本实用新型涉及制冷机，具体涉及一种空气冷媒低温速冻制冷系统。
背景技术：
常规的食品冷冻技术，包括氟利昂制冷技术和液氨制冷技术等等，因为制冷温度高，制冷时间长，缓慢的食品冷冻过程将导致食品中大冰晶粒的产生，等食品解冻时，食品中细胞组织会发生破裂引起食品汁液流失，而食品汁液的流失会影响到解冻食品的色泽、口感以及营养学特性。营养素及天然色素也会随着流失的食品汁液而流失。特别是果蔬类食品，结构的损害会导致食品质地口感的降级，结构变的松散。利用氟利昂或液氨作为冷媒，是已经被国家明令禁止或限制的化工原料。对环境和人类的生存环境都有很大程度的破坏。另外，目前市场上也有采购液氮，直接利用大量液氮作冷源进行食品低温速冻的例子，其效果也是非常理想的。但是由于液氮市场价格的逐步走高，许多供应商已经难以承受。再加上，对于一般的食品速冻，用-196℃的低温液氮来速冻，完全是一种浪费。因此，有必要提出一种新的技术方案。
技术实现要素：
本实用新型提出一种空气冷媒低温速冻制冷系统，解决现有技术存在的损害冷冻食品的品质、不环保以及制冷成本高的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种空气冷媒低温速冻制冷系统，包括空气过滤器、空气压缩机、再生气引风机、空气净化系统、空气预冷器、透平膨胀机、低温速冻机、废气发放引风机以及PLC控制模块，所述空气过滤器通过管道与所述空气压缩机的进口相连，所述空气压缩机的出口与所述空气净化系统的第一进口相连，所述空气净化系统的第一出口通过管道穿过所述空气预冷器与所述透平膨胀机相连，所述透平膨胀机通过正流管道与所述低温速冻机的进气口相连，所述低温速冻机的出气口通过回流管道穿过空气预冷器与废气发放引风机相连，所述废气发放引风机通过一管道与连接空气过滤器与空气压缩机的管道相连通，所述废气发放引风机通过另一管道与所述空气净化系统的第二进口相连，所述空气净化系统的第二出口通过引出管道与所述再生气引风机相连，所述PLC控制模块分别连接空气压缩机、再生气引风机、空气净化系统以及废气发放引风机。
优选的，还包括与所述PLC控制模块分别相连的低温空气温度探头和空气温度调节阀，所述低温空气温度探头设于正流管道上，所述空气温度调节阀设于所述正流管道和回流管道上，所述低温空气温度探头与空气温度调节阀相连。
优选的，所述低温速冻机为隧道式，其内部设有传送带。
优选的，还包括低温冷箱，所述空气预冷器和透平膨胀机分别设于所述低温冷箱内。
与现有技术相比，本实用新型具有下述优点：本实用新型提出的空气冷媒低温速冻制冷系统中，空气过滤器通过管道与空气压缩机的进口相连，空气经过空气过滤器过滤掉颗粒杂质和灰尘，后经过空气压缩机压缩到预定压力；空气压缩机的出口与空气净化系统的第一进口相连，空气净化系统对压缩加压后的空气进行干燥净化处理；空气净化系统的第一出口通过管道穿过空气预冷器与透平膨胀机相连，干燥净化处理过后的空气先经过空气预冷器的换热降温处理再导入透平膨胀机内，压缩空气在透平膨胀机内进行绝热膨胀向外做功消耗自身的内能，这样使压缩空气的压力和温度大幅度降低以达到制冷与降温的目的，透平膨胀机通过正流管道与低温速冻机的进气口相连，通过透平膨胀机膨胀降温处理后的低温空气通过正流管道输送到低温速冻机内与食品直接接触换热，这样食品就实现了快速冷却。制冷时间短，食品中不会有大冰晶粒产生，保证了冷冻食品的品质，且使用空气作为冷媒，环保无污染；且本实用新型不仅利用空气作为制冷媒介，还将返回的低温废气中的冷量进行回收利用，减少能量损失，使得本实用新型的制冷成本低。因此，相比现有技术，本实用新型具有不损害冷冻食品的品质、环保无污染以及制冷成本低的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
图1为本实用新型的连接示意图。
图中：1—空气过滤器，2—空气压缩机，3—再生气引风机，4—空气净化系统，5—低温冷箱，6—空气预冷器，7—透平膨胀机，8—低温速冻机，9—低温空气温度探头，10—空气温度调节阀，11—废气发放引风机，12—PLC控制模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提出的一种空气冷媒低温速冻制冷系统，包括空气过滤器1、空气压缩机2、再生气引风机3、空气净化系统4、空气预冷器6、透平膨胀机7、低温速冻机8、废气发放引风机11以及PLC控制模块12，空气过滤器1通过管道与空气压缩机2的进口相连，空气压缩机2的出口与空气净化系统4的第一进口相连，空气净化系统4的第一出口通过管道穿过空气预冷器6与透平膨胀机7相连，透平膨胀机7通过正流管道与低温速冻机8的进气口相连，
本实施例中，空气经过空气过滤器1过滤掉颗粒杂质和灰尘，后经过空气压缩机2压缩到预定压力，空气净化系统4对压缩加压后的空气进行干燥净化处理，干燥净化处理过后的空气先经过空气预冷器6的换热降温处理再导入透平膨胀机7内，压缩空气在透平膨胀机7内进行绝热膨胀向外做功消耗自身的内能，这样使压缩空气的压力和温度大幅度降低以达到制冷与降温的目的。
如图1所示，本实施例中，低温速冻机8的出气口通过回流管道穿过空气预冷器6与废气发放引风机11相连，废气发放引风机11通过一管道与连接空气过滤器1与空气压缩机2的管道相连通，废气发放引风机11通过另一管道与空气净化系统4的第二进口相连，空气净化系统4的第二出口通过引出管道与再生气引风机3相连。
本实施例中，回流的低温空气穿过空气预冷器6时与正流的干燥净化处理过后的空气换热复热后，经过废气发放引风机11引出，部分送入空气净化系统4经过净化处理后做再生气使用，然后经过再生气引风机3引出放空；其余废气通入连接空气过滤器1与空气压缩机2的管道内，与经过空气过滤器1处理的空气混合，重新参与循环制冷，实现循环再利用，不仅降低了本实施例的制冷成本，还更环保。
本实施例中，PLC控制模块12分别连接空气压缩机2、再生气引风机3、空气净化系统4以及废气发放引风机11。可以通过PLC控制模块12来控制空气压缩机2、再生气引风机3、空气净化系统4以及废气发放引风机11的开启与关闭，更智能。
本实施例中，还包括与PLC控制模块12分别相连的低温空气温度探头9和空气温度调节阀10，低温空气温度探头9设于正流管道上，空气温度调节阀10设于正流管道和回流管道上。低温空气温度探头9与空气温度调节阀10相连。可通过PLC控制模块12采集低温空气温度探头9反馈的温度信号，对空气温度调节阀10进行调节，从而达到调节低温空气温度的目的。
如图1所示，本实施例中，低温速冻机8为隧道式，其内部设有传送带。待冷冻的食品放置在传送带上，这样食品在输送的同时进行冷却，进一步加快冷冻的速率，避免大冰晶粒的产生，保证食品的品质，且可对待加工食品进行24小时不间断连续速冻。
如图1所示，还包括低温冷箱5，空气预冷器6和透平膨胀机7分别设于低温冷箱5内。低温冷箱5能保证压缩空气在空气预冷器6中换热冷却时以及在膨胀降温处理时，其处于低温环境下，这样减少了热量损失。
本实用新型利用透平膨胀制冷技术，将净化后的空气温度直接降到-120℃，然后利用超低温空气做冷媒，与食品直接接触，快速带走热量，达到快速冷冻食品的目的，冷冻时间可以缩短到2分钟。这样的快速冷冻使产生的冰晶最小，并帮助保持食品的品质。这也防止了水分的丢失，保持了食品的原色，原味和原质，几乎达到了食品原有的生鲜状态。
从环保角度讲，本实用新型利用的冷媒为洁净空气，对食品和大气环境等没有任何污染。但是在-50℃至-196℃温度区间内，也没有合适的冷媒能够取代液氮。而本实用新型的低温制冷技术正好弥补了这个温度区间的缺陷，产品低温空气的温度可以在-50℃至-160℃区间任意调整，而制冷成本远远低于液氮的采购成本。
值得注意的是，本实用新型也可以用纯氮气替换空气，作为制冷气体，同时氮气还可起到长期保鲜的作用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。