具体实施方式
在详细地解释本发明的任何实施例之前，应该懂得本发明在其应用方面并不局限于以下说明书中所阐述或者附图中所显示的构件的具体结构和布置。本发明能够具有其它实施例，并能够以各种方式来实践或实行。另外，还应该懂得，本文中所用的措词和术语仅出于描述的目的，而不应该被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用意味着包括其后列出的事物和其等同物以及附加事物。除非特别指出或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型为广义使用，并包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”并不局限于物理或机械的连接或联接。
图1和图2显示了一种用于冷却各种农产品(例如，水果和/或蔬菜等的农产品)的水冷却系统10。示意性地所示的水冷却系统10具有紧凑和模块化的结构，这容许水冷却系统10易于组装、清洗和被运输至各种收获位置。在收获位置，可采摘或收获农产品，然后迅速地放置在水冷却系统10中，以提供尽可能快的冷却农产品的机会。可通过例如用户、传送带或机器人装置而将农产品放置在水冷却系统10中。水冷却系统10将新鲜地收获的农产品快速冷却至适合于农产品的储存和运输的所需温度。水冷却系统10利用第一流体，水15，以从农产品除去热(即，将农产品冷却)，并利用第二流体，制冷剂20，以从水15除去热(即，将水15冷却)。
参照图1和图2，水冷却系统10包括水冷却箱25和储热装置30，水冷却箱25用于包含水15，储热装置30用于冷却水冷却箱25中的水15。在所示的结构中，水冷却箱25包括用于将农产品支撑于储热装置30之上的架35。在其它结构中，农产品被保持在水15中且使用其它装置(例如，篮子、网兜等)而将农产品与储热装置30分离并远离储热装置30。
在所示的结构中，储热装置30是平板蒸发器，其能够从水15产生储热介质，冰40，但在其它结构中，储热装置30可以是能够产生冰40的任何类型的蒸发器(例如，盘管)。在一些结构中，储热装置30由在水冷却箱25中产生冰的多个蒸发器形成。储热装置30定位在水冷却箱25中(图1和图2)，并浸没于水15中，以产生冰40。冰40是响应于储热装置30从水冷却系统10的冷凝单元45接收制冷剂20而产生的(如图2中所示)。制冷剂20被引导穿过储热装置30以冷却储热装置30，并通过这么做而从储热装置30所浸没的水15除去热。当从水15除去热时，水15可改变状态(即，从液体至固体)，从而在储热装置30的外部形成冰40。
冷凝单元45包括压缩机50和冷凝器55。压缩机50由电动机60驱动，电动机60由电源(未显示)供电。在一些结构中，电源可以是电池或便携式发电机。冷凝单元45还包括位于压缩机50的上游的储蓄箱57和位于冷凝器55的下游的接收箱59。在其它结构中，可使用任何常规的冷凝单元以从制冷剂除去热。
水冷却系统10还包括用于冷却水15的流体冷却蒸发器65和用于将水15从水冷却箱25引导至流体冷却蒸发器65的泵70。流体冷却蒸发器65定位成与水冷却箱25串联，从而可通过储热装置30和流体冷却蒸发器65而冷却水15。流体冷却蒸发器65从冷凝单元45接收制冷剂20。冷凝单元45选择性地将制冷剂20连通至储热装置30或流体冷却蒸发器65，以冷却水冷却系统10中的两个分离的位置中的水15。
泵70具有接通状态和关闭状态。在接通状态下(图1)，泵70引导水15从水冷却箱25通过流体冷却蒸发器65，然后返回至水冷却箱25。在关闭状态下，泵70停止水15流向流体冷却蒸发器65，并反而将至少一部分水15保持在水冷却箱25中。
参看图1和图2，水15在连续的回路中流过水冷却系统10。具体地说，水15从水冷却箱25流向泵70，从泵70流向流体冷却蒸发器65，并从流体冷却蒸发器65流向水冷却箱25。因而水冷却箱25、流体冷却蒸发器65以及储热装置30(定位在水冷却箱25中)彼此串联地保持流体连接。
制冷剂20通过三通阀90而被引导或分流至两个循环回路中，该三通阀90控制着制冷剂流向任一回路。第一循环回路95(图1)引导制冷剂20从冷凝单元45通过流体冷却蒸发器65，然后返回至冷凝单元45。第二循环回路100(图2)引导制冷剂20从冷凝单元45通过储热装置30，然后返回至冷凝单元45。双通阀105、110分别定位在流体冷却蒸发器65和储热装置30的各个循环回路95、100中。双通阀105、110是膨胀阀，其减小了流向蒸发器65、30的制冷剂的压力并控制制冷剂的量。
水冷却系统10连续地以两种模式中的一种运行：第一模式或收获模式(图1)和第二模式或非收获模式(图2)，在第一模式中，农产品由水冷却系统10冷却，在第二模式中，水冷却系统10产生用于在第一模式的期间冷却农产品的冰40(图1)。作为示例，水冷却系统10可在白天或收获的时期运行于第一模式，并在夜晚或在非收获的时期运行于第二模式。
如图2中所示，在非收获(第二)运行模式的期间，储热装置30从定位于水冷却箱25中的水15产生冰40。泵70处于关闭状态，以停止或阻止水15流过连续的回路。因而，水15基本上被包含在水冷却箱25中，并且，储热装置30浸没于水中。在一些情况下，泵70在第二运行模式的期间不使水15循环，以增强在储热装置30上从水15产生冰40。在另一情况下，水冷却系统10运行于第二模式，以利用电力需求通常在其最低点时(例如，当不收获农产品时)的时期。
三通阀90阻止或停止制冷剂20从冷凝单元45流向流体冷却蒸发器65，并容许冷凝单元45将制冷剂20供给至储热装置30。制冷剂20流过储热装置30，以冷却储热装置30，并从而从包含在水冷却箱25中的水15除去热。当被制冷剂20除去热时，水冷却箱25中的水15固化或冻结于储热装置30上，从而形成冰40。在所示的结构中，冰40形成在储热装置30的周围，并联接于储热装置30。在其它结构中，冰40可与储热装置30分离，这由储热装置30的结构决定。冰40继续成长，直至制冷剂20通过储热装置30的流动停止(即，第一运行模式)，或者直至冰40达到由水冷却系统10的各种特征决定的最大容量(例如，水冷却箱25的尺寸、水15的量、储热装置30的导热能力、第一流体15的性质等)。以下，容量是指在快速地将农产品加载到水冷却系统10中的期间可吸收的热量。
如图1中所示，在收获(第一)运行模式的期间，冰40和流体冷却蒸发器65冷却水15，水15冷却所收获的农产品。收获农产品，然后用水15浸透，从而冷却农产品。通过如图1和图2中所示，将农产品沉浸于水15中，将水15喷洒在农产品上，或者将沉浸农产品和喷洒农产品结合，从而可浸透农产品。参看图1和图2，农产品被放置在水冷却箱25中，并被包含在水冷却箱25内的水15浸透。在对农产品进行喷洒的情况下，喷洒器与水冷却箱25保持流体连通，并从水冷却箱25吸取水15，然后浸透农产品。为了对农产品进行喷洒，可将农产品定位在水冷却箱25的内部。
当水冷却系统10处于第一运行模式时，泵70处于接通状态，并使水15沿着连续的回路而循环通过水冷却箱25和流体冷却蒸发器65，水冷却箱25和流体冷却蒸发器65连续地冷却或从水15除去热。三通阀90阻止或停止制冷剂20从冷凝单元45流向储热装置30，并容许冷凝单元45将制冷剂20供给至流体冷却蒸发器65。水15在第一温度下由泵70从水冷却箱25吸取，并被泵送至流体冷却蒸发器65。制冷剂20被引导通过流体冷却蒸发器65，并从而从由泵70泵送通过流体冷却蒸发器65的水15除去热。当水15离开流体冷却蒸发器65时，水15处于比第一温度低的第二温度下。然后，将水15引导至水冷却箱25中，以完成水冷却系统10的连续的回路。水15吸收或从水冷却系统10中的农产品除去热。当水15冷却农产品时，冰40同时冷却水15，这增加了水15的能力。换句话说，水15和其内的农产品被流体冷却蒸发器65和冰40冷却。当热从水15被除去并被冰40吸收时，冰40的容量开始减小，并且冰40融化，并减小尺寸(图1中所示)，直至冰40具有零容量或已经完全转化成水15。一旦冰40耗尽(即，具有零容量)，则水15和农产品仅由流体冷却蒸发器65冷却。
图3和图4显示了根据本发明的另一结构的水冷却系统115。图3和图4中所示的水冷却系统115类似于图1和图2中所示的水冷却系统10；因此，相似的结构将由相同的标号标记。水冷却系统115包括定位在储热箱120中的储热装置130，储热装置130与水冷却箱25分离。储热箱120包含水15，储热装置130浸没于储热箱120的水15中。在所示的结构中，储热箱120和储热装置30定位在流体冷却蒸发器65和水冷却箱25之间。水15从流体冷却蒸发器65流向储热箱120，然后从储热箱120流向水冷却箱25。因而，水冷却箱25、流体冷却蒸发器65以及储热装置30(定位在储热箱120中)彼此串联地保持流体连接。
如图4中所示，在非收获(第二)运行模式的期间，储热装置130从定位于储热箱120中的水15产生冰40。冷凝单元45引导制冷剂通过储热装置130，以冷却储热装置130，并从而从包含在储热箱120中的水15除去热。当被制冷剂20除去热时，储热箱120中的水20固化或冻结于储热装置130上，从而形成冰40。
在收获(第一)运行模式的期间(图3)，定位在储热箱120中的冰40和流体冷却蒸发器冷却水15，水15冷却所收获的农产品。收获农产品，然后用水15浸透，从而冷却农产品。通过将农产品沉浸于水15中和/或将水15喷洒到农产品上，可浸透农产品。
当水冷却系统115处于第一运行模式时，泵70处于接通状态，并使水15沿着连续的回路而循环通过水冷却箱25、流体冷却蒸发器65以及储热箱120。水15在第一温度下由泵70从水冷却箱25吸取，并被泵送至流体冷却蒸发器65。制冷剂20被引导通过流体冷却蒸发器65，并从而从由泵70泵送通过流体冷却蒸发器65的水15除去热。当水15离开流体冷却蒸发器65时，水15处于比第一温度低的第二温度下。然后，将水15引导至储热箱120中，在此，由冰40对水15额外地进行冷却。水15在比第二温度低的第三温度下离开储热箱120。然后，将水15引导返回至水冷却箱25，以完成水冷却系统115的连续的回路。水15吸收或从水冷却系统115中的农产品除去热，然后，水15被从水冷却箱25吸取，并由流体冷却蒸发器65和定位在储热箱120中的冰40再次冷却。当热从水15被除去并被冰40吸收时，冰40的容量开始减小，并且冰40融化，直至冰40具有零容量或已经完全转化成水15。一旦冰40耗尽(即，具有零容量)，则水15和农产品仅由流体冷却蒸发器65冷却。
冷凝单元45可在水冷却系统10、115的第一模式和第二模式下连续地运转，以有效地增加水冷却系统10、115在运行于第一模式的期间的冷却容量和加载容量。例如，通过运转系统连续地经过第一模式和第二模式，一个3吨容量的冷凝单元可实现运行于第一模式的期间的5吨的冷却当量。2吨的差异代表了储热装置30、130的冷却容量(即，储热装置30、130的尺寸可定制成其可处理系统运行于第一模式时的农产品的连续的容量需求和冷凝单元45的容量之间的差异)。这样，系统可被设计成连续地运转在峰值效率，而不是低效的接通/关闭或部分加载的设定，并且，当电力容量在现场受到限制时，还可成为一个显著的优势。通过这种方式，可使用具有比所需的农产品的加载更小的容量的冷凝单元。
例如，连续地运行水冷却系统10、115的另一优势是水冷却系统10、115运行于比非连续的运行更高的热效率。连续地运转时的峰值热效率高于停止/起动运行的热效率。在其它情况下，储热装置30、130的使用增加了热容量，以容许水冷却系统10、115处理被加载到水冷却系统10、115中的“热的”农产品。例如，当收获农产品并将其放置在水冷却系统10、115中时，由于农产品和水15之间的大的温差，农产品快速地将热排出至水15中。因为冰40作为蓄热器，所以防止了由于水冷却系统10、115被这种突然的加载(即，温差或排热)席卷而引起的破坏。由“热的”农产品引起的水15中的任何温度上升都将导致冰40吸收大部分的热。因而，水冷却系统10、115阻止了水冷却箱25中的水15的任何显著的温度上升。
虽然已经参照某些优选的实施例来详细地描述了本发明，但在所描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和要旨内存在着多种变化和变型。