專利名稱：冷卻混合物的制冷系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
制冷系統(tǒng)可用于冷卻在冷凍甜品系統(tǒng)中的混合物。該冷凍甜品系統(tǒng)通常包括儲(chǔ)存混合物的料斗以便在供應(yīng)之前冷卻空氣且將空氣混合入混合物中的冷凍筒。冷凍筒由制冷系統(tǒng)來(lái)冷卻。制冷劑在壓縮機(jī)中被壓縮成具有高壓和高焓。制冷劑隨后流經(jīng)冷凝器，在其中制冷劑釋放出熱量并被冷卻。高壓低焓的制冷劑隨后膨脹為低壓。在膨脹之后，制冷劑流經(jīng)圍繞冷凍筒的管道，從冷凍筒吸收熱量并冷卻該冷凍筒，由此冷卻混合物。在冷卻冷凍筒之后，制冷劑以低壓且高焓的狀態(tài)返回到壓縮機(jī)以便進(jìn)行壓縮，從而完成循環(huán)。
料斗由分開(kāi)的乙二醇系統(tǒng)來(lái)冷卻，該乙二醇系統(tǒng)包圍料斗和冷凍筒。圍繞冷凍筒流動(dòng)的乙二醇被冷凍筒冷卻。被冷卻乙二醇隨后圍繞料斗流動(dòng)以便冷卻在料斗中的混合物。為了滿足食品安全標(biāo)準(zhǔn)，在料斗中的混合物必須保持低于41°F。
該混合物還在每晚進(jìn)行巴氏處理以便殺死所有的細(xì)菌。加熱混合物大約90分鐘以保持在至少150°F。混合物保持在150°F之上30分鐘，并且隨后在120分鐘內(nèi)再冷卻到41°F?；旌衔锝柚褂秒娂訜崞骷訜嵋叶紒?lái)進(jìn)行加熱。當(dāng)被加熱的乙二醇圍繞料斗和冷凍筒流動(dòng)使，在乙二醇中的熱量傳遞給料斗和冷凍筒，以便加熱該混合物。
該系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，料斗和冷凍筒由乙二醇系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)。在冷卻過(guò)程中，當(dāng)冷卻的乙二醇圍繞料斗流動(dòng)并與料斗進(jìn)行熱交換時(shí)，乙二醇被料斗加熱。當(dāng)乙二醇隨后再次圍繞冷凍筒流動(dòng)時(shí)，在乙二醇中的熱量加熱冷凍筒，使得在冷凍筒中的混合物融化。
另外，在加熱過(guò)程中，乙二醇首先圍繞冷凍筒流動(dòng)并加熱冷凍筒。當(dāng)乙二醇將熱量釋放給冷凍筒時(shí)，乙二醇被冷卻。當(dāng)該乙二醇圍繞料斗流動(dòng)時(shí)，由于乙二醇已經(jīng)由冷凍筒冷卻，因此加熱料斗不太有效。因此加熱料斗的時(shí)間較長(zhǎng)，這導(dǎo)致較長(zhǎng)的巴氏處理循環(huán)，其完成所需的時(shí)間超過(guò)3小時(shí)。由于巴氏處理循環(huán)改變了混合物的味道，因此較長(zhǎng)的巴氏處理循環(huán)可能影響冷凍甜品的味道。
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)使用了熱氣加熱系統(tǒng)，但其不能進(jìn)行料斗和冷凍筒的冷卻的單獨(dú)控制。因此，料斗和冷凍筒在同時(shí)被冷卻并且不能單獨(dú)地進(jìn)行冷卻。如果料斗和冷凍筒中只有一個(gè)需要冷卻，其中的另一個(gè)不得不也被冷卻。由于現(xiàn)有技術(shù)的料斗和冷凍筒的吸入管路也沒(méi)有分離，因此難以改變?cè)诹隙泛屠鋬鐾仓械闹评鋭┑膲毫Σ⑶矣纱似錅囟?。為了獲得最佳的冷凍甜品的質(zhì)量，所希望的是使得冷卻料斗中的混合物的制冷劑的溫度和壓力與冷凍該冷凍筒中的混合物的制冷劑的溫度和壓力不同?，F(xiàn)有技術(shù)的熱氣系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，由于小尺寸的壓縮機(jī)用于實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)可靠性，因此系統(tǒng)能力較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的熱氣熱處理系統(tǒng)包括儲(chǔ)存用于制作冷凍產(chǎn)品的混合物的料斗。該混合物從料斗流入用于冷卻且與用空氣混合的冷凍筒。制冷劑在壓縮機(jī)中被壓縮并且隨后由冷凝器冷卻并且變?yōu)橐簯B(tài)。該制冷劑隨后分成兩個(gè)路徑，一個(gè)流向冷凍筒，一個(gè)流向料斗。流向冷凍筒的制冷劑借助AXV膨脹閥膨脹成低壓并隨后從冷凍筒吸熱以便冷卻冷凍筒中的混合物。流向料斗的制冷劑借助TXV膨脹閥膨脹成低壓并隨后從料斗吸熱以便冷卻料斗中的混合物。流向料斗的制冷劑處于22-24°F之間，以便保持料斗中的混合物在37-39°F之間。在冷卻該冷凍筒和料斗之后，制冷劑處于低壓且高焓狀態(tài)并返回到壓縮機(jī)以便進(jìn)行壓縮。
液體管路電磁閥位于料斗和冷凍筒中的每一個(gè)的入口處，以便控制冷的高壓液態(tài)制冷劑從冷凝器流入料斗和冷凍筒。熱氣電磁閥位于料斗和冷凍筒中的每一個(gè)的入口處，以便控制熱的氣態(tài)制冷劑從壓縮機(jī)排氣部流入料斗和冷凍筒。當(dāng)系統(tǒng)處于冷卻模式時(shí)，液體管路電磁閥是打開(kāi)的并且熱氣電磁閥是關(guān)閉的，以便高壓液態(tài)制冷劑流入從而冷卻料斗和冷凍筒中的混合物。當(dāng)系統(tǒng)處于加熱模式以便每晚重復(fù)進(jìn)行巴氏處理時(shí)，液體管路電磁閥是關(guān)閉的并且兩個(gè)熱氣電磁閥是打開(kāi)的，以便熱的氣態(tài)制冷劑加熱料斗和冷凍筒中的混合物。
當(dāng)只有料斗被冷卻時(shí)，施加給壓縮機(jī)的負(fù)荷不足夠，這影響壓縮機(jī)的可靠性。熱氣旁通閥打開(kāi)以便制冷劑氣體從壓縮機(jī)排氣部流入壓縮機(jī)吸氣部以便增加壓縮機(jī)的負(fù)荷。優(yōu)選的是，使用一電磁閥以與熱氣旁通閥串聯(lián)，以防止經(jīng)該熱氣旁通的制冷劑閥泄漏。
EPR閥定位成靠近料斗排出口，以便保持料斗的蒸發(fā)器壓力，并且由此保持流經(jīng)料斗的制冷劑的溫度。CPR閥通過(guò)降低流入壓縮機(jī)吸氣部的制冷劑的量來(lái)限制壓縮機(jī)入口壓力。當(dāng)冷凍筒不冷卻時(shí)靠近冷凍筒排出口的電磁閥是關(guān)閉的，以便防止暖的制冷劑圍繞冷凍筒移動(dòng)。
該系統(tǒng)還包括TREV閥以便允許液態(tài)制冷劑噴入壓縮機(jī)吸氣部，以便在冷卻循環(huán)中控制過(guò)多的壓縮機(jī)排氣。當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度達(dá)到230°F時(shí)，TREV閥打開(kāi)以便允許高壓液態(tài)制冷劑從冷凝器流入壓縮機(jī)吸氣部，以便冷卻壓縮機(jī)吸氣部且由此冷卻壓縮腔排氣部。
參照以下描述和附圖可更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征。


參照附圖并結(jié)合以下的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可更好地理解本發(fā)明的各個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是采用乙二醇作為制冷劑的現(xiàn)有技術(shù)的熱處理系統(tǒng)的示意圖；和圖2是本發(fā)明的熱氣熱處理系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)的熱處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括儲(chǔ)存混合物的料斗24以便在供應(yīng)(serving)之前冷卻空氣且將空氣混合入混合物中的冷凍筒26。冷凍筒26由制冷系統(tǒng)20來(lái)冷卻。制冷劑在壓縮機(jī)28中被壓縮成具有高壓和高焓。制冷劑隨后流經(jīng)冷凝器30，在其中制冷劑釋放出熱量并被冷卻。高壓低焓的制冷劑隨后在膨脹裝置32中膨脹為低壓。在膨脹之后，制冷劑流經(jīng)圍繞冷凍筒的管道，從冷凍筒吸收熱量并冷卻該冷凍筒26，由此冷卻混合物。在冷卻冷凍筒26之后，制冷劑以低壓且高焓的狀態(tài)返回到壓縮機(jī)28以便進(jìn)行壓縮，從而完成循環(huán)。
料斗24由分開(kāi)的乙二醇系統(tǒng)34來(lái)冷卻。泵44使得乙二醇泵送經(jīng)過(guò)乙二醇系統(tǒng)34。來(lái)自乙二醇罐36的乙二醇進(jìn)入乙二醇系統(tǒng)34并且流經(jīng)圍繞冷凍筒26的制冷管路38并且被冷卻。被冷卻的乙二醇隨后圍繞包圍料斗24的制冷管路40流動(dòng)，以便冷卻在料斗24中的混合物。
當(dāng)混合物需進(jìn)行巴氏處理時(shí)，加熱器42加熱乙二醇。被加熱的乙二醇首先流入包圍冷凍筒26的制冷管路38并且加熱在冷凍筒26中的混合物，從而冷卻該乙二醇。被冷卻的乙二醇隨后流入包圍料斗24的制冷管路40并且加熱在料斗24中的混合物。由于乙二醇已經(jīng)被冷凍筒26冷卻，因此該乙二醇在加熱料斗24時(shí)不太有效。因此，加熱料斗24需時(shí)間較長(zhǎng)并且完成混合物的加熱過(guò)程的時(shí)間較長(zhǎng)。
圖2示意性地示出了本發(fā)明的熱氣熱處理系統(tǒng)120。該系統(tǒng)120包括料斗122，其儲(chǔ)存用于制作冷凍產(chǎn)品的混合物。在一個(gè)示例，料斗122是20夸脫料斗。來(lái)自料斗122的混合物流入用于冷凍且與空氣混合的冷凍筒124。在重力輸送系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)的空氣混合輸送管用于計(jì)量進(jìn)入冷凍筒124的空氣。在泵系統(tǒng)中，借助泵來(lái)對(duì)進(jìn)入冷凍筒124的空氣進(jìn)行計(jì)量。優(yōu)選的是，冷凍筒124是不銹鋼的冷凍筒。冷凍產(chǎn)品隨后被分配以便食用。
料斗122和冷凍筒124由制冷系統(tǒng)來(lái)冷卻。制冷劑流經(jīng)封閉的回路系統(tǒng)。在一個(gè)示例中，制冷劑是R404A。熱氣制冷劑在壓縮機(jī)126中壓縮到高壓且高焓。制冷劑隨后流經(jīng)冷凝器128，其中制冷劑釋放出熱量并且借助由馬達(dá)132驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇130被冷卻。在一個(gè)示例中，冷凝器128是三排5/16英寸的管并且是具有突起的鋸齒形翅片的冷凝器128。該冷凝器128還可以是水冷的冷凝器或者是風(fēng)冷的冷凝器。然而，應(yīng)當(dāng)理解還可采用其它類型的冷凝器128。由于在加熱循環(huán)中制冷負(fù)荷較高，冷凝器128的負(fù)荷能力相對(duì)于相似負(fù)荷能力的無(wú)熱處理的裝置必須提高。此外，壓縮機(jī)126的尺寸和冷凝器128的尺寸彼此相關(guān)且均衡。
高壓低焓的制冷劑隨后進(jìn)行膨脹。在膨脹之前，制冷劑流動(dòng)路徑分成兩個(gè)路徑134和136。一個(gè)路徑134通向冷凍筒124，一個(gè)路徑136通向料斗122。
流經(jīng)路徑134以便冷卻在冷凍筒124中的混合物的制冷劑流經(jīng)膨脹閥138并且膨脹到低壓。優(yōu)選的是，膨脹閥138是AXV膨脹閥。AXV膨脹閥是自動(dòng)膨脹閥，其恒定地調(diào)節(jié)壓力以便在-15°F下控制圍繞冷凍筒124流動(dòng)的制冷劑的蒸發(fā)壓力，以便獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)在冷凍筒124中的混合物對(duì)于固定的蒸發(fā)溫度敏感時(shí)，這是重要的。冷卻在冷凍筒124中的混合物通常需要的時(shí)間小于冷卻在料斗122中的混合物的時(shí)間。盡管已經(jīng)描述了AXV膨脹閥，但是應(yīng)當(dāng)理解還可使用其它類型的膨脹閥。
在膨脹之后，制冷劑流經(jīng)包圍冷凍筒124的管道，吸收冷凍筒的熱量并且冷卻冷凍筒124，由此冷卻該混合物。制冷劑經(jīng)由路徑144離開(kāi)圍繞冷凍筒124的管道。盡管已經(jīng)描述該管道，但是應(yīng)當(dāng)理解制冷劑可以流經(jīng)靠近冷凍筒124的腔。
流經(jīng)路徑136以便冷卻在料斗122中的混合物的制冷劑流經(jīng)膨脹閥140并且膨脹到低壓。優(yōu)選的是，膨脹閥140是TXV膨脹閥。TXV膨脹閥或熱膨脹閥具有較高的排散熱量的能力。冷卻料斗122所需的制冷能力是變化的，并且與在料斗122中的混合物水平成比例。TXV膨脹閥提供了對(duì)于流向料斗122的制冷劑質(zhì)量流量的控制，并且保持設(shè)定量的過(guò)熱度以便確保壓縮機(jī)126的可靠性。
在膨脹之后，制冷劑流經(jīng)包圍料斗122的管道，吸收料斗122的熱量并且冷卻料斗122，由此冷卻該混合物。在一個(gè)示例中，包圍料斗122的管道是圍繞直徑大約5/16英寸的料斗122的底部和壁纏繞并且焊接到其上的銅管制冷管路。然而，還可使用其它直徑的管。焊接到料斗122底部的制冷管路的表面面積優(yōu)選為最大化。冷卻在料斗122中的混合物的制冷劑處于22-24°F，以便保持料斗122中的混合物在37-39°F之間，低于41°F的標(biāo)準(zhǔn)。制冷劑經(jīng)由路徑142離開(kāi)圍繞料斗122。
在冷卻冷凍筒124和料斗122之后，制冷劑處于低壓且低焓。制冷劑路徑142和144會(huì)合并且制冷劑返回壓縮機(jī)126以便進(jìn)行壓縮，從而完成該循環(huán)。
該系統(tǒng)120還包括接收器180，其儲(chǔ)存過(guò)多的制冷劑并且有助于控制在系統(tǒng)120中的自由制冷劑的變化量。使用熱交換器/過(guò)冷器182以便在來(lái)自冷凍筒124的氣態(tài)制冷劑與流向膨脹閥138和140的液態(tài)制冷劑之間進(jìn)行熱交換，以便進(jìn)一步提高能力。采用熱交換器/過(guò)冷器182可加熱進(jìn)入壓縮機(jī)126的吸入氣體，以便確保其只有氣態(tài)制冷劑而沒(méi)有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)126，從而增加壓縮機(jī)126的壽命。使用過(guò)濾器/干燥器184以便收集在制冷劑中的碎屑并且除去可以已經(jīng)泄漏到制冷劑中的任何水分。
該系統(tǒng)120還包括兩個(gè)液體管路電磁閥146和148。液體管路電磁閥146控制從冷凝器128流向冷凍筒124的冷的制冷劑的流動(dòng)，而液體管路電磁閥148控制從冷凝器128流向料斗122的冷的制冷劑的流動(dòng)。當(dāng)該系統(tǒng)處于冷卻模式時(shí)，并且當(dāng)冷凍筒124和料斗122均被冷卻時(shí)，液體管路電磁閥146和148是打開(kāi)的以便允許被冷卻的制冷劑圍繞液體管路電磁閥146和148流動(dòng)。在冷卻的過(guò)程中，(以下將描述的)熱氣電磁閥150和152是關(guān)閉的。
當(dāng)用于巴氏處理的加熱循環(huán)開(kāi)始時(shí)，液體管路電磁閥146和148是關(guān)閉的，以防止冷卻的制冷劑流向冷凍筒124和料斗122。該系統(tǒng)120還包括兩個(gè)熱氣電磁閥150和152。熱氣電磁閥150定位在壓縮機(jī)排氣部158與冷凍筒124之間，熱氣電磁閥152定位在壓縮機(jī)排氣部158與料斗122之間。當(dāng)混合物被加熱時(shí)，兩個(gè)熱氣電磁閥150和152是打開(kāi)的，以便允許來(lái)自壓縮機(jī)排氣部158的熱氣旁通繞過(guò)冷凝器128以便圍繞冷凍筒124和料斗122流動(dòng)。當(dāng)該系統(tǒng)處于加熱循環(huán)時(shí)，并且當(dāng)冷凍筒124和料斗122均被加熱時(shí)，液體管路電磁閥146和148是關(guān)閉的。
該混合物每晚被加熱到至少150°F至少30分鐘，以便對(duì)混合物進(jìn)行巴氏處理并殺死所有的細(xì)菌。由于制冷管路焊接到料斗122的底部和壁上，減少了在料斗122壁上對(duì)混合物的烘烤，這是由于熱量傳遞給料斗122的較大的表面面積。對(duì)于混合物的烘烤是當(dāng)混合物水平面下降時(shí)粘附在料斗122壁上的混合物薄膜泡沫而導(dǎo)致的。由于冷凍筒124和料斗122被單獨(dú)地加熱時(shí)，混合物可更快地被冷卻并且混合物可更快地被加熱到150°F，從而減少了巴氏處理的循環(huán)時(shí)間，并由此減少了混合物的味道改變。
在加熱模式的過(guò)程中，優(yōu)選的是，在打開(kāi)熱氣電磁閥150并加熱冷凍筒124之間，打開(kāi)熱氣電磁閥152以便單獨(dú)加熱料斗122數(shù)分鐘，以便防止壓縮機(jī)126出現(xiàn)液擊(flood back)。熱氣電磁閥152和150均不同時(shí)地?cái)嚯?，因此閥152和150可單獨(dú)地進(jìn)行控制。由溫度傳感器174和172分別提供來(lái)自料斗122和冷凍筒124的溫度反饋，以便表明混合物何時(shí)到達(dá)所需的溫度。在料斗122和冷凍筒124中的混合物的溫度提供給控制該系統(tǒng)120的(未示出的)控制裝置。
液體管路電磁閥146和148以及熱氣電磁閥150和152由控制裝置186來(lái)單獨(dú)控制。因此，在冷卻過(guò)程中，料斗122和冷凍筒124可以單獨(dú)地冷卻，而在加熱過(guò)程中，料斗122和冷凍筒124可以單獨(dú)地加熱。
當(dāng)在冷卻模式下只有料斗122被冷卻時(shí)，單獨(dú)冷卻料斗122不能使得提供給壓縮機(jī)126足夠的負(fù)荷，并且壓縮機(jī)126的吸氣壓力下降，這影響壓縮機(jī)的可靠性。當(dāng)只有料斗122被冷卻時(shí)，通向冷凍筒124的液體管路電磁閥146是關(guān)閉的，而通向料斗122的液體管路電磁閥148是打開(kāi)的。熱氣旁通閥154是打開(kāi)的以便允許來(lái)自壓縮機(jī)排氣部158的熱的制冷劑流入壓縮機(jī)吸氣部160，以便當(dāng)只有料斗122被冷卻時(shí)將額外的負(fù)荷施加給壓縮機(jī)126。熱氣旁通閥154是自身調(diào)節(jié)的。制冷劑氣體沒(méi)有實(shí)現(xiàn)任何制冷劑效果，而是向壓縮機(jī)126施加負(fù)荷以便保持壓縮機(jī)126吸氣壓力在15psig之上。
在其它的任何時(shí)刻，熱氣旁通閥154是關(guān)閉的。然而，熱氣旁通閥154可能沒(méi)有完全關(guān)閉，這導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的制冷劑泄漏到系統(tǒng)120中。在一個(gè)示例中，采用熱氣旁通電磁閥156與熱氣旁通閥154串聯(lián)，以便防止制冷劑從壓縮機(jī)排氣部158不希望地泄漏到系統(tǒng)120中。熱氣旁通電磁閥156與液體管路電磁閥148是并聯(lián)地被致動(dòng)。然而，應(yīng)當(dāng)理解熱氣旁通電磁閥156可由控制裝置186來(lái)致動(dòng)。當(dāng)控制裝置186確定用于料斗122的液體管路電磁閥148是打開(kāi)的并且用于冷凍筒124的液體管路電磁閥146是關(guān)閉的，這表明只有料斗122被冷卻，熱氣旁通電磁閥156與熱氣旁通閥154被打開(kāi)以便向壓縮機(jī)126提供額外的負(fù)荷。在其它的任何時(shí)刻，熱氣旁通電磁閥156是關(guān)閉，從而防止從壓縮機(jī)126泄漏的制冷劑排到系統(tǒng)120中。應(yīng)當(dāng)理解，熱氣旁通閥154和熱氣旁通電磁閥156可單獨(dú)地或共同地使用。
該系統(tǒng)120還包括蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)閥，或EPR閥162，其定位成靠近料斗122的排出口。EPR閥162是自身調(diào)節(jié)的。由于與料斗122和冷凍筒124進(jìn)行熱交換的制冷劑來(lái)自壓縮機(jī)126，因此制冷劑的溫度由壓縮機(jī)126的吸氣壓力來(lái)設(shè)定并且不可調(diào)節(jié)。然而，圍繞料斗122流動(dòng)的制冷劑需要處于22-24°F，以便使得料斗122中的混合物冷卻到37-39°F，并且圍繞冷凍筒124流動(dòng)的制冷劑需要處于-15°F，以便使得冷凍筒124中的混合物冷卻到20°F。采用EPR閥162以便將與料斗122熱交換的制冷劑的壓力保持在60psig。由于與料斗122熱交換的制冷劑的壓力保持在60psig，因此圍繞料斗122流動(dòng)的制冷劑的溫度保持在所需的溫度。優(yōu)選的是，圍繞料斗122流動(dòng)的制冷劑保持在22-24°F。
可使用曲柄箱壓力調(diào)節(jié)閥或CPR閥164，以便控制壓縮機(jī)126的入口壓力并且將壓縮機(jī)吸氣壓力保持在40psig以下。CPR閥164也是自身調(diào)節(jié)的。如果壓縮機(jī)吸氣壓力增大到40psig以上，壓縮機(jī)126停機(jī)。當(dāng)CPR閥164進(jìn)行節(jié)流或限流時(shí)，降低了流入壓縮機(jī)吸氣部160的熱的制冷劑的量。通過(guò)降低流入壓縮機(jī)吸氣部160的熱的制冷劑的量，流經(jīng)壓縮機(jī)排氣部158的制冷劑的壓力也下降了。或者，如果在熱氣電磁閥150和152中的孔口的尺寸確定成足夠地限制制冷劑流動(dòng)，則可以省去CPR閥164。在該示例中，TXV膨脹閥140是增壓限制的TXV膨脹閥140，其調(diào)節(jié)料斗122的吸氣壓力以便調(diào)節(jié)離開(kāi)料斗122的過(guò)熱度。
該系統(tǒng)120還包括溫度敏感的膨脹閥或TREV閥166，以便調(diào)節(jié)噴入壓縮機(jī)吸氣部160的液態(tài)制冷劑，從而在冷卻循環(huán)中控制過(guò)多的壓縮機(jī)排氣。TREV閥166也是自身調(diào)節(jié)的。TREV閥166定位成靠近壓縮機(jī)排氣部158，以便感測(cè)壓縮機(jī)排氣部158的溫度。在一個(gè)示例中，TREV閥166和TREV感溫包168由毛細(xì)管連接。當(dāng)TREV感溫包168檢測(cè)到排氣溫度接近230°F時(shí)，TREV閥166打開(kāi)，以便允許冷的高壓液態(tài)制冷劑從冷凝器128流入壓縮機(jī)吸氣部160，從而冷卻壓縮機(jī)吸氣部160和壓縮機(jī)排氣部158。因此，壓縮機(jī)126的排氣溫度可保持在低于250°F。
靠近冷凍筒124的排出口188的吸氣電磁閥170防止制冷劑移動(dòng)到冷凍筒124。當(dāng)該系統(tǒng)120和壓縮機(jī)126停機(jī)，制冷劑往往移動(dòng)到冷凍筒124，這是系統(tǒng)120的最冷的部分，并加熱該冷凍筒124。當(dāng)冷凍筒124被冷卻時(shí)，吸氣電磁閥170是打開(kāi)的，以便制冷劑從冷凍筒124排出。當(dāng)該系統(tǒng)120停機(jī)時(shí)通過(guò)關(guān)閉該閥170，防止制冷劑移動(dòng)到冷凍筒124并加熱冷凍筒。
在加熱過(guò)程中，熱氣電磁閥152首先是打開(kāi)的，以便首先加熱料斗122。隨后熱氣電磁閥150打開(kāi)，以便加熱冷凍筒124。吸氣電磁閥170在熱氣電磁閥152打開(kāi)的同時(shí)是打開(kāi)的，以便使得在冷凍筒124中的任何制冷劑蒸發(fā)，以便防止制冷劑流向壓縮機(jī)126并液擊該壓縮機(jī)?；蛘?，熱氣電磁閥150和152以及吸氣電磁閥170在同時(shí)是打開(kāi)的。
溫度傳感器172和174分別監(jiān)控冷凍筒124和料斗122的溫度。當(dāng)該系統(tǒng)120停機(jī)時(shí)，并且當(dāng)溫度傳感器174感測(cè)到料斗122中的混合物的溫度大于39°F時(shí)，該系統(tǒng)120啟動(dòng)并且開(kāi)始冷卻模式以便將料斗中的混合物冷卻到37°F。冷凍筒124還包括攪拌器176。當(dāng)靠近冷凍筒124的門的混合物的溫度最高時(shí)，攪拌器176啟動(dòng)以便攪拌在冷凍筒124中的混合物，并且混合該產(chǎn)品以平衡產(chǎn)品溫度。攪動(dòng)器178也可混合在料斗122中的混合物。攪動(dòng)器178是安裝在料斗122的底部上的自動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)組件，并且使得在混合物中懸伸的直接驅(qū)動(dòng)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。
如果該系統(tǒng)120啟動(dòng)以冷卻在冷凍筒124中的混合物，在關(guān)斷壓縮機(jī)126之前在料斗122中的混合物的溫度由溫度傳感器174來(lái)檢測(cè)。如果檢測(cè)到的料斗122中的混合物的溫度大于37°F，則冷的制冷劑輸送到料斗122以便進(jìn)行冷卻。盡管料斗122中的混合物的溫度沒(méi)有達(dá)到觸發(fā)冷卻的門限數(shù)值39°F，但是料斗122在此刻可被冷卻，這是由于當(dāng)系統(tǒng)120已經(jīng)在冷卻模式下工作時(shí)冷卻料斗122是更高效的。
液體管路電磁閥146和148、熱氣電磁閥150和152、以及吸氣電磁閥170均由作為系統(tǒng)120的主要控制裝置186的控制裝置186來(lái)進(jìn)行控制。熱氣旁通閥154、熱氣旁通電磁閥156、FPR閥162、CPR閥164、和TREV閥166是自身調(diào)節(jié)的。當(dāng)控制裝置186檢測(cè)到需要進(jìn)行料斗122和冷凍筒124的冷卻時(shí)，控制裝置186啟動(dòng)該系統(tǒng)120并且打開(kāi)液體管路電磁閥146和148以便冷卻在料斗122和冷凍筒124中的混合物。料斗122和冷凍筒124可以依據(jù)系統(tǒng)120的需要單獨(dú)地冷卻。當(dāng)控制裝置186檢測(cè)所需進(jìn)行料斗122和冷凍筒124的加熱時(shí)，控制裝置186啟動(dòng)該系統(tǒng)120并且打開(kāi)熱氣電磁閥150和152以便加熱在料斗122和冷凍筒124中的混合物。料斗122和冷凍筒124可以依據(jù)系統(tǒng)120的需要單獨(dú)地加熱。
當(dāng)系統(tǒng)120處于自動(dòng)模式中時(shí)，按控制裝置186檢測(cè)到的需要進(jìn)行冷卻模式工作，以便使得料斗122和冷凍筒124的混合物保持在所需的范圍內(nèi)。當(dāng)沒(méi)有冷凍產(chǎn)品從冷凍筒124吸出，該系統(tǒng)120處于待機(jī)模式。該系統(tǒng)120可手動(dòng)地進(jìn)入待機(jī)模式或以編程的時(shí)間進(jìn)入待機(jī)模式。當(dāng)待機(jī)模式被啟動(dòng)時(shí)，冷凍筒124中的產(chǎn)品可以融化。冷凍筒124中的混合物加熱到料斗122中的混合物的溫度，這減少了破壞產(chǎn)品質(zhì)量的攪乳的量。當(dāng)冷凍產(chǎn)品從冷凍筒124中吸出時(shí)，促動(dòng)開(kāi)關(guān)并且制冷劑立刻輸送到冷凍筒124。
盡管AXV膨脹閥138和液體管路電磁閥146作為制冷劑流入冷凍筒124的入口的流動(dòng)和膨脹的控制已經(jīng)進(jìn)行了描述，但是還可使用其它的裝置。例如，可使用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的膨脹閥，以便省去液體管路電磁閥。通過(guò)使得制冷劑流調(diào)節(jié)成冷凍筒壓力或冷凍筒過(guò)熱度的函數(shù)，該步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的膨脹閥可以作為AXV(這是增設(shè)壓力變換器以便監(jiān)控冷凍筒壓力而實(shí)現(xiàn)的)或TXV(這通過(guò)在溫度出口增設(shè)溫度變換器而實(shí)現(xiàn)的)。
盡管示出了且描述了一個(gè)系統(tǒng)120，但是應(yīng)當(dāng)理解對(duì)于不同的產(chǎn)品可使用多個(gè)系統(tǒng)120。例如，對(duì)于兩個(gè)不同的產(chǎn)品例如軟的食用冰淇淋和混合飲料使用兩個(gè)不同的系統(tǒng)120?；蛘?，在單個(gè)系統(tǒng)120中使用單種冷凍產(chǎn)品的不同味道。每種味道的產(chǎn)品使用單獨(dú)的料斗122和冷凍筒124，但共同使用壓縮機(jī)126。
盡管示出了且描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言明顯的是，在不脫離由后附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行各種修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，其包括將制冷劑壓縮機(jī)到高壓的壓縮裝置，其具有壓縮機(jī)吸氣部和壓縮機(jī)排氣部；用于冷卻該制冷劑的排散熱量的熱交換器；料斗膨脹裝置，其用于將該制冷劑的料斗部分降低到料斗低壓；筒膨脹裝置，其用于將該制冷劑的筒部分降低到筒低壓；位于該料斗膨脹裝置與該排散熱量的熱交換器之間的料斗液體管路電磁閥；位于該筒膨脹裝置與該排散熱量的熱交換器之間的筒液體管路電磁閥；料斗熱交換器，來(lái)自該料斗膨脹裝置的該制冷劑與在該料斗熱交換器中的料斗混合物進(jìn)行熱交換；和筒熱交換器，來(lái)自該筒膨脹裝置的該制冷劑與在該筒熱交換器中的筒混合物進(jìn)行熱交換。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該筒膨脹裝置是AXV膨脹閥。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該料斗膨脹裝置是TXV膨脹閥。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括筒熱氣電磁閥，其位于該壓縮機(jī)排氣部與該筒熱交換器之間；還包括料斗熱氣電磁閥，其位于該壓縮機(jī)排氣部與該料斗熱交換器之間。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于該壓縮機(jī)排氣部與該壓縮機(jī)吸氣部之間的熱氣旁通閥。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與該熱氣旁通閥串聯(lián)安裝的且與該料斗液體管路電磁閥并聯(lián)致動(dòng)的熱氣旁通電磁閥。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于筒熱交換器排出口附近的吸氣電磁閥。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于料斗熱交換器排出口附近的EPR閥。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于該排散熱量的熱交換器與該壓縮機(jī)吸氣部之間的TREV閥。
10.如權(quán)利要求1或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于該壓縮機(jī)吸氣部附近的CPR閥。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括感測(cè)該筒混合物的筒溫度的筒溫度傳感器，和感測(cè)該料斗混合物的料斗溫度的料斗溫度傳感器。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在冷卻模式中該料斗熱交換器是料斗接收熱量熱交換器，該筒熱交換器是筒接收熱量熱交換器；在加熱模式中該料斗熱交換器是料斗排散熱量熱交換器，該筒熱交換器是筒排散熱量熱交換器。
全文摘要
一種熱氣熱處理系統(tǒng)，其用于冷卻在料斗和冷凍筒中的混合物以及加熱該混合物以便進(jìn)行巴氏處理。在料斗入口處的料斗液體管路電磁閥以及在冷凍筒入口處的冷凍筒液體管路電磁閥控制制冷劑流入膨脹閥，該膨脹閥還分別控制制冷劑圍繞料斗和冷凍筒的流動(dòng)。在料斗入口處的料斗熱氣電磁閥以及在冷凍筒入口處的冷凍筒熱氣電磁閥控制來(lái)自壓縮機(jī)的制冷劑圍繞料斗和冷凍筒的流動(dòng)。該系統(tǒng)還包括熱氣旁通閥，當(dāng)只有料斗被冷卻時(shí)，該閥打開(kāi)以便向壓縮機(jī)施加額外的負(fù)荷。EPR閥定位成靠近料斗排出口，以便改變與料斗熱交換的制冷劑的溫度。CPR閥通過(guò)降低流入壓縮機(jī)吸氣部的制冷劑的量來(lái)控制壓縮機(jī)入口壓力。該系統(tǒng)還包括TREV閥以便允許液態(tài)制冷劑噴入壓縮機(jī)吸氣部，以便在冷卻循環(huán)中控制過(guò)多的壓縮機(jī)排氣。
文檔編號(hào)F25B39/02GK1732362SQ200380107458
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者K·比謝爾, K·莫希爾, M·辛萊塔里, R·K·紐頓, P·麥克納米 申請(qǐng)人:開(kāi)利商業(yè)冷藏公司