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本专利针对传统预冷设备导致冷链断裂、能耗高及温度控制不精准的问题，提出集成式智能化压差预冷装置。通过箱体内分隔预冷间与包装间，采用风冷与蒸发冷结合的冷凝装置，并引入智能操控方法，动态调节压缩机频率及冷凝器运作时的状态，实现果蔬心部温度与环境和温度的精准匹配，有很大成效避免冷害同时降低能耗。
本实用新型涉及农产品冷链物流设备技术领域，具体地说是一种集成式智能化压差预冷装置。
近年来农产品冷链物流慢慢的受到国家的重视，农产品预冷作为冷链物流的首要环节，是指农产品在采收后迅速去除田间热，达到目标温度的过程。预冷时间越快，越有利于果蔬后期的贮藏。传统的果蔬预冷都是通过建立专门的预冷库或是预冷设备做预冷，传统的预冷设备主要存在以下几方面的不足：
第一，许多农产品预冷完后需要及时进行商品化包装，投入冷链的下一环节，为了尽最大可能避免冷链断裂，包装需要8-10℃的温度环境，而传统的预冷设备在野外使用，且没有设置包装间，预冷后的果蔬只能在环境和温度下进行整理、包装，温升很快，出现冷链断链情况，不利于贮藏。
第二，传统的预冷设备的温度操控方法都是通过在果蔬内部设置温度传感器，并通过温度传感器的反馈信号对制冷设备的制冷量进行调控。但是由于果蔬内部的温度相对于预冷设备内的室温来说具有一定的滞后性，往往果蔬内部的温度尚未达到目的温度，预冷设备内的室内温度已达到果蔬的冷害温度了，这样位于表面的果蔬就易发生冷害。
第三，传统的预冷设备一般都是采用传统的风冷冷凝器，不仅散热效果不好，而且使用成本高，也不利于节能减排。
针对以上问题，本实用新型提供了一种集成式智能化压差预冷装置，该装置不仅具备预冷间和包装间，避免了冷链断裂，且能同时检测果蔬内部和预冷间内的温度，避免果蔬发生冷害。同时本实用新型还公开了一种集成式智能化压差预冷操控方法，利用该操控方法，大大的降低了预冷设备的能耗，节约了能源。
集成式智能化压差预冷装置，包括一箱体，所述箱体的前端设置有前门，所述的箱体内从后到前依次设置有第一隔板和保温滑升门，所述的第一隔板和保温滑升门将所述箱体的内部空间从后到前依次分割成制冷机组安装间，预冷间和包装间；
所述的制冷机组安装间内设置有第二隔板，所述的第二隔板将所述制冷机组安装间的内部空间分割成第一仓室和第二仓室两部分；
所述的第一仓室内设置有冷凝装置，所述的第二仓室内设置有压缩机、储液器、干燥过滤器、气液分离器和膨胀阀，所述的预冷间内设置有风动机组，所述的冷凝装置、压缩机、储液器、干燥过滤器、气液分离器、膨胀阀和风动机组共同形成的制冷设备；
所述的预冷间内设置有用于测量果蔬心部温度的第一温度传感器，所述风动机组的出风口和进风口处分别设置有第二温度传感器和第三温度传感器，所述压缩机的排气管上设置有压力传感器；
所述的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和压力传感器分别通过线路与控制器电连接。
进一步地，所述的冷凝装置从上到下依次包括第一风机、第一冷凝器、喷淋管、第二冷凝器和水箱，所述第一冷凝器的进口与压缩机的出口相连，所述第一冷凝器的出口与第二冷凝器的进口相连，所述第二冷凝器的出口与储液器的进口相连，所述的水箱内设置有水泵，所述的水泵通过管路与所述的喷淋管相连。
进一步地，所述风动机组包括一壳体，所述的壳体内从上到下依次设置有第二风机和蒸发器，且所述的第二风机和蒸发器之间设置有第三隔板，所述第二风机的出风口与所述的预冷间相连通，所述第二风机的进风口与所述第三隔板的下方的空间相连通，所述壳体的前侧壁上位于所述第三隔板的下方均布设置有多个通气孔。
(2)选定预冷的果蔬的种类，并根据选定的果蔬种类调用数据库中该果蔬种类的降频温度、目标温度和警示温度；
(3)制冷设备开始工作，当第一温度传感器反馈的温度小于该果蔬种类的降频温度，而第二温度传感器和第三温度传感器中的任意一个反馈的温度达到该果蔬种类的警示温度，则制冷设备改为低频率运行，若制冷设备改为低频率运行之后，第二温度传感器和第三温度传感器中的任意一个反馈的温度仍然维持在警示温度上，则制冷设备停止运行，直至所述第二温度传感器和第三温度传感器的反馈温度均达到警示解除温度，则制冷设备重新再启动，如此反复进行，直至所述第一温度传感器反馈的温度达到该果蔬种类的降频温度。
(4)当第一温度传感器反馈的温度达到该果蔬种类的降频温度后，制冷设备改为低频运行，使第二温度传感器的反馈温度维持在该种类果蔬目标温度±0.5℃的范围内，并在该范围内维持制冷量和冷负荷的动态平衡，直至第一温度传感器反馈的温度达到该果蔬种类的目标温度。
(5)在进行步骤(3)和步骤(4)的同时，实时监控压缩机的排气压力，并经过控制水泵的启停以及第一风机的运行频率，使压缩机的排气压力维持在下限压力到上限压力的范围内。
进一步地，所述的警示温度为对应种类的冷害温度减0.5℃，所述的警示解除温度为对应种类的冷害温度加2.5℃。
1、通过在预冷设备的箱体内设置保温滑升门，从而将其内部空间分割成预冷间和包装间，这样就可以将预冷间内的果蔬直接搬到包装间内做包装，避免了冷链发生断裂，影响贮藏周期。
2、通过在预冷设备的箱体内设置保温滑升门，使预冷设备的储存能力更具有弹性，这样当用于预冷那些不有必要进行包装的果蔬，就可以打开保温滑升门，将包装间作为预冷间使用，容量增大一倍。
3、通过使用保温滑升门，可以有效的减少开关门时所占用的空间，更加合理的利用空间，结构更加紧凑。
4、通过设置智能控制系统，即在系统内预存入不同果蔬品种的降频温度、目标温度和冷害温度，这样在使用时，只需要根据需要调用相应果蔬品种的预存数据即可，然后通过控制系统自动进行调控，智能化程度高。
5、通过设置降频温度，不仅避免了由于果蔬内部实际温度的滞后性所带来的冷害现象，而且节约了能源，减低了运行成本。
6、通过在箱体的前端设置风幕，可以有效减缓人员进出开启库门带来的热量交换，保持包装间的温度稳定。
7、通过采用蒸发式冷凝器，相较于传统的风冷式冷凝器，更加节约能源，经试验证实，采用蒸发式冷凝器比采用风冷式冷凝器节能在20％以上。
8、通过在压缩机的排气管上分别设置压力传感器，并通过检测压缩机排气管上的压力，判断压缩机的符合状况，从而控制水泵的启停以及第一风机的转速，进一步地节约了能源，降低了能耗。
图中：1-箱体，11-第一隔板，12-保温滑升门，121-第三风机，13-制冷机组安装间，131-第二隔板，132-第一仓室，133-第二仓室，14-预冷间，15-包装间，151-工作平台，16-前门，17-侧门，21-冷凝装置，211-第一风机，212-第一冷凝器，213-喷淋管，214-第二冷凝器，215-水箱，22-风动机组，221-壳体，222-第三隔板，223-第三仓室，224-第四仓室，225-第二风机，226-蒸发器。
如图1和图4所示，集成式智能化压差预冷装置包括一前端开口的箱体1，且所述箱体1的前端设置有用于封闭所述开口的前门16，所述的箱体1为保温箱体1。所述的箱体1内从后到前依次设置有第一隔板11和保温滑升门12，所述的第一隔板11和保温滑升门12将所述箱体1的内部空间从后到前依次分割成制冷机组安装间13，预冷间14和包装间15。所述的第一隔板11采用保温材料制作而成。
如图3所示，所述的制冷机组安装间13内设置有第二隔板131，所述的第二隔板131将所述制冷机组安装间13的内部空间分割成第一仓室132和第二仓室133两部分。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第二隔板131沿前后方向布置，且沿前后方向布置的第二隔板131将所述制冷机组安装间13的内部空间分割成左右两部分，其中左侧部分的第一仓室132，右侧部分为第二仓室133。
所述的第一仓室132内设置有冷凝装置21。所述的第二仓室133内设置有压缩机、储液器、干燥过滤器、气液分离器和膨胀阀。所述的预冷间14内设置有风动机组22，即俗称的空调室内机。
所述的风动机组22包括内壳体221，所述的壳体221内设置有第二风机225和蒸发器226。
如图6所示，按照冷媒的循环回路通过管路依次连接压缩机、冷凝装置21、储液器、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器226和气液分离器，所述气液分离器的出口再通过管路与所述压缩机的进口相连。
所述的冷凝装置21、压缩机、储液器、干燥过滤器、气液分离器、膨胀阀和风动机组22共同形成的制冷设备，且所述制冷设备的工作原理与现有制冷设备的工作原理相同，在此不再赘述。
传统制冷设备的冷凝装置21一般都是采用风冷凝器，由于预冷设备相对于应用于传统场合的制冷设备的工作负荷大，传统的风冷凝器很难达到预想的散热效果，散热效果差会进一步地影响制冷效果。
为此，如图2和图3所示，所述的冷凝装置21从上到下依次包括第一风机211、第一冷凝器212、喷淋管213、第二冷凝器214和水箱215。所述的第一风机211固定设置于所述箱体1的顶部，所述的箱体1上设置有与所述的第一仓室132相连通的进风口。所述第一冷凝器212的进口与压缩机的出口相连，所述第一冷凝器212的出口与第二冷凝器214的进口相连，所述第二冷凝器214的出口与储液器的进口相连。所述的水箱215内设置有水泵，所述的水泵通过管路与所述的喷淋管213相连，工作时通过喷淋管213向第二冷凝器214喷水降温，从而实现对冷媒的降温冷凝。
第一，通过在第二冷凝器214的上方设置第一冷凝器212，这样第一风机211在进行风冷散热时，喷淋管213喷出的水受到第一冷凝器212的阻挡不容易随着第一风机211喷溅到外部，不会发生冷却水漂移现象。
第二，通过设置第一冷凝器212和第二冷凝器214，可以根据制冷设备的工作负荷选择开启其中一个冷凝器或是两个都开启，在保证制冷效果的前提下，降低了设备的能耗。
第三，在进行冷凝时，首先通过第一冷凝器212进行风冷散热，初步降低冷媒的温度，这样冷媒进入第二冷凝器214内时，温度便没有那么高，再通过第二冷凝器214进行蒸发散热，这样第二冷凝器214上不容易结水垢，保证了散热效果。
进一步地，为了避免空气流动不均，造成预冷不均出现局部冻伤的现象，如图2和图4所示，所述风动机组22的壳体221的宽度(即沿左右方向的尺寸)与所述箱体1的内部宽度相同。所述壳体221的内部设置有第三隔板222，且所述的第三隔板222将所述壳体221的内部空间从上到下依次分割成第三仓室223和四仓室，所述的第二风机225设置于所述的第三仓室223内，且所述第二风机225的出风口与所述的预冷间14相连通，所述第二风机225的进风口与所述的第四仓室224相连通。所述的蒸发器226设置于所述的第四仓室224内，所述壳体221的前侧壁上与所述的第四仓室224相对应的位置上均布设置有多个通气孔。这样就能够保证流过果蔬内部的气流的均匀性。
进一步地，为了节约安装空间，所述的第一冷凝器212和蒸发器226均倾斜设置。
进一步地，为了方便控制包装间15内的温度，从而使包装间15内维持在一个恒定的温度范围内，如图5所示，所述的保温滑升门12上设置有第三风机121。
进一步地，为了提高工作效率，如图4所示，所述箱体1的侧面上设置有与所述的预冷间14相连通的侧门17，这样在利用包装间15对预冷好的果蔬做包装时，便可以从侧门17将新的需要与冷的果蔬运至预冷间14内，相互之间不影响，可以同时进行。
集成式智能化压差预冷控制方法，所述的预冷间14内设置有用于测量果蔬心部温度的第一温度传感器，所述风动机组22的出风口处设置有第二温度传感器，所述风动机组22的进风口处设置有第三温度传感器，所述压缩机的排气管上设置有压力传感器。所述的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和压力传感器分别通过线路与控制器电连接。
在控制器内预存入不同种类果蔬的降频温度、目标温度、警示温度和警示解除温度，并以此作为数据库。
(2)选定预冷的果蔬的种类，并根据选定的预冷果蔬种类调用数据库中该果蔬种类的降频温度、目标温度、警示温度和警示解除温度。作为一种具体实施方式，本实施例以蓝莓为例，对控制方法进行具体的描述，蓝莓的降频温度为8℃，目标温度为3℃，冷害温度为-0.5℃。由于警示温度和警示解除温度是为了尽最大可能避免蓝莓被冻伤，因此所述的警示温度设定为0℃，警示解除温度为2℃。
(3)制冷设备开始工作，当第一温度传感器反馈的温度小于蓝莓的降频温度8℃，第二温度传感器和第三温度传感器中的任意一个反馈的温度达到0℃，则制冷设备改为低频率运行，若制冷设备改为低频率运行之后，第二温度传感器和第三温度传感器中的任意一个反馈的温度仍然维持在0℃，则制冷设备停止运行。由于蓝莓内部的温度高于预冷间14的环境温度，即使制冷设备停止运行，蓝莓内部的温度仍然会降低，而预冷间14的环境温度会升高。当第二温度传感器和第三温度传感器中反馈的温度均达到2℃时，制冷设备重新启动。如此反复进行，直至所述第一温度传感器反馈的温度达到降频温度8℃。
(4)当第一温度传感器反馈的温度达到降频温度8℃后，制冷设备改为低频运行，使第二温度传感器的反馈温度维持在3±0.5℃的范围内，并在该范围内维持制冷量和冷负荷的动态平衡。然后依靠蓝莓与预冷间14之间的温度差进行热交换，使蓝莓达到目标温度3℃。
A当压缩机排气压力≤0.95MPa时，说明压缩机负荷小，此时关闭水泵，第二冷凝器214停止工作，第一冷凝器212处于工作状态。若此时压缩机的排气压力仍然≤0.95MPa，则降低第一风机211的运行频率，直至压缩机的排气压力维持在0.95MPa-1.2MPa的范围内。
B当压缩机排气压力≥1.2MPa时，首先则打开水泵，使第二冷凝器214处于工作状态，若压缩机的排气压力仍然≥1.2MPa，则升高第一风机211的运行频率，直至压缩机的排气压力维持在0.95MPa-1.2MPa的范围内。
在这里所述的降频温度是指压缩机可以降低频率运行的温度，由于果蔬的预冷降温曲线是类似于在指数为负数时幂函数曲线，曲线开始比较陡随着时间延长曲线慢慢的趋于平缓，因此后期冷负荷较小，若制冷压缩机一直保持同一制冷能力，势必会增加能耗，这样当达到降频温度后，降低压缩机的工作频率，既能确保预冷效果，还能够降低能耗。
技术所有人：中华全国供销合作总社济南果品研究院;烟台万德嘉空调设备有限公司
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