采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统的制作方法

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统。

背景技术：

目前，针对蓄冷冷库的制冷系统，采用热气融霜的方式比较普遍；因为该热气融霜除霜方式的融霜时间短，与蓄冷冷库内以及周围围护结构的换热量少，不需要耗费冷却水循环水泵或者冷凝器风机的电能，比较节能且除霜的效率也相对较高。但现有的蓄冷冷库制冷系统在热气融霜的过程中，热气融霜产生的制冷剂液体必须利用压力调节阀，将该蓄冷冷库制冷系统中贮液器的压力降低，才能使得热气融霜得到的液体回流至蓄冷冷库制冷系统中去，但这种处理方式使得压缩机的负荷更大且能耗更多。因此，现有的热气融霜的融霜效果不佳且制冷系统的能耗较大。

技术实现要素：

本发明提供一种采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统，旨在提高目前热气融霜的融霜效果，同时降低制冷系统的能耗。

本发明提供了一种采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统，所述蓄冷冷库制冷系统与外部控制器通信连接，所述蓄冷冷库制冷系统包括依次连接的：用于输送高温气体的气体管道、蒸发设备、排液设备和中间压力装置；

所述蓄冷冷库制冷系统在接收到所述外部控制器发送的控制信号时，根据所述控制信号，利用所述气体管道、蒸发设备、排液设备和中间压力装置之间的相互配合，执行所述控制信号对应的制冷操作。

可选地，所述气体管道与所述外部控制器电连接，所述气体管道通过所述外部控制器发送的启动信号，来执行输送高温气体至所述蒸发设备中的操作；或者，所述气体管道通过所述外部控制器发送的关闭信号，来执行停止输送高温气体至所述蒸发设备中的操作。

可选地，所述气体管道中设置有气体导通阀，所述气体管道通过所述气体导通阀与所述外部控制器电连接；所述气体导通阀根据所述外部控制器发送的控制信号执行启动操作或者关闭操作；

其中，所述控制信号的触发条件为：

当所述外部控制器判断出所述气体导通阀的启动时间达到预设时间时，向所述气体导通阀发送启动信号；

当所述外部控制器判断出所述气体导通阀的关闭条件触发时，向所述气体导通阀发送关闭信号。

可选地，所述蓄冷冷库制冷系统上所述气体管道的气体导通阀接收所述外部控制器发送的启动信号，所述气体导通阀启动，所述气体管道将高温气体输送至所述蒸发设备内，输送进来的所述高温气体将所述蒸发设备上的结霜进行融化，所述高温气体与所述蒸发设备上的结霜进行热量交换后变成液体；

所述排液设备将热量交换后变成的所述液体排出至所述中间压力装置内，由所述中间压力装置将所述液体进行降压后排出。

可选地，所述中间压力装置内设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时测量整个热气融霜过程中对应的气体和液体的压力。

可选地，所述蓄冷冷库制冷系统还包括液体循环桶，所述液体循环桶与所述中间压力装置电连接，同时，所述液体循环桶还通过液体管道与所述蒸发设备电连接；

所述中间压力装置将所述液体进行降压后输送至所述液体循环桶内；

所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，利用所述液体循环桶通过所述液体管道执行：向所述蒸发设备内启动输送液体或者停止输送液体的操作。

可选地，所述液体管道内设置有液体流向阀，所述液体流向阀与所述外部控制器电连接；所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，开启或者关闭所述液体流向阀。

可选地，所述外部控制器向所述气体导通阀发送启动信号的同时，向所述液体流向阀发送停止信号；所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，开启所述气体导通阀，启动通过所述气体管道向所述蒸发设备发送高温气体；同时关闭所述液体流向阀，停止经由所述液体管道向所述蒸发设备输送所述液体；

所述外部控制器向所述液体流向阀发送启动信号的同时，向所述气体导通阀发送停止信号；所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，关闭所述气体导通阀，停止由所述气体管道向所述蒸发设备输送高温气体，同时开启所述液体流向阀，启动经由所述液体管道向所述蒸发设备输送所述液体。

可选地，所述蓄冷冷库制冷系统还包括压缩机；所述压缩机分别与所述液体循环桶和所述蒸发设备电连接；

所述蓄冷冷库制冷系统接收到所述外部控制器发送的控制信号时，关闭所述气体导通阀，同时开启所述液体流向阀，利用所述液体循环桶并通过所述液体管道将所述液体输送至所述蒸发设备中，所述蒸发设备将所述液体转换为蒸发气体，并将所述蒸发气体发送至所述压缩机，由所述压缩机将所述蒸发气体压缩为高温气体。

可选地，所述蓄冷冷库制冷系统接收所述外部控制器发送的控制信号，关闭所述液体流向阀，停止利用所述液体循环桶内的所述液体产生高温气体的操作过程；

同时开启所述气体导通阀，将所述高温气体经所述气体管道输送至所述蒸发设备，由所述高温气体与所述蒸发设备上的结霜进行热量交换后变成液体，并经由所述排液设备排出至所述中间压力装置内，由所述中间压力装置将所述液体进行降压后排出至所述液体循环桶内。

可选地，所述蓄冷冷库制冷系统还包括运算中心；所述运算中心与所述外部控制器通信连接；

所述运算中心用于：在所述外部控制器向所述气体导通阀发送控制信号前，判断所述气体导通阀的启动时间是否达到所述预设时间，且计算所述蒸发设备的导热系数的变化；并在所述运算中心判断出是否需要启动融霜的判断结果信息时，将对应的所述判断结果信息传输至所述外部控制器；由所述外部控制器根据所述运算中心发送的所述判断结果信息，生成对应的控制信号，从而控制所述气体导通阀是否需要启动；

其中，所述蒸发设备的导热系数与所述蒸发设备的制冷量、面积、厚度、内表面的温度和外表面的温度之间满足公式(1)所描述的如下关系：

其中，公式(1)中，q为所述蒸发设备的制冷量，s为所述蒸发设备的面积，λ为所述蒸发设备的导热系数，δ为所述蒸发设备的厚度，t1为所述蒸发设备的内表面的温度，t2为所述蒸发设备的外表面的温度，且所述t1和t2的单位为开氏温度；

计算正常情况下所述蒸发设备的导热系数与有霜情况下所述蒸发设备的导热系数之间的关系，满足公式(2)所描述的如下关系：

λ1＞120*λ2；(2)

且所述开氏温度与摄氏温度之间的转换关系满足：k＝℃+273.15；

其中，公式(2)中，λ1为所述正常情况下的蒸发设备的导热系数，λ2为所述有霜的况下的导热系数，k为开氏温度，℃为摄氏度；

由于同一设备在相同时长内的制冷量q相同，因此，利用公式(3)描述的关系，即可对所述蒸发设备是否产生融霜进行判断并得出相应结果：

以及

其中，公式(3)中，t11为所述气体导通阀在开启时所述蒸发设备的内表面温度，t12为所述气体导通阀在开启时所述蒸发设备的外表面温度，t21为所述蒸发设备实时的内表面温度，t22为所述蒸发设备实时的外表面温度，且所述t11和t12和t21以及t22的温度单位均为摄氏度；

rt为是否需要进行融霜的启动信号，且在所述判断过程中，只需要测量所述蒸发设备的外表面温度和内表面温度；当所述rt的计算结果为1时，所述运算中心的判断结果信息为：需要向所述气体导通阀发送启动信号。

本发明一种采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统可以达到如下有益效果：

所述蓄冷冷库制冷系统包括依次连接的：热气管道、蒸发装置、排液装置和中间压力容器；所述热气管道将高温气体输送至所述蒸发装置内，用于融化所述蒸发装置上的结霜，所述高温气体与所述蒸发装置上的结霜进行热量交换后变成液体；所述排液装置将热量交换后变成的所述液体排出至所述中间压力容器内，所述中间压力容器将所述液体进行降压后排出；达到了提高热气融霜的融霜效果以及降低制冷系统能耗的目的，同时也实现了通过外部控制器控制该蓄冷冷库制冷系统的目的，使得对该蓄冷冷库制冷系统的控制更加便捷和智能化，也使得对蓄冷冷库制冷系统的控制变得可定制化。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所指出的内容来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统的一种实施方式的功能模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统，旨在提高目前热气融霜的融霜效果，降低制冷系统的能耗；同时，提高制冷系统的原料利用率和安全性。

如图1所示，图1是本发明采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统的一种实施方式的功能模块示意图；图1实施例仅示出了在一个具体的应用场景中，本发明采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统按照功能模块进行划分的示意图。本发明实施例中所描述的采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统根据外部控制器的控制信号执行对应的制冷操作，如图1所示，所述蓄冷冷库制冷系统与外部控制器通信连接，所述蓄冷冷库制冷系统包括依次连接的：用于输送高温气体的气体管道100、蒸发设备200、排液设备300和中间压力装置400；所述蓄冷冷库制冷系统在接收到所述外部控制器发送的控制信号时，根据所述控制信号，利用所述气体管道100、蒸发设备200、排液设备300和中间压力装置400之间的相互配合，执行所述控制信号对应的制冷操作。

比如，所述蓄冷冷库制冷系统在接收到所述外部控制器发送的利用高温气体进行热气融霜的控制信号时，根据所述控制信号，所述蓄冷冷库制冷系统利用所述气体管道100将高温气体输送至所述蒸发设备200内，利用输送的所述高温气体融化所述蒸发设备200上的结霜，所述高温气体与所述蒸发设备200上的结霜进行热量交换后变成液体；由所述排液设备300将热量交换后变成的所述液体排出至所述中间压力装置400内，所述中间压力装置400将所述液体进行降压后排出，执行了一次完整的利用高温气体进行热气融霜的操作事件。

在一个实施例中，所述蓄冷冷库制冷系统通过气体管道100与所述外部控制器电连接，根据所述外部控制器发送的控制信号，所述气体管道100执行输送高温气体至所述蒸发设备200中，或者所述气体管道100执行不输送高温气体至所述蒸发设备200中。比如，所述蓄冷冷库制冷系统基于气体管道100接收所述外部控制器发送的启动信号，启动气体管道100，从而利用所述气体管道100执行输送高温气体至所述蒸发设备200中的操作；或者，所述蓄冷冷库制冷系统基于所述气体管道100接收所述外部控制器发送的关闭信号，关闭所述蒸发设备200，从而基于所述气体管道100来执行停止输送高温气体至所述蒸发设备200中的操作。

进一步地，在一个实施例中，所述蓄冷冷库制冷系统在所述气体管道100中设置有气体导通阀，所述气体管道100通过所述气体导通阀与所述外部控制器电连接；所述外部控制器通过控制所述气体管道100内的所述气体导通阀，来控制所述气体管道100是否执行输送高温气体的操作。比如，所述气体管道100根据所述外部控制器发送的控制信号执行启动所述气体导通阀的操作或者关闭所述气体导通阀的操作。

在一具体的应用场景中，所述外部控制器根据所述气体导通阀的启动时间是否达到预设时间作为判断所述气体导通阀是否启动的触发条件之一。比如，当所述外部控制器判断出所述气体管道100上设置的所述气体导通阀的启动时间达到预设时间时，向所述气体导通阀发送启动信号。

针对所述气体导通阀关闭条件的触发，所述外部控制器根据所述蓄冷冷库制冷系统的具体制冷情况进行判断；比如，根据气体管道100向所述蒸发装置200输送的高温气体与所述蒸发装置200内结霜的热量交换的热交换率，来进行判断；或者，根据后续制冷循环操作中，利用高温气体与所述蒸发装置200内结霜进行热交换后得到的液体，并将所述液体输送至所述蒸发装置200进行循环利用环节中，所述液体被蒸发后的得到的蒸发气体等，均可作为所述外部控制器判断所述气体导通阀是否关闭的触发条件。因此，当所述外部控制器判断出所述气体导通阀的关闭条件触发时，向所述气体导通阀发送关闭信号。本发明实施例中，由于热气融霜整个制冷操作过程中情况的多变性和制冷操作的循环执行的特征，所述气体导通阀对应的关闭控制信号的触发条件也多种多样，所述外部控制器可以根据所述蓄冷冷库制冷系统的具体执行情况进行判断，本发明实施例对所述气体导通阀对应的关闭控制信号的触发条件，不进行一一穷举和描述。

进一步地，在一个实施例中，所述蓄冷冷库制冷系统可以按照如下方式实施制冷操作：

接收所述外部控制器针对所述气体管道100上设置的气体导通阀所发送的启动信号，所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的所述启动信号，启动所述气体管道100的气体导通阀，利用所述气体管道100将高温气体输送至所述蒸发设备200内，输送进来的所述高温气体将所述蒸发设备200上的结霜进行融化，所述高温气体与所述蒸发设备200上的结霜进行热量交换后变成液体；由所述排液设备300将热量交换后变成的所述液体排出至所述中间压力装置400内，由所述中间压力装置400将所述液体进行降压后排出。

进一步地，考虑到整个所述蓄冷冷库制冷系统在整个运行过程中的安全性，所述中间压力装置400内设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时测量整个热气融霜过程中对应的气体和液体的压力。

进一步地，所述蓄冷冷库制冷系统还设置有预警功能，当基于所述中间压力装置400内设置的压力传感器，检测到所述蓄冷冷库制冷系统对应的气体和液体中出现任一压力值达到或者超过预设阈值时，所述蓄冷冷库制冷系统启动预警功能，进行预警操作。所述蓄冷冷库制冷系统执行预警操作的方式多种多样，包括但不限于声光预警、发送信息预警等，可以根据该蓄冷冷库制冷系统的具体应用场景进行配置，本发明实施例对其预警的具体展现形式不进行限定。

在一个实施例中，为了提高所述蓄冷冷库制冷系统的能量利用率，在所述蓄冷冷库制冷系统中还设置有液体循环桶，所述液体循环桶与所述中间压力装置400电连接，同时，所述液体循环桶还通过液体管道与所述蒸发设备200电连接；在执行制冷操作时，所述中间压力装置400将所述液体进行降压后输送至所述液体循环桶内。所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，利用所述液体循环桶通过所述液体管道执行：向所述蒸发设备200内启动输送液体或者停止输送液体的操作。比如，所述外部控制器发送利用液体管道执行输送液体的操作指令时，所述蓄冷冷库制冷系统根据启动所述液体管道执行输送液体的操作指令，启动所述液体管道，将所述液体循环桶内的液体通过所述液体管道输送至所述蒸发设备200内。或者，所述外部控制器发送停止利用液体管道执行输送液体的操作指令时，所述蓄冷冷库制冷系统根据停止所述液体管道执行输送液体的操作指令，关闭所述液体管道，禁止将所述液体循环桶内的液体通过所述液体管道输送至所述蒸发设备200内。

进一步地，在一个实施例中，所述蓄冷冷库制冷系统在所述液体管道内设置有液体流向阀，所述液体流向阀直接与所述外部控制器电连接，并接收所述外部控制器发送的启动控制指令或者关闭控制指令。所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的启动或者关闭对应的控制信号，来控制所述液体流向阀的开启或者关闭，从而控制是否通过所述液体管道，将所述液体循环桶内的液体输送至所述蒸发设备200。

进一步地，在一个实施例的具体应用场景中，所述气体导通阀与所述液体导通阀二者不能同时启动。比如，所述外部控制器向所述气体导通阀发送启动信号的同时，向所述液体流向阀发送停止信号；所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，开启所述气体导通阀，启动通过所述气体管道100向所述蒸发设备200发送高温气体；同时关闭所述液体流向阀，停止经由所述液体管道向所述蒸发设备200输送所述液体；所述外部控制器向所述液体流向阀发送启动信号的同时，向所述气体导通阀发送停止信号；所述蓄冷冷库制冷系统根据所述外部控制器发送的控制信号，关闭所述气体导通阀，停止由所述气体管道100向所述蒸发设备200输送高温气体，同时开启所述液体流向阀，启动经由所述液体管道向所述蒸发设备200输送所述液体。如此一来，避免了蒸发设备200同时执行高温气体的热气融霜操作以及液体的蒸发操作，提高了整个所述蓄冷冷库制冷系统的安全性。

进一步地，在一个实施例中，所述蓄冷冷库制冷系统还设置有压缩机；所述压缩机分别与所述液体循环桶和所述蒸发设备200电连接；所述压缩机用于将普通的蒸发气体压缩为高温气体。比如，所述蓄冷冷库制冷系统接收到所述外部控制器针对所述气体导通阀发送的关闭控制信号时，关闭所述气体导通阀，同时开启所述液体流向阀，利用所述液体循环桶并通过所述液体管道将所述液体输送至所述蒸发设备200中，所述蒸发设备200将所述液体转换为蒸发气体，并将所述蒸发气体发送至所述压缩机，由所述压缩机将所述蒸发气体压缩为高温气体。

所述蓄冷冷库制冷系统接收所述外部控制器针对所述液体流向阀发送的关闭控制信号，关闭所述液体流向阀，停止利用所述液体循环桶内的所述液体产生高温气体的操作过程；同时开启所述气体导通阀，将所述高温气体经所述气体管道100输送至所述蒸发设备200，由所述高温气体与所述蒸发设备200上的结霜进行热量交换后变成液体，并经由所述排液设备300排出至所述中间压力装置400内，由所述中间压力装置400将所述液体进行降压后排出至所述液体循环桶内。

进一步地，在一个实施例中，所述蓄冷冷库制冷系统还包括运算中心；所述运算中心与所述外部控制器通信连接；

所述运算中心用于：在所述外部控制器向所述气体导通阀发送控制信号前，判断所述气体导通阀的启动时间是否达到所述预设时间，且计算所述蒸发设备的导热系数的变化；并在所述运算中心判断出是否需要启动融霜的判断结果信息时，将对应的所述判断结果信息传输至所述外部控制器；由所述外部控制器根据所述运算中心发送的所述判断结果信息，生成对应的控制信号，从而控制所述气体导通阀是否需要启动；

其中，所述蒸发设备的导热系数与所述蒸发设备的制冷量、面积、厚度、内表面的温度和外表面的温度之间满足公式(1)所描述的如下关系：

其中，公式(1)中，q为所述蒸发设备的制冷量，s为所述蒸发设备的面积，λ为所述蒸发设备的导热系数，δ为所述蒸发设备的厚度，t1为所述蒸发设备的内表面的温度，t2为所述蒸发设备的外表面的温度，且所述t1和t2的单位为开氏温度；

计算正常情况下所述蒸发设备的导热系数与有霜情况下所述蒸发设备的导热系数之间的关系，满足公式(2)所描述的如下关系：

λ1＞120*λ2；(2)

且所述开氏温度与摄氏温度之间的转换关系满足：k＝℃+273.15；

其中，公式(2)中，λ1为所述正常情况下的蒸发设备的导热系数，λ2为所述有霜的况下的导热系数，k为开氏温度，℃为摄氏度；

由于同一设备在相同时长内的制冷量q相同，因此，利用公式(3)描述的关系，即可对所述蒸发设备是否产生融霜进行判断并得出相应结果：

以及

其中，公式(3)中，t11为所述气体导通阀在开启时所述蒸发设备的内表面温度，t12为所述气体导通阀在开启时所述蒸发设备的外表面温度，t21为所述蒸发设备实时的内表面温度，t22为所述蒸发设备实时的外表面温度，且所述t11和t12和t21以及t22的温度单位均为摄氏度；

rt为是否需要进行融霜的启动信号，且在所述判断过程中，只需要测量所述蒸发设备的外表面温度和内表面温度；当所述rt的计算结果为1时，所述运算中心的判断结果信息为：需要向所述气体导通阀发送启动信号。

本发明实施例中，所述运算中心判断所述蒸发设备的导热系数的变化，使得外部控制器在发送控制信号时不仅考虑静态的气体导通阀的启动时间是否达到预设时间，还需考虑动态的所述蒸发设备的导热系数的变化是否能达到一定值，从而达到对该制冷系统进行智能控制的效果。其中，在上述的判断过程中，所述运算中心利用公式(3)进行所述气体导通阀是否需要启动的判断时，可以将难以得到的所述蒸发设备的制冷量、所述蒸发设备的面积以及所述蒸发设备的厚度这三个参数约掉，从而只需要实时测量所述蒸发设备的外表面温度和内表面温度，即可以判断是否需要启动融霜。

利用上述技术，可以实现对融霜进行动态的监控，使得融霜的控制更加智能化；同时，在执行监控时，由于仅仅需要实时监测所述蒸发设备的内表面温度和外表面温度，因此，操作简单方便，且能大幅度降低监控难度。

本发明提供的采用热气融霜的蓄冷冷库制冷系统，所述蓄冷冷库制冷系统包括依次连接的：热气管道、蒸发装置、排液装置和中间压力容器；所述热气管道将高温气体输送至所述蒸发装置内，用于融化所述蒸发装置上的结霜，所述高温气体与所述蒸发装置上的结霜进行热量交换后变成液体；所述排液装置将热量交换后变成的所述液体排出至所述中间压力容器内，所述中间压力容器将所述液体进行降压后排出；达到了提高热气融霜的融霜效果以及降低制冷系统能耗的目的，同时也实现了通过外部控制器控制该蓄冷冷库制冷系统的目的，使得对该蓄冷冷库制冷系统的控制更加便捷和智能化，也使得对蓄冷冷库制冷系统的控制变得可定制化。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。