舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法及控制系统与流程

本发明属于冷藏装置技术领域，具体涉及一种舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法及控制系统。

背景技术：

常见舰船的冷藏装置的功率范围多为2.4～10kw，冷风机排水管有加热带，加热带的功率一直占用一定的压缩机功率比重，而且，不良控制的加热带是舰船冷库的不安全因素之一，加热带还是易损件之一。如何找到一种节能、安全、减少维修量的新技术，是一种技术的需求。

舰船常有2-5个库房，库房越多，这部分加热带的功率越多，占了约5-7％左右的压缩机功率消耗，以国内某型战斗舰为经典的例子，低温冷藏装置负荷为8.6kw，为保障舰上生活的需要，设有肉库和鱼肉各一个，负荷各占一半为4.3kw，其中每个冷库冷风机排水管的加热功率为312w，共为624w，排水管的功率占压缩机为0.624/8.6＝7.3％，如何节省这些能量，节能降耗，是一个研究方向。

常用的冷风机排水管加热带，一直处于加热的过程中，耗电是一个方面。当加热带把冷风机的冷凝水加热排空，是需要的合理的加热，但冷凝水排空后，加热带还在加热，加热带的功率需要计入冷库压缩机的功率。

当加热带把冷风机的冷凝水已经加热排空的时候，加热管还在加热，但实际此时水管内并没有冷凝水了。可能会导致加热管过热，电流过载，断路器起跳或保险丝因过流而烧毁才起保护作用，如断路器或保险丝有缺陷，电流过大未动作，有继续“干烧”发生火灾的可能性，并且干烧或局部干烧，加速加热带的保护层塑料老化，影响加热带的使用寿命。断路器一旦因过载起跳动作，下一次冷库除霜时，排水管堵塞，冷库除霜的排水不畅通，会溢流到冷库地面。

因此，基于上述技术问题，需要设计一种新的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法及控制系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法及控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法，包括：

在冷风机除霜前加热带进行预加热；

在冷风机除霜时加热带保持加热状态；以及

在冷风机除霜结束后加热带延迟加热。

进一步，所述在冷风机除霜前加热带进行预加热的方法包括：

在冷风机除霜前，加热带在时间t1内进行预加热，以在除霜前保持排水管畅通；

其中，t1为加热带的预加热时间，t1＝n*t，t为单位时间，n为系数。

进一步，所述在冷风机除霜时加热带保持加热状态的方法包括：

在冷风机除霜时，使加热带在时间t2内保持加热状态，即

在加热带预加热结束后，继续使加热带在时间t2内保持加热状态，以在冷风机除霜时保持排水管畅通；

其中，t2为冷风机加热除霜时间，t2＝t。

进一步，所述在冷风机除霜结束后加热带延迟加热的方法包括：

在冷风机除霜结束后，加热带在时间t3内延时加热，即

加热带在时间t2内保持加热状态后，继续使加热在时间t3内延时加热，并且在加热带延时加热结束后，使加热带停止工作；

其中，t3为加热带的延时加热时间，t3＝{n*t,t4}max，t4为冷库温度下降至预设温度的时间。

进一步，所述舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法还包括：

在一个除霜间隔结束后开始下一个除霜间隔；

所述除霜间隔为t；

所述除霜间隔t包括：加热带的预加热时间t1、冷风机加热除霜时间t2、加热带的延时加热时间t3和加热带停止工作的时间。

另一方面，本发明还提供一种舰船用冷藏冷风机排水管加热控制系统，包括：

控制模块，以及与控制模块连接的加热带；

在所述控制模块与所述加热带之间设置有时间继电器；

所述控制模块适于通过所述时间继电器控制所述加热带加热的时间，以在冷风机除霜过程中保持排水管畅通。

进一步，所述控制模块适于采用上述的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法控制所述加热带加热的时间。

本发明的有益效果是，本发明通过在冷风机除霜前加热带进行预加热；在冷风机除霜时加热带保持加热状态；以及在冷风机除霜结束后加热带延迟加热，实现了加热带加热时间的控制，达到了用电节能，顺延了加热带的使用寿命，并减少维修成本的效果，避免了加热带的“干烧”的过热的可能，尽可能避免安全隐患。

本发明的其他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在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文所举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所涉及的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法的流程图；

图2是本发明所涉及的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制系统的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1

图1是本发明所涉及的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法的流程图。

如图1所示，本实施例1提供了一种舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法，包括：在冷风机除霜前加热带进行预加热；在冷风机除霜时加热带保持加热状态；以及在冷风机除霜结束后加热带延迟加热，实现了加热带加热时间的控制，达到了用电节能，顺延了加热带的使用寿命，并减少维修成本的效果，避免了加热带的“干烧”的过热的可能，尽可能避免安全隐患。

根据舰船用冷藏装置的设计和调试经验，并综合调试过程中售后服务工程师的反馈，并综合冷冻库房(冷库)的实际制冷过程，除霜过程的分析得出新的冷风机加热带控制和使用方式。

冷风机的蒸发温度约-25℃，即使冷风机的翅片平面残留少量的水膜，这些水膜会在低温环境在迅速结霜并附在冷风机翅片的平面，冷风机排水管内在正常的制冷过程中几乎没有任何的冷凝水，冷风机加热带在这种工况下的加热过程纯是低温环境下的加热管的自加热过程，这一部分热量与压缩机的冷量相抵消，由压缩机为除去“冷风机排水管加热带的功率”的负面影响而增加压缩机本身的功率。

冷库的低温环境对加热带局部的高温有逆止作用，保险丝或断路器的及时动作是有效避开加热带局部高温及火灾的实际原因。因此，存在潜在的风险，当电器本身的质量有缺陷，或冷库的冷风机出现故障或停机的时候，但排水管的加热仍在进行，会加剧了局部的“干烧”及局部高温的情况。

当冷风机除霜时，冷风机的翅片，底盘板金，大量的结霜开始融化，产生大量的冷凝水，冷凝水必须能通过排水管排出。除霜结束后，开始下一个制冷循环，冷风机开始工作，压缩机启动。冷风机残留的水膜迅速结霜，又开始一下循环。如果排水管以前就是“结冰堵塞”，则后面除霜的冷凝水在排水管中迅速结冰，加剧了排水管的堵塞。如果排水管里面的水在没有排空的情况下，加热管又停止工作，会引导下一个除霜间隔的排水不畅通，造成冷库的排水不畅，地面有积水或冰。

因此，排水管的加热带存在多种情况：不加热，会引起排水管的“结冰堵塞”；一直加热，会造成低温工况下能量的损耗及的潜在安全风险，任何排水管的“冰堵”现象会加剧下一个周期排水管的再次堵塞，并加剧“冰堵”。

从以上原因及利弊分析可知，冷风机排水管的加热带主要的有实际意义工作集中在除霜过程中(除霜前预加热、除霜时同时加热和除霜后延时加热)的前后阶段，既要保证“除霜之前”排水管路的通畅，又要保证除霜后冷凝水的基本排尽。

在本实施例中，除霜间隔为t(单位为小时)，则每天的除霜次数n为：以t为单位时间，将霜间隔t平均分为k等份，则k＝t/t。

在本实施例中，所述在冷风机除霜前加热带进行预加热的方法包括：在冷风机除霜前，加热带在时间t1内进行预加热，以在除霜前保持排水管畅通；其中，t1为加热带的预加热时间，t1＝n*t，t为单位时间，n为系数(即修正值)，例如n＝1，2，3；实现了在冷风机除霜之前通过加热带的预加热使排水管保持畅通，防止因排水管堵塞而造成的冷库(冷风机对应的冷库)的排水不畅，地面有积水或冰。

在本实施例中，所述在冷风机除霜时加热带保持加热状态的方法包括：在冷风机除霜时，使加热带在时间t2内保持加热状态，即在加热带预加热结束后，继续使加热带在时间t2内保持加热状态，以在冷风机除霜时保持排水管畅通；其中，t2为冷风机加热除霜时间，t2＝t；保证冷风机除霜时产生的冷凝水通过畅通的排水管顺利排出。

在本实施例中，所述在冷风机除霜结束后加热带延迟加热的方法包括：在冷风机除霜结束后，加热带在时间t3内延时加热，即加热带在时间t2内保持加热状态后，继续使加热在时间t3内延时加热，并且在加热带延时加热结束后，使加热带停止工作；其中，t3为加热带的延时加热时间，t3＝{n*t,t4}max，t4为冷库温度下降至预设温度的时间(冷库温度再次下降到-5℃～-10℃的时间)；在冷风机除霜结束后继续保持加热带的延时加热，可以确保冷风机除霜结束后排水管的畅通，从而确保所有冷凝水排尽。

在本实施例中，所述舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法还包括：在一个除霜间隔结束后开始下一个除霜间隔；所述除霜间隔为t；所述除霜间隔t包括：加热带的预加热时间t1、冷风机加热除霜时间t2、加热带的延时加热时间t3和加热带停止工作的时间。

除霜间隔t的分配可以但不限于如下表所示：

在本实施例中，以舰船上冷藏装置(冷库)除霜间隔可设为t＝12小时，以t＝0.5小时为时间节点划分为例，k＝12/0.5＝24，对整个工作过程及除霜过程进行说明：t1为加热带的预加热时间，预加热时间的设定是保证除霜过程发生之前，排水管必须保持畅通。t1和t3的时间关联性很大，常规的舰船用低温库温，t1＝n*t，n＝1～2(系数)，即为0.5～1小时为一个较合理的时间，并可通过实际的调试过程中根据货物和冷库空调的大小进行适当的修正。

t2冷风机加热除霜时间，在此过程中，排水管加热带须同步加热，t2＝t，在常规的舰船低温冷库房(冷库)，可设置为0.5小时左右。

t3为加热带的延时加热时间，t3是保证除霜后的冷凝水必须排空，通常t3＝t(即系数n取1时),可设为0.5小时，也可通过实际的调试过程修正。在冷藏装置的plc控制中设置t3时，需要考虑冷凝水的排空，还需要考虑当库房(冷库)温度高于0℃时，冷风机是一个冷却库房温度并持续产生冷凝水的过程，这个排水的过程中加热带须保持在加热状态，故t3的取值是0.5小时和冷库温度再次下降到-5℃～-10℃的时间(t4)的最大值。

在一个除霜间隔12小时内，实际加热时间为1+0.5+0.5＝2小时，节省了(12-2)/12＝83％的加热带能量消耗；并且加热带只是在除霜的过程中(除霜前预加热、除霜时同时加热和除霜后延时加热)使用，故压缩机选型时，压缩机的功率不用考虑加上加热带的功率，同时减少压缩机的初始选型成本和使用成本；约占总功率的7％功率不计入压缩机的选型功率，压缩机可降档使用，并减少运行过程中压缩机的功率，如加上加热带的功率，是一正一负的双重影响，高达约14％的用电节能；并且加热带从原本的持续工作改为一个除霜间隔t只工作2小时，顺延了加热带的使用寿命，并减少维修成本。

加热带只是在除霜排冷凝水的前后过程中工作(除霜前预加热、除霜时同时加热和除霜后延时加热)，不会产生局部高温，无“干烧”情况的发生，减少火灾的隐患，并且延长了加热带的使用寿命。

实施例2

图2是本发明所涉及的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制系统的原理框图。

如图2所示，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种舰船用冷藏冷风机排水管加热控制系统，包括：控制模块，以及与控制模块连接的加热带；所述控制模块可以但不限于采用plc模块，该控制模块可以直接采用冷库plc；在所述控制模块与所述加热带之间设置有时间继电器；所述控制模块适于通过所述时间继电器控制所述加热带加热的时间，以在冷风机除霜过程中(除霜前预加热、除霜时同时加热和除霜后延时加热)保持排水管畅通。

在本实施例中，所述控制模块适于采用实施例1所述的舰船用冷藏冷风机排水管加热控制方法控制所述加热带加热的时间；在控制模块中设置除霜间隔t，在冷风机除霜前，控制模块控制时间继电器使加热带在时间t1内预热；当预热完成后控制模块控制冷风机开始除霜(控制模块与冷风机之间可以连接另一时间继电器，通过该时间继电器控制模块可以控制冷风机的除霜功能)，此时控制模块继续控制时间继电器导通，使加热带在时间t2内保持加热状态；当除霜结束后，控制模块继续控制时间继电器导通，使加热带在时间t3内延时加热；当延时加热结束后控制模块控制时间继电器断开，使加热带停止工作至该除霜间隔结束；当下一除霜间隔开始后，控制模块再次控制加热带预热，周而复始，完成循环。

综上所述，本发明通过在冷风机除霜前加热带进行预加热；在冷风机除霜时加热带保持加热状态；以及在冷风机除霜结束后加热带延迟加热，实现了加热带加热时间的控制，达到了用电节能，顺延了加热带的使用寿命，并减少维修成本的效果，避免了加热带的“干烧”的过热的可能，尽可能避免安全隐患。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。