本发明所述速冻制冷系统的结构框图；
[0032] 图中：
[0033] 1、气体制冷剂输送管道，2、液体制冷剂输送管道，3、载冷剂输送管道，4、载冷剂回 液管道，5、低温泵。

【具体实施方式】
[0034] 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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 如图2所示的实施例可知，本发明所述的一种速冻制冷系统，包括：超低温制冷机 组，冷凝器和速冻加工装置；超低温制冷机组的第一输出端通过气体制冷剂输送管道1与 冷凝器的输入端连接，冷凝器的输出端通过液体制冷剂输送管道2与超低温制冷机组的第 一输入端连接；超低温制冷机组的第二输出端通过载冷剂输送管道3与速冻加工装置的输 入端连接，速冻加工装置的输出端通过载冷剂回液管道4与超低温制冷机组的第二输入端 连接；载冷剂回液管道上设有低温泵5。
[0036] 上述超低温制冷机组的型号为FDCWSDK89。低温泵5采用低温流体输送泵，主要材 质及零部件均采用耐低温设计。
[0037] 通过采用超低温制冷机组代替传统的单级、单机双级压缩制冷机组，节能效果大 大加强。自动化程度高，易于操作，大大节省人力成本，可实现一键开停机，运行过程中各种 运行数据、报警信息、故障信息均在自控系统触摸屏上集中显示；各种保护功能齐全，所有 阀件一经调试合格基本不用再次调节，不会出现误操作；对于操作人员要求不高，经过简单 培训即可学会，且无需专人值守。
[0038] 上述载冷剂为有机酸盐溶液、三元混合溶液或KF-kl脂肪族类有机物等有机物， 具有冰点低、流动性好，比热大，对金属腐蚀小等特点。
[0039] 采用载冷剂代替氨、氟制冷剂，由于载冷剂本身无毒、不存在易燃易爆的风险，且 在系统管道内运行压力低，不容易泄漏，更加安全可靠。采用与传统制冷剂直接蒸发系统温 度接近的载冷剂，且制冷机组的制冷量优于直接蒸发系统，因此其速冻效果与氨制冷系统 非常接近，优于氟利昂制冷系统，速冻效果明显。
[0040] 上述制冷剂为R23、R22或R404A制冷剂。
[0041] 上述载冷剂输送管道和载冷剂回液管道均采用耐低温无缝钢管、不锈钢软连接管 件和焊接钢制阀门组装而成。
[0042] 由于采用普通管道代替压力管道，后期维护工作量小、费用低；主要是对制冷机组 进行定期维保，而维保的主要工作就是换油，制冷机组润滑油用量很小，成本很低。
[0043] 上述速冻制冷系统的速冻制冷方法，其方法步骤如下：
[0044] (1)制取低温载冷剂
[0045] 超低温制冷机组的压缩机将气体形态的制冷剂压缩后，通过气体制冷剂输送管道 输送给冷凝器，冷凝器将气体形态的制冷剂冷凝成液体形态的制冷剂，然后通过液体制冷 剂输送管道回送给超低温制冷机组的蒸发器，液体制冷剂在超低温制冷机组的蒸发器内与 载冷剂进行热量交换后，迅速蒸发制冷变成气体，此时载冷剂温度被降低；然后气体形态的 制冷剂再次被超低温制冷机组的压缩机压缩，如此反复循环，达到不断制取低温载冷剂的 目的；
[0046] (2)速冻食品
[0047] 经超低温制冷机组制得的低温载冷剂，通过载冷剂输送管道输送至速冻加工装 置，载冷剂在热交换器内与待速冻的食品进行热量交换后升温，升温后的载冷剂在低温泵 的作用下被送入超低温制冷机组再次被冷却，如此反复循环，达到速冻食品的目的。
[0048] 综上所述，本发明可实现远距离制冷，对于制冷系统与速冻加工装置距离较远的 情况，氨、氟制冷系统由于管道阻力的增加，导致制冷效率下降，而本发明具有明显优势，仅 需提高低温泵的扬程即可。
[0049] 本发明所述系统的主要设备均在工厂内完成测试，到场后直接进行管道连接即可 投入使用；系统管路因运行压力很低及输送介质不属于有毒、易燃易爆范畴，故而该管路系 统不属于压力管道范畴，安装手续及检验方法都大大简化，施工方便。
[0050] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种速冻制冷系统，其特征在于，包括：超低温制冷机组，冷凝器和速冻加工装置； 所述超低温制冷机组的第一输出端通过气体制冷剂输送管道与所述冷凝器的输入端连接， 所述冷凝器的输出端通过液体制冷剂输送管道与所述超低温制冷机组的第一输入端连接； 所述超低温制冷机组的第二输出端通过载冷剂输送管道与所述速冻加工装置的输入端连 接，所述速冻加工装置的输出端通过载冷剂回液管道与所述超低温制冷机组的第二输入端 连接；所述载冷剂回液管道上设有低温泵。
2. 根据权利要求1所述的一种速冻制冷系统，其特征在于，所述超低温制冷机组的型 号为 FDCWSDK89。
3. 根据权利要求1所述的一种速冻制冷系统，其特征在于，所述载冷剂为有机酸盐溶 液、三元混合溶液或KF-kl脂肪族类有机物。
4. 根据权利要求1所述的一种速冻制冷系统，其特征在于，所述制冷剂为R23、R22或 R404A制冷剂。
5. 根据权利要求1所述的一种速冻制冷系统，其特征在于，所述载冷剂输送管道和载 冷剂回液管道均采用耐低温无缝钢管、不锈钢软连接管件和焊接钢制阀门组装而成。
6. -种权利要求1所述的速冻制冷系统的速冻制冷方法，其特征在于，其方法步骤如 下： (1) 制取低温载冷剂 超低温制冷机组的压缩机将气体形态的制冷剂压缩后，通过气体制冷剂输送管道输送 给冷凝器，冷凝器将气体形态的制冷剂冷凝成液体形态的制冷剂，然后通过液体制冷剂输 送管道回送给超低温制冷机组的蒸发器，液体制冷剂在超低温制冷机组的蒸发器内与载冷 剂进行热量交换后，迅速蒸发制冷变成气体，气体形态的制冷剂再次被超低温制冷机组的 压缩机压缩，如此反复循环，达到不断制取低温载冷剂的目的； (2) 速冻食品 经超低温制冷机组制得的低温载冷剂，通过载冷剂输送管道输送至速冻加工装置，载 冷剂在热交换器内与待速冻的食品进行热量交换后升温，升温后的载冷剂在低温泵的作用 下被送入超低温制冷机组再次被冷却，如此反复循环，达到速冻食品的目的。
【文档编号】A23L3/36GK104121746SQ201410330363
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】李文强, 李建华 申请人:石家庄久鼎制冷空调设备有限公司