[發明專利]利用冷藏庫外界空氣輔助電加熱除霜的裝置及其運行方式

有效

• 申請號: 201410102776.4
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103868309A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 楊昭;陳明鋒;陳愛強;張娜;趙松松
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25D21/06
• 分類號: F25D21/06;F25D29/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明屬于低溫與冷藏領域，更加具體地說，涉及一種利用冷藏庫外界空氣輔助電加熱除霜的裝置及其運行方式，利用冷庫外界空氣及電動風閥控制來輔助蒸發器實現電加熱除霜。

背景技術

目前，我國的冷庫總容量在逐年增加，冷藏庫的除霜問題一直是低溫與冷藏領域關注的熱門話題。為了使農副食品具有更好的保鮮效果，冷藏庫內需提供一種“低溫高濕”的環境。循環空氣遇冷很容易在蒸發器表面上結霜，霜層隨著時間會不斷積累變厚，對蒸發器的換熱效果有嚴重影響，同時蒸發器的循環風受到的流動阻力也不斷增大，致使空氣的循環量減少并導致風機工況點發生改變，增加了風機的運行能耗。因此，對冷庫的蒸發器表面進行及時有效的除霜，對冷藏庫系統的高效與節能運行具有重要意義。

電加熱式除霜方法作為冷藏庫的除霜方法之一，其特點是結構簡單、易于安裝和控制，但其缺點是在除霜過程中耗能較大。另外在進行電加熱過程中，電加熱器的放熱量很少部分熱量用于蒸發器的除霜，大部分放熱量散到冷藏庫中去，增加了冷庫冷負荷，對冷藏庫內的溫度波動較大。開始電加熱除霜時，將會使蒸發器周圍空氣的溫度升高，除霜結霜后制冷系統又要消除這部分冷負荷，造成很大的能源浪費。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種除霜裝置及其運行方式，來輔助電加熱除霜，減少電加熱除霜的時間，降低整個系統的運行能耗，同時保證除霜時庫內溫度的相對穩定，對冷藏庫除霜研究具有非常重要的現實意義。

在電加熱除霜過程中，利用冷藏庫外界空氣和電動風閥的開關，能夠實現利用空氣作為冷熱源給蒸發器外圍的保溫箱內的空氣預熱與預冷，以減少在除霜過程中電加熱器向周圍空氣中的散熱、電加熱器向周圍空氣放熱所增加的冷負荷，克服蒸發器外的保溫箱在降溫過程中蒸發器二次結霜、除霜過程中冷庫溫度波動大等問題。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

利用冷藏庫外界空氣輔助電加熱除霜的裝置，包括保溫箱、蒸發器、電加熱器、第一電動風閥、第二電動風閥、第三電動風閥、第四電動風閥、節流裝置、冷凝器、壓縮機，其中：

在冷庫貯藏間的上部空間設置保溫箱，在保溫箱的進口和出口分別設置第一電動風閥和第二電動風閥；在保溫箱頂部設置兩個伸出冷庫貯藏間的風道，并分別在兩個風道中設置第三電動風閥和第三電動風閥；

在保溫箱內部的上部空間設置蒸發器，選擇將蒸發器頂部設置在保溫箱頂板；蒸發器內設有電加熱器，蒸發器的底部與保溫箱底板之間留有空氣循環風道；

蒸發器進口與節流裝置連接，蒸發器出口與壓縮機的吸氣口連接；冷凝器的進口與壓縮機的排氣口連接，冷凝器的出口與節流裝置連接。

選擇在保溫箱、冷庫貯藏間以及外界環境中分別設置溫度傳感器，以采集溫度信號，控制第一電動風閥、第二電動風閥、第三電動風閥和第四電動風閥的工作狀態。

在本發明的技術方案中，通過4個電動風閥開關狀態的不同組合，實現蒸發器在電加熱除霜時利用冷庫貯藏間外界空氣進行對保溫箱內的空氣預熱與預冷：

當開始除霜時，壓縮機關閉停止制冷，第一電動風閥和第二電動風閥關閉，第三電動風閥和第四電動開啟，通過蒸發器的風機動作使得保溫箱內的空氣和冷藏庫外界空氣進行熱濕交換；

當保溫箱內溫度與外界環境溫度相同時，關閉第三電動和第四電動風閥，開啟電加熱器，在保溫箱內通過導熱和對流方式進行循環除霜；

除霜進行到一定程度后（出現霜掉落情形），關閉電加熱器，開啟第三電動和第四電動風閥，通過蒸發器的風機動作使得保溫內的空氣和冷藏庫外界空氣進行熱濕交換；

當保溫箱內溫度與外界環境溫度相同時，關閉第三電動和第四電動風閥，開啟壓縮機開始給保溫箱內制冷降溫；當保溫箱內的溫度降到與冷庫貯藏間溫度相同時，第一電動風閥和第二電動風閥開啟，系統以常規冷庫制冷模式運行。

與現有技術相比，由于在保溫箱與冷藏庫外界空氣之間添加兩個風道，本發明的技術方案具有如下有益效果：

（1）通過四個電動風閥開關狀態的不同組合，電加熱除霜前利用冷藏庫外界空氣給保溫箱內的空氣升溫作為熱源，節省了電加熱器向周圍空氣放熱所耗的部分能量，夏季工況節能比較明顯。

（2）通過四個電動風閥開關狀態的不同組合，電加熱除霜后利用冷藏庫外界空氣給保溫箱內的空氣降溫作為冷源，節省了制冷系統為消除電加熱器向周圍空氣放熱增加的冷負荷所耗的部分能量，冬季工況節能比較明顯。