CN115218577A - 一种液氮冷量逐级利用的速冻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冷链设备领域,公开了一种液氮冷量逐级利用的速冻方法,液氮经液氮喷淋模块作用至第一速冻腔的物品,气化产生氮气,氮气经蓄冷剂制冷模块对蓄冷剂降温,蓄冷剂制冷模块排出的氮气进入到第三速冻腔对第三速冻腔内的物品进行制冷;以此同时,换热器对第二速冻腔内的物品进行制冷;第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔中任意一者内的物品均依次通过和氮气进行接触制冷、采用换热器进行热交换制冷、采用液氮制冷三个步骤完成速冻操作。该方法能够充分利用液氮的冷量,实现对于难速冻的对象的快速、节能的速冻。
Description
技术领域
本发明涉及冷链设备领域,具体为一种液氮冷量逐级利用的速冻方法。
背景技术
ZL201822178843.7公开了一种四门液氮速冻柜,包括壳体,壳体上设有第一冷冻腔、第二冷冻腔、第三冷冻腔、第四冷冻腔、第一冷冻门、第二冷冻门、第三冷冻门、第四冷冻门、第一排气管、第二排气管、第三排气管、第四排气管、第一发泡保温板、第二发泡保温、第三发泡保温板、第四发泡保温板和耐低温密封条,第一发泡保温板的厚度、第二发泡保温板的厚度、第三发泡保温板的厚度和第四发泡保温板的厚度都为150mm~200mm。
在上述设备中,采用废氮气进行预冷是一个非常好的设计,但是在速冻过程中我们发现,对于难于冻透的物品,我们需要采用大剂量的液氮进行速冻,瞬间产生大量的废氮气,废氮气进行预冷操作存在热交换效率低、热交换速度慢的问题。
海外用户对我们的设备的性能反馈要求就是:能不能进一步降低液氮用量。
所以,本发明所要解决的问题在于:如何实现液氮的能量充分利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液氮冷量逐级利用的速冻方法,该方法能够充分利用液氮的冷量,实现对于难速冻的对象的快速、节能的速冻。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种液氮冷量逐级利用的速冻方法,所述方法涉及至少3个速冻腔,3个速冻腔分别为第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔,所述方法还涉及蓄冷剂存储模块、循环泵、换热器、蓄冷剂制冷模块,所述蓄冷剂存储模块、循环泵、换热器构成一个循环,所述第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔内均设有液氮喷淋模块、换热器;
所述方法具体为:
液氮经液氮喷淋模块作用至第一速冻腔的物品,气化产生氮气,氮气经蓄冷剂制冷模块对蓄冷剂降温,蓄冷剂制冷模块排出的氮气进入到第三速冻腔对第三速冻腔内的物品进行制冷;以此同时,换热器对第二速冻腔内的物品进行制冷;
第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔中任意一者内的物品均依次通过和氮气进行接触制冷、采用换热器进行热交换制冷、采用液氮制冷三个步骤完成速冻操作。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔,其在同一时间分别进行液氮制冷、换热器制冷、预冷操作,通过蓄冷剂对气化的氮气首先进行高品位冷量进行吸收,再将低品位的氮气和物品直接热交换,可显著降低液氮的用量。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图;
图2是实施例1的管道流程图。
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,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做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。
实施例1
一种液氮冷量逐级利用的速冻方法,所述方法参考图1和2,其涉及至少3个速冻腔1,3个速冻腔1分别为第一速冻腔1、第二速冻腔1、第三速冻腔1,所述方法还涉及蓄冷剂存储模块3、循环泵7、换热器6、蓄冷剂制冷模块8,所述蓄冷剂存储模块3、循环泵7、换热器6构成一个循环,所述第一速冻腔1、第二速冻腔1、第三速冻腔1内均设有液氮喷淋模块2、换热器6;每个速冻腔1均设有供气管道4、排气管道5;所述排气管道5具有两个排出路径,其中一个排出路径至蓄冷剂制冷模块8的气体入口,另外一个排出路径为大气;两个排出路径上设有第一阀门9和第二阀门10;所述供气管道4和蓄冷剂制冷模块8的气体出口连通。
所述方法具体为:
液氮经液氮喷淋模块2作用至第一速冻腔1的物品,气化产生氮气,氮气经蓄冷剂制冷模块8对蓄冷剂降温,蓄冷剂制冷模块8排出的氮气进入到第三速冻腔1对第三速冻腔1内的物品进行制冷;以此同时,换热器6对第二速冻腔1内的物品进行制冷;
第一速冻腔1、第二速冻腔1、第三速冻腔1中任意一者内的物品均依次通过和氮气进行接触制冷、采用换热器6进行热交换制冷、采用液氮制冷三个步骤完成速冻操作。
下面对第一速冻腔1、第二速冻腔1、第三速冻腔1中进行完整描述:
第一时间段:第一速冻腔1采用液氮速冻制冷,即将液氮直接喷淋到物品上;第二速冻腔1采用换热器6制冷,即将第二速冻腔1内的气体和换热器6进行热交换对气体进行降温,气体对第二速冻腔1内的物品进行制冷,第三速冻腔1采用经过蓄冷剂吸热后的氮气进行预冷,氮气经第三速冻腔1排至大气。
第二时间段:第一速冻腔1预冷,第二速冻腔1采用液氮速冻制冷,第三速冻腔1采用换热器6制冷;
第三时间段:第一速冻腔1采用换热器6制冷、第二速冻腔1预冷,第三速冻腔1采用液氮速冻制冷;
以上第一时间段、第二时间段、第三时间段为一完整的循环。
通过以上三步,经过验证:
验证对象:泰国榴莲,产地处验证;
采用本实施例的速冻方法,第一时间段、第二时间段、第三时间段完整用时大约在120min;采用CN201822178658.8所述的一种四门自预冷液氮柜,完整用时大约为120min;采用单门液氮速冻机完整用时大约100min;
在相同的目标速冻温度、榴莲的总量相等的情况下,采用本实施例的速冻方法消耗的液氮大约为单门液氮速冻机液氮消耗的70%;CN201822178658.8所述的四门自预冷液氮柜大约为单门液氮速冻机液氮消耗的90%。
在实际应用中,所述速冻腔1不少于3个,第一速冻腔1、第二速冻腔1、第三速冻腔1中至少有一者不少于2个。速冻腔1可以为6个,9个,12个等。
优选地,所述第一速冻腔1、第二速冻腔1、第三速冻腔1内均设有强制对流设备11。该强制对流设备11为风扇,该风扇可在废氮气预冷、换热器6速冻、液氮速冻这三个流程中任意一个流程均起作用;在预冷阶段,可用风扇将氮气和物品进行快速接触换热;在换热器6速冻阶段,该速冻腔1是密闭的状态,既不向内补充氮气也不向外排出氮气,风扇用于促进速冻腔1内的气体和换热器6进行快速换热,速冻腔1内的气体对物品进行接触换热;在液氮速冻阶段,风扇用于促进液氮颗粒的扩散,实现液氮颗粒和物品的更彻底的接触,促进液氮的气化。
更为优选地,所述液氮喷淋模块2、换热器6均配套有一个强制对流设备11。
为了提高热交换速度,所述换热器6、蓄冷剂制冷模块8均为采用热管进行热交换的换热器6。热管换热器6大体由如下组件组成:热管、可选的波纹导热带,热管的一端和蓄冷剂接触,热管的另外一端和氮气接触,实现快速热交换;但是本实施例并不排斥其他传统类型的换热器6如管带式换热器6等。
在本实施例中,所述换热器6的液体入口设有第三阀门12;所述供气管道4上设有第四阀门13。
各阀门的工作过程为:
第一速冻腔1为液氮速冻阶段,此时第一阀门9打开、第二阀门10、第三阀门12、第四阀门13关闭;
第二速冻腔1为蓄冷剂速冻阶段,此时第一阀门9、第二阀门10、第四阀门13关闭,第三阀门12打开;
第三速冻腔1为预冷阶段,此时第二阀门10、第四阀门13打开,第一阀门9、第三阀门12关闭。
优选地,所述供气管道4、排气管道5内均设有风扇14,所述速冻腔1配套设有密封门15;所述速冻腔1为具有保温结构的速冻腔1。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。
Claims (9)
1.一种液氮冷量逐级利用的速冻方法,所述方法涉及至少3个速冻腔,3个速冻腔分别为第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔,其特征在于,所述方法还涉及蓄冷剂存储模块、循环泵、换热器、蓄冷剂制冷模块,所述蓄冷剂存储模块、循环泵、换热器构成一个循环,所述第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔内均设有液氮喷淋模块、换热器;
所述方法具体为:
液氮经液氮喷淋模块作用至第一速冻腔的物品,气化产生氮气,氮气经蓄冷剂制冷模块对蓄冷剂降温,蓄冷剂制冷模块排出的氮气进入到第三速冻腔对第三速冻腔内的物品进行制冷;以此同时,换热器对第二速冻腔内的物品进行制冷;
第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔中任意一者内的物品均依次通过和氮气进行接触制冷、采用换热器进行热交换制冷、采用液氮制冷三个步骤完成速冻操作。
2.根据权利要求1所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述速冻腔不少于3个,第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔中至少有一者不少于2个。
3.根据权利要求1所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,每个速冻腔均设有供气管道、排气管道;所述排气管道具有两个排出路径,其中一个排出路径至蓄冷剂制冷模块的气体入口,另外一个排出路径为大气;两个排出路径上设有第一阀门和第二阀门;所述供气管道和蓄冷剂制冷模块的气体出口连通。
4.根据权利要求1所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述第一速冻腔、第二速冻腔、第三速冻腔内均设有强制对流设备。
5.根据权利要求1所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述液氮喷淋模块、换热器均配套有一个强制对流设备。
6.根据权利要求1所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述换热器、蓄冷剂制冷模块均为采用热管进行热交换的换热器。
7.根据权利要求3所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述换热器的液体入口设有第三阀门;所述供气管道上设有第四阀门。
8.根据权利要求3所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述供气管道、排气管道内均设有风扇。
9.根据权利要求1所述的液氮冷量逐级利用的速冻方法,其特征在于,所述速冻腔配套设有密封门;所述速冻腔为具有保温结构的速冻腔。
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