冷冻装置的物联网融霜启停管理系统及方法与流程

本发明属于冷冻机组除霜技术领域，具体涉及一种冷冻装置的物联网融霜启停管理系统及方法。

背景技术：

冷冻冷链产业在疫情期间，逆势上涨意味着其重要性空前凸显，被越来越多应用在生物、医药、生鲜、食品、化工原料等的运输和储存，也为提高人民生活水平提供了重要支持。随着冷冻机组应用越来越多，其制冷品质和能耗水平得多更多的关注。

冷冻机组制取的冷量通过蒸发器或者以载冷剂通过送风末端传递给被冷却对象。在机组运行过程中，室内空气中的水蒸气会凝固在蒸发器或末端换热器表面形成霜层。如不能及时融霜，会导致换热系数下降，蒸发温度降低，系统能效下降，同时造成制冷量下降；但如果过度频繁融霜，又将导致能耗上升，制冷温度上升。现有的系统多采用定时融霜的方法，容易导致不及时除霜或过度融霜。因此，如何确定融霜开始与结束的时机成为一个研究热点，也是提升现有冷冻装置产品品质，实现节能减排的一个重要方面。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种冷冻装置的物联网融霜启停管理系统及方法，可获得最佳融霜启停时机，提升了冷冻装置的产品品质，节能减排。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

冷冻装置的物联网融霜启停管理系统，包括冷冻机组主体、蒸发器，还包括数据处理设备，数据处理设备与冷冻机组主体电性连接，蒸发器的进风口设有进风温度传感器，出风口设有出风温度传感器，数据处理设备内设有融霜启停条件和融霜预设阈值，融霜预设阈值包括进风温度阈值、温差变化阈值和出风温度阈值，融霜启停条件包括融霜启动条件，融霜启动条件包括蒸发器的进风温度小于进风温度阈值，且进出风温差变化值大于温差变化阈值；当蒸发器的进风温度、进出风温差满足所述融霜启动条件时，数据处理设备控制冷冻装置启动融霜。

作为本发明的优选方案之一，还包括信号采集转换模块，其与进风温度传感器、出风温度传感器电性连接，用于采集蒸发器的进风温度、出风温度并进行模数转换传送至数据处理设备。

作为本发明的优选方案之一，还包括库房状态采集装置，设于库房一侧，用于获取库房的运行状态，数据处理设备还与库房状态采集装置相连，当蒸发器的进风温度、出风温度满足所述融霜启动条件、且库房运行状态正常时，数据处理设备控制冷冻装置启动融霜。

作为本发明的优选方案之一，融霜启停条件还包括融霜停止条件，融霜停止条件为出风温度大于出风温度阈值，当蒸发器的出风温度满足所述融霜停止条件时，数据处理设备控制冷冻装置停止融霜。

作为本发明的优选方案之一，还包括监控分析平台和数据库，监控分析平台与数据处理设备通过远程传输模块连通，数据库将融霜数据存储，监控分析平台可根据存储数据对预设阈值进行优化，并将优化值反馈至数据处理设备。

本发明还提供一种冷冻装置的物联网融霜启停管理方法，包括以下步骤：

s1，设定冷冻装置的融霜预设阈值和融霜启停条件，融霜预设阈值包括进风温度阈值、温差变化阈值和出风温度阈值，融霜启停条件包括融霜启动条件，融霜启动条件包括蒸发器的进风温度小于进风温度阈值，且进出风温差变化值大于温差变化阈值；

s2，获取初始化制冷温度和初始进出风温差△t；

s3，获取蒸发器进风温度、蒸发器出风温度和库房运行状态；

s4，判断蒸发器进风温度、进出风温差变化值是否满足所述融霜启动条件，若是，则启动除霜。

作为本发明的优选方案之一，步骤s1中，融霜启停条件还包括融霜停止条件，融霜停止条件为：出风温度大于出风温度阈值；步骤s4还判断蒸发器出风温度是否满足融霜停止条件，若是，则结束除霜，若否，则继续除霜。

作为本发明的优选方案之一，步骤s2中，获取初始制冷温度，当且仅当制冷温度达到预设值时，进入步骤s3。

作为本发明的优选方案之一，所述温差变化值为初始温差与实时温差的差值，初始温差为上次融霜后、霜层未出现前的蒸发器进出风温差。

作为本发明的优选方案之一，所述进风温度阈值为蒸发器表面需融霜的最高制冷温度。

本发明与现有技术相比，有益效果是：根据冷冻装置蒸发器进出空气温度结合被冷冻设施的运行状态，精准预测结霜情况，得到最佳融霜时机；通过出风温度判断融霜停止时间；还通过远程数据传输与储存对判断依据进行搜集和优化，进一步提高融霜启停的精准度。

附图说明

图1是实施例所述融霜启停管理系统示意图；

图2是实施例所述融霜启停管理方法流程示意图；

附图标记:1.冷冻机组主体、2制冷剂管路、3.蒸发器、4.蒸发器进风方向、5.进风温度传感器、6.出风温度传感器、7.制冷剂管路、8.数据处理设备、9.冷冻室、11.信号采集转换模块、12.远程传输模块、13.监控分析平台、14.数据库、15.库房状态采集装置。

具体实施方式

以下将对本发明的技术方案作进一步解释说明。

如图1所示，现有冷冻机组包括冷冻室9，冷冻室9内设有蒸发器或冷却末端3，通过制冷剂管路2/7与冷冻机组主体1相连，在蒸发器进风方向设有进风温度传感器5，出风方向设有出风温度传感器6，进风温度传感器5和出风温度传感器6与数据处理设备8连接，数据处理设备8与冷冻机组主体1相连。

信号采集转换模块11与进风温度传感器5、出风温度传感器6电性连接，用于采集蒸发器的进风温度、出风温度，并进行模数转换传送至数据处理设备8。冷冻室9的一侧还设有库房状态采集装置15，用于获取库房的运行状态，数据处理设备8还与库房状态采集装置15相连。

数据处理设备8内设有融霜启停条件和融霜预设阈值，融霜预设阈值包括进风温度阈值、温差变化阈值和出风温度阈值，融霜启停条件包括融霜启动条件，融霜启动条件包括蒸发器的进风温度小于进风温度阈值，且进出风温差变化值大于温差变化阈值、库房运行状态正常。

数据处理设备8通过远程传输装置12与监控分析平台13相连，监控分析平台13连接有数据库14，数据库14将融霜数据和预设阈值进行存储，监控分析平台13除了可进行传统意义上的人工监控操作之外，还可根据存储数据对预设阈值进行计算优化，将优化值反馈给数据处理设备，以提高融霜精度。

如图2所示，本发明所述冷冻装置的物联网融霜启停管理方法，具体步骤如下：

第一步，上一次融霜完成后，运行一定时间后，霜层尚未出现，读取此时的蒸发器进出风温度t1和t2，取其温差为初始温差δt并保存。

第二步，等待制冷温度下降至用户设定的所需温度，如果此时运行时间已超过设定的最大除霜间隔时间，则开始融霜。

第三步，读取蒸发器进出风温度t1和t2，以及库房状态。如果进风温度大于或等于需融霜的最高制冷温度(即设定值ta)，则不融霜，结束此轮判定，系统继续制冷；否则进入下一步。

第四步，初始温差δt与当前温差(t1-t2)相减，得到温差下降值，若此值小于设定值tb，说明霜层还不够厚，不融霜；或者若库房未正常运行(如库门打开正在进出货、库房正在通风换气等)，尽管δt-(t1-t2)可能大于tb，但仍不融霜；结束此轮判定，系统继续制冷。只有当δt-(t1-t2)可能大于tb且库房正常运行，才启动融霜模式。

第五步，进入融霜模式后，定期读取出风温度，当出风温度t2小于设定值tc时，说明融霜未完全，继续融霜；当出风温度t2大于设定值tc时，说明融霜完成，停止融霜，融霜程序结束，进行下一轮运行。

冷冻装置的物联网融霜启停管理方法中，监控分析平台进行全程监控，如果数据处理模块处理不正确，可以人为操控除霜与否；其次，控制程序中的设定值有三个ta、tb、tc，是在产品研发时通过实验测试确定的，但实验数据数量有限，往往不够精确，且不同的产品即便只是少量变动，设定值往往都有明显变化，因此通过远程平台搜集、存储融霜过程中的数据，通过分析完善上述设定值，反馈给融霜管理系统的数据处理设备可提高融霜精度。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。