CN112460906B - 冷冻机组高效除霜启停管理方法 - Google Patents

冷冻机组高效除霜启停管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种冷冻机组高效除霜启停管理方法，包括：S1，设定冷冻机组的除霜运行参数阈值和除霜启停条件；S2，获取初始化运行状态、初次除霜标记、初始运行时间和初始进出风温差△T；S3，获取蒸发器进风温度、蒸发器出风温度和运行时间；S4，判断初次除霜标记为是或否，若是，判断运行时间、蒸发器进风温度、进出风温差变化值是否满足标准除霜启动条件，若是，则启动除霜；若否，判断运行时间、蒸发器进风温度是否满足初次除霜启动条件，若是，则启动除霜。该方法基于蒸发器进出风温差来获得融霜时机，进出风温差可准确反映霜层厚度和结霜状态，且对运行时间，进风温度，进出风温差进行先分层判断，再综合判断，大大提升了判断的准确率。

Description

冷冻机组高效除霜启停管理方法
技术领域
本发明属于冷冻机组除霜技术领域，具体涉及一种冷冻机组高效除霜启停管理方法。
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。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种冷冻机组高效除霜启停管理方法，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：
冷冻机组高效除霜启停管理方法，包括以下步骤：
S1，设定冷冻机组的除霜运行参数阈值和除霜启停条件，除霜运行参数阈值包括机组运行时间阈值、温度阈值、温差变化阈值；除霜启停条件包括初次除霜启动条件和标准除霜启动条件，初次除霜启动条件为：机组运行时间＞第一时间阈值，且蒸发器进风温度＜第一温度阈值，标准除霜启动条件为：运行时间＞第三时间阈值，或者，第二时间阈值+附加值＜运行时间＜第三时间阈值，且蒸发器进风温度-制冷温度＜第二温度阈值、蒸发器进出风温差变化值＞温差变化阈值；
S2，获取初始化运行状态、初次除霜标记、初始运行时间和初始进出风温差△T；
S3，获取蒸发器进风温度、蒸发器出风温度和运行时间；
S4，判断初次除霜标记为是或否，若是，判断运行时间、蒸发器进风温度、进出风温差变化值是否满足标准除霜启动条件，若是，则启动除霜；若否，判断运行时间、蒸发器进风温度是否满足初次除霜启动条件，若是，则启动除霜。
作为本发明的优选方案之一，步骤S1中，除霜启停条件还包括除霜停止条件，包括初次除霜停止条件和标准除霜停止条件，初次除霜停止条件为蒸发器进风温度-制冷温度＜第二温度阈值；标准除霜停止条件为：运行时间＞第四时间阈值；步骤S4还判断蒸发器进风温度、运行时间是否满足上述初次除霜停止条件和标准除霜停止条件。
作为本发明的优选方案之一，步骤S4之前，还判断冷冻机组的运行状态，若运行状态为制冷，则进入步骤S4；若运行状态为除霜，则判断运行时间是否大于第四时间阈值，若是，则停止除霜。
作为本发明的优选方案之一，步骤S4中，判断是否满足标准除霜启动条件时，若运行时间大于第二时间阈值、且△T为初始值，则将当前进出风温差赋值给△T，再继续判断运行时间、蒸发器进风温度、进出风温差变化值是否满足标准除霜启动条件。
作为本发明的优选方案之一，第二时间阈值为8-15min。
作为本发明的优选方案之一，除霜停止时，初始化运行时间与△T。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
(1)基于蒸发器进出风温差来获得融霜时机，进出风温差可准确反映霜层厚度和结霜状态，且对运行时间，进风温度，进出风温差进行先分层判断，再综合判断，大大提升了判断的准确率。
(2)提出初次除霜的办法，能很好地稳定运行状态，有效防止误判。
附图说明
图1是实施例所述除霜启停管理系统示意图；
图2是实施例所述除霜启停管理方法基本流程示意图；
附图标记:2制冷剂管路、3.蒸发器或冷却末端、4.进风方向、5.蒸发器进风温度传感器、6.出风温度传感器、7.制冷剂管路、8.数据处理设备。
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，现有冷冻机组包括蒸发器或冷却末端3，通过制冷剂管路2/7与冷冻机组主机相连，在蒸发器进风方向设有进风温度传感器5和出风温度传感器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与冷冻机组主机相连。
除霜启停管理开始前，需先在数据处理设备8中设定除霜运行参数阈值和除霜启停条件，即为步骤S1。除霜运行参数阈值包括机组运行时间阈值、温度阈值、温差变化阈值；除霜启停条件包括初次除霜启动条件和标准除霜启动条件，初次除霜启动条件为：机组运行时间＞第一时间阈值，且蒸发器进风温度＜第一温度阈值，标准除霜启动条件为：运行时间＞第三时间阈值，或者，第二时间阈值+附加值＜运行时间＜第三时间阈值，且蒸发器进风温度-制冷温度＜第二温度阈值、蒸发器进出风温差变化值＞温差变化阈值；初次除霜停止条件为蒸发器进风温度-制冷温度＜第二温度阈值；标准除霜停止条件为：运行时间＞第四时间阈值。
如图2所示，具体冷冻机组高效除霜启停管理方法如下：
第一步，启动机组，将运行状态、初次化霜标记、运行时间、进出风温差ΔT等参数初始化；读取运行状态设定值，进入相应的运行状态并更改当前的运行状态标记。
第二步，每间隔一段时间(如1秒)，读取进风温度T1，出风温度T2和运行时间；判断当前运行状态，若为制冷，则进行第三步，若为化霜，则进行第八步。
第三步，根据初次化霜标记，判断是否已完成初次化霜。若已完成初次化霜则进入第六步。若尚未完成初次化霜，则对运行时间和进风温度进行判断，若运行时间大于第一时间阈值
Figure BDA0002789402260000031
且进风温度T1小于第一温度阈值Ta不成立，则本轮操作结束，回到第二步，等下一轮操作；否则进行第四步。
第四步，系统切换进入化霜模式，并将运行状态标记为化霜模式同时初始化运行时间。
第五步，判断进风温度T1与用户设定的制冷温度间的差距是否在容许范围内(即小于第二温度阈值Tb)，若是，则标记为已初次化霜并结束此轮操作，回到第二步；否则，直接结束此轮操作，回到第二步。
第六步，判断运行时间是否大于第二时间阈值
Figure BDA0002789402260000032
且进出风温差ΔT是否仍为初始值。若是，则以当前温差赋值给ΔT；若否，则直接进行下一步。第二时间阈值
Figure BDA0002789402260000033
相较于正常运行时间来说一般是个较短的时间，如10分钟，目的是为了确保此时系统稳定正常运行且不结霜。
第七步，再一次对运行时间进行判断。若运行时间大于第三时间阈值
Figure BDA0002789402260000041
则切换进入化霜模式，运行状态标记化霜，并初始化运行时间后返回第二步等待下一轮操作；若运行时间小于
Figure BDA0002789402260000042
+附加值，则直接返回第二步等待下一轮操作。若运行时间均不在上述两个范围内，则进一步判断进风温度T1与用户设定的制冷温度之差是否小于第二温度阈值Tb且标记的ΔT与当前进出风温差之差(T1-T2)是否大于温差变化阈值Tc，若是，则切换进入化霜模式，运行状态标记化霜，并初始化运行时间后返回第二步等待下一轮操作；若否，则直接返回第二步等待下一轮操作。
第八步，运行时间是否大于第四时间阈值
Figure BDA0002789402260000043
若是，则退出化霜模式进入制冷模式，标记运行状态为制冷，并初始化运行时间与ΔT后返回第二步等待下一轮操作；否则，直接返回第二步等待下一轮操作。
上述步骤中，标记初次化霜是为了防止出现误除霜，并通过初次化霜使系统处于统一的初始状态，提高化霜精度。当进风温度T1与用户设定的制冷温度间的差距还未小于容许值，说明系统尚未稳定，此时的化霜后系统还会发生变化，起不到初始化霜的作用，所以若差距不在容许范围内，不认为使初始化霜，不标记。
同时，制冷库房中的库温可能受到库门开关，换气，进出货等影响，库温改变后进出风温差也会受到变化，可能因此误除霜。判断进风温度在设定值允许误差范围之内，可确保系统正常运行的前提下按温差除霜，防止误除霜。
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。

Claims (3)

1.冷冻机组高效除霜启停管理方法，其特征在于，包括：
S1，设定冷冻机组的除霜运行参数阈值和除霜启停条件，除霜运行参数阈值包括机组运行时间阈值、温度阈值、温差变化阈值；除霜启停条件包括初次除霜启动条件和标准除霜启动条件，初次除霜启动条件为：机组运行时间＞第一时间阈值，且蒸发器进风温度＜第一温度阈值，标准除霜启动条件为：机组运行时间＞第三时间阈值；或者，第二时间阈值+附加值＜机组运行时间＜第三时间阈值、且蒸发器进风温度-制冷温度＜第二温度阈值、蒸发器进出风温差变化值＞温差变化阈值；
S2，启动机组，将冷冻机组的运行状态、初次除霜标记、机组运行时间和蒸发器进出风温差初始化；读取冷冻机组的运行状态设定值，进入相应冷冻机组的运行状态并更改当前冷冻机组的运行状态标记；
S3，获取蒸发器进风温度、蒸发器出风温度和机组运行时间；
S4，判断初次除霜标记为是或否，若是，判断机组运行时间、蒸发器进风温度、蒸发器进出风温差变化值是否满足标准除霜启动条件，若是，则启动除霜；若否，判断机组运行时间、蒸发器进风温度是否满足初次除霜启动条件，若是，则启动除霜；
步骤S1中，除霜启停条件还包括除霜停止条件，包括初次除霜停止条件和标准除霜停止条件，初次除霜停止条件为蒸发器进风温度-制冷温度＜第二温度阈值；标准除霜停止条件为：机组运行时间＞第四时间阈值；步骤S4还判断蒸发器进风温度、机组运行时间是否满足上述初次除霜停止条件和标准除霜停止条件；
标准除霜停止时，初始化机组运行时间与蒸发器进出风温差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S4之前，还判断冷冻机组的运行状态，若冷冻机组的运行状态为制冷，则进入步骤S4。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S4中，判断是否满足标准除霜启动条件时，若机组运行时间大于第二时间阈值、且△T为蒸发器进出风温差的初始值，则将当前蒸发器进出风温差赋值给△T，再继续判断机组运行时间、蒸发器进风温度、蒸发器进出风温差变化值是否满足标准除霜启动条件。
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