一种具有自动除霜功能的冷柜及其除霜控制方法
【专利摘要】一种具有自动除霜功能的冷柜及其除霜控制方法，该冷柜包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、三通阀、第一毛细管、第二毛细管、第一蒸发器、第二蒸发器、风机、单向阀、气液分离器、电磁阀、相对湿度传感器和控制器；制冷工况时，制冷剂经第一毛细管节流后在第一蒸发器中蒸发产生冷量；集霜工况时，制冷剂经第二毛细管流入第二蒸发器，风机驱动冷柜内部空气强制对流通过第二蒸发器并发送相变凝结成霜，从而达到集霜目的；除霜工况时，压缩机排出的高温制冷剂经电磁阀直接进入第二蒸发器进行化霜；压缩机启动后，首先运行集霜工况对冷柜内部的水汽进行捕捉，再运行制冷工况，根据除霜判定条件来判断是否运行除霜工况；该冷柜能够做到内壁面无霜，自动除霜且准确及时，也能保证制冷效果。
【专利说明】
一种具有自动除霜功能的冷柜及其除霜控制方法
技术领域
[0001]本发明属于制冷器具及冷柜技术领域，具体涉及一种具有自动除霜功能的冷柜及其除霜控制方法。
【背景技术】
[0002]目前小型商用卧式冷柜即有霜冷柜，其蒸发盘管缠绕在冷柜内壁，冷柜制冷运行时依靠自然对流作用对内部的食物等负载进行降温。由于频繁的开关门以及门封密封不严时，环境中湿热的水汽会进入冷柜间室，同时食物等负载中的水汽也会散发到冷柜间室内，因此在使用一段时间后冷柜内壁会出现结霜情况，当结霜过厚时会增加蒸发盘管与冷柜内空气之间的热阻，阻碍蒸发器表面的热交换，从而降低了制冷效率，影响制冷效果，压缩机运行的时间也会相应延长进而增加耗电量，因此冷柜要及时的除霜。目前冷柜常用的除霜方式为手动机械除霜如冰铲/软木铲除霜，此种方法需要腾空冷柜内食物等负载，费时费力，可能会损坏内胆或制冷管路且不容易除净；同时人工手动除霜方法的除霜时机判断存在着很大的主观性，没有确切的除霜判定条件;除霜过晚会造成结霜太厚，除霜时间较长且不易除净;除霜过早会造成除霜过于频繁，从而降低能源利用率。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有自动除霜功能的冷柜及其除霜控制方法，引导冷柜内的水汽在第二蒸发器上结霜，从而使冷柜内壁面无霜化；当达到除霜条件时，压缩机排出的高温制冷剂进入第二蒸发器换热管内对蒸发器外侧进行化霜，化霜水经排水管流到压缩机上端的水盘内，在压缩机余热的作用下化霜水完成蒸发。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种具有自动除霜功能的冷柜，包括压缩机I，依次连接在压缩机I排气管路的冷凝器2、干燥过滤器3和三通阀4，三通阀4的一个出口依次串接第一毛细管5和第一蒸发器7，另一个出口依次串接第二毛细管6、第二蒸发器8，和单向阀10，两个串接回路并联后与气液分尚器11连接，气液分尚器11出口连接压缩机I入口 ；还包括连接在压缩机I排气管路与第二蒸发器8进口之间的电磁阀12以及设置在第二蒸发器8附近的风机9;所述压缩机1、三通阀4、电磁阀12、风机9均与控制器14连接，还包括与控制器14连接的冷柜间室温度传感器13;所述压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、三通阀4、第一毛细管5、第一蒸发器7、气液分离器11依次顺序连接构成制冷工况回路;所述压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、三通阀4、第二毛细管6、第二蒸发器8、单向阀10、气液分离器11依次顺序连接构成集霜工况回路;所述压缩机1、电磁阀12、第二蒸发器8、单向阀10、气液分离器11依次顺序连接构成除霜工况回路。
[0006]所述第一蒸发器7缠绕在冷柜内壁;所述第二蒸发器8和风机9布置于冷柜中的竖直风道内，该竖直风道布置于压仓上部，且该竖直风道上部位为进风口，竖直风道下部为出风口；所述冷柜间室温度传感器13布置于冷柜中上部。
[0007]所述控制器14具有计时器的功能。
[0008]所述第二毛细管6的长度大于第一毛细管5的长度。
[0009]所述风机9仅在集霜工况下工作。
[0010]所述单向阀10能够防止制冷剂由第一蒸发器7或气液分离器11向第二蒸发器8迀移。
[0011]上述所述一种具有自动除霜功能的冷柜的除霜控制方法，包括如下步骤:
[0012]步骤1:压缩机I启动后，冷柜首先运行集霜工况，并开始累积集霜工况运行时间tl，当控制器14检测到tl彡t2时冷柜达到制冷工况条件，其中:t2为设定时间5?60min;
[0013]步骤2:控制器14发出指令切换到制冷工况运行，当控制器14检测到压缩机I在集霜工况下的总运行时间t3达到设定除霜周期t4的整数倍时冷柜达到除霜工况条件；当控制器14检测到t3未达到设定除霜周期t4的整数倍时，则继续对冷柜间室温度Tl进行判定，当Tl >T2时则返回制冷工况运行，当Tl彡Τ2时，则进入步骤4，其中:t4为设定时间0.5?30天，T2为设定温度-35?-10°C;
[0014]步骤3:控制器14发出指令切换到除霜工况运行，并开始累积除霜工况运行时间t5，此时压缩机I排出的高温制冷剂经电磁阀12直接流入第二蒸发器8除霜，风机9为停机状态，化霜水经排水管流入压缩机上部的水盘内，利用压缩机的余热使化霜水蒸发；当控制器14检测到t5彡t6时达到除霜结束条件，其中t6为设定时间10?10min;
[0015]步骤4:控制器14发出指令压缩机I停止工作，集霜工况运行时间t3和除霜工况运行时间t5清零。
[0016]和现有技术相比较，本发明具备如下优点:
[0017]1、自动除霜。除霜控制系统根据除霜判定条件，可以进行自动除霜，比冷柜现有的冰铲除霜等机械除霜方法更简单、方便、省电、省时。
[0018]2、能保证制冷效果。除霜过程中不必取出冷柜内的食物等负载，且除霜时冷柜无需断电，并且集霜工况运行时也能对冷柜制冷从而保证了除霜过程中的制冷效果。
[0019]3、能够起到集霜作用。该冷柜的第二毛细管长度大于第一毛细管，因而在集霜工况下制冷剂在第二蒸发器中的蒸发温度更低，从而能够有效地引导冷柜内的水汽在第二蒸发器表面凝结，缓解了第一蒸发器表面即冷柜内壁面的结霜，提高了第一蒸发器的换热效率及制冷效果。
【附图说明】
[0020]图1为一种具有自动除霜功能的冷柜的结构组成图。
[0021 ]图2为该冷柜中第二蒸发器及风机的优选布置示意图。
[0022]图3为该冷柜的除霜控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细的说明。
[0024]如图1所示，本发明一种具有自动除霜功能的冷柜，包括压缩机1，冷凝器2，干燥过滤器3，三通阀4，第一毛细管5，第二毛细管6，第一蒸发器7，第二蒸发器8，风机9，单向阀10，气液分离器11，电磁阀12，冷柜间室温度传感器13，控制器14。所述第二毛细管6的长度大于第一毛细管5的长度;所述第一蒸发器7缠绕在冷柜内壁;所述第二蒸发器8为翅片管式换热器;所述三通阀4的进口与干燥过滤器3连接，所述三通阀4的一个出口与第一毛细管5连接，所述三通阀4的另一个出口与第二毛细管6连接;所述第一毛细管5与第一蒸发器7串接后的管路，与第二毛细管6和第二蒸发器8、单向阀10串接后的管路呈并联关系，该并联管路连接在三通阀4和气液分离器11之间；所述电磁阀12连接在压缩机I的排气管路与第二蒸发器8的进口之间；所述冷柜间室温度传感器13布置于冷柜内部;所述压缩机I，三通阀4，风机9，电磁阀12，冷柜间室温度传感器13均与所述控制器14连接，所述控制器14具有计时器的功會K。
[0025]所述压缩机I，冷凝器2，干燥过滤器3，三通阀4，第一毛细管5，第一蒸发器7，气液分离器11依次顺序连接构成制冷工况回路。
[0026]所述压缩机I，冷凝器2，干燥过滤器3，三通阀4，第二毛细管6，第二蒸发器8，单向阀10，气液分离器11依次顺序连接构成集霜工况回路。
[0027]所述压缩机I，电磁阀12，第二蒸发器8，单向阀10，气液分离器11依次顺序连接构成除霜工况回路。
[0028]—般情况下压缩机启动后冷柜首先运行集霜工况，在集霜工况下制冷剂经第二毛细管6流入第二蒸发器8，第二毛细管6的长度大于第一毛管5的长度，制冷剂节流程度大因而第二蒸发器8中的蒸发温度低，风机9驱动冷柜内部空气强制对流通过第二蒸发器时，水汽在温度较低的第二蒸发器8表面发生相变凝结成霜，从而达到集霜目的，减少在第一蒸发器7表面即冷柜内壁的霜层。集霜工况运行一段时间后控制器14发出指令切换到制冷工况回路，制冷剂流经制冷工况回路，在第一蒸发器7中蒸发产生冷量对食物等负载进行降温；制冷工况运行时，控制器4对集霜工况下的总运行时间进行判定，是否切换到除霜工况回路;在除霜工况下，压缩机I排出的高温制冷剂经电磁阀12直接进入第二蒸发器8的换热管内对换热器外壁面的霜层进行化霜，此时风机9处于停机状态，化霜水经排水管流入压缩机上部的接水盘内，利用压缩机的余热使化霜水蒸发。
[0029]如图2所示，本发明中冷柜中第二蒸发器，风机的优选布置示意图，包括压缩机I，第二蒸发器8，风机9，接水盘15，排水管16，出风口 17，风道18，进风口 19。所述第二蒸发器8，风机9布置于竖直风道18内，进风口 19布置于竖直风道18的上部，出风口 17布置于竖直风道18的下部，该竖直风道18布置于压仓上部;集霜工况下，出风口 17、进风口 19均处于开启状态，风机9处于工作状态，驱动冷柜间室内的空气由进风口 19强制对流通过第二蒸发器8，水汽在第二蒸发器8上凝集成霜，后经出风口 17返回冷柜间室；制冷工况及除霜工况下，风机9均处于停机状态，出风口 17、进风口 19均处于关闭状态;除霜工况下，压缩机I排出的高温制冷剂直接进入第二蒸发器8的换热管内对第二蒸发器8外表面的霜层进行化霜，化霜水经排水管16流入布置于压缩机I上部的接水盘15内，利用压缩机I的余热使化霜水蒸发。
[0030]如图3所示，本发明一种具有自动除霜功能的冷柜的除霜控制方法，包括如下步骤:
[0031]步骤1:压缩机I启动后，冷柜首先运行集霜工况，并开始累积集霜工况运行时间tl，当控制器14检测到tl彡t2时冷柜达到制冷工况条件，其中:t2为设定时间5?60min;
[0032]步骤2:控制器14发出指令切换到制冷工况运行，当控制器14检测到压缩机I在集霜工况下的总运行时间t3达到设定除霜周期t4的整数倍时冷柜达到除霜工况条件；当控制器14检测到t3未达到设定除霜周期t4的整数倍时，则继续对冷柜间室温度Tl进行判定，当Tl >T2时则返回制冷工况运行，当Tl彡Τ2时，则进入步骤4，其中:t4为设定时间0.5?30天，T2为设定温度-35?-10°C;
[0033]步骤3:控制器14发出指令切换到除霜工况运行，并开始累积除霜工况运行时间t5，此时压缩机I排出的高温制冷剂经电磁阀12直接流入第二蒸发器8除霜，风机9为停机状态，化霜水经排水管流入压缩机上部的水盘内，利用压缩机的余热使化霜水蒸发；当控制器14检测到t5彡t6时达到除霜结束条件，其中t6为设定时间10?10min;
[0034]步骤4:控制器14发出指令压缩机I停止工作，集霜工况运行时间t3和除霜工况运行时间t5清零。
【主权项】
1.一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:包括压缩机(I)，依次连接在压缩机(I)排气管路的冷凝器(2)、干燥过滤器(3)和三通阀(4)，三通阀(4)的一个出口依次串接第一毛细管(5)和第一蒸发器(7)，另一个出口依次串接第二毛细管(6)、第二蒸发器(8)，和单向阀(10)，两个串接回路并联后与气液分离器(11)连接，气液分离器(11)出口连接压缩机(I)入口；还包括连接在压缩机(I)排气管路与第二蒸发器(8)进口之间的电磁阀(12)以及设置在第二蒸发器(8)附近的风机(9);所述压缩机(1)、三通阀(4)、电磁阀(12)、风机(9)均与控制器(14)连接，还包括与控制器(14)连接的冷柜间室温度传感器(13);所述压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、三通阀(4)、第一毛细管(5)、第一蒸发器(7)、气液分离器(11)依次顺序连接构成制冷工况回路;所述压缩机(I)、冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、三通阀(4)、第二毛细管(6)、第二蒸发器(8)、单向阀(10)、气液分离器(11)依次顺序连接构成集霜工况回路;所述压缩机(I)、电磁阀(12)、第二蒸发器(8)、单向阀(10)、气液分离器(11)依次顺序连接构成除霜工况回路。2.根据权利要求1所述的一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:所述第一蒸发器(7)缠绕在冷柜内壁;所述第二蒸发器(8)和风机(9)布置于冷柜中的竖直风道内，该竖直风道布置于压仓上部，且该竖直风道上部位为进风口，竖直风道下部为出风口 ；所述冷柜间室温度传感器(13)布置于冷柜中上部。3.根据权利要求1所述的一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:所述控制器(14)具有计时器的功能。4.根据权利要求1所述的一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:所述第二毛细管(6)的长度大于第一毛细管(5)的长度。5.根据权利要求1所述的一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:所述风机(9)仅在集霜工况下工作。6.根据权利要求1所述的一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:所述第二蒸发器(8)为翅片管式换热器。7.根据权利要求1所述的一种具有自动除霜功能的冷柜，其特征在于:所述单向阀(10)能够防止制冷剂由第一蒸发器(7)或气液分离器(11)向第二蒸发器(8)迀移。8.权利要求1-7任一项所述一种具有自动除霜功能的冷柜的除霜控制方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:压缩机(I)启动后，冷柜首先运行集霜工况，并开始累积集霜工况运行时间tl，当控制器(14)检测到tl彡t2时冷柜达到制冷工况条件，其中:t2为设定时间5?60min; 步骤2:控制器(14)发出指令切换到制冷工况运行，当控制器(14)检测到压缩机(I)在集霜工况下的总运行时间t3达到设定除霜周期t4的整数倍时冷柜达到除霜工况条件；当控制器(14)检测到t3未达到设定除霜周期t4的整数倍时，则继续对冷柜间室温度Tl进行判定，当Tl >T2时则返回制冷工况运行，当Tl彡Τ2时，则进入步骤4，其中:t4为设定时间0.5?30天，T2为设定温度-35?-10°C ； 步骤3:控制器(14)发出指令切换到除霜工况运行，并开始累积除霜工况运行时间t5，此时压缩机(I)排出的高温制冷剂经电磁阀(12)直接流入第二蒸发器(8)除霜，风机(9)为停机状态，化霜水经排水管流入压缩机上部的水盘内，利用压缩机的余热使化霜水蒸发;当控制器(14)检测到t5彡t6时达到除霜结束条件，其中t6为设定时间10?10min; 步骤4:控制器(14)发出指令压缩机(I)停止工作，集霜工况运行时间t3和除霜工况运行时间t5清零。
【文档编号】F25B49/02GK106091504SQ201610436161
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】陈旗, 晏刚
【申请人】西安交通大学