CN113899139B - 化霜控制方法、智能化霜装置以及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了化霜控制方法、智能化霜装置以及制冷设备，化霜控制方法，包括：预先将供冷换热器所在平面划分为不同区域，每个区域配置有至少一个可独立开启或关闭的加热通路；检测供冷换热器各个区域的管温Tbx；判断是否有区域的管温Tbx达到化霜进入条件；若是，则供冷换热器所在的制冷设备进入化霜模式，达到化霜进入条件的区域为结霜区域，打开结霜区域对应的加热通路。智能化霜装置的检测模块包括：温度传感器、平移机构以及伸缩轴。本发明在化霜时可根据各个区域的结霜情况化霜，降低化霜能耗，而且能够通过平移机构和传动轴驱动温度传感器移动至各个区域并与供冷换热器贴合，温度传感器的位置灵活可控且管温Tbx准确可靠。

Description

化霜控制方法、智能化霜装置以及制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及化霜控制方法、智能化霜装置以及制冷设备。

背景技术

在冷库所用制冷设备中，冷风机是较为常见用于冷库制冷，在冷库正常工作情况时内环温度长期处于0摄氏度以下，内机上很容易结霜，由于冷风机设计分路多，分路出口状态不能保证完全一样，导致冷风机每条分路温度不均匀，出现结霜不均匀的现象。

目前市场上使用的化霜技术一般是通过电加热给蒸发器加热化霜，由于蒸发器结霜不均匀，化霜时蒸发器存在提前化霜干净的情况，但电加热仍旧工作，将热量传到冷库，导致冷库温度过高，且浪费电能。

现有技术中已出现采用检测风量并通过风机进行化霜的方案，但这种一是化霜效果不佳，二是存在其他区域需要等化霜区域的化霜动作完成之后才能去检测并化霜，存在化霜不及时的问题。

发明内容

为了解决现有化霜技术影响库温且浪费电能的缺陷，本发明提出化霜控制方法、智能化霜装置以及制冷设备，该化霜控制方法在化霜时可根据各个区域的结霜情况化霜，降低化霜能耗，同时减少化霜对库温造成的影响。

本发明采用的技术方案是，设计化霜控制方法，包括：

预先将供冷换热器所在平面划分为不同区域，每个区域配置有至少一个可独立开启或关闭的加热通路；

检测供冷换热器各个区域的管温Tbx；

判断是否有区域的管温Tbx达到化霜进入条件；

若是，则供冷换热器所在的制冷设备进入化霜模式，达到化霜进入条件的区域为结霜区域，打开结霜区域对应的加热通路。

进一步的，化霜控制方法还包括：

制冷设备进入化霜模式后，计算结霜区域的数量与区域总数的比值X，比较比值X与设定区间的大小；

当比值X在设定区间内时，制冷设备进入区域化霜模式，制冷设备停止制冷、且单独结霜区域对应的加热通路；

和/或当比值X低于设定区间的最小值时，制冷设备维持制冷、且结霜区域对应的加热通路；

和/或当比值X高于设定区间的最大值时，制冷设备进入整机化霜模式，制冷设备停止制冷、且打开所有加热通路。

进一步的，化霜控制方法还包括：

结霜区域对应的加热通路被打开之后，监控该结霜区域的管温Tbx；

判断该结霜区域的管温Tbx是否达到化霜退出温度T1；

若是，则判断制冷设备是否处于整机化霜模式，若是则延时到设定延迟时间后关闭所述区域对应的加热通路，若否则关闭结霜区域对应的加热通路；

若否，则该结霜区域对应的加热通路维持打开。

进一步的，化霜控制方法还包括：当所有结霜区域的管温Tbx均达到化霜退出温度T1时，制冷设备退出化霜模式。

进一步的，化霜进入条件包括：T-Tbx>Tbxw+Tby，Tbxw=Tx-Tbxc；其中，T为判断是否达到化霜进入条件时的库温，Tx为上一次化霜结束后、制冷设备制冷运行且第一次进入设定温度范围时的库温，Tbx为单个区域的管温，Tbxw为单个区域的无霜精准温度，Tbxc为单个区域的无霜初始温度，bx为单个区域的编号，Tby为化霜温差系数。

其中，Tbxc的动态调整方式包括：

上一次化霜结束后，制冷设备制冷运行，检测制冷设备的库温T3；

当库温T3进入设定温度范围且制冷设备持续制冷运行至设定制冷时间时，检测供冷换热器各个区域的管温Tbx；

比较管温Tbx与Tbxc-△T的大小，△T为余量；

若Tbx<Tbxc-△T，则判定化霜不干净，增大化霜退出温度T1；

若Tbx>Tbxc-△T，则判定化霜干净，Tbxc=Tbx。

其中，Tby的动态调整方式包括：

检测制冷设备的化霜间隔时间H以及进入化霜模式之后的库温T2；

比较库温T2与设定阈值库温T_库、化霜间隔时间H与设定间隔时间H_间隔的大小；

若T2>T_库或H>H_间隔，则Tby=Tby-δ，δ为调整系数；

若H<H_间隔，则Tby=Tby+δ；

若判定化霜干净、T2>T_库且H<H_间隔，则减小化霜退出温度T1。

进一步的，化霜控制方法还包括：当制冷设备制冷运行到设定检测时间时，开始依次检测供冷换热器各个区域的管温Tbx，直至检测完所有区域之后停止检测。

进一步的，当制冷设备第一次化霜结束之后检测到库温T3进入设定温度范围时，开始依次检测所述供冷换热器各个区域的管温Tbx，所述管温Tbx作为无霜初始温度Tbxc，直至检测完所有区域之后停止检测。

进一步的，管温Tbx为区域中心位置的管温。

本发明还提出了智能化霜装置，包括：

加热模块，其具有给供冷换热器化霜的多个加热通路，供冷换热器所在平面被划分为不同区域，每个区域配置有至少一个可独立开启或关闭的加热通路；

检测模块，用于检测供冷换热器各个区域的管温Tbx；

控制模块，其根据上述化霜控制方法控制检测模块和加热模块的工作状态。

进一步的，检测模块包括：温度传感器、平移机构以及伸缩轴，平移机构驱动温度传感器移动至各个区域，伸缩轴驱动温度传感器贴合供冷换热器以检测管温Tbx。

进一步的，加热通路为电加热通路，每个电加热通路均各自串联有通断开关，所有电加热通路连接在加热总开关上。

本发明还提出了具有上述智能化霜装置的制冷设备，该制冷设备可为冷风机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、根据每个区域的结霜情况化霜，有霜化霜、无霜不化，在轻度结霜情况下，对于局部区域霜层实现局部化霜，降低化霜能耗以及减少因化霜对库温造成的影响；

2、根据达到化霜进入条件的区域数量调整制冷设备的工作状态，提高化霜效率的同时进一步减少化霜对库温造成影响；

3、化霜进入条件根据化霜间隔时间和库温动态调整，提高进入化霜的准确性；

4、通过平移机构和传动轴驱动温度传感器移动至各个区域并与供冷换热器贴合，温度传感器的位置灵活可控且管温Tbx准确可靠。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明供冷换热器的区域划分图；

图2是本发明一实施例的化霜进入流程图；

图3是本发明一实施例的参数调整流程图；

图4是本发明一实施例的检测模块示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出化霜控制方法适用于制冷设备，尤其是冷风机等，制冷设备的蒸发器为供冷换热器，由于库温长期处于0摄氏度以下，供冷换热器的表面容易结霜。化霜控制方法的实施基础是预先将供冷换热器所在平面划分为不同区域，供冷换热器的每个区域均有其唯一的编号bx，通常是b1、b2……bx，区域总数根据供冷换热器的长度、分路数量等改变，每个区域配置有至少一个可独立开启或关闭的加热通路，该化霜控制方法通过控制加热通路的开关状态，实现对供冷换热器进行局部化霜或者全面化霜。

为便于理解，以下结合实施例对化霜控制方法进行详细说明，化霜控制方法包括：化霜进入流程和化霜退出流程。

化霜进入流程包括：

制冷设备处于制冷模式；

检测供冷换热器各个区域的管温Tbx，管温Tbx为区域中心位置的管温；

判断是否有区域的管温Tbx达到化霜进入条件；

若是，则供冷换热器所在的制冷设备进入化霜模式，达到化霜进入条件的区域为结霜区域，计算结霜区域的数量与区域总数的比值X，比较比值X与设定区间的大小；

当比值X在设定区间内时，供冷换热器的表面中度结霜，制冷设备进入区域化霜模式，制冷设备单独打开结霜区域对应的加热通路，对结霜区域进行局部化霜，同时制冷设备停止制冷以提高化霜效率、防止结霜加剧；

当比值X低于设定区间的最小值时，供冷换热器的表面轻度结霜，制冷设备单独打开结霜区域对应的加热通路，对结霜区域进行局部化霜，同时制冷设备维持制冷以保证库温平稳；

当比值X高于设定区间的最大值时，供冷换热器的表面重度结霜，制冷设备进入整机化霜模式，制冷设备打开所有加热通路，对整个供冷换热器进行化霜，同时制冷设备停止制冷以加快化霜速度。

需要说明的是，供冷换热器各个区域的管温Tbx可同时检测或者分别依次检测，在本发明的优选实施例中，由智能化霜装置的检测模块依次检测供冷换热器各个区域的管温Tbx，其化霜控制流程如图2所示，以制冷设备为冷风机、设定区间为最小值为30%、最大值为75%为例，化霜进入流程的具体实施过程如下：

检测模块执行检测动作，依次检测供冷换热器各个区域的管温Tbx；

判断当前被检测区域的管温Tbx是否达到化霜进入条件；

若是，则冷风机进入化霜模式，计算当前结霜区域的数量与区域总数的比值X，判断比值X是否大于30%，若比值X小于等于30%，则风机不停、冷风机维持制冷，单独打开结霜区域对应的加热通路，返回检测下一个区域的管温Tbx；若比值X大于30%，则风机停止、冷风机停止制冷，继续比较比值X是否大于75%，若比值X大于75%，则打开所有加热通路，返回检测下一个区域的管温Tbx，若比值X小于等于75%，则返回检测下一个区域的管温Tbx；

若否，则返回检测下一个区域的管温Tbx。

检测模块检测所有区域的管温Tbx为一个周期，在制冷设备进入化霜模式之前，检测模块检测完一个周期之后会退出检测，等待下一检测周期，此设计不仅能避免检测动作干扰回风，且保证制冷时间够长，提升制冷效果。在本发明的可行实施例中，当制冷设备制冷运行到设定检测时间时，检测模块开始依次检测供冷换热器各个区域的管温Tbx，直至检测完所有区域之后停止检测。

在发明的一些可行实施例中，化霜进入条件包括：T-Tbx>Tbxw+Tby，Tbxw=Tx-Tbxc；其中，T为判断是否达到化霜进入条件时的库温，每次判断单个区域的管温Tbx是否达到化霜进入条件时均对当前库温T进行检测，Tx为上一次化霜结束后、制冷设备制冷运行且第一次进入设定温度范围时的库温，Tbx为单个区域的管温，Tbxw为单个区域的无霜精准温度，Tbxc为单个区域的无霜初始温度，bx为单个区域的编号，Tby为化霜温差系数。应当理解的是，每个区域均有各自对应的无霜精准温度Tbxw、无霜初始温度Tbxc，以编号为b1的区域为例，化霜进入条件为T-Tb1>Tb1w+Tby，Tb1w=T-Tb1c。

在优选实施例中，如图3所示，为了提高进入化霜的准确性，Tbxc和Tby根据化霜间隔时间和库温动态调整。

具体来说，Tbxc的动态调整方式包括：

上一次化霜结束后，制冷设备恢复制冷运行，检测制冷设备的库温T3；

当库温T3进入设定温度范围，且制冷设备持续制冷运行至设定制冷时间时，检测供冷换热器各个区域的管温Tbx；

比较管温Tbx与Tbxc-△T的大小，△T为余量；

若Tbx<Tbxc-△T，则判定化霜不干净，增大化霜退出温度T1；

若Tbx>Tbxc-△T，则判定化霜干净，Tbxc=Tbx，即Tbxc的值更新为Tbx的值。

Tby的动态调整方式包括：

检测制冷设备的化霜间隔时间H以及进入化霜模式之后的库温T2；

比较库温T2与设定阈值库温T_库、化霜间隔时间H与设定间隔时间H_间隔的大小；

若T2>T_库或H>H_间隔，则说明化霜过程中库温T2上升的过高，化霜进入过晚，Tby=Tby-δ，δ为调整系数，即Tby的值更新为Tby减δ的值，以缩短化霜间隔时间，防止化霜过程中库温T2上升过高；

若H<H_间隔，则Tby=Tby+δ，即Tby的值更新为Tby加δ的值；

若判定化霜干净、T2>T_库且H<H_间隔，则说明化霜过程中库温T2上升的过高，化霜间隔时间过短，减小化霜退出温度T1，避免无效化霜。

需要说明的是，当制冷设备第一次化霜结束之后检测到库温T3进入设定温度范围时，开始依次检测供冷换热器各个区域的管温Tbx，管温Tbx作为无霜初始温度Tbxc，直至检测完所有区域之后停止检测。

化霜退出流程包括：

结霜区域对应的加热通路被打开之后，监控该结霜区域的管温Tbx；

判断该结霜区域的管温Tbx是否达到化霜退出温度T1；

若是，则判断制冷设备是否处于整机化霜模式，若是则延时到设定延迟时间后关闭结霜区域对应的加热通路，以加快化霜速度、缩短化霜时间，若否则关闭结霜区域对应的加热通路。

若否，则该结霜区域对应的加热通路维持打开。

在化霜退出流程中，当所有结霜区域的管温Tbx均达到化霜退出温度T1时，制冷设备退出化霜模式，重新进入制冷模式。

需要说明的是，上文中出现的设定区间、设定延迟时间、化霜退出温度T1、余量△T、库温T、无霜初始温度Tbxc、化霜温差系数Tby、设定制冷时间、设定阈值库温T_库、设定间隔时间H_间隔、调整系数δ、设定检测时间以及设定温度范围等的初始值均可预先设定，制冷设备初次上电时采用各参数的初始值，部分参数的取值在后续运行过程中再进行替换更新，当然也可以采用其他方式采集制冷设备初次上电时各参数的初始值，本发明对此不作特殊限制。

以具体数值作为举例说明，在本发明的一些实施例中，设定区间为30%~75%，设定区间的最小值取值范围为5%~40%，化霜退出温度T1的初始值为20℃，余量△T为3℃，设定温度范围为2℃~8℃，设定间隔时间H_间隔为30min，调整系数δ为0.1，设定延迟时间和设定制冷时间均为1min。

本发明还提出了智能化霜装置，包括：加热模块、检测模块以及控制模块。

加热模块具有给供冷换热器化霜的多个加热通路，供冷换热器所在平面被划分为不同区域，每个区域配置有至少一个可独立开启或关闭的加热通路。为便于加热通路的布线和安装，在优选实施例中，被划分的区域中位于外圈的每个区域均配置一个加热通路，位于中间位置的每个区域与其相邻的至少一个外圈区域共用加热通路，该外圈区域的加热通路延伸至对应的中间区域中，该中间区域为结霜区域时伸到该中间区域的所有加热通路均开启。

如图4所示，检测模块用于检测供冷换热器各个区域的管温Tbx，在优选实施例中，检测模块包括：温度传感器1、平移机构3以及伸缩轴2，平移机构3驱动温度传感器1移动至各个区域，伸缩轴2驱动温度传感器1贴合供冷换热器以检测管温Tbx，平移机构3采用常见的xy平移模组，伸缩轴2通过电动件驱动伸缩。该检测模块仅需采用一个温度传感器即可对所有区域进行检测，温度传感器的位置灵活可控，可以根据实际使用情况调整温度传感器的检测点，而且温度传感器贴合在供冷换热器的换热管上，检测出来的管温Tbx更加准确可靠。

控制模块，其根据上述化霜控制方法控制检测模块和加热模块的工作状态。

在本发明的一些实施例中，加热通路为电加热通路，每个电加热通路均各自串联有通断开关，所有电加热通路连接在加热总开关上，控制模块在制冷设备进入化霜模式时打开加热总开关，控制模块在制冷设备退出化霜模式时关闭加热总开关。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.化霜控制方法，其特征在于，包括：

预先将供冷换热器所在平面划分为不同区域，每个所述区域配置有至少一个可独立开启或关闭的加热通路；

检测所述供冷换热器各个区域的管温Tbx；

判断是否有所述区域的管温Tbx达到化霜进入条件；

若是，则所述供冷换热器所在的制冷设备进入化霜模式，达到所述化霜进入条件的区域为结霜区域，计算所述结霜区域的数量与区域总数的比值X，比较所述比值X与设定区间的大小；

当所述比值X在设定区间内时，所述制冷设备进入区域化霜模式，所述制冷设备停止制冷、且单独打开所述结霜区域对应的加热通路；

和/或当所述比值X低于设定区间的最小值时，所述制冷设备维持制冷、且单独打开所述结霜区域对应的加热通路；

和/或当所述比值X高于设定区间的最大值时，所述制冷设备进入整机化霜模式，所述制冷设备停止制冷、且打开所有加热通路。

2.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，还包括：

所述结霜区域对应的加热通路被打开之后，监控所述结霜区域的管温Tbx；

判断所述结霜区域的管温Tbx是否达到化霜退出温度T1；

若是，则判断所述制冷设备是否处于整机化霜模式，若是则延时到设定延迟时间后关闭所述结霜区域对应的加热通路，若否则关闭所述结霜区域对应的加热通路；

若否，则所述结霜区域对应的加热通路维持打开。

3.根据权利要求2所述的化霜控制方法，其特征在于，还包括：当所有所述结霜区域的管温Tbx均达到化霜退出温度T1时，所述制冷设备退出化霜模式。

4.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，所述化霜进入条件包括：T-Tbx>Tbxw+Tby，Tbxw=Tx-Tbxc；其中，T为判断是否达到化霜进入条件时的库温，Tx为上一次化霜结束后、所述制冷设备制冷运行且第一次进入设定温度范围时的库温，Tbx为单个所述区域的管温，Tbxw为单个所述区域的无霜精准温度，Tbxc为单个所述区域的无霜初始温度，bx为单个所述区域的编号，Tby为化霜温差系数。

5.根据权利要求4所述的化霜控制方法，其特征在于，所述Tbxc的动态调整方式包括：

上一次化霜结束后，所述制冷设备制冷运行，检测所述制冷设备的库温T3；

当所述库温T3进入设定温度范围且所述制冷设备持续制冷运行至设定制冷时间时，检测所述供冷换热器各个区域的管温Tbx；

比较所述管温Tbx与Tbxc-△T的大小，△T为余量；

若Tbx<Tbxc-△T，则判定化霜不干净，增大化霜退出温度T1；

若Tbx>Tbxc-△T，则判定化霜干净，Tbxc=Tbx。

6.根据权利要求4所述的化霜控制方法，其特征在于，所述Tby的动态调整方式包括：

检测所述制冷设备的化霜间隔时间H以及进入化霜模式之后的库温T2；

比较所述库温T2与设定阈值库温T_库、化霜间隔时间H与设定间隔时间H_间隔的大小；

若T2>T_库或H>H_间隔，则Tby=Tby-δ，δ为调整系数；

若H<H_间隔，则Tby=Tby+δ；

若判定化霜干净、T2>T_库且H<H_间隔，则减小化霜退出温度T1。

7.根据权利要求1至6任一项所述的化霜控制方法，其特征在于，还包括：当所述制冷设备制冷运行到设定检测时间时，开始依次检测所述供冷换热器各个区域的管温Tbx，直至检测完所有区域之后停止检测。

8.根据权利要求1至6任一项所述的化霜控制方法，其特征在于，当所述制冷设备第一次化霜结束后的库温T3进入设定温度范围时，开始依次检测所述供冷换热器各个区域的管温Tbx，所述管温Tbx作为无霜初始温度Tbxc，直至检测完所有区域之后停止检测。

9.根据权利要求1至6任一项所述的化霜控制方法，其特征在于，所述管温Tbx为所述区域中心位置的管温。

10.智能化霜装置，其特征在于，包括：

加热模块，其具有给供冷换热器化霜的多个加热通路，所述供冷换热器所在平面被划分为不同区域，每个所述区域配置有至少一个可独立开启或关闭的所述加热通路；

检测模块，其用于检测所述供冷换热器各个区域的管温Tbx；

控制模块，其根据权利要求1至9任一项所述的化霜控制方法控制所述检测模块和所述加热模块的工作状态。

11.根据权利要求10所述的智能化霜装置，其特征在于，所述检测模块包括：温度传感器、平移机构以及伸缩轴，所述平移机构驱动所述温度传感器移动至各个所述区域，所述伸缩轴驱动所述温度传感器贴合所述供冷换热器以检测所述管温Tbx。

12.根据权利要求10所述的智能化霜装置，其特征在于，所述加热通路为电加热通路，每个所述电加热通路均各自串联有通断开关，所有所述电加热通路连接在加热总开关上。

13.制冷设备，其特征在于，所述制冷设备具有权利要求10至12任一项所述的智能化霜装置。

14.根据权利要求13所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备为冷风机。

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