專利名稱：熱氣體加熱處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種在冷凍甜品系統(tǒng)中使用的熱氣體加熱處理系統(tǒng)，其用于冷卻用來招待的冷凍甜品混合物，和用于在加熱處理過程中加熱冷凍甜品混合物。更具體地說，本發(fā)明涉及一種包括一個(gè)以上給料器和一個(gè)以上冷凍桶的冷凍甜品系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
制冷系統(tǒng)用于冷卻冷凍甜品系統(tǒng)中的混合物。典型的冷凍甜品系統(tǒng)包括儲(chǔ)存混合物的給料器，和在招待之前將空氣冷卻并向混合物內(nèi)補(bǔ)充的冷凍桶。該冷卻桶被制冷系統(tǒng)冷卻。制冷劑被壓縮機(jī)壓縮到高壓和高焓。制冷劑流過冷凝器并向流體介質(zhì)排出熱并被冷卻。高壓低焓的制冷劑這時(shí)膨脹達(dá)到低壓。制冷劑流過環(huán)繞冷凍桶的管道并冷卻冷凍桶中的混合物。低壓高焓的制冷劑回到壓縮機(jī)，以便完成循環(huán)。
給料器被獨(dú)立的乙二醇系統(tǒng)冷卻，該乙二醇系統(tǒng)包括環(huán)繞給料器和冷凍桶的管道。乙二醇首先圍繞冷凍桶流動(dòng)并被冷卻。已冷卻的乙二醇接著圍繞給料器流動(dòng)以冷卻給料器中的混合物。為了滿足食品安全標(biāo)準(zhǔn)，給料器中的混合物通常保持低于41。
混合物每晚都被加熱處理以殺死細(xì)菌?；旌衔锉患訜岽蠹s90分鐘，溫度達(dá)到至少150?；旌衔锉３衷诔^15030分鐘，然后在120分鐘內(nèi)冷卻到41。通過使用電阻加熱器或氣體燃燒器加熱乙二醇，使混合物加熱。已加熱的乙二醇圍繞給料器和冷凍桶流動(dòng)以加熱混合物。
這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是冷凍桶和給料器通過乙二醇系統(tǒng)配合連接。當(dāng)已冷卻的乙二醇在冷卻過程中圍繞給料器流動(dòng)時(shí)，乙二醇被加熱。已加熱乙二醇隨后圍繞冷凍桶流動(dòng)，會(huì)融化冷凍桶中的混合物。
在加熱處理期間，乙二醇首先加熱冷凍桶中的混合物。乙二醇被冷卻并因此導(dǎo)致加熱給料器中混合物的效果更差。這樣需要更長時(shí)間加熱給料器中的混合物，很可能使加熱處理循環(huán)的長度增加到三個(gè)小時(shí)以上。加熱處理循環(huán)會(huì)改變混合物的口味，并且更長的加熱處理循環(huán)會(huì)對(duì)冷凍甜品的口味產(chǎn)生不利影響。
在現(xiàn)有技術(shù)的熱氣體加熱處理系統(tǒng)中，給料器和冷凍桶中的混合物不能被單獨(dú)冷卻。如果給料器和冷凍桶其中之一需要冷卻，另一個(gè)也不得不被冷卻?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的給料器和冷凍桶的吸入管路是配合連接的，因此改變圍繞給料器和冷凍桶流動(dòng)的制冷劑的壓力及溫度是很困難的。優(yōu)選地是，相對(duì)于冷凍冷凍桶中混合物的制冷劑，冷卻給料器中混合物的制冷劑具有不同的溫度和壓力?，F(xiàn)有技術(shù)的熱氣體加熱處理系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是系統(tǒng)的容量較小，并且因此壓縮機(jī)尺寸不足以滿足壓縮機(jī)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的熱氣體加熱處理系統(tǒng)包括第一給料器和第二給料器，其中每一個(gè)儲(chǔ)存用于形成冷凍產(chǎn)品的混合物?；旌衔飶牡谝唤o料器和第二給料器分別流入第一冷凍桶和第二冷凍桶，用于冷卻并與空氣混合形成冷凍甜品。第一給料器和第一冷凍桶中的混合物可以具有第一口味，并且第二給料器和第二冷凍桶中的混合物可以具有第二口味。
制冷劑在壓縮機(jī)中被壓縮，然后被冷凝器冷凝。液態(tài)制冷劑隨后被分為四路，每一路流向每個(gè)給料器和冷凍桶。流向冷凍桶的制冷劑通過AXV膨脹閥被膨脹到低壓并冷卻冷凍桶中的混合物。流向給料器的制冷劑通過TXV膨脹閥被膨脹到低壓并冷卻給料器中的混合物。冷卻了冷凍桶和給料器中的混合物以后，制冷劑處于低壓和高焓。制冷劑通路匯合，并且制冷劑回到壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。
液體管路電磁閥設(shè)置在緊鄰給料器和冷凍桶入口的每個(gè)膨脹閥之前，以控制來自冷凝器的冷卻高壓液態(tài)制冷劑流。熱氣體電磁閥也設(shè)置在每個(gè)給料器和冷凍桶的入口，以控制來自壓縮機(jī)的熱氣態(tài)制冷劑流。當(dāng)系統(tǒng)在冷卻模式下運(yùn)行時(shí)，液體管路電磁閥被打開并且熱氣體電磁閥被關(guān)閉，以允許來自冷凝器的冷卻液態(tài)制冷劑流進(jìn)入給料器和冷凍桶以冷卻混合物。當(dāng)系統(tǒng)在用于夜間加熱處理的加熱模式運(yùn)行時(shí)，熱氣體電磁閥被打開并且液體管路電磁閥被關(guān)閉，以允許來自壓縮機(jī)的熱制冷劑流進(jìn)入給料器和冷凍桶以加熱混合物。
該系統(tǒng)進(jìn)一步包括熱氣體旁通閥，以允許來自壓縮機(jī)排出口的制冷劑氣體流入壓縮機(jī)吸入口以增加壓縮機(jī)負(fù)荷。EPR閥設(shè)置于緊鄰每個(gè)給料器的排出口，用以保持流過給料器的制冷劑的蒸發(fā)器壓力以及溫度。系統(tǒng)包括CPR閥，該CPR閥通過減少流入壓縮機(jī)吸入口的制冷劑量來限制壓縮機(jī)的入口壓力。系統(tǒng)還包括TREV閥，該TREV閥允許來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑流入壓縮機(jī)吸入口以冷卻壓縮機(jī)吸入口和排出口。
通過下面的詳細(xì)說明和附圖，可以更好地理解本發(fā)明的上述這些和其它特征。


根據(jù)下面當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。伴隨詳細(xì)描述的附圖被簡要描述如下圖1示意地描繪了本發(fā)明熱氣體加熱處理系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖2示意地描繪了本發(fā)明熱氣體加熱處理系統(tǒng)的第二實(shí)施例；和圖3示意地描繪了本發(fā)明熱氣體加熱處理系統(tǒng)的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地描繪了本發(fā)明熱氣體加熱處理系統(tǒng)120。系統(tǒng)120包括第一給料器122a和第二給料器122b，所述給料器中的每一個(gè)儲(chǔ)存用于制作冷凍甜品產(chǎn)品的混合物，這些冷凍甜點(diǎn)產(chǎn)品例如是軟服務(wù)的冰淇林或奶昔。第一給料器122a中的混合物和第二給料器122b中的混合物可以是不同口味。也就是說，第一給料器122a和第一冷凍桶124a中的混合物可以具有一種口味，并且第二給料器122b和第二冷凍桶124b中的混合物可以具有不同的口味。
在一個(gè)例子中，給料器122a和122b是每個(gè)為20夸脫的給料器。第一給料器122a中的混合物流入第一冷凍桶124a，并且第二給料器122a中的混合物流入第二冷凍桶124b。在冷凍桶124a和124b中，混合物被冷凍并與空氣混合形成冷凍甜品產(chǎn)品。
在重力進(jìn)料系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)空氣混合進(jìn)料管用于計(jì)量進(jìn)入冷凍桶124a和124b的空氣。在泵系統(tǒng)中，進(jìn)入冷凍桶124a和124b的空氣被泵計(jì)量。優(yōu)選地，每個(gè)冷凍桶124a和124b由不銹鋼制成。然后冷凍產(chǎn)品被從冷凍桶124a和124b中分配用于招待。冷凍桶124a和124b中的冷凍產(chǎn)品也可以被盤繞在一起形成有兩種口味的冷凍甜品。
給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b被制冷系統(tǒng)冷卻。制冷劑流過封閉的回路系統(tǒng)。在一個(gè)例子中，制冷劑是R404A。熱氣態(tài)制冷劑在壓縮機(jī)126中被壓縮到高壓和高焓。壓縮機(jī)126可以是單速、雙速、或其它不同速度的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)126也可以具有可變?nèi)莘e或容量。制冷劑接著流過冷凝器128并向流體介質(zhì)排出熱。制冷劑被電機(jī)132驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇130冷卻。在一個(gè)例子中，冷凝器128可以是三行5/16英寸管和反向鋸齒形翅片冷凝器。冷凝器128可以是水冷冷凝器或空冷冷凝器。然而，可以理解的是，也可以使用其它類型的冷凝器128。由于在加熱模式中的高冷凍負(fù)荷，相對(duì)于類似容量不帶加熱處理的結(jié)構(gòu)，冷凝器128的容量必須增加。壓縮機(jī)126的尺寸和冷凝器128的尺寸是互相均衡和相關(guān)的。
被冷凝器128冷卻的制冷劑被分為四個(gè)通路134a、134b、136a和136b。通路134a引入第一冷凍桶124a，通路134b引入第二冷凍桶124b，通路136a引入第一給料器122a，并且通路136b引入第二給料器122b。
沿著通路134a流動(dòng)的制冷劑通過膨脹閥138a并被膨脹到低壓。優(yōu)選地，膨脹閥138a是AXV膨脹閥。AXV膨脹閥是一種自動(dòng)膨脹閥，其不斷調(diào)整壓力以將圍繞第一冷凍桶124a流動(dòng)的制冷劑的蒸發(fā)壓力控制在20-22psig，該壓力大約對(duì)應(yīng)于-15。因?yàn)榈谝焕鋬鐾?24a中的混合物對(duì)固定的蒸發(fā)器溫度敏感，所以這樣能夠使產(chǎn)品質(zhì)量保持一致。與第一給料器122a中的混合物相比，第一冷凍桶124a中的混合物通?；ㄙM(fèi)更少的時(shí)間冷卻。盡管描述了AXV膨脹閥，可以理解的是，也可以使用其它類型的膨脹閥。
在膨脹之后，制冷劑流過環(huán)繞第一冷凍桶124a的管道，從第一冷凍桶124a中的混合物中接收熱量并冷卻所述混合物。制冷劑通過通路144a流出環(huán)繞第一冷凍桶124a的管道。盡管描述了管道，可以理解的是，制冷劑也可以流過緊鄰第一冷凍桶124a的腔體。
沿著通路136a流動(dòng)的制冷劑經(jīng)過膨脹閥140a并膨脹到低壓。優(yōu)選地，膨脹閥140a是TXV膨脹閥。TXV是膨脹閥或熱力膨脹閥，其具有更強(qiáng)的排散熱量的能力。冷卻第一給料器122a所需的制冷能力改變，并且與第一給料器122a中的混合物平面成正比。TXV膨脹閥140a提供對(duì)第一給料器122a的制冷劑質(zhì)量流量的控制，并維持設(shè)定的過熱量以確保壓縮機(jī)126的可靠性。TXV膨脹閥140a盡量保持10的過熱。
TXV膨脹閥140a通過測溫包192a進(jìn)行控制。測溫包192a檢測流出第一給料器122a的制冷劑溫度。根據(jù)測溫包192a的檢測值，TXV膨脹閥140a通過控制進(jìn)入第一給料器122a的制冷劑量，來控制進(jìn)入第一給料器122a的制冷劑的壓力以及溫度。在這個(gè)例子中，TXV膨脹閥140a是一個(gè)加壓限制TXV膨脹閥，該膨脹閥調(diào)整第一給料器122a的吸入壓力以調(diào)整離開第一給料器122a的過熱。
在膨脹之后，制冷劑流過環(huán)繞第一給料器122a的管道，從第一給料器122a中的混合物中接收熱量并冷卻所述混合物。在一個(gè)例子中，環(huán)繞第一給料器122a的管道是銅管制冷管路，該制冷管路環(huán)繞并焊接到第一給料器122a的底部和側(cè)壁上，并且直徑大約是5/16英寸。然而，可以理解的是，管道可以是其它直徑或由其它材料制成。優(yōu)選地，焊接到第一給料器122a底部的制冷管路的表面面積是最大的。優(yōu)選地，冷卻第一給料器122a中混合物的制冷劑在22-24之間，保持第一給料器122a中的混合物處于37-39之間，低于41的標(biāo)準(zhǔn)。制冷劑通過通路142a流出第一給料器122a。
沿著通路134b流動(dòng)的制冷劑經(jīng)過膨脹閥138b并膨脹到低壓。優(yōu)選地，膨脹閥138b是AXV(自動(dòng)膨脹閥)膨脹閥。AXV膨脹閥是一種自動(dòng)膨脹閥，該膨脹閥不斷調(diào)整壓力以控制圍繞第二冷凍桶124b流動(dòng)的制冷劑的蒸發(fā)壓力處于20-22psig，該壓力大約對(duì)應(yīng)于-15。因?yàn)榈诙鋬鐾?24b中的混合物對(duì)固定的蒸發(fā)器溫度敏感，所以這樣能夠使產(chǎn)品質(zhì)量保持一致。與給料器122b中的混合物相比，第二冷凍桶124b中的混合物通?；ㄙM(fèi)更少的時(shí)間冷卻。盡管描述了AXV膨脹閥，但是可以理解的是，也可以使用其它類型的膨脹閥。
在膨脹之后，制冷劑流過環(huán)繞第二冷凍桶124b的管道，從第二冷凍桶124b的混合物中接收熱量并冷卻所述混合物。制冷劑通過通路144b流出環(huán)繞第二冷凍桶124b的管道。盡管描述了管道，可以理解的是，制冷劑也可以流過緊鄰第二冷凍桶124b的腔體。
沿著通路136b流動(dòng)的制冷劑經(jīng)過膨脹閥140b并膨脹到低壓。優(yōu)選地，膨脹閥140b是TXV(熱力膨脹閥)膨脹閥。TXV膨脹閥或熱力膨脹閥，具有更強(qiáng)的排散熱量的能力。冷卻第二給料器122b所需的制冷能力改變，并且與第二給料器122b中的混合物平面成正比。TXV膨脹閥140b提供對(duì)第二給料器122b的制冷劑質(zhì)量流量的控制，并維持設(shè)定的過熱量以確保壓縮機(jī)126的可靠性。TXV膨脹閥140b盡量保持10的過熱。
TXV膨脹閥140b通過測溫包192b進(jìn)行控制。測溫包192b檢測流出第二給料器122b的制冷劑溫度。根據(jù)測溫包192b檢測的值，TXV膨脹閥140b通過控制進(jìn)入第二給料器122b的制冷劑量，控制進(jìn)入第二給料器122b的制冷劑的壓力以及溫度。在這個(gè)例子中，TXV膨脹閥140b是加壓限制TXV膨脹閥，該膨脹閥調(diào)整第二給料器122b的吸入壓力以調(diào)整離開第二給料器122b的過熱。
在膨脹之后，制冷劑流過環(huán)繞第二給料器122b的管道，從第二給料器122b的混合物中接收熱量并冷卻所述混合物。在一個(gè)例子中，環(huán)繞第二給料器122b的管道是銅管制冷管路，該制冷管路環(huán)繞并焊接到第二給料器122b的底部和側(cè)壁上，并且直徑大約是5/16英寸。然而，可以理解的是，管道可以是其它直徑或由其它材料制成。優(yōu)選地，焊接到第二給料器122b底部的制冷管路的表面面積是最大的。優(yōu)選地，冷卻第二給料器122b中混合物的制冷劑在22-24之間，保持第二給料器122b中的混合物處于37-39之間，低于41的標(biāo)準(zhǔn)。制冷劑通過通路142b流出第二給料器122b。
在冷卻了冷凍桶124a和124b以及給料器122a和122b中的混合物后，制冷劑處于低壓和高焓。制冷劑通路142a、142b、144a和144b匯合，并且制冷劑回到壓縮機(jī)126進(jìn)行壓縮，以便完成循環(huán)。
該系統(tǒng)120進(jìn)一步包括接收器180，該接收器180儲(chǔ)存過量的制冷劑并控制系統(tǒng)120中沒有使用的制冷劑可變化的量。熱交換器/過冷器182用于在流出給料器122a和122b和冷凍桶124a和124b的氣態(tài)制冷劑，以及流向膨脹閥138a、138b、140a和140b的液態(tài)制冷劑之間進(jìn)行熱交換，以進(jìn)一步提高能力。熱交換器/過冷器182加熱進(jìn)入壓縮機(jī)126的吸入氣體，確保只有氣態(tài)制冷劑而沒有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)126，并延長壓縮機(jī)126的壽命。過濾器/干燥器184用于收集制冷劑中的任何碎屑，并除去可能已經(jīng)滲漏進(jìn)制冷系統(tǒng)120中的任何水。
該系統(tǒng)120在加熱模式下運(yùn)行，以加熱處理給料器122a和122b和冷凍桶124a和124b中的混合物。該系統(tǒng)120進(jìn)一步包括熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b，這些電磁閥分別控制從壓縮機(jī)排出口158到冷凍桶124a和124b和給料器122a和122b的制冷劑流動(dòng)。當(dāng)加熱混合物時(shí)，熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b被打開以允許來自壓縮機(jī)126的壓縮機(jī)排出口158的熱氣態(tài)制冷劑旁通冷凝器128，并圍繞給料器122a和122b和冷凍桶124a和124b流動(dòng)。液體管路電磁閥146a、146b、148a和148b被關(guān)閉以阻止來自冷凝器128的已冷卻制冷劑圍繞給料器122a和122b和冷凍桶124a和124b流動(dòng)。
每晚混合物被加熱到至少150至少30分鐘，以加熱處理混合物并殺死任何細(xì)菌。制冷管路焊接到給料器122a和122b的底部和側(cè)壁上，增加表面面積并減少對(duì)給料器122a和122b側(cè)壁上的混合物的烘烤。由于混合物平面下降，當(dāng)混合物薄膜粘住122a和122b側(cè)壁時(shí)，混合物烘烤。給料器122a和122b和冷凍桶124a和124b被分別加熱，因此混合物可以更快地被加熱和冷卻，以減少加熱處理循環(huán)的時(shí)間。
在加熱模式期間，在打開熱氣體電磁閥150a和150b并加熱冷凍桶124a和124b之前，最好首先打開熱氣體電磁閥152a和152b，以單獨(dú)加熱給料器122a和122b幾分鐘，用于防止壓縮機(jī)126回流。熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b被單獨(dú)控制，并能被不同步地?cái)嚅_。溫度傳感器172a、172b、174a和174b各自提供來自冷凍桶124a和124b以及給料器122a和122b的溫度反饋，以指示混合物何時(shí)達(dá)到所需溫度。給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b中混合物的溫度被提供給控制系統(tǒng)120的控制器186。
液體管路電磁閥146a、146b、148a和148b以及熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b被控制器186單獨(dú)控制。因此給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b可以被分別冷卻和加熱。
在冷卻模式期間，當(dāng)只有給料器122a和122b單獨(dú)被冷卻時(shí)，可能沒有足夠的負(fù)荷提供給壓縮機(jī)126，從而降低了壓縮機(jī)126的吸入壓力并影響壓縮機(jī)126的可靠性。當(dāng)只有給料器122a和122b被冷卻時(shí)，液體管路電磁閥146a和146b被關(guān)閉，并且液體管路電磁閥148a和148b被打開。熱氣體旁通閥154可以被打開，以允許來自壓縮機(jī)排出口158的熱制冷劑流入壓縮機(jī)吸入口160，對(duì)壓縮機(jī)126施加額外的負(fù)荷。熱氣體旁通閥154是自調(diào)節(jié)的。制冷劑氣體轉(zhuǎn)移了預(yù)設(shè)的一些制冷效果，但給壓縮機(jī)126提供了負(fù)荷以維持壓縮機(jī)126的吸入壓力大于10磅/英寸。
熱氣體旁通閥154在其它時(shí)間都被關(guān)閉。然而，熱氣體旁通閥154可能會(huì)沒有完全關(guān)閉，導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的制冷劑泄漏進(jìn)系統(tǒng)120。可以使用熱氣體旁通電磁閥156與熱氣體旁通閥154串聯(lián)，以防止不希望出現(xiàn)的制冷劑從壓縮機(jī)排出口158泄漏進(jìn)系統(tǒng)120。
熱氣體旁通電磁閥156以與液體管路電磁閥148a和148b并聯(lián)的方式啟動(dòng)，以使熱氣體旁通電磁閥156只在液體管路電磁閥148a和148b被打開時(shí)打開?？蛇x擇地，熱氣體旁通電磁閥156通過控制器186啟動(dòng)。當(dāng)控制器186確定給料器122a和122b的液體管路電磁閥148a和148b打開，并且冷凍桶124a和124b的液體管路電磁閥146a和146b關(guān)閉時(shí)(表示給料器122a和122b單獨(dú)被冷卻)，熱氣體旁通電磁閥156也隨著熱氣體旁通閥154被打開，以提供壓縮機(jī)126上額外的負(fù)荷。熱氣體旁通電磁閥156在其它時(shí)間都被關(guān)閉，以防止制冷劑從壓縮機(jī)排出口158泄漏進(jìn)系統(tǒng)120。
該系統(tǒng)120進(jìn)一步包括蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)閥，或EPR閥162a和162b，分別設(shè)置在緊鄰每個(gè)給料器122a和122b排出口的位置。EPR閥162a和162b是自調(diào)節(jié)的。與給料器122a和122b和冷凍桶124a和124b中的混合物進(jìn)行熱交換的制冷劑，被從同一壓縮機(jī)126中抽出。然而，圍繞給料器122a和122b流動(dòng)的制冷劑需要處于22-24之間，以冷卻給料器122a和122b中的混合物到37-39，流過冷凍桶124a和124b周圍的制冷劑需要處于大約-15，以將冷凍桶124a和124b中的混合物冷卻到20。EPR閥162a和162b將與給料器122a和122b中的混合物進(jìn)行熱交換的制冷劑壓力維持在60psig，并因此將圍繞給料器122a和122b流動(dòng)的制冷劑維持在需要的溫度。
曲軸箱壓力調(diào)節(jié)閥，或CPR閥(曲軸箱壓力調(diào)節(jié)閥)164，用于控制進(jìn)入壓縮機(jī)126的制冷劑的入口壓力，并維持壓縮機(jī)吸入壓力低于40psig。CPR閥164也是自調(diào)節(jié)的。如果壓縮機(jī)吸入口壓力高于40psig，壓縮機(jī)126會(huì)停轉(zhuǎn)。CPR閥164被節(jié)流或被限制以減少流入壓縮機(jī)吸入口160的熱制冷劑量。流入壓縮機(jī)吸入口160的制冷劑壓力降低，并且因此流過壓縮機(jī)排出口158的制冷劑壓力降低?？蛇x擇地，如果在熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b中的節(jié)流孔尺寸被設(shè)置成足以限制制冷流，則可以取消CPR閥164。
該系統(tǒng)120進(jìn)一步包括液體旁通閥或溫度響應(yīng)膨脹閥，或TREV閥(溫度響應(yīng)膨脹閥)166，用于調(diào)節(jié)向壓縮機(jī)吸入口160噴射的液態(tài)制冷劑，以控制在冷卻模式下過高的壓縮機(jī)排出溫度。TREV閥166也是自調(diào)節(jié)的。緊鄰壓縮機(jī)排出口158設(shè)置的TREV測溫包168檢測壓縮機(jī)排出口158的制冷劑溫度?？蛇x擇地，TREV測溫包168被設(shè)置于緊鄰壓縮機(jī)吸入口160，以監(jiān)測壓縮機(jī)126的吸入溫度。在一個(gè)例子中，TREV閥166和TREV測溫包168通過毛細(xì)管連接。當(dāng)TREV測溫包168檢測到制冷劑的排出溫度接近230時(shí)，TREV閥166打開以允許來自冷凝器128的冷的高壓液態(tài)制冷劑流進(jìn)壓縮機(jī)吸入口160，冷卻壓縮機(jī)吸入口160，并因此冷卻壓縮機(jī)排出口158。因此壓縮機(jī)排出口158的溫度可以維持在低于250。
該系統(tǒng)120進(jìn)一步包括位于壓縮機(jī)排出口158的壓力開關(guān)194。當(dāng)流出壓縮機(jī)126的制冷劑壓力高于440psig時(shí)，壓縮機(jī)126關(guān)閉。
吸入口電磁閥170a和170b分別被設(shè)置于緊鄰每個(gè)第一冷凍桶124a的排出口188a和第二冷凍桶124b的排出口188b。當(dāng)只有給料器122a和122b被冷卻時(shí)，關(guān)閉吸入口電磁閥170a和170b以防止制冷劑流出冷凍桶124a和124b。
在加熱模式期間，先打開熱氣體電磁閥152a和152b以首先加熱給料器122a和122b中的混合物。接著打開熱氣體電磁閥150a和150b以加熱冷凍桶124a和124b中的混合物。熱氣體電磁閥150a和150b在設(shè)定的時(shí)間例如10分鐘之后打開。在打開熱氣體電磁閥152a和152b的同時(shí)，打開吸入口電磁閥170a和170b，以允許冷凍桶124a和124b中的任何制冷劑汽化，從而防止制冷劑流入并沖擊壓縮機(jī)126?？蛇x擇地，熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b與吸入口電磁閥170a和170b同時(shí)被打開。
溫度傳感器172a、172b、174a和174b各自檢測冷凍桶124a和124b以及給料器122a和122b中混合物的溫度。當(dāng)系統(tǒng)120不啟動(dòng)，并且溫度傳感器174a和174b檢測到給料器122a和122b中混合物的溫度高于39時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)120，并且冷卻模式開始將給料器122a和122b中的混合物冷卻到37。冷凍桶124a和124b的每一個(gè)進(jìn)一步包括攪拌器176a和176b。由于緊鄰冷凍桶124a和124b門的混合物溫度最高，因此啟動(dòng)攪拌器176a和176b，以攪拌冷凍桶124a和124b中的混合物和使產(chǎn)品溫度相同。攪拌機(jī)178a和178b也攪拌各自給料器122a和122b中的混合物。攪拌機(jī)178a和178b是自動(dòng)步進(jìn)式電機(jī)，所述攪拌機(jī)組裝到給料器122a和122b的底部上，并使懸掛在混合物中的攪拌機(jī)槳葉旋轉(zhuǎn)。
如果啟動(dòng)系統(tǒng)120以冷卻冷凍桶124a和124b中的混合物，在壓縮機(jī)126關(guān)閉之前，給料器122a和122b中混合物的溫度被溫度傳感器174a和174b監(jiān)測。如果檢測到給料器122a和122b中混合物的溫度高于37，冷的制冷劑被送入給料器122a和122b中以冷卻混合物。盡管給料器122a和122b中混合物的溫度沒有達(dá)到臨界值39(該臨界值啟動(dòng)冷卻)，給料器122a和122b中的混合物這時(shí)被冷卻，因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)120已經(jīng)在冷卻模式下運(yùn)行時(shí)，這樣能更有效地冷卻給料器122a和122b。
液體管路電磁閥146a，146b，148a和148b、熱氣體電磁閥150a，150b，152a和152b、吸入口電磁閥170a和170b、和熱氣體旁通電磁閥156都被控制器186控制，該控制器是系統(tǒng)120的主控制器186。熱氣體旁通閥154、EPR閥162a和162b、CPR閥164、TREV閥166、和膨脹閥138a，138b，140a和140b是自調(diào)節(jié)的。當(dāng)控制器186檢測到需要冷卻給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b中某一個(gè)的混合物時(shí)，控制器186啟動(dòng)系統(tǒng)120并打開液體管路電磁閥146a、146b、148a和148b。當(dāng)控制器186檢測到需要加熱給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b中某一個(gè)的混合物時(shí)，控制器186啟動(dòng)系統(tǒng)120并打開熱氣體電磁閥150a、150b、152a和152b以及吸入口電磁閥170a和170b。也可以根據(jù)系統(tǒng)120的需要，分別冷卻和加熱給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b。
當(dāng)系統(tǒng)120在自動(dòng)模式下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)控制器168指示維持給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b中混合物的溫度在所需范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)需要運(yùn)行冷卻模式。當(dāng)冷凍產(chǎn)品被從冷凍桶124a和124b中取出時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)，并且制冷劑立即被送入冷凍桶124a和124b。當(dāng)沒有冷凍產(chǎn)品被從冷凍桶124a和124b中取出時(shí)，系統(tǒng)120可以處于等待模式。系統(tǒng)120可以手動(dòng)地或經(jīng)過程序化或手動(dòng)的加熱循環(huán)之后進(jìn)入等待模式。當(dāng)啟動(dòng)等待模式時(shí)，可以融化冷凍桶124a和124b中的產(chǎn)品。冷凍桶124a和124b中的混合物可以被加熱到給料器122a和122b中混合物的溫度，以減少影響產(chǎn)品質(zhì)量的攪拌的數(shù)量。
圖2示意地描繪了本發(fā)明系統(tǒng)120的第二實(shí)施例。TXV膨脹閥140和液體管路電磁閥148控制進(jìn)入給料器122a和122b二者中的液態(tài)制冷劑的流動(dòng)。熱氣體電磁閥152控制從壓縮機(jī)排出口158到給料器122a和122b的熱的氣態(tài)制冷劑的流動(dòng)。蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)閥，或EPR閥162，設(shè)置在緊鄰給料器122a和122b排出口的位置。制冷劑通過各自通路142a和142b流出給料器122a和122b。通路142a和142b匯合至通路142，EPR閥162設(shè)置在通路142上。
圖1中的TXV膨脹閥140a和140b合并成單獨(dú)的TXV膨脹閥140，圖1中的液體管路電磁閥148a和148b合并成單獨(dú)的液體管路電磁閥148，圖1中的熱氣體電磁閥152a和152b合并成單獨(dú)的熱氣體電磁閥152，并且圖1中的EPR閥162a和162b合并成單獨(dú)的EPR閥162。
TXV膨脹閥140被測溫包192控制。測溫包192檢測流出給料器122a和122b的制冷劑溫度。根據(jù)測溫包192檢測的值，TXV膨脹閥140通過控制進(jìn)入給料器122a和122b的制冷劑量，來控制進(jìn)入給料器122a和122b的制冷劑溫度。
在冷卻模式期間，打開膨脹閥140和液體管路電磁閥148，并關(guān)閉熱氣體電磁閥152。來自壓縮機(jī)126的制冷劑在冷凝器128中被冷卻，并沿著通路136流動(dòng)。通路136分為流入第一給料器122a的通路136a，和流入第二給料器122b的通路136b，用于冷卻給料器122a和122b中的混合物。
在加熱模式期間，關(guān)閉膨脹閥140和液體管路電磁閥148，并打開熱氣體電磁閥152。來自壓縮機(jī)126的壓縮機(jī)排出口158的制冷劑沿著流入第一給料器122a的通路136a和流入第二給料器122b的通路136b流動(dòng)，以加熱給料器122a和122b中的混合物。
圖3描繪了本發(fā)明系統(tǒng)120的第三實(shí)施例。系統(tǒng)120包括脈沖寬度調(diào)節(jié)閥或分擋閥，而不是圖1和2中的AXV閥/電磁閥、TXV閥/電磁閥，并取消所需的電磁閥。PWM閥137a控制進(jìn)入第一冷凍桶124a的制冷劑的流動(dòng)，PWM閥137b控制進(jìn)入第二冷凍桶的制冷劑的流動(dòng)，和PWM閥139控制進(jìn)入給料器122a和122b的制冷劑的流動(dòng)。PWM閥141a控制來自壓縮機(jī)126并進(jìn)入第一冷凍桶124a的熱氣態(tài)制冷劑的流動(dòng)，PWM閥141b控制來自壓縮機(jī)126并進(jìn)入第二冷凍桶124b的熱氣態(tài)制冷劑的流動(dòng)，和PWM閥143控制來自壓縮機(jī)126并進(jìn)入給料器122a和122b的熱氣態(tài)制冷劑的流動(dòng)。
該系統(tǒng)120進(jìn)一步包括分別設(shè)置在冷凍桶124a和124b入口的壓力或溫度轉(zhuǎn)換器145a和145b、分別設(shè)置在冷凍桶124a和124b出口的壓力或溫度轉(zhuǎn)換器147a和147b，設(shè)置在通向給料器122a和122b入口管路上的壓力或溫度轉(zhuǎn)換器149，和設(shè)置在從給料器122a和122b出口導(dǎo)出管路上的壓力或溫度轉(zhuǎn)換器151。通過PWM閥137a、137b、139、141a、141b和143的制冷劑流以轉(zhuǎn)換器145a、145b、147a、147b、149和151檢測的值為基準(zhǔn)。也就是說，根據(jù)壓力或過熱的函數(shù)調(diào)整制冷劑流。
蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)閥，或EPR閥(蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)閥)162，設(shè)置于緊鄰給料器122a和122b的排出口。制冷劑通過各自通路142a和142b流出給料器122a和122b。通路142a和142b匯合至通路142，EPR閥162設(shè)置在通路142上。
在冷卻模式期間，調(diào)整PWM閥137a、137b和139，并關(guān)閉PWM閥141a、141b和142。來自壓縮機(jī)126的制冷劑被冷凝器128冷卻，該制冷劑用于冷卻給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b中的混合物。
在加熱模式期間，關(guān)閉PWM閥137a、137b和139，并調(diào)整PWM閥141a、141b和142。來自壓縮機(jī)126的制冷劑加熱給料器122a和122b以及冷凍桶124a和124b中的混合物。
盡管第一給料器122a和第一冷凍桶124a用于一種混合物，并且第二給料器124a和第二冷凍桶124b用于另一種混合物的情況已經(jīng)被描繪和描述，但是可以理解的是，系統(tǒng)120可以包括任何數(shù)量的給料器和冷凍桶。每對(duì)給料器和冷凍桶可以用于冷凍甜品的不同口味。
上面的描述只是本發(fā)明原理的示例。根據(jù)上述教導(dǎo)可以得到本發(fā)明的許多改進(jìn)和變形。盡管已經(jīng)公開本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，但是因此本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到能夠進(jìn)入本發(fā)明保護(hù)范圍的某些改進(jìn)。所以，可以理解的是，在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，可以用除特定描述外的方法實(shí)施本發(fā)明。因?yàn)檫@個(gè)原因，隨后的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為用于確定本發(fā)明真正的范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，其包括用于將制冷劑壓縮到高壓的壓縮裝置，所述壓縮裝置包括壓縮機(jī)吸入口和壓縮機(jī)排出口；用于冷卻所述制冷劑的散熱式熱交換器；用于使所述制冷劑的第一部分膨脹到第一桶低壓的第一桶膨脹裝置；第一桶熱交換器，來自所述第一桶膨脹裝置的所述制冷劑的所述第一部分與所述第一桶熱交換器中的第一混合物進(jìn)行熱交換；用于將所述制冷劑的第二部分膨脹到第二桶低壓的第二桶膨脹裝置；第二桶熱交換器，來自所述第二桶膨脹裝置的所述制冷劑的所述第二部分與所述第二桶熱交換器中的第二混合物進(jìn)行熱交換；用于使得所述制冷劑的第三部分膨脹到給料器低壓的給料器膨脹裝置；第一給料器熱交換器，來自所述給料器膨脹裝置的所述制冷劑的所述第三部分的一部分與所述第一給料器熱交換器中的所述第一混合物進(jìn)行熱交換；和第二給料器熱交換器，來自所述給料器膨脹裝置的所述制冷劑的所述第三部分的剩余部分與所述第二給料器熱交換器中的所述第二混合物進(jìn)行熱交換。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的給料器膨脹裝置包括第一給料器膨脹裝置和第二給料器膨脹裝置，并且所述第一給料器膨脹裝置使進(jìn)入所述第一給料器熱交換器的所述制冷劑的所述第三部分的所述部分膨脹，并且所述第二給料器膨脹裝置使進(jìn)入所述第一給料器熱交換器的所述制冷劑的所述第三部分的所述剩余部分膨脹。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一給料器液體管路電磁閥、第一桶液體管路電磁閥、第二給料器液體管路電磁閥和第二桶液體管路電磁閥，其中所述第一給料器液體管路電磁閥設(shè)置在所述第一給料器膨脹裝置和所述散熱式熱交換器之間，所述第一桶液體管路電磁閥設(shè)置在所述第一桶膨脹裝置和所述散熱式熱交換器之間，所述第二給料器液體管路電磁閥設(shè)置在所述第二給料器膨脹裝置和所述散熱式熱交換器之間，所述第二桶液體管路電磁閥設(shè)置在所述第二桶膨脹裝置和所述散熱式熱交換器之間。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一給料器熱氣體電磁閥、第一桶熱氣體電磁閥、第二給料器熱氣體電磁閥和第二桶熱氣體電磁閥，其中所述第一給料器熱氣體電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出口和所述第一給料器熱交換器之間，所述第一桶熱氣體電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出口和所述第一桶熱交換器之間，所述第二給料器熱氣體電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出口和所述第二給料器熱交換器之間，所述第二桶熱氣體電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出口和所述第二桶熱交換器之間。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一給料器液體管路電磁閥、所述第一桶液體管路電磁閥、所述第二給料器液體管路電磁閥、和所述第二桶液體管路電磁閥打開，并且所述第一給料器熱氣體電磁閥、所述第一桶熱氣體電磁閥、所述第二給料器熱氣體電磁閥、和所述第二桶熱氣體電磁閥關(guān)閉，以允許來自所述散熱式熱交換器的制冷劑冷卻所述第一給料器熱交換器和所述第一桶熱交換器中的所述第一混合物，和冷卻所述第二給料器熱交換器和所述第二桶熱交換器中的所述第二混合物。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一給料器液體管路電磁閥、所述第一桶液體管路電磁閥、所述第二給料器液體管路電磁閥、和所述第二桶液體管路電磁閥關(guān)閉，并且所述第一給料器熱氣體電磁閥、所述第一桶熱氣體電磁閥、所述第二給料器熱氣體電磁閥、和所述第二桶熱氣體電磁閥打開，以允許來自所述壓縮機(jī)的所述壓縮機(jī)排出口的制冷劑加熱所述第一給料器熱交換器和所述第一桶熱交換器中的所述第一混合物，和加熱所述第二給料器熱交換器和所述第二桶熱交換器中的所述第二混合物。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括熱氣體旁通閥，所述熱氣體旁通閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出口和所述壓縮機(jī)吸入口之間，并且當(dāng)所述第一給料器液體管路電磁閥和所述第二給料器液體管路電磁閥打開，和所述第一桶液體管路電磁閥、所述第二桶液體管路電磁閥、所述第一給料器熱氣體電磁閥、所述第二給料器熱氣體電磁閥、所述第一桶熱氣體電磁閥和所述第二桶熱氣體電磁閥關(guān)閉時(shí)，所述熱氣體旁通閥打開，以增加從所述壓縮機(jī)排出口到所述壓縮機(jī)吸入口的制冷劑流。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括熱氣體旁通電磁閥，所述熱氣體旁通電磁閥與所述熱氣體旁通閥串聯(lián)，并且以與所述第一給料器液體管路電磁閥和所述第二給料器液體管路電磁閥并聯(lián)的方式啟動(dòng)，并且當(dāng)所述第一給料器液體管路電磁閥和所述第二給料器液體管路電磁閥打開時(shí)，所述熱氣體旁通電磁閥打開。
9.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一吸入口電磁閥和第二吸入口電磁閥，其中所述第一吸入口電磁閥設(shè)置于緊鄰所述第一桶熱交換器的第一桶排出口，所述第二吸入口電磁閥設(shè)置于緊鄰所述第二桶熱交換器的第二桶排出口，并且當(dāng)所述系統(tǒng)不啟動(dòng)時(shí)，關(guān)閉所述第一吸入口電磁閥和所述第二吸入口電磁閥，以防止所述制冷劑流向所述第一桶熱交換器和所述第二桶熱交換器。
10.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一吸入口電磁閥和第二吸入口電磁閥，其中所述第一吸入口電磁閥設(shè)置于緊鄰所述第一桶熱交換器的第一桶排出口，所述第二吸入口電磁閥設(shè)置于緊鄰所述第二桶熱交換器的第二桶排出口，并且所述第一吸入口電磁閥、所述第二吸入口電磁閥、所述第一給料器熱氣體電磁閥、和所述第二給料器熱氣體電磁閥同時(shí)打開，并且在所述第一吸入口電磁閥和所述第二吸入口電磁閥打開后，所述第一桶熱氣體電磁閥、和所述第二桶熱氣體電磁閥打開。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一EPR閥和第二EPR閥，其中所述第一EPR閥設(shè)置于緊鄰所述第一給料器熱交換器的第一給料器排出口，所述第二EPR閥設(shè)置于緊鄰所述第二給料器熱交換器的第二給料器排出口，并且所述第一EPR閥和所述第二EPR閥被關(guān)閉以增加所述第一給料器熱交換器和所述第二給料器熱交換器中所述制冷劑的壓力，和提高所述第一給料器熱交換器和所述第二給料器熱交換器中所述制冷劑的溫度。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置于緊鄰所述壓縮機(jī)吸入口的CPR閥，并且限制所述CPR閥以減少流入所述壓縮機(jī)吸入口的所述制冷劑的吸入口壓力，和減少流出所述壓縮機(jī)排出口的所述制冷劑的排出口壓力。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括TREV閥，所述TREV閥設(shè)置在所述散熱式熱交換器的出口和所述壓縮機(jī)吸入口之間，并且當(dāng)所述TREV傳感器檢測到壓縮機(jī)排出口溫度高于臨界值時(shí)，打開所述TREV閥以允許來自所述散熱式熱交換器的所述出口的所述制冷劑進(jìn)入所述壓縮機(jī)吸入口。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置于緊鄰所述壓縮機(jī)吸入口的CPR閥，用于減少流出所述壓縮機(jī)排出口的所述制冷劑的排出口壓力，并且所述TREV閥在所述CPR閥和所述壓縮機(jī)吸入口之間的位置噴射所述制冷劑。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)在冷卻模式下運(yùn)行時(shí)，所述第一給料器熱交換器、所述第一桶熱交換器、所述第二給料器熱交換器、和所述第二桶熱交換器是受熱式熱交換器，并且當(dāng)系統(tǒng)在加熱模式下運(yùn)行時(shí)，所述第一給料器熱交換器、所述第一桶熱交換器、所述第二給料器熱交換器、和所述第二桶熱交換器是散熱式熱交換器。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)在冷卻模式下運(yùn)行時(shí)，所述第一給料器熱交換器、所述第一桶熱交換器、所述第二給料器熱交換器、和所述第二桶熱交換器中的所述制冷劑冷卻所述第一混合物和所述第二混合物，并且系統(tǒng)在加熱模式下運(yùn)行時(shí)，所述第一給料器熱交換器、所述第一桶熱交換器、所述第二給料器熱交換器、和所述第二桶熱交換器中的所述制冷劑加熱所述第一混合物和所述第二混合物。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一桶膨脹裝置和所述第二桶膨脹裝置是AXV膨脹閥。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述給料器膨脹裝置是TXV膨脹裝置。
全文摘要
一種制冷系統(tǒng)，可以冷卻和加熱至少兩個(gè)給料器和至少兩個(gè)冷凍桶中的冷凍甜品混合物。位于每個(gè)給料器和冷凍桶入口的液體管路電磁閥控制來自冷凝器的制冷劑流動(dòng)。位于每個(gè)給料器和冷凍桶入口的熱氣體電磁閥控制來自壓縮機(jī)的熱制冷劑的流動(dòng)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括熱氣體旁通閥，當(dāng)只有給料器被冷卻時(shí)，打開所述熱氣體旁通閥以提供額外的壓縮機(jī)負(fù)荷。緊鄰給料器排出口的EPR閥改變與給料器中混合物進(jìn)行熱交換的制冷劑溫度。CPR閥通過減少流入壓縮機(jī)吸入口的熱制冷劑量，來控制壓縮機(jī)的入口壓力。TREV閥向壓縮機(jī)吸入口噴射液態(tài)制冷劑，以在冷卻循環(huán)期間控制過量的壓縮機(jī)排出。
文檔編號(hào)A23G9/08GK1957215SQ200580016020
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者K·比謝爾, K·莫什爾, M·辛萊塔里, T·懷特尼 申請(qǐng)人:開利商業(yè)冷藏公司