PL175136B1

PL175136B1 - Method of initiating air cooler defrosting processes and system therefor

Info

Publication number: PL175136B1
Application number: PL94306012A
Authority: PL
Inventors: Bogusław Zakrzewski; Janusz Haberek
Original assignee: Politechnika Szczecinska
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1998-11-30
Also published as: PL306012A1

Abstract

1. Sposób inicjacjiodszraniania chłodnicpowietrza, w którym mierzona jest temperatura powietrza w komorze towarowej i na powierzchni chłodnicy i w którym wyzwolenie elektrycznego sygnału inicjacji odszraniania następuje na drodze porównania w układzie mostkowym różnicy parametrów badanych z wartością zadaną, znamienny tym, że mierzy się ciśnienie cząstkowe parywodnej zawartej w powietrzu w komorze towarowej, temperaturę powietrza w komorze towarowej i przy danym ciśnieniu barometrycznym wyznacza się temperaturę punktu rosy (tr) powietrza, następnie mierzy się różnicę pomiędzy tą temperaturę (tr), a temperaturą powierzchni szronu (tps) na powierzchni chłodnicy, a którą to różnicę porównuje się z wartościązadaną iwchwilizrównania się ichwartości następuje wyzwolenie sygnału inicjacji odszraniania, przy czym malejąca różnica temperatury (At) jest mierzona w okresie pracy chłodnicy, to jest kiedy temperatura jej ścianki (tś) jest mniejsza od temperatury punktu rosy (tr) lub w stanie zasilania chłodnicy medium chłodzącym.1. A method of initiating defrosting of air coolers, in which the air temperature in the cargo compartment and on the cooler surface is measured and in which the electric defrosting initiation signal is triggered by comparing the difference of the tested parameters with a set point value in a bridge system, characterized in that the partial pressure of water vapor contained in the air in the cargo compartment, the air temperature in the cargo compartment are measured and at a given barometric pressure the dew point temperature (tr) of the air is determined, then the difference between this temperature (tr) and the frost surface temperature (tps) on the cooler surface is measured, and this difference is compared with the set point value and when their values are equal, the defrosting initiation signal is triggered, wherein the decreasing temperature difference (At) is measured during the cooler operation period, i.e. when its wall temperature (tś) is lower than the dew point temperature (tr) or when the cooler is supplied with a cooling medium.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób inicjacji odszraniania chłodnic powietrza oraz układ do inicjacji odszraniania chłodnic powietrza w obiektach o większej mocy, szczególnie w urządzeniach wielochłodnicowych lub pracujących automatycznie bez nadzoru, jak na przykład urządzenia chłodnicze kontenerów.The subject of the invention is a method for initiating defrosting of air coolers and a system for initiating defrosting of air coolers in facilities with higher power, especially in multi-cooler devices or devices operating automatically without supervision, such as container refrigeration devices.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 142 920 sposób inicjacji odszraniania chłodnic powietrza polegający na pomiarze różnicy temperatury w komorze towarowej i w pobliżu parowacza, a po przekształceniu jej na sygnał elektryczny porównuje się w układzie elektrycznym z wartością zadaną. W momencie osiągnięcia przez tę różnicę temperatur wartości maksymalnej uruchamia się na określony czas blokadę inicjacji odszraniania, a po upływie tego czasu, kiedy różnica temperatury po osiągnięciu płaskiego minimum zaczyna rosnąć, porównuje się ją w układzie mostkowym z zadaną temperaturą. W chwili zrównania się tych wartości, wyzwolony zostaje sygnał inicjacji odszraniania. W przedstawionym opisie patentowym 142 920 urządzeniu do realizacji tego sposobu zastosowane czujniki temperatury połączone są z komparatorem inicjacji odszraniania, który włączony jest w układ z modułem przekaźników i modułem układu czasowego. Znany z polskiego opisu patentowego nr 152 295 sposób inicjacji odszraniania obiektu chłodniczego wykorzystujący różnicę temperatur w komorze towarowej i na wężownicy parowacza, która to różnica przekształcona na sygnał elektryczny porównywana jest w układzie mostkowym z wartością zadaną polega na tym, że w momencie osiągnięcia przez tę różnicę temperatur wartości zadanej i przy dalszej ciągłej pracy urządzenia, a po upływie zadanego czasu, większego lub równego 10 min., gdy dalej występuje ta różnica temperatury, następuje wyzwolenie sygnału elektrycznego inicjacji odszraniania. Urządzenie do inicjacji odszraniania zawiera dwa czujniki temperatury, z których jeden umieszczony jest w komorze towarowej, zaś drugi na wężownicy parowacza, układ czasowy oraz moduł przekaźnikowy połączony odpowiednio ze sprężarką. Pierwszy czujnik temperatury połączony jest z komparatorem termostatu, zaś drugi czujnik połączony jest z modułem inicjacji i kończenia odszraniania, przy czym wyjścia, na których pojawia się sygnał sterujący pracą sprężarki, sygnał inicjacji odszraniania połączone są odpowiednio z wyjściami modułu przekaźnikowego, a ponadto wyjecie, na którym pojawia się sygnał wyzwalający układ czasowy połączone jest z odpowiednim wyjściem modułu inicjacji i kończenia odszraniania.A method of initiating defrosting of air coolers is known from the Polish patent description No. 142 920, consisting in measuring the temperature difference in the cargo chamber and near the evaporator, and after converting it into an electrical signal, it is compared in the electrical system with the set value. When this temperature difference reaches the maximum value, the defrost initiation lock is activated for a certain time, and after this time, when the temperature difference begins to increase after reaching the flat minimum, it is compared in the bridge system with the set temperature. As soon as these values are equal, the defrost initiate signal is triggered. In the presented patent description 142 920 for a device for carrying out this method, the temperature sensors used are connected to a defrost initiation comparator, which is integrated in the circuit with the relay module and the timer module. The method of initiating defrosting of a refrigerating object, known from the Polish patent description No. 152 295, using the temperature difference in the cargo chamber and on the evaporator coil, which difference is converted into an electrical signal and is compared in the bridge system with the set value, that when this difference is reached temperature of the set point, and when the unit continues to operate continuously, and after a preset time greater than or equal to 10 minutes, when this temperature difference still exists, the electrical signal to initiate defrost is triggered. The defrost initiation device comprises two temperature sensors, one of which is located in the goods compartment and the other is on the evaporator coil, a timer and a relay module connected to the compressor, respectively. The first temperature sensor is connected to the thermostat comparator, and the second sensor is connected to the defrost initiation and termination module, the outputs on which the compressor control signal and the defrost initiate signal are connected to the relay module outputs, respectively, and the output on signal that triggers the timer is connected to the corresponding output of the defrost initiation and termination module.

Sposób według wynalazku w którym mierzona jest temperatura powietrza w komorze towarowej i na powierzchni chłodnicy i w którym wyzwolenie elektrycznego sygnału inicjacji odszraniania następuje na drodze porównania w układzie mostkowym różnicy parametrów badanych z wartością zadaną charakteryzuje się tym, że mierzy się ciśnienie cząstkowe pary wodnej zawartej w powietrzu w komorze towarowej, temperaturę powietrza w komorze towarowej i przy danym ciśnieniu barometrycznym wyznacza się temperaturę punktu rosy powietrza, następnie mierzy się różnicę pomiędzy tą temperaturą, a temperaturą powierzchni szronu na powierzchni chłodnicy, a którą to różnicę porównuje się z wartością zadaną i w chwili zrównania się ich wartości następuje wyzwolenie sygnału inicjacji odszraniania. Praktycznie temperatura na powierzchni szronu odpowiada temperaturze punktu rosy powietrza tuż nad powierzchnią chłodnicy, stąd może być mierzona, bez znaczącego błędu, zwykłym czujnikiem temperatury. Malejąca różnica temperatury jest mierzona w okresie pracy chłodnicy, to jest kiedy temperatura jej ścianki jest mniejsza od temperatury punktu rosy lub w stanie zasilania chłodnicy medium chłodzącym. Stan pracy chłodzicy wyznacza otwarcie członu zasilającego medium chłodzącym, jak również identyfikuje się przez pomiar temperatury jej ścianki, co jest konieczne w przypadku gdy chłodnica pracuje cyklicznie (to znaczy praktycznie zawsze). Pozwala to na właściwe ustalenie momentu pomiaru -różnicy temperatur punktu rosy powietrza w komorze towarowej i temperatury powierzchni szronu. W okresie postoju chłodnicy pomiar różnicy temperatur wskazałby na konieczność inicjacji odszraniania, co nie musiałoby być właściwe, tak więc pomiar temperatury powierzchni ścianki chłodnicy eliminuje takie sytuacje. Sposób według wynalazku pozwala na optymalizację pracy chłodnicy powietrza, a więc i urządzenia chłodniczego w wyniku inicjacji odszraniania w momencie gdy malejąca różnica temperatur wskazuje na wzrost oporu cieplnego warstwy szronu, uwzględnia samoczynnie wpływ wilgotności powietrza. Intensywność szronienia powierzchni zależy od wilgotności powietrza, uwzględnia wpływ poziomu temperatury pracy chłodnicy, gdyż własności szronu zależą od temperatury w jakiej się tworzy, ponieważ współczynnik przewodzenia ciepła szronu maleje ze spadkiem i rośnie ze wzrostem temperatury. Ponadto miejsce pomiaru temperatury punktu rosy w komorze towarowej jest dowolne, jak również dowolne jest miejsce pomiaru temperatury powierzchni szronu na powierzchni chłodnicy.The method according to the invention, in which the air temperature in the goods chamber and on the surface of the cooler is measured, and in which the electrical defrost initiation signal is triggered by comparing the difference of the parameters tested with the set point in the bridge circuit, is characterized by measuring the partial pressure of water vapor contained in the air in the cargo compartment, the air temperature in the cargo compartment and at a given barometric pressure, the air dew point temperature is determined, then the difference between this temperature and the frost surface temperature on the cooler surface is measured, which difference is compared with the set value and at the time of equalization values, the defrost initiate signal is triggered. Practically, the temperature on the frost surface corresponds to the dew point temperature of the air just above the radiator surface, hence it can be measured, without significant error, with an ordinary temperature sensor. The decreasing temperature difference is measured during the cooler operation period, i.e. when the temperature of its wall is lower than the dew point temperature or when the cooler is supplied with a cooling medium. The cooler operating state is determined by the opening of the cooling medium supply member, and is also identified by measuring the temperature of its wall, which is necessary when the cooler operates cyclically (i.e. practically always). This allows for the correct determination of the measurement moment - the difference between the air dew point temperature in the cargo chamber and the frost surface temperature. During the cooler standstill period, measuring the temperature difference would indicate the need to initiate defrost, which might not be appropriate, so measuring the temperature of the radiator wall surface eliminates this situation. The method according to the invention makes it possible to optimize the operation of the air cooler, and thus also the cooling device, by initiating defrosting when the decreasing temperature difference indicates an increase in the thermal resistance of the frost layer, it automatically takes into account the influence of air humidity. The surface frosting intensity depends on the air humidity, it takes into account the influence of the cooler operating temperature level, because the properties of frost depend on the temperature at which it forms, because the frost's heat conduction coefficient decreases with a decrease and increases with an increase in temperature. Moreover, the place of measuring the dew point temperature in the cargo chamber is free, as is the place of measuring the temperature of the surface of frost on the surface of the cooler.

Układ według wynalazku zawiera czujnik do pomiaru temperatury punktu rosy powietrza wewnątrz komory towarowej oraz czujnik do pomiaru temperatury na powierzchni szronu na chłodnicy, przyłączone do komparatora, z którego sygnał wyjściowy podany jest na wejście drugiego komparatora, w którym porównywany jest z sygnałem zadanym, zaś sygnał wyjściowy z tego komparatora podany jest na jedno z wejść układu blokująco-wyzwalającego zaś na drugie wejście układu blokująco-wyzwalającego podany jest sygnał z modułu sumującego, na którego wejścia podane są sygnały z układów rozpoznających pracę lub postój chłodnicy oraz sygnały z innych chłodnic, z ich układów blokady czasowej. Zaletą układu jest możliwość wybrania właściwego momentu włączeni odszraniania chłodnicy, szczególnie gdy pracuje ona cyklicznie, to znaczy praktycznie zawsze.The system according to the invention comprises a sensor for measuring the air dew point temperature inside the cargo chamber and a sensor for measuring the temperature on the surface of the frost on the cooler, connected to a comparator, from which the output signal is fed to the input of the second comparator, where it is compared with the set signal, and the signal is the output from this comparator is fed to one of the inputs of the blocking and triggering system, while the second input of the blocking and triggering system is fed with a signal from the summing module, the inputs of which are fed with signals from the systems recognizing the operation or standstill of the cooler and signals from other coolers, time lock systems. The advantage of the system is the ability to select the right moment to turn on the defrosting of the radiator, especially when it works cyclically, i.e. practically always.

Przedmiot wynalazku opisany jest w przykładzie wykonania i uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przebieg temperatur występujących w chłodnicyThe subject of the invention is described in an exemplary embodiment and shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the course of temperatures occurring in the cooler

1715136 powietrza, a wykorzystanych do realizacji sposobu, zaś fig. 2 przedstawia schemat blokowy układu do inicjacji odszraniania.1715136 used to carry out the method, and Fig. 2 shows a block diagram of a defrost initiation system.

Przykład I. W komorze towarowej zainstalowano wilgotnościomierz 1 do pomiaru temperatury punktu rosy tr. Drugi czujnik 2 temperatury zamontowano na powierzchni chłodnicy tak, że mierzy on temperaturę powierzchni warstwy szronu osiadłej na tej powierzchni. Różnicę wskazań obydwóch czujników przekształcono na sygnał elektryczny i w układzie mostkowym porównano z wartością zadaną. Malejącą różnicę temperatur mierzono w okresie pracy chłodnicy, gdy temperatura ścianki chłodnicy była niższa od temperatury punktu rosy. W momencie zrównania się wartości mierzonej różnicy temperatur z wartością zadaną nastąpiło wyzwolenie sygnału inicjacji odszraniania.Example 1 A hygrometer 1 for measuring the dew point temperature tr is installed in the goods chamber. A second temperature sensor 2 is mounted on the surface of the cooler so that it measures the surface temperature of the frost layer deposited on that surface. The difference in the indications of both sensors was converted into an electrical signal and compared with the set value in the bridge circuit. The decreasing temperature difference was measured during the cooler operation period, when the cooler wall temperature was lower than the dew point temperature. When the measured temperature difference was equal to the set value, the defrost initiation signal was triggered.

Przykład II. Układ do inicjacji odszraniania chłodnic powietrza zawiera wiigotnościomierz 1, którym dokonuje się pomiaru temperatury punktu rosy tr powietrza w komorze towarowej oraz czujnik 2 do pomiaru temperatury powierzchni szronu tps, zamontowany bezpośrednio przy chłodnicy. Sygnały z tych czujników 1 i 2 podane są na wejście pierwszego komparatora 3, a sygnał wyjściowy z tego komparatora, proporcjonalny do różnicy temperatur At podany jest na jedno z wejść drugiego komparatora 4, zaś na drugie wejście tego komparatora podana jest wartość zadana. Z chwilą przekroczenia przez sygnał z pierwszego komparatora 3 wartości zadanej, na wyjściu z drugiego komparatora 4 pojawi się sygnał do inicjacji odszraniania, który jest podany na jedno z wejść układu blokująco - wyzwalającego 6. Na drugie wejście tego układu 6 podany jest sygnał z modułu sumującego 5. Do modułu sumującego 5 przychodzą sygnały z innych chłodnic, z układu blokady czasowej oraz z układu rozpoznającego stan pracy chłodnicy, to znaczy: praca lub postój. Sygnał z modułu sumującego 5 steruje układem blokująco-wyzwalającym 6 powodując na jego wyjściu pojawienie się na przykład sygnału inicjacji odszraniania 7. Różnica temperatur At = tr - tps jest mierzona w okresie pracy chłodnicy określonej jej temperaturą tś < tr lub w stanie zasilania chłodnicy medium chłodzącym. Przebieg temperatury ścianki chłodnicy tś pozwala rozpoznać stan pracy chłodnicy jak pokazano to na fig. 1, gdzie Arp jest czasem postoju chłodnicy. Temperatura ścianki chłodnicy mierzona jest czujnikiem temperatury nie uwidocznionym na rysunku.Example II. The system for initiating defrosting of air coolers includes a humidometer 1, which measures the dew point temperature tr of the air in the cargo chamber, and a sensor 2 for measuring the surface temperature of frost tps, mounted directly next to the cooler. The signals from these sensors 1 and 2 are fed to the input of the first comparator 3, and the output signal from this comparator, proportional to the temperature difference At, is fed to one of the inputs of the second comparator 4, and the set point is given to the second input of this comparator. When the signal from the first comparator 3 exceeds the set value, the defrost initiation signal appears at the output of the second comparator 4, which is fed to one of the inputs of the blocking and triggering circuit 6. The signal from the summing module is supplied to the second input of the system 6. 5. The summing module 5 receives signals from other coolers, from the time lock system and from the system recognizing the cooler operating status, that is, operation or standstill. The signal from the summing module 5 controls the blocking and triggering system 6, causing its output to appear, for example, of a defrost initiation signal 7. The temperature difference At = tr - tps is measured during the cooler operation period determined by its temperature tś <tr or in the cooler supply state. . The course of the cooler wall temperature t t makes it possible to recognize the operating state of the cooler as shown in Fig. 1, where Arp is the standstill time of the cooler. The cooler wall temperature is measured with a temperature sensor not shown in the figure.

Fig.1.Fig.1.

Fig.2.Fig.2.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. Method for initiating defrosting of air coolers, in which the air temperature in the cargo chamber and on the radiator surface is measured, and in which the electrical defrost initiation signal is triggered by comparing the difference between the parameters tested with the set point in the bridge system, characterized in that the partial pressure is measured water vapor contained in the air in the cargo compartment, the air temperature in the cargo compartment and at a given barometric pressure, the dew point temperature (tr) of the air is determined, then the difference between this temperature (tr) and the frost surface temperature (tps) on the surface is measured ' of the cooler, and the difference is compared with the set value, and when their values are equal, a defrost initiation signal is triggered, the decreasing temperature difference (At) is measured during the cooler operation period, i.e. when its wall temperature (tś) is lower than dew point temperature (tr) or to state Cooling medium supply to the cooler.

2.A system for initiating defrosting of the air cooler, characterized in that it comprises a sensor (1) for measuring the dew point temperature (tr) of the air inside the cargo chamber and a temperature sensor (2) of the frost surface temperature (ts) on the cooler, connected to a comparator (3 ), from which the output signal is fed to the input of the second comparator (4), where it is compared with the set signal, and the output signal from this comparator is fed to one of the inputs of the blocking-triggering circuit, and to the second input of the blocking-trigger circuit ^^ (6), the signal from the summing module (5) is supplied, the inputs of which are signals from the systems recognizing the operation or standstill of the cooler and signals from other coolers, from their time lock systems.