热气融霜节能制冷系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种热气融霜节能制冷系统，通过在原制冷系统上增加热气管路、卸压管路和旁通管路，并分别在上述管路上设置阀件控制，结合中央控制器的作用，充分利用系统原排向大气中的废热来进行低温系统的除霜，既节约了大量系统化霜用电，又可以最大程度的对存放的食品进行保护，同时带来了更理想的化霜效果，避免了电化霜的不均匀性遗留的残霜累积造成的冰堵故障，极大程度的降低了故障率。
【专利说明】热气融霜节能制冷系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于制冷【技术领域】，具体地说，涉及一种热气融霜节能制冷系统。
【背景技术】
[0002]目前冷库和超市冷链系统中的低温设备普遍采用电加热除霜，电加热除霜是一种典型的“点”化霜，强制换热，是由位于蒸发器底部的加热管通电，对蒸发器进行由外到内的化霜，主要的传热方式为对流和辐射。在化霜过程中，第一，加热管产生热量会迅速分散，大量热量散布到设备空间中，会造成柜内温度的迅速上升，且每天频繁多次的温度变化会造成冷冻食品的开裂等问题，影响食品的质量。第二，由于电加热化霜的不均匀性，每次化霜时间长达30分钟，且每天需要进行频繁、多次的化霜，耗电量大大增加；而且，在化霜结束后大约有50%的加热管产生的热量会残留在设备内，这些热量会增加系统的负荷，影响制冷速度，进一步增加了系统的耗电量。第三，电加热除霜仅对加热管附近的结霜清除效果比较好，而距离加热管比较远的地方由于受热不均，在化霜时间设置为30分钟的情况下也无法完全清除，每次化霜结束后遗留的残霜不断累积造成系统的冰堵故障，增加了系统的故障率。
[0003]如何解决上述电加热除霜所带来的种种弊端，则是本实用新型所面临的课题。实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于解决目前冷库和超市冷链系统的低温设备采用电加热除霜所带来的一系列问题，(I)大量的化霜用电损耗；(2)每天频繁、多次的电化霜影响存储食品的保鲜，以及引起的货物损坏；(3)由于电化霜的不均匀性遗留的残霜累积造成的冰堵故障，提出一种热气融霜节能制冷系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:
[0006]一种热气融霜节能制冷系统，包括依次通过管路连接的低温压缩机组，低温冷凝器，低温储液器，并列设置的蒸发器组，所述蒸发器组包括至少一个蒸发器，中央控制器，所述低温储液器与蒸发器组之间为供液管路，在供液管路上设有供液电磁阀、膨胀阀，所述蒸发器组与低温压缩机组之间为回气管路，在回气管路上设有回气电磁阀，还包括:
[0007]热气管路，所述热气管路连通低温压缩机组的总排气管路与回气管路，在所述热气管路上设置热气总电磁阀，以及分别连通低温冷柜蒸发器组和低温冷库蒸发器的热气电磁阀；
[0008]排气压差阀，设置在低温压缩机组的总排气管路上；
[0009]卸压管路，设置在热气管路与回气集管之间，卸压管路上设置卸压电磁阀；
[0010]旁通管路，该旁通管路旁通在供液管路上，在旁通管路上设有旁通电磁阀。
[0011]进一步地,所述旁通电磁阀采用EVR3。
[0012]进一步地，在所述旁通管路上还设有单向阀。
[0013]进一步地，所述中央控制器控制所述低温冷柜蒸发器和低温冷库蒸发器分组化霜，在同一时间内，只有一组低温冷柜蒸发器或一组低温冷库蒸发器进行化霜。即通向不同蒸发器组的热气电磁阀在同一时间段内，只有一个打开，其余处于关闭状态。
[0014]进一步地，所述蒸发器组包括1-4个蒸发器，包含一组低温冷柜蒸发器和/或一组低温冷库蒸发器。低温冷柜蒸发器比如是超市内拼接的多个冷冻展示柜。
[0015]其中，在所述供液管路上还设置储液器球阀、供液管球阀、过滤器。
[0016]其中，在所述回气管路上还设置回气管球阀。
[0017]其中，在所述低温压缩机组与低温冷凝器之间的管路上设置排气管球阀。
[0018]其中，在所述低温冷凝器与低温储液器之间的管路上设置回液管球阀。
[0019]其中，在所述热气管路上还设有热气管球阀。
[0020]这里所说的供液管路、回气管路是针对整个制冷系统在制冷循环时说的。本实用新型的热气融霜节能制冷系统称为DTD热气融霜节能系统，DTD是指DischargeTriple-pipe Defrost。
[0021]低温系统的除霜即是由低温压缩机组排出的气体进入低温系统的回气管路，在这个过程低温系统中的霜冻可以得到融化。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:
[0023]本实用新型通过对低温系统的优化设计，以及各种阀件的优化组合，结合中央控制系统的运用，充分利用系统原排向大气中的废热来进行低温系统的除霜，既节约了大量系统化霜用电，又可以最大程度的对存放的食品进行保护。同时，得益于热气化霜的全面性及极高的化霜效率，带来了更理想的化霜效果，避免了电化霜的不均匀性遗留的残霜累积造成的冰堵故障，极大程度的降低了故障率。
[0024](I)给蒸发器除霜的热量来自系统的内部，而不是加热管，也不需要使用蒸发风机来进行气流循环，因此在除霜时食品不会被加热到同等的温度，食品也会得到更好的保护；
[0025](2)DTD热气融霜节能系统利用制冷系统排气产生的废热进行除霜，可以实现节能的效果，大大节省因耗电造成的运行成本；
[0026](3)从蒸发器内部加热除霜，每天只需要I次化霜即可，而且DTD热气融霜节能系统的化霜流程为制冷流程的“逆”循环，一般意义上，蒸发器出口位置结霜较多，化霜热气从蒸发器出口进入，化霜效果更理想，避免了电化霜的不均匀性遗留的残霜累积造成的冰堵故障，极大程度的降低了故障率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型所述热气融霜节能制冷系统的制冷循环原理图(不含热气管路)；
[0028]图2是本实用新型所述热气融霜节能制冷系统的化霜循环原理图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0030]本实用新型是在冷库和超市冷链系统中采用热气融霜，将低温压缩机组正常工作时排放的废热加以利用，通过热气管路由低温回气管路将热气导入低温蒸发器进行系统的化霜，化霜时排气中的高温制冷剂气体会被冷却为制冷剂液体，由于相变的原因，产生极为强烈的化霜效果，冷却后的制冷剂会被转移到系统的供液管路中进入制冷循环。具体来讲，参考图1-2所示，
[0031]本实施例的热气融霜节能制冷系统，包括依次通过管路连接的低温压缩机组1，低温冷凝器2，低温储液器3，蒸发器组，其中蒸发器组包括两个低温冷柜蒸发器(分别是第一冷柜蒸发器4和第二冷柜蒸发器5)，一个低温冷库蒸发器6，中央控制器(图上未示出)；
[0032]其中，低温储液器3与蒸发器组之间为供液管路7，在供液管路7上设有供液电磁阀7-1、膨胀阀7-2，还设置储液器球阀7-3、供液管球阀7-4、过滤器7-5 ；
[0033]蒸发器组与低温压缩机组I之间为回气管路8，在回气管路8上设有回气电磁阀8-1，回气管球阀8-2。
[0034]低温压缩机组I的总排气管路1-1，回气管路8，回气集管1-2 ；
[0035]还包括热气管路9，热气管路9连通低温压缩机组I的总排气管路1-1与回气管路8，在热气管路上设置热气总电磁阀9-1，以及分别连通低温冷柜蒸发器组和低温冷库蒸发器6的热气电磁阀9-2 ;在热气管路9上还设有热气管球阀9-4。
[0036]排气压差阀9-3，设置在低温压缩机组I的总排气管路1-1上；排气压差阀9-3具体米用截止阀。
[0037]卸压管路10，设置在热气管路9与回气集管1-2之间，卸压管路10上设置卸压电磁阀10-1 ；
[0038]旁通管路11，该旁通管路11是旁通在供液管路7上，在旁通管路11上设有旁通电磁阀ll-ι和单向阀11-2。其中，旁通电磁阀11-1采用的型号是EVR3。
[0039]其中，在低温压缩机组I与低温冷凝器2之间的管路上设置排气管球阀12，在低温冷凝器2与低温储液器3之间的管路上设置回液管球阀13。
[0040]中央控制器控制低温冷柜蒸发器和低温冷库蒸发器分组化霜，在同一时间内，只有一组低温冷柜蒸发器或一组低温冷库蒸发器进行化霜。即通向不同蒸发器组的热气电磁阀9-2在同一时间段内，只有一个打开，其余处于关闭状态。
[0041]参考图1所示不含热气管路的制冷系统中，在正常制冷循环过程中，箭头所示为制冷剂走向，低温制冷剂由低温储液器3出来后，沿着供液管路7，经由储液器球阀7-3、供液管球阀7-4、过滤器7-5、供液电磁阀7-1、膨胀阀7-2进入第一冷柜蒸发器4、第二冷柜蒸发器5和低温冷库蒸发器6吸热变成气体后，沿回气管路8回到低温压缩机组1，经低温压缩机组I压缩，变成高温高压气体，由总排气管路1-1汇合，经低温冷凝器2冷凝为制冷剂液体后，返回低温储液器3，完成一个循环，以此类推，制冷剂反复循环以给设备制冷。
[0042]低温系统的除霜即是由低温压缩机组I排出的高温气体进入低温系统的回气管路，在这个过程低温系统中的结霜可以得到融化。
[0043]参考图2所示的热气融霜节能制冷系统的化霜循环图，箭头为化霜过程制冷剂走向，该系统化霜形式为分组化霜，即最多只有一组柜体或一个冷库进行化霜。以低温冷柜蒸发器为例，需要除霜时，打开热气总电磁阀9-1，回气电磁阀8-1关闭，卸压电磁阀10-1关闭，经排气压差阀9-3的作用，由低温压缩机组I排出的高温高压的制冷剂气体，沿着热气管路9，经由热气总电磁阀9-1、热气管球阀9-4、热气电磁阀9-2沿箭头方向由回气管路8进入低温冷柜蒸发器组，在蒸发器内释放热量，达到化霜的目的，冷却后的制冷剂液体沿着旁通管路11，经由旁通电磁阀11-1、单向阀11-2至供液管路7内，进行制冷做功。
[0044]当中央控制器得到信号低温冷柜蒸发器组化霜完成时，通向低温冷柜蒸发器组的热气电磁阀关闭并进行制冷循环，通向低温冷库蒸发器的热气电磁阀打开，进行低温冷库蒸发器的化霜，独立运行，互不干扰。
[0045]本实用新型的热气融霜节能系统的正常运行需要一些自动运行的阀件进行控制:
[0046]排气压差阀9-3，安装在低温压缩机组I的总排气管路1-1上，在化霜期间通过该阀件的作用可以将蒸发器内的压力调节到最大，提高化霜效率。对于低温储液器高于蒸发器的情况，需要通过调节使排气压差阀9-3前后有一定的压差，以保证化霜结束后的液体能够被顺利压出蒸发器；
[0047]热气电磁阀9-2，安装在热气管路9上，在化霜期间该阀件打开，使压缩机的排气管与回气管连通；
[0048]卸压电磁阀10-1，安装在排气压差阀之前，在化霜期间该阀件关闭，在化霜结束后，将多余的热气卸压至回气集管1-2 ；
[0049]旁通电磁阀11-1，安装在旁通管路11上的阀件，在化霜期间该阀件打开，将化霜产生的制冷剂液体导入系统供液管路7中，系统正常制冷过程中，该阀件处于关闭状态。该电磁阀在系统中起到至关重要的作用，实际使用型号为EVR3，该电磁阀为常闭电磁阀(通电时正反向均可导通)，安装方向与单向阀相反。系统制冷时，EVR3电磁阀关闭，与单向阀共同作用防止制冷剂液体不经过膨胀阀直接进入蒸发器，系统化霜时，EVR3电磁阀打开，化霜结束后形成的制冷剂液体通过旁通电磁阀进入供液管路。化霜结束后，EVR3电磁阀关闭，由于该蒸发器所在支路的阻力大大增加，使得热气能够集中进入其他没有化霜结束的蒸发器加速化霜进程，大大加速了同一组内结霜情况不同的柜体的化霜过程，且极大程度的提高了化霜效果。
[0050]本实施例的关键点如下:
[0051](I)阀件的组合作用，尤其是旁通电磁阀的运用；
[0052](2)与控制系统的组合运用，中央控制系统的应用；
[0053]与控制系统的组合运用，其优越性主要体现在对于化霜过程的控制方面。以由两个蒸发器组成的低温柜体组化霜过程为例，当到达设定的化霜时间点时，中央控制器给现场柜体侧的控制器发出化霜信号，触发化霜程序，化霜继电器吸合，热气总电磁阀打开，回气电磁阀关闭，卸压电磁阀关闭，经排气压差阀的作用，高温高压的制冷剂气体经由热气电磁阀沿图中箭头由回气管进入蒸发器，在蒸发器内释放热量进行化霜，冷却后的制冷剂液体经旁通电磁阀至供液管路内，进行制冷做功。在此化霜过程中，现场柜体侧的两个控制器向中央控制器发出反馈信号，只要有一个蒸发器仍在化霜，那么中央控制器即支持化霜过程继续，热气电磁阀继续为开启状态。如果其中第一冷柜蒸发器4到达化霜终止温度，化霜结束后，第一冷柜蒸发器4的旁通电磁阀关闭，由于该蒸发器所在支路的阻力大大增加，使得热气能够集中进入第二冷柜蒸发器5加速化霜进程。当两个蒸发器都达到化霜终止温度时，现场柜体侧两个控制器的化霜反馈即结束，中央控制器得到信号，化霜继电器断开，热气电磁阀关闭，卸压电磁阀延时打开，将热气管路中残余的热气卸压至机组回气集管1-2。
[0054](3)系统内蒸发器分组化霜，实现制冷与化霜互不干扰，独立运行；
[0055]每个分组管路上的回气电磁阀和热气电磁阀将组与组之间独立开来，实现了每个分组能够单独的进行制冷或化霜，互不干扰，独立运行。这样的模式保证了每个分组化霜时拥有充足的热气量，从而保证了理想的化霜效果，避免了化霜的不彻底性遗留的残霜累积造成的冰堵故障，极大程度的降低了故障率，提高了系统的稳定性。
[0056]当然，上述实施例中的低温冷柜蒸发器还可以为3个或者4个，比如超市内拼接的多个冷冻展示柜，具体化霜控制方式相同。
[0057]本实用新型是一种有效的低碳节能技术，比较而言，采用热气融霜节能设计的系统，化霜采用的是“面”化霜，依靠的主要传热方式为铜管和翅片的传导。压缩机组正常运行产生的高温排气由系统的回气管路进入蒸发器内部，热量通过蒸发器内的盘管经翅片进行由内而外的“相变”除霜，化霜速度非常快，5?10分钟之内可以化霜结束，由于排出的热气会遍布蒸发器内部，所以蒸发器各位置的除霜都很彻底，每天一次除霜就可以保证系统的正常制冷。对于冷库和超市冷链系统，运行负荷绝大部分为化霜负荷，特别是低温系统，化霜功率占整个设备系统负荷的90%左右，所以取消加热管之后低温系统可以大量减少电缆和电气元件，降低了投入成本。
[0058]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种热气融霜节能制冷系统，包括依次通过管路连接的低温压缩机组，低温冷凝器，低温储液器，并列设置的蒸发器组，所述蒸发器组包括至少一个蒸发器，中央控制器，所述低温储液器与蒸发器组之间为供液管路，在供液管路上设有供液电磁阀、膨胀阀，所述蒸发器组与低温压缩机组之间为回气管路，在回气管路上设有回气电磁阀，其特征在于: 还包括热气管路，所述热气管路连通低温压缩机组的总排气管路与回气管路，在所述热气管路上设置热气总电磁阀，以及分别连通低温冷柜蒸发器组和低温冷库蒸发器的热气电磁阀； 还包括排气压差阀，设置在低温压缩机组的总排气管路上； 还包括卸压管路，设置在热气管路与回气集管之间，卸压管路上设置卸压电磁阀； 还包括旁通管路，该旁通管路旁通在供液管路上，在旁通管路上设有旁通电磁阀。
2.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:所述旁通电磁阀采用EVR3。
3.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:在所述旁通管路上还设有单向阀。
4.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:所述中央控制器控制所述低温冷柜蒸发器和低温冷库蒸发器分组化霜，在同一时间内，只有一组低温冷柜蒸发器或一组低温冷库蒸发器进行化霜。
5.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:所述蒸发器组包括1-4个蒸发器。
6.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:在所述供液管路上还设置储液器球阀、供液管球阀、过滤器。
7.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:在所述回气管路上还设置回气管球阀。
8.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:在所述低温压缩机组与低温冷凝器之间的管路上设置排气管球阀。
9.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:在所述低温冷凝器与低温储液器之间的管路上设置回液管球阀。
10.根据权利要求1所述热气融霜节能制冷系统，其特征在于:在所述热气管路上还设有热气管球阀。
【文档编号】F25D21/06GK204202286SQ201420504592
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】姜典举, 韩强, 房玉明, 曲源, 李志军, 王吉帅, 褚书伟, 桑才恒, 王斌, 李红振 申请人:青岛海尔开利冷冻设备有限公司