CN203848587U - 一种冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能感应超声波自动除霜制冷装置，包括制冷循环系统和风道循环系统，制冷系统包括蒸发器及蒸发器的制冷进、出口之间连接的制冷循环管路，蒸发器的旁侧设有超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器连接，蒸发器上设有根据其信号值控制超声波发生器启停的传感器。本实用新型的多功能感应超声波自动除霜制冷装置利用超声波的机械振动能，当霜厚或翅片温度达到指定数值后自动对制冷系统进行除霜。该装置能在各种制冷系统运行时，在霜层厚度开始对系统运行产生较为明显的影响时自动启动超声波除霜装置，及时进行自动除霜功能，不但减少了人力成本，且有效避免了过早除霜带来的除霜成本提高及过晚除霜造成的各种高能耗损失。

Description

一种冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置

技术领域

本实用新型涉及一种多功能感应超声波自动除霜制冷装置。 

背景技术

冷库设备除霜，当系统的蒸发温度低0^oC时，蒸发器表面将出现霜层，影响换热效率，因此应定期除霜。常见的除霜的方法有人工除霜、电热除霜、水冲霜、热气融霜、压缩空气除霜。人工除霜即用人工的方法清除蒸发器排管表面的霜层，这种方法可在制冷设备不停机的情况下进行，但劳动强度大，除霜效果差。电热除霜是在蒸发器上组装电加热器，用电热进行除霜，除霜时要停压缩机或者停止向蒸发器供液。电热除霜造价低，易于控制，但运行费用较高，一般用于冷藏设备的除霜，不宜用于冷冻设备的除霜。热气除霜是用压缩机排除的过热制冷剂蒸汽在蒸发器内放热，使蒸发器表面的霜层融化，虽然除霜效果好，但热气系统比较复杂，造价高。同热气除霜一样，水除霜虽然效果较好，但是系统复杂，造价高。热气—水除霜，可以快速高效地清除蒸发器表面的霜层，但由于需求压缩空气,融霜进程也是相对比耗电的,相关需要的设备价格昂贵也是一大缺陷。 

另外，上述传统的除霜方法并不十分精确，有的在霜层刚出现不久，霜厚对制冷系统影响十分微小的时候即进行人工除霜或超声波除霜等，这加大了除霜成本，而系统的运行经济性却并未明显提高。有的则在霜厚已经达到极大值严重影响制冷系统的运行时才进行除霜，更有甚者有些系统只有在霜厚已经致使系统无法继续工作运行时才进行除霜。此时虽减少了除霜成本， 但是由于系统运行效率低下带来的各种能耗却大大降低了系统的经济性。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能感应超声波自动除霜制冷装置，以解决现有制冷除霜装置结构复杂且造价高、效率低且自动性能较差的缺点。 

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多功能感应超声波自动除霜制冷装置，包括制冷循环系统和风道循环系统，所述制冷系统包括蒸发器及蒸发器的制冷进、出口之间连接的制冷循环管路，且蒸发器位于风道循环系统的风道中，所述蒸发器的旁侧设有超声波换能器，所述超声波换能器与超声波发生器连接，蒸发器上设有用于根据其信号值控制所述超声波发生器启停的传感器。 

所述传感器为温度传感器，该温度传感器的感应部设置于蒸发器的翅片中部或下部区域处。 

所述传感器为用于测量霜层厚度的厚度传感器。 

所述厚度传感器为X射线厚度传感器或微波厚度传感器。 

所述蒸发器的侧部设有用于检测霜层厚度的视频显微镜及冷光源。 

所述制冷循环管路中顺次连接有压缩机、风冷冷凝器、储液器、干燥过滤器、电磁阀和热力膨胀阀。 

所述冷凝器和蒸发器之间的制冷循环管路中还设有质量流量计。 

所述风道中还设有风机及加热器、加湿器。 

所述蒸发器的进风口端和出风口端的风道中均设有温湿度传感器；进口端的风道中还设有风速传感器，蒸发器的进风口端和出风口端之间连接有压差计。 

本实用新型的多功能感应超声波自动除霜制冷装置采用超声波发生器、超声波换能器，针对传感器设定符合最佳系统运行工况的除霜数值，利用超声波的机械振动能，当霜厚或翅片温度达到指定数值后自动对制冷系统进行除霜。该装置能在各种制冷系统运行时，在霜层厚度开始对系统运行产生较为明显的影响时自动启动超声波除霜装置，及时进行自动除霜功能，不但减少了人力成本，且有效避免了过早除霜带来的除霜成本提高，还避免了过晚除霜造成的各种高能耗损失。且对于每一种具体的制冷系统数次试验运行后均可找到符合本系统的最佳数据，故此装置具有普遍适用性，相对于以往的模糊除霜方法，该方法达到了精确除霜的目的且自控性能较好。 

附图说明

图1为本实用新型多功能感应超声波自动除霜制冷装置的结构图。 

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。 

如图1所示为本实用新型多功能感应超声波自动除霜制冷装置实施例的结构图，由图可知，该装置包括制冷循环系统和风道循环系统，制冷系统包括蒸发器10及蒸发器10的制冷进、出口之间连接的制冷循环管路，且蒸发器位于风道循环系统的风道中，蒸发器的旁侧设有超声波换能器26，超声波换能器与超声波发生器27连接，蒸发器10上设有用于根据其信号值控制所述超声波发生器启停的传感器25。 

本实施例的制冷循环系统包括制冷循环管路中顺次连接设置的压缩机15、风冷冷凝器16、储液器18、干燥过滤器19、电磁阀21和热力膨胀阀22；另外，为便于检测，可以在不同待测点设置温度传感器及压力计，本实施例是在蒸发器的制冷出口处及风冷冷凝器的出口处分别设置温度传感器12和17； 在压缩机的进口处及蒸发器的制冷进口处分别设置压力机14和23，以便于实时测量观察待测点的温度及压力值。为便于对制冷循环系统进行控制，可在不同位置处设置阀门，本实施例是在蒸发器的制冷进、出口处分别设置截止阀13和24。 

另外，以R404A为工质，冷凝器和蒸发器之间的制冷循环管路中还设有质量流量计20，以测量制冷剂的流量。 

本实施例风道循环系统包括风道中设置的风机3及加热器1、加湿器2，风道由保温风管围成，风道中还设有导流板、整流格栅、数据采集与测控系统等（图中未示出），加热器为小功率的空气电热器，加热量由电压和电流算出。加湿器为电极加湿器，可以通过调节加湿器的电压或电流来控制蒸汽喷射量，蒸汽与空气混合增加空气的湿度。 

空气在封闭风道中由风机驱动强迫循环流动，当空气流过被测试的蒸发器后，温度和湿度比进入蒸发器前的状态值低，随后此低温低湿的空气依次经过加热器加热，加湿器加湿回到蒸发器中。轴流风机的转速由变频器控制，通过改变变频器的频率来调节风机的转速，进而调节风机出口的风速。经过这一系列处理使测试蒸发器进口的空气维持到设定的温度、湿度和空气流速。 

蒸发器10的进风口端和出风口端的风道中分别设有温湿度传感器5和8，进口端的风道中还设有风速传感器6，蒸发器的进风口端和出风口端之间连接有压差计4，以测量进出口空气的风速、相对湿度和风道压差。蒸发器10的侧部设有用于检测霜层厚度的视频显微镜9和11及冷光源7，以便于实时观察和记录蒸发器的结霜情况，进行试验及理论验证。 

以间距为10mm的蒸发器为例进行试验验证，根据试验数据测得，在某一常运行工况下（即空气湿度、进出口风速一定时）当蒸发器翅片温度低于 -20^oC时，尤其是-25^oC时，翅片上的霜层已经较厚，此时已经严重影响蒸发器的工作效率。因此，当传感器25选用温度传感器时，将该温度传感器的感应部设置于蒸发器的翅片中部或下部区域处（因为蒸发器中下部结霜较为严重，翅片温度下降较快），设置温度传感器数值为-20^oC，当翅片温度达到此数值时，自动开启超声波发生器27，此时震荡信号传输给超声波换能器26，通过换能器26的机械震荡，产生超声波，通过超声波进行除霜。 

另外，在实验中亦测得，当霜厚达到2～3mm时，已经对本系统换热造成了严重的影响。因此，当传感器选用厚度传感器时，设定厚度传感器数值为2mm，当达到此数值时，系统自动开启超声波发生器27，然后震荡信号传输给超声波换能器26，通过换能器26的机械震荡，产生超声波，通过超声波进行除霜。厚度传感器一般有接触式和非接触式两种。传感器置于蒸发器中下部区域（原因同上）任两片翅片之间。本实施例的厚度传感器建议选取常见的X射线厚度传感器或微波厚度传感器均可。 

由于实际生产应用中各个制冷系统中蒸发器的翅片间距不同，故对于不同的翅片间距，为达到最佳工况需要除霜的厚度也是不同的（同理翅片的温度也是不同的）。故对于每一种制冷系统，在数次运行实验后得到最佳除霜厚度时（或测得最佳除霜时翅片的温度），将此除霜厚度数值输入厚度传感器（或将此最佳除霜时翅片的温度数值输入温度传感器），并将此数值设置为对应于该系统的固定感应数值，每当传感器测得达到此固定数值后，便自动启动超声波发生器，达到自动除霜效果。 

以上实施例仅用于帮助理解本实用新型的核心思想，不能以此限制本实用新型，对于本领域的技术人员，凡是依据本实用新型的思想，对本实用新型进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动， 均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置，包括制冷循环系统和风道循环系统，所述制冷系统包括蒸发器及蒸发器的制冷进、出口之间连接的制冷循环管路，且蒸发器位于风道循环系统的风道中，其特征在于：所述蒸发器的旁侧设有超声波换能器，所述超声波换能器与超声波发生器连接，蒸发器上设有用于根据其信号值控制所述超声波发生器启停的传感器；所述传感器为温度传感器和用于测量霜层厚度的厚度传感器，该温度传感器的感应部设置于蒸发器的翅片中部或下部区域处；所述风道中还设有风机及加热器、加湿器；所述蒸发器的进风口端和出风口端的风道中均设有温湿度传感器；进口端的风道中还设有风速传感器，蒸发器的进风口端和出风口端之间连接有压差计。 

2.根据权利要求1所述的冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置，其特征在于：所述厚度传感器为X射线厚度传感器或微波厚度传感器。 

3.根据权利要求1所述的冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置，其特征在于：所述蒸发器的侧部设有用于检测霜层厚度的视频显微镜及冷光源。 

4.根据权利要求1所述的冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置，其特征在于：所述制冷循环管路中顺次连接有压缩机、风冷冷凝器、储液器、干燥过滤器、电磁阀和热力膨胀阀。 

5.根据权利要求4所述的冷库用多功能感应超声波自动除霜制冷装置，其特征在于：所述冷凝器和蒸发器之间的制冷循环管路中还设有质量流量计。