CN104880000A - 一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统 - Google Patents

一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统 Download PDF

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赵鑫利
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Abstract

本发明提供的一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统，包括气源收集装置，该装置用于收集气源；空气喷射装置，空气喷射装置连接气源收集装置，空气喷射装置设置在蒸发器的侧面；动力传动装置，包括驱动电机和传动装置，空气喷射装置固定在蒸发器的传动装置上，驱动电机通过传动装置带动分气缸运动；控制系统，用于控制气源收集装置的空气从空气喷嘴向外喷出。本发明可以使速冻装置等制冷设备的蒸发器在运行过程中始终处于无霜状态，保障蒸发器处于高效率传热和良好的空气循环状态，实现制冷设备达到较长周期的连续运转，减少中间因除霜而停产和重新降温的环节，减少水资源的浪费、提高制冷系统的冷量利用和速冻装置等制冷系统末端的使用效率。

Description

一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统
技术领域
本发明涉及蒸发器的除霜系统，尤其涉及一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统。
背景技术
在冷库和速冻装置等制冷领域中，不管其制冷系统是否相同，在制冷循环工作过程中，只要蒸发温度低于0oC，蒸发器的迎风面上就会结上不同厚度的霜层，霜的由来是因为空气在蒸发器中进行冷热交换时，由于冷壁面上与空气中水蒸气的分压力不同，空气中的水蒸气分压力大于冷壁面上的水蒸气分压力，空气中的水分从空气中析出，凝集在蒸发器的冷表面上，进而结成霜。而霜层的出现会严重影响蒸发器的热传递效果，使其制冷能力下降。霜层的热阻约比钢管的热阻大94~443倍。当蒸发器的传热温差△tm = 10oC时，库温在-18oC时，蒸发器工作一个月后，其传热系数k值大约只有原来的70%左右，同时，霜层不但使传热热阻增大，而且使空气流动阻力增加，空气流动阻力增加会使风速下降，而蒸发器的空气侧传热系数又与风速几乎成正比关系，为改善蒸发器的工作环境，使其处在一个良好的工作状态，就要不定时的清除蒸发器表面的霜层，目前，蒸发器除霜的主要方法大概有四种：① 人工扫霜、② 水冲霜、③ 热电除霜、④ 制冷剂过热气体融霜。
1.  人工扫霜简单但劳动强度大，除霜不彻底，环境恶劣，适应范围小，基本废弃不用；
2.  水冲霜必须在设备停用状态下才能进行，必然照成冷量的浪费和降低设备的高效使用，同时水冲霜浪费水资源（1㎡蒸发面积需冲霜水10kg左右），且易对工作环境造成水侵害，影响工作环境温度，；
3.  热电除霜同样是必须在设备停止状态下进行，并且影响库温，浪费能源，1kg的霜从0oC的冰变成0oC的水需要吸收335KJ的热量，而融霜时间又很短，则其耗电量很大，以10min融霜时间计算，1kg的霜所需电量P=335/10=0.6KW，并且在热电融霜过程中，由于冷热交换幅度大，对工作环境又易造成破坏；
4.  热气融霜虽然有可能做到在设备不停机状态下进行。但制冷剂过热气体融霜同样存在着影响库温的情况，管路系统及控制复杂，并且融霜效果受环境影响较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统，所述除霜系统包括：
气源收集装置，该装置用于收集气源；
空气喷射装置，空气喷射装置连接气源收集装置，空气喷射装置设置在蒸发器的侧面，包括分气缸和设置于分气缸上用于向蒸发器喷射空气的空气喷嘴，空气喷嘴上方的进气管路上设置有进气电磁阀；
动力传动装置，包括驱动电机和传动装置，空气喷射装置的分气缸固定在蒸发器的传动装置上，驱动电机通过传动装置带动分气缸运动；
控制系统，用于控制气源收集装置的空气从空气喷嘴向外喷出。
本发明的有益效果：本发明使用空气除霜的方法对蒸发器进行除霜，可以使速冻装置等制冷设备的蒸发器在运行过程中始终处于无霜状态，保障蒸发器处于高效率传热和良好的空气循环状态，实现制冷设备达到较长周期的连续运转，减少中间因除霜而停产和重新降温的环节，减少水资源的浪费、提高制冷系统的冷量利用和速冻装置等制冷系统末端的使用效率。
附图说明
图1为发明原理图。
图2为动力传动装置结构原理图。
其中，1-空压机；2-储气罐；3-截止阀；4-油水分离器；5-干燥机；6-过滤器；7-电磁阀；8-分气罐；9-管路；10-蒸发器；11-空气喷嘴；12-分气缸；100-传动丝杠；101-上导轨；102-下导轨；103-上导向轮；105-连接板；106-下导向轮；107-导向板；108-丝杠螺母。
具体实施方式
结合附图1和附图2对本发明进行详细说明。
本发明提供的除霜系统，用于对速冻装置中的蒸发器外表的凝霜进行去除，设置在蒸发器10的侧面，可以防止当融化蒸发器表面的微小凝霜后，形成的水汽进入除霜系统中。
本发明提供一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统，包括用于收集气源的气源收集装置，与气源收集装置相连并用于向蒸发器喷射空气的空气喷射装置，和带动空气喷射装置的动力传动装置，还包括控制进气电磁阀7控制气源收集装置的空气从空气喷嘴11间歇式向外喷出。
其中，空气喷射装置设置在蒸发器10的冷表面上，包括分气缸12和设置于分气缸12上用于向蒸发器喷射空气的空气喷嘴11，动力传动装置安装在蒸发器上，分气缸12通过动力传动装置固定在蒸发器上，并在蒸发器的冷表面进行往返的运动来进行除霜，动力传动装置包括驱动电机和传动装置，分气缸12在传动装置上运动，驱动电机驱动传动装置的传动丝杠运动从而带动分气缸12沿往返运动。
气源收集装置收集空气，并将空气收集起来通过空气喷射装置向外喷射。因此，可以使用任何能够实现空气收集功能的装置来实现此功能。
本发明中的气源收集装置通过空压机1、储气罐2、油水分离器4、干燥机5、过滤器6、分气罐8中的几个或者全部元件来实现空气收集的功能。例如使用依次相连的空压机1、储气罐2、分气罐8来实现空气收集的功能。或者利用已设置的集中气源会同储气罐2、分气罐8来实现空气收集的功能。或者使用全部的上述元件来实现空气收集的功能，此时，空压机1与储气罐2相连，储气罐8与油水分离器4相连，在相连的管路上连接有截止阀3，油水分离器4与干燥机5相连，干燥机5与过滤器6相连，过滤器6与分气罐8相连，分气罐8与空气喷射装置上的分气缸12通过管路9相连。干燥机5优选使用冷冻式干燥机，过滤器6优选使用精密过滤器。
空气喷射装置的空气喷嘴11优选为不锈钢圆锥收敛型空气喷嘴，或者也可以在直接在分气缸12上开孔，或者在分气缸12上开孔以后焊接或者螺纹连接喷管，或者其它可以实现空气喷射功能的装置。
动力传动装置的作用是驱动分气缸在蒸发器上做往复运动，因此任何实现这种功能的动力传动装置均可以用来使用，例如使用传动丝杠和与传动丝杠配套的步进电机来实现，或者使用齿轮齿条结构来实现。
在本发明中，传动丝杠100的数目可以根据不同情况设置不同的数目，例如，可以在需要除霜的速冻装置的同一侧的蒸发器的冷表面的一侧设置一根传动丝杠，所有的分气缸均设置在这一根传动丝杠上，或者在每个蒸发器的冷表面均设置一根传动丝杠，每个蒸发器的分气缸设置在与之相对的传动丝杠上，或者两个或者多个蒸发器的同侧冷表面设置一根传动丝杠，1个或者多个分气缸设置在每跟传动丝杠上。
本发明中分气缸12的数量也根据实际需求和场地设置来进行确定。具体来说，如果蒸发器的规模小，即蒸发器的冷表面短，可以使分气缸在很短的时间内运动整个蒸发器的冷表面，不会影响除霜，那么可以在每个蒸发器侧只设置一个分气缸，但是如果蒸发器的规模大，冷表面的长度长，单个蒸发器或者少数蒸发器在运动除霜过程中往返一次使用的时间较长，影响到蒸发器的除霜，那么需要增加分气缸的数目以便不影响除霜。多个分气缸在运动过程中做同步同向运动，可以使除霜过程不会造成遗漏。如图1中所示，为每个蒸发器侧包含两个分气缸。
本发明的实施例中动力传动装置使用传动丝杠结构来实现，传动丝杠还连接有驱动丝杠运动的电机，分气缸12通过丝杠螺母连接在传动丝杠100上，在蒸发器的上部连接有导向板107，下部连接有连接板105，导向板上连接有上导轨101，连接板105上连接有下导轨102，分气缸12分别通过上导向轮103和下导向轮106与上导轨和下导轨连接，在上导轨和下导轨上滑动。上述中的导向板和连接板设置在蒸发器上，保持分气缸与蒸发器表面的距离。
本发明还包括有控制系统，控制气源收集装置的空气从空气喷嘴11间歇式向外喷出，最终吹除、融化蒸发器表面的微小凝霜，使蒸发器表面始终保持无霜的状态。控制系统通过控制空气喷嘴11上方的进气管路上的进气电磁阀7进行间歇式空气除霜，可以进气时的气压不够达不到空气除霜的目的。

Claims (9)

1.一种速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于，所述除霜系统包括：
气源收集装置，该装置用于收集气源；
空气喷射装置，所述空气喷射装置连接气源收集装置，所述空气喷射装置设置在蒸发器（10）的侧面，包括分气缸（12）和设置于分气缸（12）上用于向蒸发器喷射空气的空气喷嘴（11），空气喷嘴（11）上方的进气管路上设置有进气电磁阀（7）；
动力传动装置，包括驱动电机和传动装置，所述空气喷射装置的分气缸（12）固定在蒸发器（10）的传动装置上，驱动电机通过传动装置带动分气缸（12）运动；
控制系统，用于控制气源收集装置的空气从空气喷嘴（11）向外喷出。
2.根据权利要求1所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述气源收集装置包括空压机（1）、储气罐（2）、分气罐（8），所述空压机（1）与储气罐（2）相连，所述储气罐（8）与分气罐（8）相连，所述分气罐（8）与空气喷射装置上的分气缸（12）通过管路相连。
3.根据权利要求2所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述气源收集装置还包括设置于空压机（1）和分气罐（8）之间的油水分离器（4）、干燥机（5）、过滤器（6）、分气罐（8），空压机（1）与储气罐（2）相连，储气罐（8）与油水分离器（4）相连，在相连的管路上连接有截止阀（3），油水分离器（4）与干燥机（5）相连，干燥机（5）与过滤器（6）相连，过滤器（6）与分气罐（8）相连。
4.根据权利要求1所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述动力传动装置包括传动丝杠（100）和驱动传动丝杠运动的电机，所述分气缸（12）通过丝杠螺母（108）连接在传动丝杠（100）上，所述动力传动装置还包括上导轨（101）、下导轨（102），分气缸（12）上部通过上导向轮（103）在上导轨（101）上滑动，分气缸（12）下部通过下导向轮（106）在下导轨（102）上滑动。
5.根据权利要求4所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述动力传动装置还包括连接在蒸发器上的导向板（107）和连接板（105），上导轨（101）连接在导向板（107）上，下导轨（102）连接在连接板（105）上。
6.根据权利要求4所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述分气缸（12）不少于1个，当分气缸（12）大于1个时，多个分气缸（12）在传动丝杠（100）上做同步同向往复运动;所述传动丝杠（100）不少于1根，当传动丝杠（100）为1根时，所有分气缸（12）均连接在同一根传动丝杠（100）上。
7.根据权利要求2所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述干燥机（5）为冷冻式干燥机，所述过滤器（6）为精密过滤器。
8.根据权利要求1所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述空气喷嘴（11）为不锈钢圆锥收敛型空气喷嘴，或者直接在分气缸（12）上开孔，或者在分气缸（12）上开孔以后焊接或者螺纹连接喷管。
9.根据权利要求1所述的速冻装置用蒸发器空气除霜系统，其特征在于：所述控制系统通过控制进气电磁阀（7）控制气源收集装置的空气从空气喷嘴（11）间歇式向外喷出。
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