熱氣融霜節能制冷系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種熱氣融霜節能制冷系統，通過在原制冷系統上增加熱氣管路、卸壓管路和旁通管路，并分別在上述管路上設置閥件控制，結合中央控制器的作用，充分利用系統原排向大氣中的廢熱來進行低溫系統的除霜，既節約了大量系統化霜用電，又可以最大程度的對存放的食品進行保護，同時帶來了更理想的化霜效果，避免了電化霜的不均勻性遺留的殘霜累積造成的冰堵故障，極大程度的降低了故障率。
【專利說明】熱氣融霜節能制冷系統

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于制冷【技術領域】，具體地說，涉及一種熱氣融霜節能制冷系統。

【背景技術】
[0002]目前冷庫和超市冷鏈系統中的低溫設備普遍采用電加熱除霜，電加熱除霜是一種典型的“點”化霜，強制換熱，是由位于蒸發器底部的加熱管通電，對蒸發器進行由外到內的化霜，主要的傳熱方式為對流和輻射。在化霜過程中，第一，加熱管產生熱量會迅速分散，大量熱量散布到設備空間中，會造成柜內溫度的迅速上升，且每天頻繁多次的溫度變化會造成冷凍食品的開裂等問題，影響食品的質量。第二，由于電加熱化霜的不均勻性，每次化霜時間長達30分鐘，且每天需要進行頻繁、多次的化霜，耗電量大大增加；而且，在化霜結束后大約有50%的加熱管產生的熱量會殘留在設備內，這些熱量會增加系統的負荷，影響制冷速度，進一步增加了系統的耗電量。第三，電加熱除霜僅對加熱管附近的結霜清除效果比較好，而距離加熱管比較遠的地方由于受熱不均，在化霜時間設置為30分鐘的情況下也無法完全清除，每次化霜結束后遺留的殘霜不斷累積造成系統的冰堵故障，增加了系統的故障率。
[0003]如何解決上述電加熱除霜所帶來的種種弊端，則是本實用新型所面臨的課題。實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于解決目前冷庫和超市冷鏈系統的低溫設備采用電加熱除霜所帶來的一系列問題，(I)大量的化霜用電損耗；(2)每天頻繁、多次的電化霜影響存儲食品的保鮮，以及引起的貨物損壞；(3)由于電化霜的不均勻性遺留的殘霜累積造成的冰堵故障，提出一種熱氣融霜節能制冷系統。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現:
[0006]一種熱氣融霜節能制冷系統，包括依次通過管路連接的低溫壓縮機組，低溫冷凝器，低溫儲液器，并列設置的蒸發器組，所述蒸發器組包括至少一個蒸發器，中央控制器，所述低溫儲液器與蒸發器組之間為供液管路，在供液管路上設有供液電磁閥、膨脹閥，所述蒸發器組與低溫壓縮機組之間為回氣管路，在回氣管路上設有回氣電磁閥，還包括:
[0007]熱氣管路，所述熱氣管路連通低溫壓縮機組的總排氣管路與回氣管路，在所述熱氣管路上設置熱氣總電磁閥，以及分別連通低溫冷柜蒸發器組和低溫冷庫蒸發器的熱氣電磁閥；
[0008]排氣壓差閥，設置在低溫壓縮機組的總排氣管路上；
[0009]卸壓管路，設置在熱氣管路與回氣集管之間，卸壓管路上設置卸壓電磁閥；
[0010]旁通管路，該旁通管路旁通在供液管路上，在旁通管路上設有旁通電磁閥。
[0011]進一步地,所述旁通電磁閥采用EVR3。
[0012]進一步地，在所述旁通管路上還設有單向閥。
[0013]進一步地，所述中央控制器控制所述低溫冷柜蒸發器和低溫冷庫蒸發器分組化霜，在同一時間內，只有一組低溫冷柜蒸發器或一組低溫冷庫蒸發器進行化霜。即通向不同蒸發器組的熱氣電磁閥在同一時間段內，只有一個打開，其余處于關閉狀態。
[0014]進一步地，所述蒸發器組包括1-4個蒸發器，包含一組低溫冷柜蒸發器和/或一組低溫冷庫蒸發器。低溫冷柜蒸發器比如是超市內拼接的多個冷凍展示柜。
[0015]其中，在所述供液管路上還設置儲液器球閥、供液管球閥、過濾器。
[0016]其中，在所述回氣管路上還設置回氣管球閥。
[0017]其中，在所述低溫壓縮機組與低溫冷凝器之間的管路上設置排氣管球閥。
[0018]其中，在所述低溫冷凝器與低溫儲液器之間的管路上設置回液管球閥。
[0019]其中，在所述熱氣管路上還設有熱氣管球閥。
[0020]這里所說的供液管路、回氣管路是針對整個制冷系統在制冷循環時說的。本實用新型的熱氣融霜節能制冷系統稱為DTD熱氣融霜節能系統，DTD是指DischargeTriple-pipe Defrost。
[0021]低溫系統的除霜即是由低溫壓縮機組排出的氣體進入低溫系統的回氣管路，在這個過程低溫系統中的霜凍可以得到融化。
[0022]與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是:
[0023]本實用新型通過對低溫系統的優化設計，以及各種閥件的優化組合，結合中央控制系統的運用，充分利用系統原排向大氣中的廢熱來進行低溫系統的除霜，既節約了大量系統化霜用電，又可以最大程度的對存放的食品進行保護。同時，得益于熱氣化霜的全面性及極高的化霜效率，帶來了更理想的化霜效果，避免了電化霜的不均勻性遺留的殘霜累積造成的冰堵故障，極大程度的降低了故障率。
[0024](I)給蒸發器除霜的熱量來自系統的內部，而不是加熱管，也不需要使用蒸發風機來進行氣流循環，因此在除霜時食品不會被加熱到同等的溫度，食品也會得到更好的保護；
[0025](2)DTD熱氣融霜節能系統利用制冷系統排氣產生的廢熱進行除霜，可以實現節能的效果，大大節省因耗電造成的運行成本；
[0026](3)從蒸發器內部加熱除霜，每天只需要I次化霜即可，而且DTD熱氣融霜節能系統的化霜流程為制冷流程的“逆”循環，一般意義上，蒸發器出口位置結霜較多，化霜熱氣從蒸發器出口進入，化霜效果更理想，避免了電化霜的不均勻性遺留的殘霜累積造成的冰堵故障，極大程度的降低了故障率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型所述熱氣融霜節能制冷系統的制冷循環原理圖(不含熱氣管路)；
[0028]圖2是本實用新型所述熱氣融霜節能制冷系統的化霜循環原理圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0030]本實用新型是在冷庫和超市冷鏈系統中采用熱氣融霜，將低溫壓縮機組正常工作時排放的廢熱加以利用，通過熱氣管路由低溫回氣管路將熱氣導入低溫蒸發器進行系統的化霜，化霜時排氣中的高溫制冷劑氣體會被冷卻為制冷劑液體，由于相變的原因，產生極為強烈的化霜效果，冷卻后的制冷劑會被轉移到系統的供液管路中進入制冷循環。具體來講，參考圖1-2所示，
[0031]本實施例的熱氣融霜節能制冷系統，包括依次通過管路連接的低溫壓縮機組1，低溫冷凝器2，低溫儲液器3，蒸發器組，其中蒸發器組包括兩個低溫冷柜蒸發器(分別是第一冷柜蒸發器4和第二冷柜蒸發器5)，一個低溫冷庫蒸發器6，中央控制器(圖上未示出)；
[0032]其中，低溫儲液器3與蒸發器組之間為供液管路7，在供液管路7上設有供液電磁閥7-1、膨脹閥7-2，還設置儲液器球閥7-3、供液管球閥7-4、過濾器7-5 ；
[0033]蒸發器組與低溫壓縮機組I之間為回氣管路8，在回氣管路8上設有回氣電磁閥8-1，回氣管球閥8-2。
[0034]低溫壓縮機組I的總排氣管路1-1，回氣管路8，回氣集管1-2 ；
[0035]還包括熱氣管路9，熱氣管路9連通低溫壓縮機組I的總排氣管路1-1與回氣管路8，在熱氣管路上設置熱氣總電磁閥9-1，以及分別連通低溫冷柜蒸發器組和低溫冷庫蒸發器6的熱氣電磁閥9-2 ;在熱氣管路9上還設有熱氣管球閥9-4。
[0036]排氣壓差閥9-3，設置在低溫壓縮機組I的總排氣管路1-1上；排氣壓差閥9-3具體米用截止閥。
[0037]卸壓管路10，設置在熱氣管路9與回氣集管1-2之間，卸壓管路10上設置卸壓電磁閥10-1 ；
[0038]旁通管路11，該旁通管路11是旁通在供液管路7上，在旁通管路11上設有旁通電磁閥ll-ι和單向閥11-2。其中，旁通電磁閥11-1采用的型號是EVR3。
[0039]其中，在低溫壓縮機組I與低溫冷凝器2之間的管路上設置排氣管球閥12，在低溫冷凝器2與低溫儲液器3之間的管路上設置回液管球閥13。
[0040]中央控制器控制低溫冷柜蒸發器和低溫冷庫蒸發器分組化霜，在同一時間內，只有一組低溫冷柜蒸發器或一組低溫冷庫蒸發器進行化霜。即通向不同蒸發器組的熱氣電磁閥9-2在同一時間段內，只有一個打開，其余處于關閉狀態。
[0041]參考圖1所示不含熱氣管路的制冷系統中，在正常制冷循環過程中，箭頭所示為制冷劑走向，低溫制冷劑由低溫儲液器3出來后，沿著供液管路7，經由儲液器球閥7-3、供液管球閥7-4、過濾器7-5、供液電磁閥7-1、膨脹閥7-2進入第一冷柜蒸發器4、第二冷柜蒸發器5和低溫冷庫蒸發器6吸熱變成氣體后，沿回氣管路8回到低溫壓縮機組1，經低溫壓縮機組I壓縮，變成高溫高壓氣體，由總排氣管路1-1匯合，經低溫冷凝器2冷凝為制冷劑液體后，返回低溫儲液器3，完成一個循環，以此類推，制冷劑反復循環以給設備制冷。
[0042]低溫系統的除霜即是由低溫壓縮機組I排出的高溫氣體進入低溫系統的回氣管路，在這個過程低溫系統中的結霜可以得到融化。
[0043]參考圖2所示的熱氣融霜節能制冷系統的化霜循環圖，箭頭為化霜過程制冷劑走向，該系統化霜形式為分組化霜，即最多只有一組柜體或一個冷庫進行化霜。以低溫冷柜蒸發器為例，需要除霜時，打開熱氣總電磁閥9-1，回氣電磁閥8-1關閉，卸壓電磁閥10-1關閉，經排氣壓差閥9-3的作用，由低溫壓縮機組I排出的高溫高壓的制冷劑氣體，沿著熱氣管路9，經由熱氣總電磁閥9-1、熱氣管球閥9-4、熱氣電磁閥9-2沿箭頭方向由回氣管路8進入低溫冷柜蒸發器組，在蒸發器內釋放熱量，達到化霜的目的，冷卻后的制冷劑液體沿著旁通管路11，經由旁通電磁閥11-1、單向閥11-2至供液管路7內，進行制冷做功。
[0044]當中央控制器得到信號低溫冷柜蒸發器組化霜完成時，通向低溫冷柜蒸發器組的熱氣電磁閥關閉并進行制冷循環，通向低溫冷庫蒸發器的熱氣電磁閥打開，進行低溫冷庫蒸發器的化霜，獨立運行，互不干擾。
[0045]本實用新型的熱氣融霜節能系統的正常運行需要一些自動運行的閥件進行控制:
[0046]排氣壓差閥9-3，安裝在低溫壓縮機組I的總排氣管路1-1上，在化霜期間通過該閥件的作用可以將蒸發器內的壓力調節到最大，提高化霜效率。對于低溫儲液器高于蒸發器的情況，需要通過調節使排氣壓差閥9-3前后有一定的壓差，以保證化霜結束后的液體能夠被順利壓出蒸發器；
[0047]熱氣電磁閥9-2，安裝在熱氣管路9上，在化霜期間該閥件打開，使壓縮機的排氣管與回氣管連通；
[0048]卸壓電磁閥10-1，安裝在排氣壓差閥之前，在化霜期間該閥件關閉，在化霜結束后，將多余的熱氣卸壓至回氣集管1-2 ；
[0049]旁通電磁閥11-1，安裝在旁通管路11上的閥件，在化霜期間該閥件打開，將化霜產生的制冷劑液體導入系統供液管路7中，系統正常制冷過程中，該閥件處于關閉狀態。該電磁閥在系統中起到至關重要的作用，實際使用型號為EVR3，該電磁閥為常閉電磁閥(通電時正反向均可導通)，安裝方向與單向閥相反。系統制冷時，EVR3電磁閥關閉，與單向閥共同作用防止制冷劑液體不經過膨脹閥直接進入蒸發器，系統化霜時，EVR3電磁閥打開，化霜結束后形成的制冷劑液體通過旁通電磁閥進入供液管路。化霜結束后，EVR3電磁閥關閉，由于該蒸發器所在支路的阻力大大增加，使得熱氣能夠集中進入其他沒有化霜結束的蒸發器加速化霜進程，大大加速了同一組內結霜情況不同的柜體的化霜過程，且極大程度的提高了化霜效果。
[0050]本實施例的關鍵點如下:
[0051](I)閥件的組合作用，尤其是旁通電磁閥的運用；
[0052](2)與控制系統的組合運用，中央控制系統的應用；
[0053]與控制系統的組合運用，其優越性主要體現在對于化霜過程的控制方面。以由兩個蒸發器組成的低溫柜體組化霜過程為例，當到達設定的化霜時間點時，中央控制器給現場柜體側的控制器發出化霜信號，觸發化霜程序，化霜繼電器吸合，熱氣總電磁閥打開，回氣電磁閥關閉，卸壓電磁閥關閉，經排氣壓差閥的作用，高溫高壓的制冷劑氣體經由熱氣電磁閥沿圖中箭頭由回氣管進入蒸發器，在蒸發器內釋放熱量進行化霜，冷卻后的制冷劑液體經旁通電磁閥至供液管路內，進行制冷做功。在此化霜過程中，現場柜體側的兩個控制器向中央控制器發出反饋信號，只要有一個蒸發器仍在化霜，那么中央控制器即支持化霜過程繼續，熱氣電磁閥繼續為開啟狀態。如果其中第一冷柜蒸發器4到達化霜終止溫度，化霜結束后，第一冷柜蒸發器4的旁通電磁閥關閉，由于該蒸發器所在支路的阻力大大增加，使得熱氣能夠集中進入第二冷柜蒸發器5加速化霜進程。當兩個蒸發器都達到化霜終止溫度時，現場柜體側兩個控制器的化霜反饋即結束，中央控制器得到信號，化霜繼電器斷開，熱氣電磁閥關閉，卸壓電磁閥延時打開，將熱氣管路中殘余的熱氣卸壓至機組回氣集管1-2。
[0054](3)系統內蒸發器分組化霜，實現制冷與化霜互不干擾，獨立運行；
[0055]每個分組管路上的回氣電磁閥和熱氣電磁閥將組與組之間獨立開來，實現了每個分組能夠單獨的進行制冷或化霜，互不干擾，獨立運行。這樣的模式保證了每個分組化霜時擁有充足的熱氣量，從而保證了理想的化霜效果，避免了化霜的不徹底性遺留的殘霜累積造成的冰堵故障，極大程度的降低了故障率，提高了系統的穩定性。
[0056]當然，上述實施例中的低溫冷柜蒸發器還可以為3個或者4個，比如超市內拼接的多個冷凍展示柜，具體化霜控制方式相同。
[0057]本實用新型是一種有效的低碳節能技術，比較而言，采用熱氣融霜節能設計的系統，化霜采用的是“面”化霜，依靠的主要傳熱方式為銅管和翅片的傳導。壓縮機組正常運行產生的高溫排氣由系統的回氣管路進入蒸發器內部，熱量通過蒸發器內的盤管經翅片進行由內而外的“相變”除霜，化霜速度非常快，5?10分鐘之內可以化霜結束，由于排出的熱氣會遍布蒸發器內部，所以蒸發器各位置的除霜都很徹底，每天一次除霜就可以保證系統的正常制冷。對于冷庫和超市冷鏈系統，運行負荷絕大部分為化霜負荷，特別是低溫系統，化霜功率占整個設備系統負荷的90%左右，所以取消加熱管之后低溫系統可以大量減少電纜和電氣元件，降低了投入成本。
[0058]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種熱氣融霜節能制冷系統，包括依次通過管路連接的低溫壓縮機組，低溫冷凝器，低溫儲液器，并列設置的蒸發器組，所述蒸發器組包括至少一個蒸發器，中央控制器，所述低溫儲液器與蒸發器組之間為供液管路，在供液管路上設有供液電磁閥、膨脹閥，所述蒸發器組與低溫壓縮機組之間為回氣管路，在回氣管路上設有回氣電磁閥，其特征在于: 還包括熱氣管路，所述熱氣管路連通低溫壓縮機組的總排氣管路與回氣管路，在所述熱氣管路上設置熱氣總電磁閥，以及分別連通低溫冷柜蒸發器組和低溫冷庫蒸發器的熱氣電磁閥； 還包括排氣壓差閥，設置在低溫壓縮機組的總排氣管路上； 還包括卸壓管路，設置在熱氣管路與回氣集管之間，卸壓管路上設置卸壓電磁閥； 還包括旁通管路，該旁通管路旁通在供液管路上，在旁通管路上設有旁通電磁閥。
2.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:所述旁通電磁閥采用EVR3。
3.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:在所述旁通管路上還設有單向閥。
4.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:所述中央控制器控制所述低溫冷柜蒸發器和低溫冷庫蒸發器分組化霜，在同一時間內，只有一組低溫冷柜蒸發器或一組低溫冷庫蒸發器進行化霜。
5.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:所述蒸發器組包括1-4個蒸發器。
6.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:在所述供液管路上還設置儲液器球閥、供液管球閥、過濾器。
7.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:在所述回氣管路上還設置回氣管球閥。
8.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:在所述低溫壓縮機組與低溫冷凝器之間的管路上設置排氣管球閥。
9.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:在所述低溫冷凝器與低溫儲液器之間的管路上設置回液管球閥。
10.根據權利要求1所述熱氣融霜節能制冷系統，其特征在于:在所述熱氣管路上還設有熱氣管球閥。
【文檔編號】F25D21/06GK204202286SQ201420504592
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】姜典舉, 韓強, 房玉明, 曲源, 李志軍, 王吉帥, 褚書偉, 桑才恒, 王斌, 李紅振 申請人:青島海爾開利冷凍設備有限公司