CN115900193A - 制冷系统的除霜控制方法、除霜控制器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供制冷系统的除霜控制方法、除霜控制器及控制系统。包括如下步骤：实时获取蒸发器入口温度和蒸发器出口温度；判断所述蒸发器入口温度是否小于0℃，且所述蒸发器出口温度是否小于0℃，若是，则获取柜内温度；判断所述柜内温度是否处于持续上升状态，若是，则记录所述柜内温度持续上升的时间；当所述柜内温度持续上升时间超过第一预设时间时，控制所述制冷系统进入除霜模式，除霜模式下压缩机关闭、加热管开启、蒸发风机关闭。本发明根据运行温度判断蒸发器是否需要进行除霜判定，当检测到蒸发器需要进行除霜判定时，再根据蒸发器的运行温度、运行时间来判断结霜状况，并根据结霜状况开始除霜，既精确控制除霜又节约能源。

Description

制冷系统的除霜控制方法、除霜控制器及控制系统

技术领域

本发明涉及除霜控制技术领域，尤其涉及一种制冷系统的除霜控制方法、除霜控制器及控制系统。

背景技术

冷藏存储柜是用于存储需要在冷藏条件下存储的物品，如一些生物制剂、药品、血液、新鲜食物等。冷藏存储柜的制冷系统中，当蒸发温度较低时，蒸发器表面会出现结霜现象，如蒸发器表面持霜太厚会产生很大的热阻，影响制冷系统的热交换效率，造成制冷能力下降；还会因结霜而散热，导致冷藏存储柜内温度升高，影响所存储物品的品质。所以在冷藏存储柜的制冷系统运行过程中，需要进行除霜。

目前冷藏储存柜的制冷系统在除霜时，主要采用循环除霜模式，即除霜和制冷交替循环，当柜内温度传感器感受到压缩机停机温度时，即柜内温度较低，压缩机可以停止工作不继续制冷时，由制冷切换至除霜，当除霜结束之后再进入制冷状态。

但是，在一些情况下，冷藏储存柜在高温高湿环境下工作，并且柜内储存湿度较大物品，此时蒸发器很容易结霜，柜内温度却仍处于较高温度，达不到压缩机停机温度，无法由制冷切换至除霜，造成有霜不除的情况。在另一些情况下，虽然柜内温度达到压缩机停机温度，冷藏储存柜进入除霜模式，但蒸发器上并未结霜，这会造成不必要的能源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种制冷系统的除霜控制方法、除霜控制器及控制系统，自动检测冷藏储存柜蒸发器是否结霜以及结霜程度，当需要除霜时，自动进行除霜，并自动结束除霜。以确保有霜尽除，无霜不除，达到良好的除霜效果，保证制冷系统的正常运行。

为此，本发明采用的技术手段如下：

一方面，本发明提供了一种制冷系统的除霜控制方法，所述制冷系统包括：蒸发器、压缩机、蒸发风机、加热管和除霜控制器；所述蒸发器与所述压缩机相连，所述蒸发风机安装在所述蒸发器外部，所述加热管设置在所述蒸发器底部；所述除霜控制器分别与所述蒸发器、所述压缩机、所述蒸发风机和所述加热管相连；所述方法应用于所述除霜控制器，包括：

实时获取蒸发器入口温度和蒸发器出口温度；

判断所述蒸发器入口温度是否小于0℃，且所述蒸发器出口温度是否小于0℃，若是，则获取柜内温度；

判断所述柜内温度是否处于持续上升状态，若是，则记录所述柜内温度持续上升的时间；

当所述柜内温度持续上升时间超过第一预设时间时，控制所述制冷系统进入除霜模式。

进一步地，控制所述制冷系统进入除霜模式包括：开启加热管，关闭压缩机和蒸发风机。

进一步地，当所述柜内温度大于第一预设温度时，关闭加热管，当所述柜内温度大于第二预设时，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

进一步地，当所述除霜模式的连续累计除霜运行时长大于第二预设时长时，关闭加热管，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

进一步地，当蒸发器上设置的化霜传感器检测的实际温度达到预设的停止化霜温度时，关闭加热管，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

进一步地，还包括：获取上一次除霜时间；根据所述上一次除霜时间，对所述停止化霜温度进行修正。

进一步地，所述制冷系统为冷藏储存柜中的制冷系统。

又一方面，本发明还提供了一种制冷系统的除霜控制器，所述制冷系统包括：蒸发器、压缩机、蒸发风机、加热管和除霜控制器；所述蒸发器与所述压缩机相连，所述蒸发风机安装在所述蒸发器外部，所述加热管与所述蒸发器相连；所述除霜控制器分别与所述蒸发器、所述压缩机、所述蒸发风机和所述加热管相连；所述除霜控制器包括：

蒸发器出入口温度获取模块，用于实时获取蒸发器入口温度和蒸发器出口温度；

除霜判断模块，用于判断所述蒸发器出入口温度获取模块获取的所述蒸发器入口温度是否小于0℃，且所述蒸发器出口温度是否小于0℃，若是，则获取柜内温度；

结霜情况判断模块，用于判断所述除霜判断模块获取的所述柜内温度是否处于持续上升状态，若是，则记录所述柜内温度持续上升的时间；

除霜控制模块，当所述结霜情况判断模块记录的柜内温度持续上升时间超过第一预设时间时，控制所述制冷系统进入除霜模式。

又一方面，本发明还提供了一种制冷系统的除霜控制系统，包括：设置于蒸发器入口侧的第一温度传感器、设置于蒸发器出口侧的第二温度传感器、设置于柜内的第三温度传感器和上述除霜控制器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别与所述除霜控制器相连接；所述除霜控制器内部包括计时器。

进一步地，还包括：与所述除霜控制器相连的计时器。

与现有技术比较，本发明具有以下有益效果：

本发明根据运行温度判断起蒸发作用的换热器(蒸发器)是否需要进行除霜判定，当检测到蒸发器需要进行除霜判定时，再根据蒸发器的运行温度、运行时间来判断蒸发器的结霜状况，并根据结霜状况开始除霜，这样便使得除霜判定较为准确，制冷系统不会出现误除霜或者除霜不及时的情况，从而达到既精确控制除霜又节约能源的目的。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中制冷系统的组成示意图；

图2为本发明实施例中一种除霜控制方法流程图；

图3为本发明实施例中又一种除霜控制方法的流程图；

图4为本发明实施例中除霜控制器的结构框图；

图5为本发明实施例中除霜控制系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，制冷装置包括压缩机1、冷凝组件2、毛细管、蒸发器3和蒸发风机4，冷凝组件包括主冷凝器和冷凝管。蒸发风机安装在蒸发器外部，蒸发器3与压缩机1相连，蒸发器底部设置有化霜加热管5，主要通过化霜加热管5加热的方式进行化霜，蒸发器表面的凝霜吸热融化成水后通过蒸发器底部的排水管排出箱体。

冷藏储存柜处于高温高湿的环境中，柜内摆放高湿物品，其制冷系统处于制冷降温模式时，冷藏储存柜的蒸发器极其容易结霜。本发明从冷藏储存柜的结霜原理入手，先确定是否结霜，如果冷藏存储柜内储存湿度较大物品，当蒸发器入口和出口温度低于0℃时，物品中的水分会在蒸发器上结霜。然后判断结霜的情况，结霜会散发热量，导致柜内温度升高，柜内温度升高的持续时间越长，说明结霜越多，结霜到达一定厚度(如超过5mm)就需要立即除霜。由此进行除霜控制，能够确保有霜尽除，无霜不除，达到良好的除霜效果，保证冷藏储存柜的制冷系统的正常运行。

实施例1

如图2所示，本发明实施例公开了一种应用于冷藏储存柜的制冷系统的除霜控制方法，包括如下步骤：

步骤101、实时获取蒸发器入口温度T1、蒸发器出口温度T2；

其中，蒸发器入口温度基于蒸发器入口侧设置的第一温度传感器检测，蒸发器出口温度基于蒸发器出口侧设置的第二温度传感器检测。

步骤102、判断蒸发器入口温度T1是否＜0℃，且蒸发器出口温度T2是否＜0℃，若是，则检测柜内温度T0；

其中，步骤1和步骤2是根据运行温度判断蒸发器是否需要进行除霜判定，本发明实施例中，对于冷藏储存柜而言，当蒸发器入口温度和蒸发器出口温度低于0℃时，存在结霜的可能，将其作为除霜判定的条件。

柜内温度通过柜内设置的第三温度传感器检测。

步骤103、判断柜内温度T0是否处于持续上升状态，若是，则记录柜内温度持续上升的时间t0；

其中，时间基于除霜控制器内部的计时器，或者与除霜控制器相连的外部计数器记录。

步骤104、当柜内温度T0持续上升时间t0＞第一预设时长t时，开始除霜。

在具体实施中，开始除霜需要开启加热管，利用加热管加热进行化霜。此时还应关闭压缩机和蒸发风机，停止制冷。

本发明实施例中，根据运行温度判断蒸发器是否需要进行除霜判定，当检测到蒸发器需要进行除霜判定时，再根据蒸发器的运行温度、运行时间来判断蒸发器的结霜状况，并根据结霜状况开始除霜，这样便使得除霜判定较为准确，制冷系统不会出现误除霜或者除霜不及时的情况，从而达到既精确控制除霜又节约能源的目的。

实施例2

如图3所示，本发明实施例公开了一种应用于冷藏储存柜的制冷系统的除霜控制方法，包括如下步骤：

步骤201、实时获取蒸发器入口温度T1、蒸发器出口温度T2；

步骤202、判断蒸发器入口温度T1是否＜0℃，且蒸发器出口温度T2是否＜0℃，若是，则检测柜内温度T0；

步骤203、判断柜内温度T0是否处于持续上升状态，若是，则记录柜内温度持续上升的时间t0；

步骤204、当柜内温度T0持续上升时间t0＞第一预设时长t时，开始除霜。

在具体实施中，开始除霜需要开启加热管，利用加热管加热进行化霜。此时还应关闭压缩机和蒸发风机，停止制冷。

步骤205、当达到停止除霜条件后，停止除霜，并控制制冷系统开始制冷。

加热管持续加热，达到停止除霜条件后，加热管停止加热，待加热管停止加热后，制冷系统启动压缩机和蒸发风机重新制冷。

实施例2与实施例1中的开始除霜控制方式相同，区别在于，实施例2中还进行了停止除霜控制。

在具体实施中，停止除霜条件可以有多种：

停止除霜条件一、柜内温度高于预设温度；

具体地，当柜内温度T0＞第一预设温度T₁时，加热管关闭，当柜内温度T0＞第二预设温度T₂时，压缩机开启、蒸发风机开启，除霜结束。

停止除霜条件二、连续累计除霜运行时长大于预设时长；

具体地，当所述除霜模式的连续累计除霜运行时长大于第二预设时长时，关闭加热管，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。预设时长可以根据加热管的除霜效果、冷藏储存柜的可停机时间要求进行设定。

停止除霜条件三、蒸发器的实际温度达到预设温度；

具体地，当蒸发器上设置的化霜传感器检测的实际温度达到预设的停止化霜温度时，关闭加热管，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

需要说明的是，停止除霜条件一和停止除霜条件三都是以温度为条件，停止除霜条件一中的柜内温度表示的是冷藏储存柜中的温度，由冷藏储存柜内设置的温度传感器测量；停止除霜条件三中的蒸发器的实际温度表示的是蒸发器的温度，由蒸发器上设置的温度传感器测量；实际当中，由于加热管位于蒸发器上方，对蒸发器的温度影响更直接，所以蒸发器的温度会略高于柜内温度，相应地，停止除霜条件中的预设温度也会不同，预设温度可以根据加热管的除霜效果、不同柜内温度或蒸发器温度下的结霜情况进行设定。

上述三个停止除霜条件，可以在满足任意一条时结束除霜，避免因温度传感器或计时器故障，或温度异常，导致无法结束除霜，进而冷藏储存柜内的温度会持续上升，致使冷藏储存柜内的物品损坏，在重新启动之后也需要消耗更多的电能来制冷。也可以在满足任意两条时结束除霜，如当柜内温度高于预设温度，且连续累计除霜运行时长大于预设时长时，结束除霜，综合考虑柜内温度和除霜时长，确保达到最佳除霜效果再结束除霜；还可以在三条均满足的情况下结束除霜。

在另一实施例中，考虑到一段时间内结霜情况的惯性，可以通过上一次的除霜时间对预设温度进行修正，具体地，获取上一次除霜时间；根据上一次除霜时间，对停止除霜的预设温度进行修正。具体的修正步骤，包括：若上一次除霜时间小于第一预设时长，则将停止除霜的预设温度减小第一数值；若上一次除霜时间大于第二预设时长，则将停止除霜的预设温度增大第二数值；其中，第一预设时长小于第二预设时长，第一数值和第二数值均为正数。上一次除霜时间指的是上一次除霜操作从启动到结束所用的时长。第一数值和第二数值可以根据经验或者实际需要进行设定。

实施例3

如图4所示，本发明实施例中还提供了一种制冷系统的除霜控制器，该制冷系统包括：蒸发器、压缩机、蒸发风机、加热管和除霜控制器；蒸发器与压缩机相连，蒸发风机安装在蒸发器外部，加热管与蒸发器相连；除霜控制器分别与蒸发器、压缩机、蒸发风机和加热管相连；除霜控制器包括：

蒸发器出入口温度获取模块100，用于实时获取蒸发器入口温度和蒸发器出口温度；

除霜判断模块200，用于判断蒸发器出入口温度获取模块100获取的所述蒸发器入口温度是否小于0℃，且所述蒸发器出口温度是否小于0℃，若是，则获取柜内温度；

结霜情况判断模块300，用于判断除霜判断模块200获取的柜内温度是否处于持续上升状态，若是，则记录柜内温度持续上升的时间；

除霜控制模块400，当结霜情况判断模块300记录的柜内温度持续上升时间超过第一预设时间时，控制制冷系统进入除霜模式。

对于本发明实施例的制冷系统的除霜控制器而言，由于其与上面实施例中的制冷系统的除霜控制方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见上面实施例中制冷系统的除霜控制方法部分的说明即可，此处不再详述。

实施例4

如图5所示，本发明实施例中还提供了一种制冷系统的除霜控制系统，包括：

设置于蒸发器入口侧的第一温度传感器、设置于蒸发器出口侧的第二温度传感器、设置于柜内的第三温度传感器和除霜控制器；其中，除霜控制器与实施例3中的除霜控制器相同；

第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别与除霜控制器相连接；

其中，第一温度传感器用于测量蒸发器入口侧温度，第二温度传感器用于测量蒸发器出口侧温度，第三温度传感器用于测量冷藏存储柜的柜内温度。

除霜控制器内部包括计时器，用于记录库内温度持续上升的时长。

在另一实施例中，有些除霜控制器内部并不具备计时器，为了在除霜控制中记录时间，需要除霜控制器连接外部计数器。

对于本发明实施例的制冷系统的除霜控制系统而言，由于其与上面实施例中的制冷系统的除霜控制方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见上面实施例中制冷系统的除霜控制方法部分的说明即可，此处不再详述。

上述除霜控制系统适用于冷藏储存柜等冷藏储存设备，其优势在于：

1.可通过判断蒸发器出入口温度及柜内温度的变化趋势来自动判断是否进行除霜。

2.冷藏储存设备可在高温高湿的环境下正常运行，霜会及时化净。

3.避免出现误除霜及除霜不及时的现象。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，所述制冷系统包括：蒸发器、压缩机、蒸发风机、加热管和除霜控制器；所述蒸发器与所述压缩机相连，所述蒸发风机安装在所述蒸发器外部，所述加热管设置在所述蒸发器底部；所述除霜控制器分别与所述蒸发器、所述压缩机、所述蒸发风机和所述加热管相连；所述方法应用于所述除霜控制器，包括：

实时获取蒸发器入口温度和蒸发器出口温度；

判断所述蒸发器入口温度是否小于0℃，且所述蒸发器出口温度是否小于0℃，若是，则获取柜内温度；

判断所述柜内温度是否处于持续上升状态，若是，则记录所述柜内温度持续上升的时间；

当所述柜内温度持续上升时间超过第一预设时间时，控制所述制冷系统进入除霜模式。

2.根据权利要求1所述的制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，控制所述制冷系统进入除霜模式包括：开启加热管，关闭压缩机和蒸发风机。

3.根据权利要求1所述的制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，当所述柜内温度大于第一预设温度时，关闭加热管，当所述柜内温度大于第二预设时，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

4.根据权利要求1所述的制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，当所述除霜模式的连续累计除霜运行时长大于第二预设时长时，关闭加热管，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

5.根据权利要求1所述的制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，当蒸发器上设置的化霜传感器检测的实际温度达到预设的停止化霜温度时，关闭加热管，开启压缩机和蒸发风机，结束除霜。

6.根据权利要求5所述的制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，还包括：

获取上一次除霜时间；

根据所述上一次除霜时间，对所述停止化霜温度进行修正。

7.根据权利要求1所述的制冷系统的除霜控制方法，其特征在于，所述制冷系统为冷藏储存柜中的制冷系统。

8.一种制冷系统的除霜控制器，其特征在于，所述制冷系统包括：蒸发器、压缩机、蒸发风机、加热管和除霜控制器；所述蒸发器与所述压缩机相连，所述蒸发风机安装在所述蒸发器外部，所述加热管与所述蒸发器相连；所述除霜控制器分别与所述蒸发器、所述压缩机、所述蒸发风机和所述加热管相连；所述除霜控制器包括：

蒸发器出入口温度获取模块，用于实时获取蒸发器入口温度和蒸发器出口温度；

除霜判断模块，用于判断所述蒸发器出入口温度获取模块获取的所述蒸发器入口温度是否小于0℃，且所述蒸发器出口温度是否小于0℃，若是，则获取柜内温度；

结霜情况判断模块，用于判断所述除霜判断模块获取的所述柜内温度是否处于持续上升状态，若是，则记录所述柜内温度持续上升的时间；

除霜控制模块，当所述结霜情况判断模块记录的柜内温度持续上升时间超过第一预设时间时，控制所述制冷系统进入除霜模式。

9.一种制冷系统的除霜控制系统，其特征在于，包括：设置于蒸发器入口侧的第一温度传感器、设置于蒸发器出口侧的第二温度传感器、设置于柜内的第三温度传感器和权利要求8所述的除霜控制器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别与所述除霜控制器相连接；所述除霜控制器内部包括计时器。

10.根据权利要求9所述的一种制冷系统的除霜控制系统，其特征在于，还包括：与所述除霜控制器相连的计时器。

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