CN112797682A - 一种化霜系统、方法及商用制冷展示柜 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种化霜系统、方法及商用制冷展示柜，包括压缩机，蒸发器，三通，以及化霜支路和制冷支路；所述化霜支路上设有：化霜加热管，与所述蒸发器相连；和电磁阀，设于所述三通与所述化霜加热管之间，用于控制所述化霜支路的通断；所述制冷支路上设有：冷凝器，通过冷凝器接管与所述三通相连；节流元件，与所述蒸发器相连；以及压力开关阀，设于所述冷凝器与所述节流元件之间。本发明所提供的化霜系统在启动化霜功能时，可通过电磁阀与压力开关阀的组合控制，自动切断系统中的制冷支路，使压缩机高温排气全部流入到化霜支路中，实现对蒸发器外表面的高效除霜功能，有效地提高了展示柜的化霜效率，缩短了化霜周期。

Description

一种化霜系统、方法及商用制冷展示柜

技术领域

本发明属于商用制冷展示柜技术领域，尤其涉及一种化霜系统、方法及商用制冷展示柜。

背景技术

商用制冷展示柜是具有冷冻冷藏、保鲜、展示和销售功能的隔热柜体，顾客不定时地开门取物及工作人员定时地开门补充货物，因此会有大量的环境高温高湿空气进入柜内，造成蒸发器表面严重结霜，影响其换热效果。化霜会增加额外的能耗，如何高效化霜已成为提高展示柜制冷性能的关键技术。

常见的化霜方式有电加热化霜、热气旁通化霜及液体喷淋化霜，其中热气旁通化霜技术利用了压缩机高温排气来融化蒸发器表面霜层，由于具有突出的除霜效果，逐渐被重视和推广使用。然而，常规的热气旁通化霜系统在化霜时，其冷凝器支路也是导通的，仅有少部分气态制冷剂流入到热气旁通支路中，导致化霜时间长，且严重降低了化霜系统的除霜频率。

发明内容

针对现有的化霜系统除霜效率低的技术问题，本发明提出了一种化霜系统及方法，能够在化霜时控制压缩机排出的高温气态制冷剂全部排入热气旁通支路，实现蒸发器的高效化霜。本发明还提供了一种应用该化霜系统及方法的商用制冷展示柜。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种化霜系统，包括：

压缩机，具有排气管组和回气管组；

蒸发器，所述蒸发器的出口与所述回气管组相连；以及

三通，所述三通的入口与所述排气管组相连，所述三通的第一出口连接有化霜支路，所述三通的第二出口连接有制冷支路；

所述化霜支路上设有：

化霜加热管，与所述蒸发器相连；和

电磁阀，设于所述三通与所述化霜加热管之间，用于控制所述化霜支路的通断；

所述制冷支路上设有：

冷凝器，通过冷凝器接管与所述三通相连；

节流元件，与所述蒸发器相连；以及

压力开关阀，设于所述冷凝器与所述节流元件之间，所述化霜支路导通时，所述压力开关阀受其入口压力降低的影响可自动切断所述制冷支路的连通。

本发明所提供的化霜系统在启动化霜功能时，可通过电磁阀与压力开关阀的组合控制，自动切断系统中的制冷支路，使压缩机高温排气全部流入到化霜支路中，实现对蒸发器外表面的高效除霜功能，有效地提高了展示柜的化霜效率，缩短了化霜周期。

优选的，所述压力开关阀设有上限临界值和下限临界值，所述上限临界值为所述压力开关阀的自动开启值，所述下限临界值为所述压力开关阀的自动关闭值。本发明采用的是自力式压力开关阀，其无需外加能源，能在无电无气的场合仅根据其入口压力的变化进行自动调节，配合电磁阀的开度自动控制制冷支路的通断，使用方便，反应灵敏并且具有节能环保的优势。

优选的，还包括控制器，所述控制器与所述电磁阀相连，用于控制所述电磁阀的开闭。通过控制器控制电磁阀的开闭，使化霜支路的通断能够根据需要自主控制，确保化霜系统的可控性。

优选的，所述电磁阀为常闭型电磁阀，所述控制器向其供电时所述电磁阀开启，断电时所述电磁阀关闭。本发明仅通过控制电磁阀的供电控制即可实现对化霜支路流通性的控制，控制方式简捷易操作；并且本发明电磁阀仅需在系统有化霜需求时向其供电，其余时间无需供电，具有低耗能的优势。

优选的，所述制冷支路还包括连接于所述压力开关阀与所述节流元件之间的防凝露管和干燥过滤器，用于对流经制冷支路的制冷剂进行过滤及去湿。确保进入节流元件内制冷剂的干燥性。

一种化霜方法，应用于上述化霜系统，包括如下步骤：

启动化霜系统，进入制冷模式；

控制所述电磁阀逐渐开启，使所述化霜支路导通，进入制冷与化霜的双循环模式；

判断所述压力开关阀的入口压力是否满足第一预设条件；

若满足，则所述压力开关阀自动关闭，切断所述制冷支路，进入高效化霜模式；

否则，所述压力开关阀保持开启状态，继续运行所述制冷与化霜的双循环模式，直至所述压力开关阀的入口压力满足第一预设条件，进入所述高效化霜模式。

本发明提供的化霜方法只需对电磁阀进行控制即可实现对化霜支路、以及制冷支路的同时控制，实现制冷模式、双连通模式、以及高效化霜模式有效切换，操作简单方便，系统自动化程度高，并且具有节能环保的优势。

优选的，所述第一预设条件为所述压力开关阀的入口压力低于预设的下限临界值。通过预设下限临界值实现本发明的压力开关阀的自动关闭性能，进而实现其对制冷支路通断的自主控制功能。

优选的，化霜工作结束后，还包括以下步骤：

控制所述电磁阀逐渐关闭；

判断所述压力开关阀的入口压力是否满足第二预设条件；

若满足，则所述压力开关阀自动开启，所述制冷支路导通，进入所述制冷与化霜的双循环模式，直至所述电磁阀完全关闭，进入所述制冷模式；

否则，所述压力开关阀保持关闭状态，继续运行所述高效化霜模式，直至所述压力开关阀的入口压力满足第二预设条件，进入所述制冷与化霜的双循环模式。

本发明提供的化霜方法在化霜工作结束后，仅需控制电磁阀关闭即可同步实现压力阀的自动开启，实现高效化霜模式向制冷模式的自动切换，操作简单方便，系统自动化程度高。

优选的，所述第二预设条件为所述压力开关阀的入口压力高于预设的上限临界值。通过预设上限临界值实现本发明的压力开关阀的自动开启性能，进而实现其对制冷支路通断的自主控制功能。

一种制冷展示柜，具备上述化霜系统并采用上述化霜方法。

本发明所提供的商用制冷展示柜具有制冷模式、制冷与化霜的双循环模式、以及高效化霜模式三种工作模式，三种工作模式可自动平稳切换，使系统的运行具备稳定及自动性，并且具有高效除霜的效果，有助于提高产品的市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明化霜系统的结构示意图；

图2为本发明化霜方法的流程示意图。

以上各图中：1.压缩机；11.排气管组；12.回气管组；2.冷凝器；21.冷凝器接管；3.防凝露管；4.干燥过滤器；5.毛细管；6.蒸发器；7.三通；71.三通入口；72.第一出口；73.第二出口；8.电磁阀；81.驱动器；9.化霜加热管；10.压力开关阀；100.控制器。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在下文中，将参照附图详细描述本申请的具体实施方式。

图1为本申请实施方式化霜系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种应用于商用制冷展示柜内的化霜系统，该化霜系统中包括制冷回路和化霜回路。

具体的，制冷回路包括依次相连的压缩机1、冷凝器2、防凝露管3、干燥过滤器4、毛细管5、以及蒸发器6。进一步的，压缩机1的两端分别设置有排气管组11和回气管组12，其中排气管组11通过冷凝器接管21与冷凝器2连通，回气管组12与蒸发器6连通，以实现制冷循环。

制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、节流和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。具体的，压缩机1压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体，所排出的制冷剂气体依次经过排气管组11和冷凝器接管12流入冷凝器2内。冷凝器2将压缩后的制冷剂冷凝成液相，经冷却后变成高压常温的液态制冷剂进入防凝露管3和干燥过滤器4中进行过滤与去湿。高压常温的制冷剂液体通过降压装置——节流元件，得到低温低压制冷剂，经过蒸发器吸收空气中的热量而汽化，变成气态，然后再回到压缩机继续压缩，继续循环进行制冷。示例性的，本实施方式中采用毛细管5作为节流元件，也可采用膨胀阀等其他结构进行节流，本申请对此不作具体限定。

本实施方式在排气管组11与冷凝器接管21之间还设置有三通7，通过三通7连接化霜系统的化霜支路，化霜支路上设置有电磁阀8和化霜加热管9。具体的，三通入口71与排气管组11相连，第一出口72与电磁阀8的入口相连，第二出口73与冷凝器接管21相连。示例性的，本实施方式中的三通7采用T型三通，T型三通的垂直出口为第一出口71，水平出口为第二出口72，三通7也可根据需要其他类型的三通，本申请对此不作具体限定。

进一步的，在本实施方式的化霜支路中，电磁阀8的出口与化霜加热管9的入口相连，化霜加热管9的出口与蒸发器6相连，由此形成了压缩机1与电磁阀8、化霜加热管9、蒸发器6连通的化霜回路，在电磁阀8导通时，压缩机1产生的高温排气可直接进入化霜回路，通过在化霜加热管9内进行加热后被引入蒸发器6内，使高温气体直接对蒸发器8进行除霜，实现化霜系统对蒸发器6表面的化霜功能，以确保系统的换热效果。

本实施方式中的电磁阀8采用常闭型电磁阀，具体表现为电磁阀8在未通电时处于闭合状态，此时本实施方式中的化霜回路被切断；电磁阀8在通电时处于开启状态，此时本实施方式中的化霜回路导通，可以实现对蒸发器6的除霜功能。

进一步的，本实施方式的化霜系统还包括控制器100，用于控制化霜系统的运行过程。电磁阀8具有控制其开闭的驱动器81，驱动器81与控制器100相连，以实现本实施方式化霜系统对其化霜功能的有效控制。

继续参考图1，本发明为了提高化霜系统的化霜效率，在冷凝器2与防凝露管3之间的管路中设置有压力开关阀10。压力开关阀10采用自力式压力开关阀，其开闭状态由其入口的制冷剂压力决定。压力开关阀10装配完成后，设置压力开关阀10的上限临界值Phigh和下限临界值Plow，当入口压力高于上限临界值Phigh时，阀体打开；当入口压力低于下限临界值Plow时，阀体关闭。本发明采用了自力式压力开关阀10无需外加能源，能在无电无气的场合仅根据其入口压力的变化进行自动调节，反应灵敏且使用方便、并具有节能环保的优势。

本发明所提供的化霜系统在启动化霜功能时，可通过电磁阀8与压力开关阀10的组合控制，自动切断系统中的制冷支路，使压缩机高温排气全部流入到化霜支路中，实现对蒸发器外表面的高效除霜功能，有效缩短了除霜时间，提高了除霜效率；并且本发明采用的是自力式压力开关阀，无需供电控制，可根据其入口压力的变化进行自动调节，使用方便，反应灵敏并且具有节能环保的优势。

本发明所提供的化霜系统在制冷功能与化霜功能的切换过程中具有四个阶段，包含三种运行模式，在下文将对本申请化霜系统的具体运行过程展开详细描述：

第一阶段为本实施方式的正常制冷阶段，此时化霜系统处于制冷模式，控制器100不向电磁阀8供电，电磁阀8保持关闭状态，其所在化霜支路不导通，制冷剂全部进入冷凝器2所在的制冷支路。当压力开关阀10的入口制冷剂压力高于其上限临界值Phigh时，压力开关阀10自动开启，该阶段制冷剂的流向为：压缩机1→排气管组11→T型三通7→冷凝器接管21→冷凝器2→压力开关阀10→防凝露管3→干燥过滤器4→毛细管5→蒸发器6→回气管组12→压缩机1，制冷剂通过在该制冷回路中的流动实现本实施方式中化霜系统的制冷功能。

第二阶段为本实施方式的化霜系统的由制冷运行开始切换为化霜运行的过渡阶段，此阶段为化霜系统的制冷与化霜的双循环模式。具体的，化霜系统开始启动化霜功能时，控制器100给电磁阀8供电，驱动电磁阀8逐渐打开，使电磁阀8所在化霜支路开始导通。此过程中流向冷凝器2所在制冷支路的制冷剂流量和压力逐渐减小，但此时压力开关阀10的入口制冷剂压力仍高于其下限临界值Plow，化霜系统的制冷回路依旧导通。由此，该过渡阶段的制冷剂分别进行两路循环，一部分制冷剂的流向为：压缩机1→排气管组11→T型三通7→冷凝器接管21→冷凝器2→压力开关阀10→防凝露管3→干燥过滤器4→毛细管5→蒸发器6→回气管组12→压缩机1；另一部分制冷剂流向为：压缩机1→排气管组11→T型三通7→电磁阀8→化霜加热管9→蒸发器6→回气管组12→压缩机1，制冷剂在以上两个回路中流动，实现本实施方式中化霜系统的制冷循环与化霜循环的同步运行。

第三阶段为本实施方式的化霜系统的高效化霜模式。在化霜运行的启动过程中，随着电磁阀8的开度逐渐增大，流向冷凝器2所在制冷支路的制冷剂流量和压力持续减小，直至压力开关阀10入口制冷剂压力低于其下限临界值Plow，此时压力开关阀10自动关闭，切断制冷支路的流通，第二阶段结束，制冷剂全部流入到电磁阀10所在的化霜支路，系统正式进入高效化霜模式。此时，经压缩机1压缩后的高温气态制冷剂全部通过化霜回路流向蒸发器6，以融化蒸发器6外表面的霜层。该阶段制冷剂的流向为：压缩机1→排气管组11→T型三通7→电磁阀8→化霜加热管9→蒸发器6→回气管组12→压缩机1。制冷剂通过仅在该化霜回路中的流动，实现本实施方式中化霜系统的高效除霜功能。

第四阶段为本实施方式的化霜系统的由化霜运行开始切换为制冷运行的过渡阶段，此阶段同样为化霜系统的制冷与化霜的双循环模式。具体的，控制器100切断电磁阀8的供电，电磁阀8逐渐关闭，在电磁阀8的关闭过程中，制冷剂开始向冷凝器8所在支路流动，使得冷凝器6所在制冷支路的制冷剂流量和压力开始逐渐增大，当电磁阀8的开度减小到一定值时，压力开关阀10入口制冷剂压力达到其上限临界值Phigh，此时压力开关阀10在制冷剂压力的作用下自动打开，使得化霜系统的制冷回路导通，由此，该过渡阶段的制冷剂同时进行制冷和化霜的两路循环，该阶段制冷剂的流向同第二阶段相同，在此不再赘述。

当电磁阀8完全关闭后，电磁阀8所在的化霜支路不再导通，第四阶段结束，制冷剂全部流入冷凝器2所在的制冷支路中，此时系统重新恢复至正常制冷阶段的运行状态。

本发明提出的化霜系统通过对化霜支路中电磁阀8与制冷支路上压力开关阀10的协同调节，使压缩机1出口的高温气态制冷剂能够全部排入化霜支路中，有助于提高对蒸发器6的化霜效率，缩短化霜周期；并且本发明中的压力开关阀10采用的是自力式压力开关阀，其可根据其入口压力的变化实现自动调节功能，故本申请仅需要对化霜支路中的电磁阀8进行供电调控，即可实现导通化霜支路切断制冷支路的双重效果，操作简单方便，系统自动化程度高，并且具有节能环保的优势。

本发明还提供了一种基于上述化霜装置的化霜方法，图2为本实施方式化霜方法的流程示意图，下文将结合图2对发明的化霜方法进行展开描述。本发明所提供的化霜方法包括如下步骤：

S1、启动化霜系统，制冷支路导通，进入制冷模式；

具体的，在本实施方式中，化霜系统被启动后，制冷剂气体从压缩机1的排气管组11中排出，由于电磁阀8为常闭型电磁阀，故此时化霜支路不导通，制冷剂全部进入到冷凝器2内，制冷剂被冷凝成液相，此时压力开关阀10的入口压力高于预设的下限临界值Phigh，压力开关阀10自动开启，使制冷支路导通，化霜系统进入制冷模式。

S2、控制电磁阀逐渐开启，化霜支路导通，进入制冷与化霜的双循环模式；

具体的，当化霜系统需要进行除霜时，通过控制器100驱动电磁阀8开启，此时为上文所述的第二阶段，电磁阀8开启，化霜支路导通，制冷剂被分流，部分制冷剂进去化霜制冷，另一部分制冷剂进入制冷支路，化霜系统进入制冷与化霜的双循环模式。

S3、判断所述压力开关阀的入口压力是否满足第一预设条件；

S31、若满足，则压力开关阀自动关闭，切断制冷支路，进入高效化霜模式；

S32、否则，压力开关阀保持开启状态，继续运行制冷与化霜的双循环模式，直至压力开关阀的入口压力满足第一预设条件，进入高效化霜模式。

具体的，第二预设条件为：压力开关阀10的入口压力低于预设的下限临界值Plow。在电磁阀8的开启过程中，随着电磁阀8的开度逐渐增大，流向冷凝器2所在制冷支路的制冷剂流量和压力持续减小，直至压力开关阀的10入口的制冷剂压力低于预设的下限临界值Plow，压力开关阀10自动关闭，切断本实施方式中的制冷支路，使化霜系统进入高效化霜模式。

化霜工作结束后，还包括以下步骤：

S4、控制电磁阀逐渐关闭；

S5、判断压力开关阀的入口压力是否满足第二预设条件；

S51、若满足，则压力开关阀自动开启，制冷支路导通，进入制冷与化霜的双循环模式，直至电磁阀完全关闭，进入制冷模式；

S52、否则，压力开关阀保持关闭状态，继续运行高效化霜模式，直至压力开关阀的入口压力满足第二预设条件，进入所述制冷与化霜的双循环模式。

具体的，第二预设条件为：压力开关阀10的入口压力高于预设的上限临界值Phigh。化霜工作结束后，由控制器100控制电磁阀8断开。在电磁阀8的关闭过程中，随着电磁阀8的开度逐渐变小，流向冷凝器2所在制冷支路的制冷剂流量和压力持续增大，直至压力开关阀的10入口的制冷剂压力高于预设的上限临界值Phigh，压力开关阀10自动开启，制冷回路导通，化霜系统重新进入高效化霜模式；直至电磁阀8完全关闭，化霜支路被切断，制冷剂全部流入制冷支路中，此时系统重新恢复至制冷模式，化霜工作结束。

本发明所提供的化霜方法，只需对电磁阀进行控制，以实现对化霜支路、以及制冷支路的同时控制，实现制冷模式、双连通模式、以及高效化霜模式有效切换，操作简单方便，自动化程度高，并且具有节能环保的优势。

本发明还提出了一种商用制冷展示柜，采用了以上实施方式所描述的化霜系统。本发明所提供的商用制冷展示柜具有制冷模式、制冷与化霜的双循环模式、以及高效化霜模式三种工作状态，其具有高效除霜的效果，并且具有节能环保的优势，有助于提高该产品的市场竞争力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种化霜系统，其特征在于，包括：

压缩机，具有排气管组和回气管组；

蒸发器，所述蒸发器的出口与所述回气管组相连；以及

三通，所述三通的入口与所述排气管组相连，所述三通的第一出口连接有化霜支路，所述三通的第二出口连接有制冷支路；

所述化霜支路上设有：

化霜加热管，与所述蒸发器相连；和

电磁阀，设于所述三通与所述化霜加热管之间，用于控制所述化霜支路的通断；

所述制冷支路上设有：

冷凝器，通过冷凝器接管与所述三通相连；

节流元件，与所述蒸发器相连；以及

压力开关阀，设于所述冷凝器与所述节流元件之间，所述化霜支路导通时，所述压力开关阀受其入口压力降低的影响可自动切断所述制冷支路的连通。

2.根据权利要求1所述的化霜系统，其特征在于，所述压力开关阀设有上限临界值和下限临界值，所述上限临界值为所述压力开关阀的自动开启值，所述下限临界值为所述压力开关阀的自动关闭值。

3.根据权利要求1所述的化霜系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述电磁阀相连，用于控制所述电磁阀的开闭。

4.根据权利要求3所述的化霜系统，其特征在于，所述电磁阀为常闭型电磁阀，所述控制器向其供电时所述电磁阀开启，断电时所述电磁阀关闭。

5.根据权利要求1所述的化霜系统，其特征在于，所述制冷支路还包括连接于所述压力开关阀与所述节流元件之间的防凝露管和干燥过滤器，用于对流经所述制冷支路的制冷剂进行过滤及去湿。

6.一种化霜方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的化霜系统，其特征在于，包括以下步骤：

启动化霜系统，进入制冷模式；

控制所述电磁阀逐渐开启，使所述化霜支路导通，进入制冷与化霜的双循环模式；

判断所述压力开关阀的入口压力是否满足第一预设条件；

若满足，则所述压力开关阀自动关闭，切断所述制冷支路，进入高效化霜模式；

否则，所述压力开关阀保持开启状态，继续运行所述制冷与化霜的双循环模式，直至所述压力开关阀的入口压力满足第一预设条件，进入所述高效化霜模式。

7.根据权利要求6所述的化霜方法，其特征在于，所述第一预设条件为所述压力开关阀的入口压力低于预设的下限临界值。

8.根据权利要求6所述的化霜方法，其特征在于，化霜工作结束后，还包括以下步骤：

控制所述电磁阀逐渐关闭；

判断所述压力开关阀的入口压力是否满足第二预设条件；

若满足，则所述压力开关阀自动开启，所述制冷支路导通，进入所述制冷与化霜的双循环模式，直至所述电磁阀完全关闭，进入所述制冷模式；

否则，所述压力开关阀保持关闭状态，继续运行所述高效化霜模式，直至所述压力开关阀的入口压力满足第二预设条件，进入所述制冷与化霜的双循环模式。

9.根据权利要求8所述的化霜方法，其特征在于，所述第二预设条件为所述压力开关阀的入口压力高于预设的上限临界值。

10.一种制冷展示柜，其特征在于，采用如权利要求5-9任一项所述的化霜方法。

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