一种冷链中的冷库制冷系统技术方案

本发明专利技术涉及一种冷链中的冷库制冷系统，所述的冷链中的冷库制冷系统中有至少两个空气冷却器，当空气冷却器在制冷时共同充当蒸发器时实现制冷循环系统，当空气冷却器轮流充当冷凝器和蒸发器时实现分步融霜的融霜循环系统，由微电脑控制系统控制冷链中的冷库制冷系统运行制冷循环系统或融霜循环系统。克服了现有冷库融霜方式的不足之处，提高冷库融霜效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的冷库融霜方法和应用此融霜方法的制冷系统适用于使用氟利昂制冷剂的冷库，尤其适用于使用空气冷却器作为蒸发器的氟系统冷库。这些冷库包括食品冷冻加工及冷藏冷库、药品冷藏库、水果冷藏库、蔬菜冷藏库、茶叶冷藏库以及其他工业冷藏库等。通过对蒸发器翅片融霜方式的改进，提高了蒸发器的融霜效率和制冷机组的安全性能，节省了能源，降低了冷库运行费用。本专利技术涉及制冷、 电子、电器、和自动控制等领域。
技术介绍
冷库是食品生产、加工、经营企业的重要设备，也是农产品冷链物流的基础设施。根据国家发改委2010年7月公布的《农产品冷链物流发展规划》，我国现有冷库总容量880万吨，到2015年将增加到1880万吨。长期以来，我国农产品产后损失严重，果蔬、肉类、水产品流通腐损率分别达到20%、12%、15%，仅果蔬一类每年损失就超过1000亿元。同时，受到生鲜农产品集中上市后保鲜、储运能力制约，农产品“卖难”和价格季节性波动的矛盾突出，农民增产不增收。随着我国国民经济的发展、冷库容量的增加，除了要求制冷机组性能安全、库温稳定外,对冷库节能环保的要求也愈来愈高。本专利技术对提高冷库性能、降低冷库运行成本，有着现实的意义，对促进农民增收、保障居民消费安全、提高居民消费质量有着更加重要的意义。众所周知，冷库制冷过程中空气冷却器(蒸发器)翅片的温度比库温低7 10°C左右，冷库空气中的水分会在翅片表面凝结成冰霜。随着冰霜的加厚，翅片间距缩小，通过翅片的空气流量减少，影响了热交换，使得冷库制冷量减少、制冷系统工作时间加长、耗电增力口。严重时，除制冷系统不停机外，还会引起压缩机湿行程，造成压缩机损坏(对活塞压缩机伤害尤甚)。可见，对蒸发器进行及时有效的融霜，是冷库正常运行的基本条件，也是节省冷库运行费用的重要途径，更关系到“节能减排”这一基本国策。现有的融霜方式主要有停机融霜、淋水融霜、电加热融霜、热气融霜。停机融霜多用于使用盘管式蒸发器的小型制冷系统，融霜效率低、融霜时间长，库温回升高((TC以上)，影响储藏物品的品质。淋水融霜常用于大型冷库及速冻冷库，淋水融霜的蒸发器结构相应复杂，融霜时要控制淋水的压力、流量、温度，尤其是在融霜结束后应及时将翅片上的余水去除，否则会加快翅片结冰、结霜。淋水温度过高时会在冷库内形成雾气，雾气冷却后在冷库内表面结露、结冰。电加热融霜是配置空气冷却器型蒸发器的小型冷库最常用的，电加热器的功率与压缩机功率基本相当，耗电多，不宜用于大型冷库。电加热器安装在蒸发器的管组及翅片之间，其与管组及翅片都不能良好地接触，融霜时电加热器产生的热量大部分通过空气由外向内地传导给翅片上的冰霜，因此，融霜效率低、时间长。电加热融霜的显性弊端是融霜耗电量大，其隐性弊端是融霜时大部分热量散发在冷库中，引起库温回升、增加了压缩机的负荷，进而引起制冷时耗电量增加。加之电加热器安装分布不均匀，融霜时蒸发器局部温度高，引起翅片变形，影响翅片与铜管外壁的结合，使得蒸发器换热效率降低，导致冷库制冷效果差、耗电增加。更有甚者，曾发生由于电加热器安装不当及融霜控制不当，导致电加热器熔化蒸发器铜管造成制冷剂大量泄漏的事故。热气融霜现有的热气融霜是利用压缩机排出的高温气体，通过四通换向阀实现制冷剂逆循环，从而对蒸发器进行融霜。与上述三种融霜方式相比，热气融霜最大的优点是融霜效率高，因为高温气体从蒸发器铜管中通过，对冰霜的加热是由里而外，加热一段时间后，霜层整体脱落，融霜初期不向冷库内传热，也没有水蒸气产生，库温波动小。热气融霜也有明显的缺点一是进入压缩机吸气口的制冷剂含有液体，容易造成压缩机液击，缩短压缩机的使用寿命。二是吸气压力提高，使压缩机压缩比降低，压缩机吸气侧制冷剂的比容减小，制冷剂循环量增加，使压缩机的运转电流和噪音增大。三是由于制冷剂逆向循环，融霜时在冷凝器侧对室外大气制冷，由此产生的冷量被浪费，使得压缩机消耗的电能没有得到充分的利用。因而，这种融霜方式不是最节能的。
技术实现思路
为了克服现有冷库融霜方式的不足之处，提高冷库融霜效率，本专利技术利用分步交·互热气融霜的方法开发了一种冷链中的冷库制冷系统。所谓分步交互融霜，就是将冷库的蒸发器设计成两台或两台以上，通过电磁阀和单向阀控制制冷剂的流向(也可以用四通换向阀和单向阀控制制冷剂的流向)，以实现两台空气冷却器在冷凝器与蒸发器之间的角色转换，充当冷凝器的被融霜，因此分步完成融霜。本专利技术所述的一种冷链中的冷库制冷系统，有至少两个空气冷却器，当空气冷却器在制冷时共同充当蒸发器时实现制冷循环系统，当空气冷却器轮流充当冷凝器和蒸发器时实现分步融霜的融霜循环系统，由微电脑控制系统控制冷链中的冷库制冷系统运行制冷循环系统或融霜循环系统。上述方案中，所述的制冷循环系统包括压缩机6、制冷电磁阀11、冷凝器8、储液器9、第一手阀18、过滤器10、第二手阀19、第一单向阀15、第二单向阀16、第一膨胀阀14、第二膨胀阀17、第一空气冷却器I、第二空气冷却器2、第一回气阀12、第二回气阀13、气液分离器5。上述方案中，所述的融霜循环系统由第一空气冷却器I充当冷凝器的第一融霜循环系统和由第二空气冷却器2充当冷凝器的第二融霜循环系统构成，所述的第一融霜循环系统包括压缩机6、第一融霜电磁阀21、第一空气冷却器I、第三单向阀3、第二膨胀阀17、第二空气冷却器2、第二回气阀13、气液分离器5及恒压旁通阀20，所述的第二融霜循环系统包括压缩机6、第二融霜电磁阀22、第二空气冷却器2、第四单向阀4、第一膨胀阀14、第一空气冷却器I、第一回气阀12、气液分离器5及恒压旁通阀20。上文所述的制冷循环系统、第一融霜循环系统、第二融霜循环系统中还可以包括油分离器7。油分离器是一个纯机械装置，不受微电脑控制系统控制。压缩机工作时其曲轴箱里的润滑油会随冷媒(制冷剂)排出，油分离器的作用是将润滑油从冷媒中分离出来，并储存在其底部，在油分离器的底部设计有一个浮球顶针阀，当其底部的油位达到设计高度时，浮球顶针阀开启，利用压缩机的排气压力将润滑油送回压缩机曲轴箱，以避免因缺油而损坏压缩机的曲轴、连杆，同时避免润滑油进入蒸发器而影响传热等。上文所述的冷链中的冷库制冷系统是这样运行的当冷库温度达到操作者设定的温度上限时，制冷循环系统运行，微电脑控制系统启动压缩机6、冷凝器8、第一空气冷却器I、第二空气冷却器2、制冷电磁阀11，制冷剂经压缩机6压缩后分别依次经过 通路一制冷电磁阀11、冷凝器8、储液器9、第一手阀18、过滤器10、第二手阀19、第一单向阀15、第一膨胀阀14节流减压在第一空气冷却器I内吸热蒸发成气体，再经第一回气阀12、气液分离器5被压缩机6吸入、压缩进行制冷循环； 通路二 制冷电磁阀11、冷凝器8、储液器9、第一手阀18、过滤器10、第二手阀19、第二单向阀16、第二膨胀阀17节流减压在第二空气冷却器2内吸热蒸发成气体，再经第二回气阀13、气液分离器5被压缩机6吸入、压缩进行制冷循环； 两条通路循环同时进行，第一空气冷却器和第二空气冷却器共同充当蒸发器实现制冷循环系统。 当冷库运行到操作者设定的融霜周期时，第一融霜循环系统运行，微电脑控制系统启动压缩机6、第二空气冷却器2、第一融霜电磁阀21、第二回气阀13，此时，制冷剂经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷链中的冷库制冷系统，其特征在于，冷链中的冷库制冷系统中有至少两个空气冷却器，当空气冷却器在制冷时共同充当蒸发器时实现制冷循环系统，当空气冷却器轮流充当冷凝器和蒸发器时实现分步融霜的融霜循环系统，由微电脑控制系统控制冷链中的冷库制冷系统运行制冷循环系统或融霜循环系统。

【技术特征摘要】
1.一种冷链中的冷库制冷系统，其特征在于，冷链中的冷库制冷系统中有至少两个空气冷却器，当空气冷却器在制冷时共同充当蒸发器时实现制冷循环系统，当空气冷却器轮流充当冷凝器和蒸发器时实现分步融霜的融霜循环系统，由微电脑控制系统控制冷链中的冷库制冷系统运行制冷循环系统或融霜循环系统。2.根据权利要求I所述的冷链中的冷库制冷系统，其特征在于，所述的制冷循环系统包括压缩机(6)、制冷电磁阀(11)、冷凝器(8)、储液器(9)、第一手阀(18)、过滤器(10)、第二手阀(19)、第一单向阀(15)、第二单向阀(16)、第一膨胀阀(14)、第二膨胀阀(17)、第一空气冷却器(I)、第二空气冷却器(2)、第一回气阀(12)、第二回气阀(13)、气液分离器(5)； 所述的融霜循环系统由第一空气冷却器(I)充当冷凝器的第一融霜循环系统和由第二空气冷却器(2)充当冷凝器的第二融霜循环系统构成，所述的第一融霜循环系统包括压缩机(6)、第一融霜电磁阀(21)、第一空气冷却器(I)、第三单向阀(3)、第二膨胀阀(17)、第二空气冷却器(2)、第二回气阀(13)、气液分离器(5)及恒压旁通阀(20)，所述的第二融霜循环系统包括压缩机(6)、第二融霜电磁阀(22)、第二空气冷却器(2)、第四单向阀(4)、第一膨胀阀(14)、第一空气冷却器(I)、第一回气阀(12)、气液分离器(5)及恒压旁通阀(20)。3.根据权利要求2所述的冷链中的冷库制冷系统，其特征在于，所述的制冷循环系统、第一融霜循环系统、第二融霜循环系统中还包括油分离器(7)。4.根据权利要求2所述的冷链中的冷库制冷系统，其特征在于，当冷库温度达到 操作者设定的温度上限时，制冷循环系统运行，微电脑控制系统启动压缩机(6)、冷凝器(8)、第一空气冷却器(I)、第二空气冷却器(2)、制冷电磁阀(11)，制冷剂经压缩机(6)压缩后依次经过制冷电磁阀(11)、冷凝器(8)、储液器(9)、第一手阀(18)、过滤器(10)、第二手阀(19)、第一单向阀(15)/第二单向阀(16)、第一膨胀阀(14)/第二膨胀阀(17)节流减压在第一空气冷却器(I) /第二空气冷却器(2 )内吸热蒸发成气体，再经第一回气阀(12 ) /第二回气阀(13)、气液分离器(5)被压缩机(6)吸入、压缩进行制冷循环； 当冷库运行到操作者设定的融霜周期时，第一融霜循环系统运行，微电脑控制系统启动压缩机(6)、第二空气冷却器(2)、第一融霜电磁阀(21)、第二回气阀(13)，此时，制冷剂经压缩器(6)压缩后依次流经第一融霜电磁阀(21)、第一空气冷却器(I)、第三单向阀(3)、第二膨胀阀(17)、第二空气冷却器(2)、第二回气阀(13)、气液分离器(5)重回压缩机维持循环，直到第一空气冷却器(I)的翅片温度达到操作者设定的融霜终止温度，微电脑控制系统停止运行压缩机(6)、第二空气冷却器(2)、第一融霜电磁阀(21)、第二回气阀(13)，第一融霜循环系统对第一空气冷却器(I)的融霜结束； 经预设的延时后，运行第二融霜循环系统，微电脑控制系统启动压缩机(6)、第一空气冷却器(I)、第二融霜电磁阀(22)、第一回气阀(12),此时,第一融霜循环系统对第一空气冷却器(2)的融霜结束，制冷剂经压缩器(6)压缩后依次流经第二融霜电磁阀(22)、第二空气冷却器(2)、第四单向阀(4)、第一膨胀阀(14)、第一空气冷却器(I)、第一回气阀(12)、气液分离器(5)重回压缩机(6)维持循环，直到第二空气冷却器(2)的翅片温度达到操作者设定的融霜终止温度，微电脑控制系统停止运行压缩机(6)、第一空气冷却器(I)、第二融霜电磁阀(22)、第一回气阀(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，蒋维众，张楠，史培磊，
申请(专利权)人：江苏省苏食肉品有限公司，
类型：发明
国别省市：