CN202770090U

CN202770090U - 红外检测风冷蒸发器化霜温控装置

Info

Publication number: CN202770090U
Application number: CN 201220486482
Authority: CN
Inventors: 刘庆忠; 刘旭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-09-10

Abstract

本实用新型公开一种红外检测风冷蒸发器化霜温控装置，它通过红外传感装置准确地检测蒸发器挂霜厚度，挂霜厚薄可人为控制调节，红外传感检测装置由红外发射器件和红外接收器件组成，这两只器件安装在不被红外线穿透的绝缘固体上，红外发射器件和红外接收器件之间连接的绝缘固体带有空腔，使接收器件充分接收到发光器件发出的光信号，在红外接收器件的接收端设有遮光调节器，用来调节光信号接收的强弱，以便检测挂霜厚度。本实用新型利用红外传感装置智能自动检测化霜，根据挂霜厚度起动多个控制程序，完成全自动化霜，简化了设置程序，优化机器控制，达到节能减耗及操作简便的目的。它广泛地应用于制冷领域中风冷蒸发器制冷设备控制中。

Description

红外检测风冷蒸发器化霜温控装置

技术领域

本实用新型涉及制冷领域中风冷蒸发器制冷设备控制装置，特别是利用红外传感进行检测的风冷蒸发器化霜温控装置。

背景技术

目前市售的风冷蒸发器化霜温控箱工作状况与设置情况是：1、工作状况：现有的风冷蒸发器化霜温控箱均采用定时化霜，人为设置化霜周期及化霜时间，不论蒸发器有霜与否，只要到设定时间，就会加热化霜，因此耗费了大量电能；2、设置方式：(1)设置开机温度(2)设置停机温度(3)设置化霜周期(4)设置化霜时间(5)设置化霜停止温度(6)设置滴水时间，只有六项设置完成后，机组才能开始工作，上述六项设置如操作起来相当复杂，无论是专业人员还是非专业人员均需花费较多时间才能完成设置，操作过程繁杂，操作难度大。

风冷蒸发器结霜厚度与库内货物温湿度，货物量有直接关系；与室外温湿度，开门次数多少等不确定因素有关联。这样一来，用固定的定时程序来控制不固定因素来化霜，是不准确的，也就是说库内的货物温湿度、货物量、室外温湿度、开门次数等这些因素每时每刻都在变化，所以挂霜的厚薄也是时刻变化的，那么化霜周期及化霜时间的长短根本无法准确设置。如果化霜周期过长，蒸发器挂霜过厚，使冷量交换效率降低，压缩机就会连续工作，耗电量及机器磨损也就随之增大；如果化霜周期过短，蒸发器结霜很薄，这样频繁的化霜加热会耗去了很多的电能。化霜时间过长，不仅耗费大量加热电能，而且会抵消掉库内的冷量；化霜时间过短，无法达到完全化霜，使冷量交换效率无法提高。

发明内容

本实用新型目的是为了解决现有定时化霜温控装置耗电量大及设置复杂等问题，将红外传感检测技术应用于制冷领域中，提供一种能够准确检测出风冷蒸发器挂霜厚度，准确启动自动化霜程序，完成全自动化霜，节能减耗并操作简便的红外检测风冷蒸发器化霜温控装置。

本实用新型需要解决的技术问题是：不受外界环境因素影响，能够准确地检测出挂霜厚度，并能够自动化霜，优化化霜过程，达到节能又简化复杂设置之目的。其设计思路是：在风冷蒸发器上安装红外传感检测装置，该检测装置由光发射器件和光接收器件组成，这两只器件镶安装在遮光绝缘的固体上，发射器件和接收器件之间的绝缘固体被洗空，使接收器件能够充分的接收到发光器件发出的光信号，在光接收器的接收端，设有遮光调节器，用来调节光信号接收的强弱，用以检测挂霜的厚度，方便调节蒸发器化霜厚薄。无论外界因素如何变化，只要是蒸发器结霜厚度达到预设的厚度，便启控自动化霜程序，否则就不动作。为实现上述目的本实用新型提出的技术方案是：

一种红外检测风冷蒸发器化霜温控装置，包括红外传感检测装置，由温控器、供电整流稳压器、电子电路以及交流接触器控制输出构成的控制电路部分和数显温控部分，其特征是：红外传感检测装置主要由红外发射器件D1和红外接收器件D2组成，这两只器件安装在不被红外线穿透的绝缘固体上，D1和D2之间连接的绝缘固体带有空腔；D1、D2分别经由电阻RA、RB构成发射和接收电路，RB的两端一端接地，另一端连接红外放大比较器IC1的5脚，IC1的2脚经电阻R1、R2与化霜控制器IC2的2脚相连，IC2的3脚接入制冷与化霜控制输出端J1的线圈供电端，J1的中心点L连接火线，J1的常开点H端连接交流接触器KM2线圈端，由KM2触点控制化霜加热器；J1的常闭点连接至压缩机和余热指示输出J3的中心点，J3的常闭点一端连接继电器J5中心点，J3常闭点的另一端连接交流接触器KM1线圈端，J3的常开点连接余热指示输入端，J5的常开点连接交流接触器KM3线圈端，KM1、KM2、KM3的另一端均与电源零线连接；IC3的3脚经R8、R9分压连接复合放大管Q1的基极，Q1与继电器J2组成余热利用电路并且Q1的集电极接J2J3的线圈端，J2J3的另一端连接电源；电阻R10、R11与R12相串接并且R11与R12的连线与复合放大管Q2的基极相接，Q2的集电极与Q1的集电极连接。

所述的红外传感检测装置安装在风冷蒸发器的进风面，在红外接收器件D2的接收端设有遮光调节器，红外发射器件D1和红外接收器件D2之间连接的带空腔的绝缘固体为长方形或正方形。

本实用新型利用红外传感装置智能自动检测化霜，能准确地检测风冷蒸发器挂霜厚度，根据挂霜厚度起动多个控制程序，完成全自动化霜，简化了设置程序，优化机器控制，达到节能减耗及操作简便的目的，它广泛地应用于制冷领域中风冷蒸发器制冷设备控制中。本温控装置与市场上常规化霜温控电控箱相比有如下优点：设计人性化，优化了化霜各个操作过程，使之操作简便；由于采用红外线传感检测装置准确地控制化霜，达到节约能源，减少机械磨损，增长了机组使用寿命，经多年试验获得其综合节约电能可达20％～30％，每年减少机械损耗70～120小时，以10P机组的冷冻库，库温为零下18℃，在东北的气候的条件下为例，按每年耗电量10000度左右，至少可节约经济价值2000元以上，而且本装置的成本造价与主流装置成本相比仅高不到100元。

附图说明

图1是本实用新型电子电路图。

图2是本实用新型设计方框图。

图3是本实用新型电路原理图。

图4是红外传感检测装置的横截面剖面示意图。

图5为图4的俯视图。

图6和图7分别为图4的左视图和右视图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型控制电路部分由4个部分组成：(1)温控器BT，(2)供电整流稳压器，(3)电子电路，(4)控制输出(交流接触器控制输出)。该电路具体连接方式如下：220V火线经过温控器BT开关与L及变压器的初级线圈一端相连接，220V零线与变压器的初级线圈另一端及KM1、KM2、KM3的线圈一端相连接。变压器次级线圈的两端与整流桥DL的交流输入的两端相连接，整流桥DL的输出的正极与电容CA的一端及IC4的1脚相连接，DL的输出负极与电容CB、CA及IC4的2脚及供电负极相连接，IC4的3脚与电容CB正极及供电12V正极相连接。D1与RA相连接，D1的另一端与供电12V相连接，RA另一端连接至负极，D1、RA组成红外发射电路；D2与RB及IC1的5脚相连接，D2的另一端接供电12V相连接，RB的另一端连接至负极，D2与RB组成红外接收电路；RC与RD及IC1的4脚相连接，RC的另一端与12V供电相连接，RD另一端与电源的负极相连接，RC与RD串联分压作为IC1的基准电压，RC RD IC1组成电压比较放大器，放大电压经IC1的2脚输出；IC1的2脚与R1、R2及IC2的2脚相连接，R1另一端接电源12V，R2的另一端接负极，R1与R2串联分压，为IC2的2脚提供控制电压，IC2的3脚是控制输出，3脚与J1的线圈一端相连接，J1线圈的另一端与电源的负极相连接，IC2和J1组成压缩机控制及化霜控制电路；J1的中心点与220V电源火线L相连接，作为控制电源总供电输入，J1的常开点连接H，H与KM2线圈一端相连接，交流接触器KM2是化霜加热控制。J1的常闭点与J3的的中心点相连接，作为余热指示灯及制冷压缩机、蒸发器风机的供电控制输入电源，J3的常闭点一路与Y相连接，Y与交流接触器KM1的线圈一端相连接，KM1是控制制冷压缩机，另一路连接至J5的中心头，J5的常开点与F相连接，F与交流接触器KM3线圈一端相连接，KM3是控制蒸发器风机工作的。R14、R15及R13相连接，R14的另一端与电源12V相连接，R15的另一端与电源12V负端相连接，R13的另一端与复合放大管Q3的基极相连接，Q3的发射极与电源12V的负端相连接，集电极与J5的线圈相连接，J5的线圈的另一端与电源12V的正极相连接；R14、R15、R13、复合放大管Q3、J5组成蒸发器风机温控电路。R10与R11相连接，R10的另一端接电源的正极12V，R11的另一端与R12及Q2的基极相连接，复合放大管Q2的发射极与电源12V的负端相连接，Q2的集电极与复合放大管Q1的集电极及J2、J3的线圈一端相连接，J2、J3的线圈的另一端与J2的中心头及电源12V的正极相连接。R7与C6、C7及IC3的2脚、6脚相连接，R7的另一端与IC3的4脚、8脚及D3的正极及J2的常开点相连接，C6与C7的另一端与电源12V负端连接，R7、C6、C7、IC3组成延时电路；IC3的3脚与R8相连接，R8、R9与复合放大管Q1的基极连接，R7、C6、C7、IC3与R8、R9、Q1、J2、J3组成余热利用电路；D3的负极与R3相连接，R3的另一端与IC2的6、7脚及C2、R4相连接，组成快速充电电路，C2的另一端与电源12V的负端相连接，R4的另一端与电源的正极12V相连接。

在上述电子电路中，D1为红外发射器件，D2为红外接收器件，二者组成红外传感检测装置，R11为化霜超温传感器，R15为风机温控传感器，这两个温度传感器安装在同一个感温包里并插入蒸发器翅片内。发射器件与接收器件的光束如被冰霜逐渐遮挡，RB两端的电压逐渐降低，(近似于零电位，)IC1的5脚逐渐降低，(近似于零电位)，由于IC1的4脚被钳位在0.5V，所以当RB两端也就是IC1的5脚的电压逐渐降到0.5V以下时，(经过电压比较放大后，)IC1的2脚即输出低电位，IC2的2脚也为低电位，所以IC2被触发，IC2的3脚为高电位12V，J1吸合，L与H接通，这时属于化霜阶段，化霜时间的长短由R4、C2的参数及R3、D3、J2的吸合决定。IC3、J2、J3及复合放大管Q1、Q2、R11组成余热利用及化霜限温电路，其电路工作原理是：当化霜加热器逐渐升温，传感器R11阻值逐渐变小，复合放大管Q2工作，吸J2、J3合，IC3得到供电12V，12V的电压经D3、R3给C2快速充电，使IC2的3脚由原来的12V翻转变为0电位，无电压输出，J1由吸合变为断开，化霜截止。IC3、R7、C6组成延时断开电路，IC3的3脚输出电压为12V，复合放大管Q1导通工作，这时处于余热利用阶段，端点R有220V输出电压，L4指示灯亮，延时过后Q1截止。蒸发器温度逐渐下降，传感器R11阻值逐渐变大，Q2截止，由于复合放大管Q1、Q2截止，J2J3由吸合变为断开，余热利用电路及化霜限温电路停止工作，L供电通过J1、J3由Y输出，使制冷压缩机工作，恢复制冷状态。复合放大管Q3、J5、传感器R15组成风机温控电路，供电电压L通过J1、J3、J5由F输出给风机供电。

在图2中，M为冷凝器散热风机，M1为制冷压缩机，M2为蒸发器风机，EH1为蒸发器加热管。

在图3中，N为220V输入零线，L为220V输入火线，F为蒸发器风机供电控制输出线，R为余热指示灯线，Y为制冷压缩机供电控制线，H为化霜加热供电控制线。

参见图4、图5、图6和图7，是红外线传感检测装置各切面示意图，图中：1绝缘固体，2接收器件安装位，3发射器件安装位，4遮光调节器，5绝缘固体空腔，6公用布线槽，7接受布线槽，8发射布线槽。

温控装置中的红外传感检测装置由红外发射器件D1和红外接收器件D2组成，这两只器件D1D2镶嵌在不能被红外线穿透的长方形或正方形绝缘固体1上，该绝缘固体制成空腔，在绝缘固体空腔5两边且与绝缘固体空腔5相通设有接收器件安装位2及发射器件安装位3；绝缘固体1的顶部设有公用布线槽6，绝缘固体1的两侧分别开有接收布线槽7与发射布线槽8；在风冷蒸发器的进风面安装红外传感检测装置，在红外接收器件D2的接收端设有遮光调节器4，用来调节光束的宽度即控制光信号接收的强弱，以便检测挂霜的厚度，方便调节蒸发器化霜厚薄；红外发射器件D1和红外接收器件D2之间连接安装的绝缘固体1中带有空腔，是使该接收器件能充分接收到发光器件发出的光信号。

本实用新型工作过程如下：来自于红外线传感检测装置的检测信号经过电压比较器放大后送至化霜电路，霜的厚度由遮光调节器人为调节为0.4cm，根据实践经验，此数值为最佳化霜厚度。达到此数值时，起控化霜电路进行化霜，根据实践经验获得，蒸发器挂霜厚度达到0.4cm时，50分钟内即可完全化霜，所以设置化霜时间的上限为50分钟。

化霜限温装置：在化霜装置中设计了化霜限温装置，根据实践经验获得，蒸发器温度达到45℃时可完全化霜，所以限温温度设定为45℃，若在50分钟内达到45℃，即表明已刚好完全化霜。这时插在蒸发器翅片里的化霜温度传感器，会给这个电路输出一个电信号，让化霜装置停止化霜，避免了无用的加热而耗费电能。

余热利用装置：其作用是化霜结束后，继续暂停压缩机，使其延时工作10分钟，因为蒸发器局部温度很高，如果这时压缩机就工作制冷，不但冷热量相互抵消，造成无用耗电，而且蒸发器局部还有未化的冰霜和水珠，很快又被冻上，这样对制冷不利，耗费电能。有了余热利用电路，就彻底解决了该问题，达到节约电能的目的。

蒸发器风机温控装置：蒸发器风机有独立温控系统，温控系统的传感器安装在蒸发器翅片里，根据实践经验，设定风机启动温度为15℃。当蒸发器温度高于风机启动温度时风机不运转(蒸发器风机温控电路受控于压缩机控制电路，即压缩机启动时温控电路才能工作)，这样做有两种好处：一，初次开机制冷时由于库内温度与蒸发器温度较高，此时风机运行，吹出的是自然风，做出的是无用功，浪费电能。通过蒸发器风机温控电路，使风机延迟运转，等蒸发器温度降低至设定温度15℃后，蒸发器风机才能工作，这样能节约电能；二，余热电路延时结束后压缩机启动，根据温度传感器检测，若此时蒸发器的温度高于15℃，蒸发器风机不运转，防止了热风吹到冷库里，同时也能节约部分电能。

设置简化：经过上述优化，此温控装置仅需设置开机温度与停机温度，而化霜周期，化霜时间，化霜停止温度，滴水时间等设置均已优化，由多个装置自动完成，无需人为设置，所以设置非常简便。

Claims

1.一种红外检测风冷蒸发器化霜温控装置，包括红外传感检测装置，由温控器、供电整流稳压器、电子电路以及交流接触器控制输出构成的控制电路部分和数显温控部分，其特征是：红外传感检测装置主要由红外发射器件D1和红外接收器件D2组成，这两只器件安装在不被红外线穿透的绝缘固体上，D1和D2之间连接的绝缘固体带有空腔；D1、D2分别经由电阻RA、RB构成发射和接收电路，RB的两端一端接地，另一端连接红外放大比较器IC1的5脚，IC1的2脚经电阻R1、R2与化霜控制器IC2的2脚相连，IC2的3脚接入制冷与化霜控制输出端J1的线圈供电端，J1的中心点L连接火线，J1的常开点H端连接交流接触器KM2线圈端，由KM2触点控制化霜加热器；J1的常闭点连接至压缩机和余热指示输出J3的中心点，J3的常闭点一端连接继电器J5中心点，J3常闭点的另一端连接交流接触器KM1线圈端，J3的常开点连接余热指示输入端，J5的常开点连接交流接触器KM3线圈端，KM1、KM2、KM3的另一端均与电源零线连接；IC3的3脚经R8、R9分压连接复合放大管Q1的基极，Q1与继电器J2组成余热利用电路并且Q1的集电极接J2J3的线圈端，J2J3的另一端连接电源；电阻R10、R11与R12相串接并且R11与R12的连线与复合放大管Q2的基极相接，Q2的集电极与Q1的集电极连接。

2.根据权利要求1所述的红外检测风冷蒸发器化霜温控装置，其特征是：所述的红外传感检测装置安装在风冷蒸发器的进风面，在红外接收器件D2的接收端设有遮光调节器，红外发射器件D1和红外接收器件D2之间连接的带空腔的绝缘固体为长方形或正方形。