冷风机及其化霜控制装置和方法与流程

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种冷风机及其化霜控制装置和方法。

背景技术：

现有的冷库制冷系统一般由冷凝机组(由压缩机、冷凝器等组成)、供液电磁阀、节流装置、冷风机、库房温控器等构成。冷风机是一种常用型的蒸发器，作为实现冷库降温制冷的设备。在冷风机的使用过程中，由于冷库内湿度较大且温度较低，冷风机会出现结霜的现象，若霜层太厚，就会对冷风机的换热效果产生很大的影响，使其换热性能大幅降低，故需要采取有效措施对冷风机进行化霜。

现有技术中，冷库制冷系统中冷风机的化霜主要是通过库房温控器进行控制的，其化霜方式主要分为两种，一种是手动化霜，需要用户观察冷风机的结霜情况，然后对温控器进行手动操作实现化霜(一般是通过按下手动化霜键)，过程比较麻烦，且用户使用不方便；一种是对温控器进行设定，进行定时化霜，虽然可以省去用户操作的过程，但无法精确控制化霜时间点，化霜过早，外机停止供冷，冷库温度回升，会造成能耗损失；化霜过晚，冷风机霜层过厚，导致外机持续带液运行，会对整个制冷系统的运行寿命造成影响。

综上，需要提出一种能够精确控制化霜的时间点的技术方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种冷风机及其化霜控制装置和方法，能精确控制冷风机化霜的时间点。

根据本发明的第一方面，提供一种冷风机化霜控制装置，包括：检测单元，用于检测冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度；计算单元，用于根据检测单元检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度；判断单元，用于根据所述冷风机出口过热度判断是否进入化霜模式；控制单元，用于在所述判断单元判断进入化霜模式的情况下控制相应的化霜操作。

进一步地，所述检测单元包括安装于冷风机出口管路上的压力传感器和温度传感器；所述压力传感器用于检测冷风机出口的制冷剂压力，所述温度传感器用于检测冷风机出口的制冷剂温度。

进一步地，所述计算单元，进一步用于：根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂压力，确定所述压力下对应的制冷剂饱和温度；以及根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂温度以及所述制冷剂饱和温度，计算冷风机出口过热度。

进一步地，所述判断单元包括判断子单元和确定子单元；所述判断子单元用于判断所述冷风机出口过热度是否小于或等于预定过热度；所述确定子单元用于根据所述判断单元的判断结果，确定是否进入化霜模式。

进一步地，所述确定子单元进一步用于：若在第一预定时间内，所述判断单元的判断结果均为所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度，则确定进入化霜模式。

进一步地，所述控制单元进一步用于：在所述判断单元判断进入化霜模式的情况下，控制冷风机上的电加热化霜装置启动，进行冷风机化霜。

进一步地，所述判断单元进一步用于：根据进入化霜模式的时间，判断是否退出化霜模式；所述控制单元进一步用于：在所述判断单元判断退出化霜模式的情况下控制相应的退出操作。

根据本发明第二方面，提供一种冷风机化霜控制方法，包括：检测冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度；根据检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度；根据所述冷风机出口过热度判断是否进入化霜模式；在判断进入化霜模式的情况下控制相应的化霜操作。

进一步地，检测冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度，包括：通过安装于冷风机出口管路上的压力传感器检测冷风机出口的制冷剂压力；以及通过安装于冷风机出口管路上的温度传感器检测冷风机出口的制冷剂温度。

进一步地，根据检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度，包括：根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂压力，确定所述压力下对应的制冷剂饱和温度；以及根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂温度以及所述饱和温度，计算冷风机出口过热度。

进一步地，根据所述冷风机出口过热度判断是否进入化霜模式，包括：判断所述冷风机出口过热度是否小于或等于预定过热度；根据判断结果，确定是否进入化霜模式。

进一步地，根据判断结果，确定是否进入化霜模式，包括：若在第一预定时间内，所述判断结果均为所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度，则确定进入化霜模式。

进一步地，在判断进入化霜模式的情况下控制相应的化霜操作，包括：在判断进入化霜模式的情况下，控制冷风机上的电加热化霜装置启动，进行冷风机化霜。

进一步地，该方法还包括：根据进入化霜模式的时间，判断是否退出化霜模式；在判断退出化霜模式的情况下控制相应的退出操作。

根据本发明的第三方面，提供一种冷风机，包括上述任一项所述的装置。

根据本发明的上述方案，通过检测冷风机出口制冷剂的压力及温度，并通过计算得到冷风机出口过热度，从而根据冷风机出口过热度判断是否需要进入化霜模式，能够实现对冷风机进入化霜的时间点的控制。并且，本发明在连续预定时间检测到冷风机出口过热度小于预定过热度时，确定进入化霜模式，能进一步实现对进入化霜的时间点的精确控制，避免化霜过早造成的能耗损失以及化霜过晚影响制冷系统寿命的情况的发生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一实施例的冷风机及其所包括的冷风机化霜控制装置的结构框图；

图2示出了根据本发明一具体实施例的冷风机化霜控制装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明另一具体实施例的冷风机化霜控制装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明一具体实施例的冷风机及其所包括的冷风机化霜控制装置的结构框图；

图5示出了根据本发明一实施例的所述冷风机化霜控制方法的流程图；

图6示出了根据本发明一实施例的计算冷风机出口过热度的具体流程图；

图7示出了根据本发明另一实施例的所述冷风机化霜控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先结合图1说明本发明的冷风机及其化霜控制装置，图1示出了根据本发明的冷风机及其所包括的冷风机化霜控制装置的结构框图。如图1所示，所述冷风机1包括冷风机化霜控制装置10，所述冷风机化霜控制装置10至少包括检测单元11、计算单元12、判断单元13以及控制单元14。

其中，检测单元11用于检测冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度；计算单元12用于根据检测单元检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度；判断单元13用于根据所述冷风机出口过热度判断是否进入化霜模式；控制单元14用于在所述判断单元13判断进入化霜模式的情况下控制相应的化霜操作，例如，控制冷风机上的电加热化霜装置启动，进行冷风机化霜。

根据本发明的上述方案，由于冷风机出现结霜现象时，冷风机的出口过热度会降低，因此，本发明通过检测冷风机出口制冷剂的压力及温度，并通过计算得到冷风机出口过热度，从而根据冷风机出口过热度判断是否需要进入化霜模式，能够实现冷风机化霜时间点的精确控制。

以下进一步结合图1、图2和图3对本发明的各部件逐一进行说明。图1示出了根据本发明的一实施例的冷风机及其所包括的冷风机化霜控制装置的结构框图；图2示出了根据本发明一具体实施例的冷风机化霜控制装置的结构示意图；图3示出了根据本发明另一具体实施例的冷风机化霜控制装置的结构示意图；图4示出了根据本发明一具体实施例的冷风机及其所包括的化霜控制装置的结构框图。

所述检测单元11用于检测冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度，在图2所示的实施例中，所述检测单元11包括安装于冷风机出口管路上的压力传感器111和温度传感器112；所述压力传感器111用于检测冷风机出口的制冷剂压力，所述温度传感器112用于检测冷风机出口的制冷剂温度。所述压力传感器111和温度传感器112分别与所述计算单元12相连接。

所述计算单元12用于根据检测单元11检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度。所述压力传感器111和温度传感器112分别将检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度发送到所述计算单元12，以便计算单元12根据所述冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度。

所述计算单元12根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂压力，确定所述压力下对应的制冷剂饱和温度；并根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂温度以及所述制冷剂饱和温度，计算冷风机出口过热度。

具体地，冷风机出口的过热度(即，冷风机出口的实测过热度)为冷风机出口制冷剂温度与冷风机出口制冷剂压力所对应的饱和温度的温度差值。其中，检测到的冷风机出口的制冷剂压力为制冷剂气态饱和压力，不同的饱和压力分别对应不同的饱和温度，不同制冷剂的饱和压力所对应的饱和温度不同，可根据相应制冷剂的饱和压力与饱和温度的对照表进行换算，计算单元12基于所述对照表，根据检测到的冷风机出口制冷剂压力可以换算出对应的饱和温度，例如，在R22制冷剂的系统中，当检测到冷风机出口的制冷剂压力为600kPa时，可以换算得到对应的饱和温度为5.88℃；若检测到的冷风机出口的制冷剂温度为10℃，则计算检测到的制冷剂温度与该饱和温度的差值，得到冷风机出口过热度为10-5.88＝4.12℃。

所述计算单元12进一步将计算得到的冷风机出口过热度发送到判断单元13。所述判断单元13根据所述冷风机出口过热度判断是否进入化霜模式。在图3所示的实施例中，所述判断单元13包括判断子单元131和确定子单元132。

所述判断子单元131用于判断所述冷风机出口过热度是否小于或等于预定过热度；所述确定子单元132用于根据所述判断子单元131的判断结果确定是否进入化霜模式。在一种具体实施方式中，当所述判断子单元131判断所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度时，所述确定子单元132确定进入化霜模式，反之则不需要进入化霜模式。其中，所述预定过热度即为进入化霜模式的过热度，设所述预定过热度为T，计算得到的冷风机出口过热度为t，若t≦T，则确定进入化霜模式，若t＞T，则不需要进入化霜模式。

所述预定过热度可根据实际情况进行预先设置，冷风机型号偏小时，冷风机出口的过热度较低，进入化霜模式的过热度值可相应地设置得低一些，以防过热度值设置偏高，导致冷风机一直处于化霜状态，无法制冷。

优选地，为避免由于化霜时间过早导致温度回升而造成能耗损失，在判断冷风机出口过热度小于或等于预定过热度并持续一定时间时，再确定进入化霜模式。具体地，若在第一预定时间内所述判断子单元131的判断结果均为所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度，则所述确定子单元132确定冷风机进入化霜模式。即，在连续的第一预定时间内必须均满足冷风机出口过热度小于或等于预定过热度，才确定进入化霜模式。在实际应用中，由于温度不一、湿度不一，结霜情况不同，例如，在湿度很大，温度很低的环境下，冷风机结霜的速度会很快，如果检测过热度的连续时间设置过长，那么在这段的时间中，冷风机很有可能已经被结霜完全堵死，失去制冷功能，因此，检测过热度的连续时间，即所述第一预定时间，可根据实际情况设定。

在一种具体实施方式中，所述判断单元13进一步包括计时子单元(图未示)，所述计时子单元(具体可以为计时芯片)用于当所述判断子单元131判断所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度时开始计时；其中，计时开始后，当所述判断子单元131判断所述冷风机出口过热度大于预定过热度时或冷风机停机时，所述计时子单元的计时归零，所述确定子单元132用于当所述计时子单元的计时累加到第一预定时间时，确定进入化霜模式。

所述控制单元14在所述判断单元13判断进入化霜模式的情况下控制相应的化霜操作。

在图4所示的实施例中，所述冷风机1上设置有电加热化霜装置20，所述控制单元14控制冷风机上的电加热装置20启动，进行冷风机化霜。如图4所示，控制单元14通过第一交流接触器21与电加热化霜装置20相连，通过控制第一交流接触器21的吸合或断开，来控制电加热化霜装置20的开启和关闭。当确定进入化霜模式时，控制单元14控制连接电加热化霜装置20的第一交流接触器21吸合，使电加热化霜装置20得电开启，进行化霜。并且，控制单元14还通过第二交流接触器(图未示)与冷风机上的风机(图未示)相连，通过控制连接所述风机的第二交流接触器断开，使所述风机停止运转。

进一步地，所述控制单元140还可以与供液电磁阀连接(图未示)，通过控制供液电磁阀的开关，间接控制制冷系统中冷凝机组的开关，化霜时，控制单元14控制供液电磁阀关闭，使冷凝机组停机。

进一步地，所述判断单元13进一步用于在进入化霜模式后，根据进入化霜模式的时间，判断是否退出化霜模式；所述控制单元14进一步用于在所述判断单元13判断退出化霜模式的情况下控制相应的退出操作。

具体地，若进入化霜模式的时间达到第二预定时间，则所述判断单元13做出退出化霜模式的判断。所述控制单元14在所述判断单元13判断退出化霜模式时，控制相应的退出操作。其中，所述第二预定时间即化霜时间，可以根据实际情况预先进行设定，例如，根据历史上冷风机结霜最严重的情况下的化霜时间，并结合温度和湿度的具体情况判断化霜所需时间，从而设置为第二预定时间。所述控制单元14在所述判断单元13判断退出化霜模式的情况下控制相应的退出操作，具体包括控制冷风机1上的电加热装置20关闭，停止冷风机化霜。其中，所述控制单元14通过使连接电加热化霜装置20的第一交流接触器断开，使电加热化霜装置20关闭，停止化霜；同时，控制单元14控制连接冷风机上的风机的第二交流接触器吸合，使所述风机恢复运转。进一步地，控制单元14控制供液电磁阀开启，以使冷凝机组恢复工作。

以下结合图5、图6和图7对本发明的冷风机化霜控制方法进行描述。图5示出了根据本发明一实施例的所述冷风机化霜控制方法的流程图，图6示出了根据本发明一实施例的计算冷风机出口过热度的步骤的具体流程图；图7示出了根据本发明另一实施例的所述冷风机化霜控制方法的流程图。

如图5所示，所述冷风机化霜控制方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。

步骤S1，检测冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度。

在一种具体实施方式中，在冷风机出口管路上安装压力传感器和温度传感器，分别用于检测冷风机出口的制冷剂压力和温度。通过安装于冷风机出口管路上的压力传感器检测冷风机出口的制冷剂压力；以及通过安装于冷风机出口管路上的温度传感器检测冷风机出口的制冷剂温度。

步骤S2，根据检测到的冷风机出口的制冷剂压力和制冷剂温度计算冷风机出口过热度。

具体地，冷风机出口的过热度(即，冷风机出口的实测过热度)为冷风机出口制冷剂温度与冷风机出口制冷剂压力所对应的饱和温度的温度差值。

如图6所示，步骤S2具体包括步骤S21和步骤S22。

步骤S21，根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂压力，确定所述压力下对应的制冷剂饱和温度。

其中，检测到的冷风机出口的制冷剂压力为制冷剂气态饱和压力，不同的饱和压力分别对应不同的饱和温度，不同制冷剂的饱和压力所对应的饱和温度不同，可根据相应制冷剂的饱和压力与饱和温度的对照表进行换算，基于所述对照表，根据检测到的冷风机出口制冷剂压力可以换算出对应的饱和温度，例如，在R22制冷剂的系统中，当检测到冷风机出口的制冷剂压力为600kPa时，可以换算得到对应的饱和温度为5.88℃。

步骤S22，根据所述检测到的冷风机出口的制冷剂温度以及所述饱和温度，计算冷风机出口过热度。

沿用上例，根据检测到的冷风机出口制冷剂压力换算得到对应的饱和温度为5.88℃，若检测到的冷风机出口的制冷剂温度为10℃，则计算检测到的制冷剂温度与该饱和温度的差值，得到冷风机出口过热度为10-5.88＝4.12℃。

步骤S3，根据所述冷风机出口过热度确定是否进入化霜模式。

具体而言，先判断所述冷风机出口过热度是否小于或等于预定过热度，再根据判断结果，确定是否进入化霜模式。在一种具体实施方式中，当判断所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度时，确定进入化霜模式，反之则不需要进入化霜模式。其中，所述预定过热度即为进入化霜模式的过热度，设所述预定过热度为T，计算得到的冷风机出口过热度为t，若t≦T，则确定进入化霜模式，若t＞T，则不需要进入化霜模式。

所述预定过热度可根据实际情况进行预先设置，冷风机型号偏小时，冷风机出口的过热度较低，进入化霜模式的过热度值可相应地设置得低一些，以防过热度值设置偏高，导致冷风机一直处于化霜状态，无法制冷。

优选地，为避免由于化霜时间过早导致温度回升而造成能耗损失，在冷风机出口过热度小于或等于预定过热度并持续一定时间时，再确定进入化霜模式。具体地，若在第一预定时间内所述判断结果均为所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度，则确定进入化霜模式。即，在连续的第一预定时间内必须均满足冷风机出口过热度小于或等于预定过热度，才确定进入化霜模式。在实际应用中，由于温度不一、湿度不一，结霜情况不同，例如，在湿度很大，温度很低的环境下，冷风机结霜的速度会很快，如果检测过热度的连续时间设置过长，那么在这段的时间中，冷风机很有可能已经被结霜完全堵死，失去制冷功能，因此，检测过热度的连续时间，即所述第一预定时间，可根据实际情况设定。

其中，所述第一预定时间可以根据时间情况预先进行设定，例如，根据手动除霜的经验，并结合温度和湿度，判断冷风机结霜达到需要化霜的霜层厚度所需的时间，从而设置为第一预定时间。在一种具体实施方式中，当判断所述冷风机出口过热度小于或等于预定过热度时开始计时(例如，通过计时芯片计时)；其中，计时开始后，当判断所述冷风机出口过热度大于预定过热度时或冷风机停机时，计时归零，当计时累加到第一预定时间时，确定进入化霜模式。

步骤S4，在判断进入化霜模式的情况下控制相应的化霜操作。

具体地，通过控制与冷风机上的电加热化霜装置相连的第一交流接触器的吸合或断开，来控制电加热化霜装置的开启和关闭，从而进行化霜。当确定进入化霜模式时，控制连接电加热化霜装置的第一交流接触器吸合，使电加热化霜装置得电开启，进行化霜。同时，还可以通过控制连接冷风机上的风机的第二交流接触器断开，使所述风机停止工作。

进一步地，还可以通过控制供液电磁阀的开关，间接控制制冷系统中冷凝机组的开关，化霜时，通过控制供液电磁阀关闭，使冷凝机组停机。

如图7所示，基于上述实施例，该方法还进一步包括步骤S5和步骤S6。

步骤S5，根据进入化霜模式的时间，判断是否退出化霜模式。

具体地，若进入化霜模式的时间达到第二预定时间，则判断退出化霜模式。其中，所述第二预定时间即化霜时间，可以根据实际情况预先进行设定，例如，根据历史上冷风机结霜最严重的情况下的化霜时间，并结合温度和湿度的具体情况判断化霜所需时间，从而设置为第二预定时间。

步骤S6，在判断退出化霜模式的情况下控制相应的退出操作。

具体地，控制冷风机上的电加热装置关闭，停止冷风机化霜。通过控制连接电加热化霜装置的第一交流接触器断开，使电加热化霜装置关闭，停止化霜。同时，控制连接冷风机上的风机的第二交流接触器吸合，使所述风机恢复运转。进一步地，还可以控制供液电磁阀开启，使冷凝机组恢复工作。

本发明技术方案应用于冷库制冷系统时，可通过冷库制冷系统的库房温控器实现。具体地，安装在冷风机出口管路上的压力传感器和温度传感器通过信号线连接到库房温控器上，并分别检测冷风机出口的制冷剂压力和温度，发送至温控器，温控器计算冷风机出口过热度(通过对温控器进行主板逻辑编辑，使温控器主板能够进行制冷剂饱和压力与饱和温度的换算得到检测到的压力对应的饱和温度，并根据实际检测得到的制冷剂温度进行冷风机出口过热度的换算)，根据计算得到的过热度判断是否进入化霜模式，并控制相应的化霜操作。温控器通过交流接触器与冷风机上的电加热化霜装置及风机相连，通过控制交流接触器的吸合来控制电加热化霜装置及风机的开关，当温控器得到化霜命令后，温控器会使连接电加热化霜的交流接触器吸合，使电加热化霜装置得电进行化霜，使连接风机的交流接触器断开，使风机停止运转；温控器还可以通过信号线连接供液电磁阀，通过控制供液电磁阀的开关，来间接控制冷凝机组的开关，进行化霜时，控制供液电磁阀关闭使冷凝机组关闭。

以上对本发明的冷风机及其化霜控制装置和方法进行了描述。根据本发明的上述方案，通过检测冷风机出口制冷剂的压力及温度，并计算得到冷风机出口过热度，从而根据冷风机出口过热度判断是否需要进入化霜模式，能够实现冷风机化霜时间点的控制。并且，本发明在连续预定时间检测到冷风机出口过热度小于预定过热度时，确定进入化霜模式，能进一步实现对进入化霜的时间点的精确控制，避免化霜过早造成的能耗损失以及化霜过晚影响制冷系统寿命的情况的发生。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。