CN116222126B - 制冷设备的化霜控制方法及制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制冷设备的化霜控制方法以及制冷设备，所述化霜控制方法包括：控制用以给蒸发器化霜的化霜加热器工作，同时监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1；进一步判断制冷剂压力N1是否在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内；若是，化霜程序继续，直至S1大于0℃，化霜加热器停止工作；若否，则从蒸发器内引出部分制冷剂或向蒸发器内引入制冷剂，从而使得制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内。本发明通过从蒸发器内引出部分制冷剂或向蒸发器内引入制冷剂，以调节蒸发器在化霜过程中制冷剂的温度，避免蒸发器局部温度过高，减少热量逸散到周围的内胆和风道，进而避免制冷设备内食品的变质或营养流失。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种制冷设备的化霜控制方法及采用该方法的制冷设备。
背景技术
在现有技术中，制冷设备中的蒸发器长时间制冷后，其表面的水汽会逐渐凝结成霜，且霜的厚度会随着制冷时间的增长而逐渐增厚，进而造成蒸发器霜堵，将导致制冷不良或不制冷的现象，
现有的制冷设备中一般采用加热器进行加热化霜。具体地，在蒸发器上的结霜量达到一定量时，控制制冷设备中的压缩机停止运行，以使制冷系统停止制冷，并控制加热器通电，开始加热化霜；当蒸发器表面的结霜融化完成时，控制压缩机重新开始运行，以使制冷系统重新开始制冷。本发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：在上述化霜过程中，由于制冷系统停止制冷，且加热器进行加热，这会导致制冷设备储物室的温度迅速回升，使得制冷设备内储藏的食品温度随之回升；在化霜结束后，需要重新制冷以使储物室的温度重新降至化霜前的设定温度。在此过程中，储物室内的温度波动较大，影响储藏室内食物的变质或营养流失，不利于食物的储藏。
发明内容
本发明提供了一种制冷设备的化霜控制方法以及实施该方法的制冷设备，以解决上述技术问题。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施例提供了一种制冷设备的化霜控制方法，所述化霜控制方法包括如下步骤：
控制用以给蒸发器化霜的化霜加热器工作，同时监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1；
判断制冷剂压力N1是否在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内；
若是，化霜程序继续，直至S1大于0℃，化霜加热器停止工作；
若否，则当制冷剂压力N1大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2时，则将蒸发器内的部分制冷剂引出；当制冷剂压力N1小于所述制冷剂预设压力范围内的最小值N3时，则向蒸发器内注入部分制冷剂；从而使得蒸发器内的制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内。
作为上述技术的进一步改进，在所述“控制用以给蒸发器化霜的化霜加热器工作”的步骤之前还包括：
设置于蒸发器进口处的控制阀关闭；
监测蒸发器的温度S2和蒸发器内制冷剂压力N3；
判断N3是否小于等于对应温度S2下的制冷剂预设压力值N4；
若N3≤N4，则化霜加热器工作；否则将蒸发器内的部分制冷剂引出以使得蒸发器内制冷剂压力N3≤N4。
进一步地，所述预设压力值N4为制冷剂在温度S2+3℃下的蒸发压力。
作为上述技术的进一步改进，当制冷剂压力N1大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2时，控制制冷设备的压缩机启动而将蒸发器内的部分制冷剂引出，并排入冷凝管路内，直至制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，停止蒸发器内制冷剂的引出，继续步骤“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”。
作为上述技术的进一步改进，当制冷剂压力N1小于所述制冷剂预设压力范围内的最小值N3时，设置于蒸发器进口处的控制阀打开，在控制阀两侧压力差的作用下冷凝管路的部分制冷剂流入蒸发器内，直至制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，停止向蒸发器内注入制冷剂，继续步骤“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”。
作为上述技术的进一步改进，在温度S1下的制冷剂预设压力范围内的最大值N2为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N5+1；在温度S1下的制冷剂预设压力范围内的最小值N3为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N5-1。
作为上述技术的进一步改进，在所述“化霜加热器停止工作”的步骤之后还包括：
控制蒸发器内的部分制冷剂引出，直至监测到蒸发器内制冷剂压力N6满足制冷条件；
设置于蒸发器进口处的控制阀打开，化霜程序完成。
作为上述技术的进一步改进，蒸发器内制冷剂压力N6满足制冷条件具体为：蒸发器内制冷剂压力N6达到制冷剂在第一预设温度下的蒸发压力N7。
本发明还提供了一种采用上述化霜控制方法的制冷设备，所述制冷设备包括依次首尾连接的压缩机、冷凝管路、节流装置和蒸发器；其中所述制冷设备还包括设置于所述蒸发器出口的压力检测模块、设于蒸发器上的温度检测模块、化霜加热器以及控制阀。所述控制阀设置于所述节流装置的出口与蒸发器的进口之间。
作为上述技术的进一步改进，所述化霜加热器设置在所述蒸发器的底部。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的化霜控制方法通过从蒸发器内引出部分制冷剂或向蒸发器内引入制冷剂，以调节蒸发器在化霜过程中制冷剂的温度，避免蒸发器局部温度过高，减少热量逸散到周围的内胆和风道，进而避免制冷设备内食品的变质或营养流失。
附图说明
图1是本发明一实施例中制冷设备的制冷系统的结构示意图。
图2是本发明提供的化霜控制方法的流程图。
图3是图2中所示化霜控制方法中化霜加热器工作前蒸发器内制冷剂调节的流程图。
图4是图2中所示化霜控制方法中化霜加热器工作后蒸发器内制冷剂调节的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“前”、“后”、“上”、“下”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明一实施例提供了制冷设备，所述制冷设备包括冷藏室、冷冻室以及制冷系统10。如图1所示，所述制冷系统10包括依次首尾连接的压缩机11、冷凝管路12、节流装置13和蒸发器14。另外，所述制冷系统10还包括设置于蒸发器14出口处的压力检测模块15、设于所述蒸发器14上的温度检测模块16、化霜加热器17以及控制阀18。制冷剂在制冷系统10中的流动方向如图1中箭头所示。
其中，所述控制阀设置于所述节流装置的出口与蒸发器的进口之间，用以连通或断开所述节流装置13与蒸发器14之间的连接管路20。可选地，所述控制阀18可设置为电磁控制阀，用以控制所述节流装置13与蒸发器14之间的连接管路20的断开或连通。
进一步地，所述化霜加热器17设置在所述蒸发器14的底部。
当所述制冷系统10需要进行制冷时，控制阀18控制所述连接管路20处于连通的状态，也即制冷剂从压缩机11、冷凝管路12、节流装置13和蒸发器14依次流过，并回到压缩机11中，从而实现制冷系统10的制冷功能。
当所述蒸发器14长时间制冷后，在蒸发器14表面的结霜达到一定量后，控制蒸发器14进口处的控制阀18断开所述连接管路20，避免冷凝管路12中的制冷剂进入蒸发器14内，同时压缩机11继续工作将蒸发器14的制冷剂抽出，以使蒸发器内制冷剂压力小于等于制冷剂在此时蒸发器14温度下的蒸发压力，进而化霜加热器17开始加热，并且实时监测化霜过程中蒸发器14的温度和蒸发器内制冷剂压力，以使制冷剂压力满足在对应此时蒸发器温度下的制冷剂预设范围，进而通过压缩机11将蒸发器14的制冷剂抽出或者打开控制阀18将冷凝管路12中制冷剂引入蒸发器14内，以使蒸发器14在化霜过程中的温度不会过高，进而避免了冷藏室或冷冻室内食品因化霜过程温度回升而出现变质的问题。
同时，在本发明的另一实施例中，也可在蒸发器14处并联设置循环泵和储液罐，从而实现向蒸发器14内加入制冷剂或从蒸发器14内引出部分制冷剂，进而调整蒸发器14内制冷剂的压力和温度。
如图2所示，本发明一实施例还提供了一种制冷设备的化霜控制方法。所述化霜控制方法包括以下步骤：
S10，控制用以给蒸发器化霜的化霜加热器工作，同时监测蒸发器和温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1。
具体地，通过蒸发器14上的温度检测模块16监测蒸发器14上的实时温度S1，并将温度数据输送至控制器中，从而在预先设定的数据库中找到对应温度S1的制冷剂预设压力值。
根据实验得知，在蒸发器的化霜过程中，制冷剂温度高于蒸发器温度3℃时，此时化霜效果最好。因此所述制冷剂预设压力值为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N0。
S20，判断制冷剂压力N1是否在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内。
其中，所述对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内的最大值N2为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N0+1；所述对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内的最小值N3为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N0-1。
S30，若是，化霜程序继续，直至S1大于0℃，化霜加热器停止工作。
具体地，所述制冷剂压力N1在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，则继续步骤S10中“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”，直至S1大于0℃，化霜加热器17停止工作。
当温度检测模块16检测到蒸发器14上的温度大于0℃时，所述蒸发器14上的结霜已完全融化。
S40，若否，则当制冷剂压力N1大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2时，则将蒸发器内的部分制冷剂引出；当制冷剂压力N1小于所述制冷剂预设压力范围内的最小值N3时，则向蒸发器内注入部分制冷剂；从而使得蒸发器内的制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内。
具体地，当制冷剂压力N1不在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，则判断制冷剂压力N1是否大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2，若制冷剂压力N1大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2时，控制压缩机11启动，将蒸发器14内的部分制冷剂引出，并排入冷凝管路12内，直至制冷剂N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，停止蒸发器14内制冷剂的引出，继续步骤“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”。
若制冷剂压力N1不大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2，也即所述制冷剂压力N1小于所述制冷剂预设压力范围内的最小值N3时，设置于蒸发器14进口处的控制阀18打开，在控制阀18两侧压力差的作用下冷凝管路12的部分制冷剂流入蒸发器14内，直至制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，停止向蒸发器14内注入制冷剂，继续步骤“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”。
在本发明提供的化霜控制方法中通过向蒸发器14内引入部分制冷剂，也即将冷凝管路12中的低温低压的液态制冷剂引入蒸发器14内，从而避免蒸发器14在化霜过程中温度过高，进而避免冷藏室或冷冻室内食物的变质或营养流失。同时蒸发器14在化霜加热器17不断加热的情况下，蒸发器14内的制冷剂受热形成气态冷媒，造成蒸发器14内压力升高，需要压缩机11启动将蒸发器14内的部分制冷剂排入冷凝管路12中，从而使得制冷剂压力N1在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，使得所述蒸发器14的管路保持最佳的热量传导效果。
综上，本发明提供的化霜控制方法中在化霜过程中，通过向蒸发器14内引入部分制冷剂或从蒸发器14内引出部分制冷剂，以使蒸发器14在化霜过程中霜层融化更加均匀，不会造成蒸发器14局部温度过高，导致大量热量逸散传导到周围的内胆和风道上，造成能量的不必要的浪费。
在制冷设备的制冷过程中，蒸发器14内制冷剂为气液混合状态，当监测到蒸发器14表面需要化霜时，若此时直接压缩机11停止工作，化霜加热器17开始工作加热，极易造成蒸发器内压力过大，存在安全隐患。因此在本发明提供的化霜控制方法还包括化霜前的准备工作，也即如图3所示：
S01，设置于蒸发器进口处的控制阀关闭；
S02，监测蒸发器的温度S2和蒸发器内制冷剂压力N3；
S03，判断制冷剂压力N3是否小于等于对应温度S2下的制冷剂预设压力值N4；
其中，所述预设压力值N4为制冷剂在温度S2+3℃下的蒸发压力。
S04，若N3≤N4，则化霜加热器工作；否则将蒸发器内的部分制冷剂引出以使得蒸发器内制冷剂压力N3≤N4。
具体地，当制冷系统10停止制冷，准备化霜时，控制蒸发器14进口处的控制阀18断开所述连接管路20，从而避免在化霜过程中，制冷剂受热逸散至节流装置13和冷凝管路12中，造成能量的不必要浪费。同时监测蒸发器14的温度S2和蒸发器内制冷剂压力N3，且在预先设定的数据库中找到对应温度S2下的制冷剂预设压力值N4。
进一步地，判断制冷剂压力N3是否小于等于对应温度S2下的制冷剂预设压力值N4。若N3≤N4，则化霜加热器工作；否则压缩机11继续工作将蒸发器14内的部分制冷剂吸出，并排入冷凝管路12中，直至蒸发器内制冷剂压力N3≤N4，也即此时蒸发器14内制冷剂满足了化霜条件。
在前述的化霜控制方法中，当化霜加热器17停止工作后，此时蒸发器14内的制冷剂大部分为液体状态，且位于蒸发器14的底部，若此时制冷系统10开始制冷，会造成压缩机11工作噪音大，甚至出现压缩机运行不稳定的状态。因此，本发明提供的化霜控制方法还包括在化霜加热器17加热停止后调节蒸发器14内制冷剂，以使所述制冷系统10平稳进入制冷过程；也即在所述“化霜加热器停止工作”的步骤之后还包括：如图4所示，
S51，控制蒸发器内的部分制冷剂引出，直至监测到蒸发器内制冷剂压力N6满足制冷条件；
S52，设置于蒸发器进口处的控制阀打开，化霜程序完成。
具体地，当化霜加热器17停止工作后，继续保持所述蒸发器14和节流装置13之间的连接管路20断开，开启压缩机11，同时监测蒸发器14内制冷剂压力N6，直至蒸发器14内制冷剂压力N6满足制冷条件，控制设置于蒸发器14进口处的控制阀打开，所述制冷系统10进行制冷过程。
其中，所述蒸发器内制冷剂压力N6满足制冷条件具体为蒸发器内制冷剂压力N6达到制冷剂在第一预设温度下的蒸发压力N7。可选地，所述第一预设温度为-18℃。
进一步地，在蒸发器化霜过程中，蒸发器14的温度相对化霜前的设定温度有所回升，此时继续保持所述蒸发器14和节流装置13之间的连接管路20断开，开启压缩机11，可以使得制冷剂在蒸发器14中蒸发，吸收掉蒸发器14由于化霜产生的多余热量，有利于化霜后蒸发器14的温度较快地降低，减少能源的消耗。同时也能够避免制冷系统10内的大部分液体制冷剂流入压缩机11内，以减小压缩机11的工作负担，避免增大压缩机11的工作噪声，进而避免压缩机工作不稳定的状态出现。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明提供的化霜控制方法通过向蒸发器14内引入部分制冷剂或从蒸发器14内引出部分制冷剂，以调节蒸发器14的温度，避免蒸发器14在化霜过程中局部温度过高，减少热量逸散到周围的内胆和风道上，进而避免冷藏室或冷冻室内储藏的食品变质或营养流失。同时在化霜加热器17停止加热后，继续保持所述蒸发器14和节流装置13之间的连接管路20断开且开启压缩机11，可以使得制冷剂在蒸发器14中蒸发，吸收掉蒸发器14因化霜产生的多余热量，有利于化霜后蒸发器14的温度较快地降低，减少能源的消耗，同时防止化霜后制冷剂中的大部分液体从蒸发器14流出，以减少压缩机11的工作负担，避免增大压缩机11的工作噪声，进而避免压缩机11工作不稳定的状态出现。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种制冷设备的化霜控制方法，其特征在于，所述制冷设备包括依次首尾连接的压缩机、冷凝管路、节流装置和蒸发器；所述化霜控制方法包括：
控制用以给蒸发器化霜的化霜加热器工作，同时监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1；
判断制冷剂压力N1是否在对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内；
若是，化霜程序继续，直至S1大于0℃，化霜加热器停止工作；
若否，则当制冷剂压力N1大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2时，则将蒸发器内的部分制冷剂引出，直至制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，停止蒸发器内制冷剂的引出，继续步骤“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”；当制冷剂压力N1小于所述制冷剂预设压力范围内的最小值N3时，则向蒸发器内注入部分制冷剂，直至制冷剂压力N1处于对应温度S1下的制冷剂预设压力范围内，停止向蒸发器内注入制冷剂，继续步骤“监测蒸发器的温度S1和蒸发器内制冷剂压力N1”；
其中，在温度S1下的制冷剂预设压力范围内的最大值N2为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N5+1；在温度S1下的制冷剂预设压力范围内的最小值N3为制冷剂在温度S1+3℃下的蒸发压力N5-1。
2.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，在所述“控制用以给蒸发器化霜的化霜加热器工作”的步骤之前还包括：
设置于蒸发器进口处的控制阀关闭；
监测蒸发器的温度S2和蒸发器内制冷剂压力N3；
判断N3是否小于等于对应温度S2下的制冷剂预设压力值N4；
若N3≤N4，则化霜加热器工作；否则将蒸发器内的部分制冷剂引出以使得蒸发器内制冷剂压力N3≤N4。
3.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，所述预设压力值N4为制冷剂在温度S2+3℃下的蒸发压力。
4.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，当制冷剂压力N1大于所述制冷剂预设压力范围内的最大值N2时，控制制冷设备的压缩机启动而将蒸发器内的部分制冷剂引出，并排入冷凝管路内。
5.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，当制冷剂压力N1小于所述制冷剂预设压力范围内的最小值N3时，设置于蒸发器进口处的控制阀打开，在控制阀两侧压力差的作用下冷凝管路的部分制冷剂流入蒸发器内。
6.根据权利要求1所述的化霜控制方法，其特征在于，在所述“化霜加热器停止工作”的步骤之后还包括：
控制蒸发器内的部分制冷剂引出，直至监测到蒸发器内制冷剂压力N6满足制冷条件；
设置于蒸发器进口处的控制阀打开，化霜程序完成。
7.根据权利要求6所述的化霜控制方法，其特征在于：蒸发器内制冷剂压力N6满足制冷条件具体为：蒸发器内制冷剂压力N6达到制冷剂在第一预设温度下的蒸发压力N7。
8.一种制冷设备，所述制冷设备包括依次首尾连接的压缩机、冷凝管路、节流装置和蒸发器；其特征在于，所述制冷设备还包括设置于蒸发器出口处的压力检测模块、设于蒸发器上的温度检测模块、化霜加热器和控制阀，所述控制阀设置于所述节流装置的出口与蒸发器的进口之间，所述制冷设备用于实现权利要求1~7任一项所述的制冷设备的化霜控制方法。
9.根据权利要求8所述的制冷设备，其特征在于：所述化霜加热器设置在所述蒸发器的底部。
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