專利名稱：一種蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于制冷技術，涉及蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制的方法。這種方法適用于冷庫、熱泵及雙門風冷式電冰箱中的蒸發(fā)器除霜。
背景技術：
當蒸發(fā)溫度低于0℃時，空氣中的部分水蒸氣將在蒸發(fā)器表面上凍結成霜。霜層厚度的增加使進入蒸發(fā)器的空氣流速下降，蒸發(fā)器空氣側的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)下降，導致制冷機性能的惡化?，F(xiàn)有的除霜起動和停止時刻自動控制方法或基于測定局部位置處霜層的厚度，當該處霜層厚度達到規(guī)定值時，安裝在該位置上的熱敏電阻感受溫度的變化，從而起動或停止除霜系統(tǒng)，但此方法不能測得霜層的平均厚度，因而不能反映霜層厚度的總體變化。現(xiàn)有的另一種方法，是測量蒸發(fā)器入口和出口的壓差變化，當壓差達到規(guī)定值時，啟動或停止除霜系統(tǒng)，但由于影響蒸發(fā)器空氣側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的直接因素是空氣流速，壓差變化只是反映流速變化的因素之一，因而用壓差變化控制除霜起動和停止時刻不如用氣流速度變化控制除霜起動和停止時刻。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制的方法，本方法用空氣流速相對變化判斷霜層厚度的變化，并在設定的氣流相對速度變化值時及時起動和停止除霜系統(tǒng)。因此是一種更好的除霜起動和停止時刻控制方法。
實現(xiàn)發(fā)明的技術方案是這樣解決的在制冷機的蒸發(fā)器入口處至少設置一個風速傳感器，和一控制系統(tǒng)，風速傳感器將風速轉變?yōu)殡娪嵦枺腿肟刂葡到y(tǒng)，由控制系統(tǒng)控制制冷機的除霜系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的起動和停止；
風速傳感器能連續(xù)不斷地測定蒸發(fā)器入口處的氣流速度，并將其轉化為電訊號傳送給控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)根據(jù)傳送的電訊號判斷出蒸發(fā)器結霜和除霜前后流經(jīng)蒸發(fā)器的風速相對變化，以此控制除霜起動和停止時刻?？刂品椒òㄒ韵虏襟E1)由風速傳感器測得蒸發(fā)器未結霜時進入蒸發(fā)器的初始流速，并設定起動和停止除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值M1和M2。然后，連續(xù)不斷地測定瞬時流速；2)隨著結霜厚度的逐步增加，控制系統(tǒng)根據(jù)測得的結霜后瞬時風速與結霜前的初始風速之比值，即空氣流速相對變化值，與設定值M1比較，判斷是否開始除霜。改變M1的取值可設定在不同的霜層厚度下控制除霜起動；3)進入除霜運行后，控制系統(tǒng)根據(jù)測得的除霜后瞬時風速與結霜前的初始風速之比值，與設定值M2比較，判斷是否停止除霜，改變M2的取值可設定在不同的霜層厚度下控制除霜停止。
本發(fā)明的其它特點是，進入蒸發(fā)器的空氣溫度范圍為-20℃～20℃。
進入蒸發(fā)器的空氣流速范圍為0m/s～10m/s。
設定的起動除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值M1的范圍為0.3～0.8。
設定的停止除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值M2的范圍為0.8～1.0。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點1.采用了更能反映蒸發(fā)器特性，且不受風機特性影響的蒸發(fā)器進口風速度作為控制參數(shù)；2.只需測出風速相對變化，即可判定起動和停止除霜的時刻，這樣對測量風速絕對值的精度要求可降低。
3.由于蒸發(fā)器入口處速度場比較均勻，在蒸發(fā)器中部測得的速度變化能較好地反映霜層平均厚度的變化。必要時，可在整個速度場內多設幾個風速測點，并取其平均值。


圖1是控制系統(tǒng)的原理圖；圖2是控制方法的流程圖；圖3是雙門風冷式電冰箱部分電加熱裝置分布圖，是本發(fā)明的實施例1；圖中符號表示的是，301.蒸發(fā)器，302.蒸發(fā)器除霜加熱器，303.風扇扇葉孔加熱器；304.泄水管加熱器，305.接水盤加熱器，306.溫感風門溫控器殼加熱器；圖4是空氣熱源熱泵型冷熱風機示意圖，是本發(fā)明的實施例2；圖中符號表示的是，401.室外側換熱器，402.室外側風機，403.壓縮機 404.室內側風機，405.室內側換熱器，406.新風口，407.四通閥；圖5是冷風機蒸發(fā)器位置示意圖，是本發(fā)明的實施例3。圖中符號表示的是，501.蒸發(fā)器，502.供液電磁閥，503.回氣電磁閥，504.化霜電磁閥，505.單向閥，506.供液管，507.回氣管，508.化霜熱氣管，509.風機。
具體實施例方式
下面結合附圖和發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明的內容作進一步說明。
參見圖1，依照本發(fā)明的技術方案，本方法先測得蒸發(fā)器未結霜時進入蒸發(fā)器的初始流速，并將其轉變?yōu)殡娦盘?；然后，連續(xù)不斷地測定瞬時流速；隨著結霜厚度的逐步增加，瞬時流速不斷下降。瞬時流速與初始流速之比值，即空氣流速的相對變化，反映了霜層厚度的變化。只要預先設定起動除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值，即可借助于電量變化產(chǎn)生的電訊號自動開始除霜。設定不同的空氣流速相對變化值，可在不同的霜層厚度下起動除霜；進入初霜運行后，連續(xù)不斷測定瞬時空氣流速，隨著結霜厚度的逐步減小，瞬時流速不斷升高。瞬時流速與初始流速之比值反映了霜層厚度的變化，當達到設定好的停止除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值時，借助電量變化產(chǎn)生的電訊號就自動停止除霜，恢復制冷運行。
圖1中的風速傳感器101放置在制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器入口處，控制器102根據(jù)風速傳感器101的信號控制著制冷系統(tǒng)103和除霜系統(tǒng)104的起動和停止。
圖2是本發(fā)明的除霜控制方法流程圖。
當制冷系統(tǒng)103開始運行(S1步驟)，風速傳感器101測得蒸發(fā)器的入口風速初始值A傳送給控制器102，并設定兩個參考值B和C(S2步驟)，B和C的取值由M1和M2來確定B＝M1×AC＝M2×A繼續(xù)進行制冷運行，此時風速傳感器101連續(xù)測定蒸發(fā)器入口的風速(S3步驟)，并與控制器102中的設定值B進行比較(步驟4)。
當測得的蒸發(fā)器入口風速大于設定值B時，則維持制冷運行并繼續(xù)檢測蒸發(fā)器入口風速(步驟3)。
當測得的蒸發(fā)器入口風速小于設定值B時，控制器102控制制冷系統(tǒng)103停止運行，啟動除霜系統(tǒng)104，進入除霜運行(步驟S5)。
進入除霜運行后，風速傳感器仍不斷檢測蒸發(fā)器入口風速(步驟S6)，并傳給控制器，控制器將入口風速與設定值C進行比較(步驟7)。
當進入除霜運行后的蒸發(fā)器入口風速小于設定值C時，繼續(xù)維持除霜運行，風速傳感器不斷檢測蒸發(fā)器入口風速(步驟S6)。
當進入除霜運行后的蒸發(fā)器入口風速大于設定值C時，控制器控制除霜系統(tǒng)停止除霜運行，并啟動制冷系統(tǒng)進入制冷運行(步驟S1)。
以下是發(fā)明人給出的具體實施例，但本發(fā)明不限于這些實施例。
實施例1雙門風冷式電冰箱蒸發(fā)器電熱除霜參見圖3，圖3是目前常用的雙門風冷式電冰箱部分電加熱裝置內部分布示意圖，圖中包括蒸發(fā)器301，蒸發(fā)器除霜加熱器302，風扇扇葉孔加熱器303，泄水管加熱器304，接水盤加熱器305，溫感風門溫控器殼加熱器306。
其蒸發(fā)器301位于冷凍室和冷藏室之間，利用本發(fā)明自動確定除霜起動時刻的方法，在蒸發(fā)器301入口位置a處安裝風速傳感器101，當電冰箱開機進入制冷運行后(步驟S1)，風速傳感器101測定蒸發(fā)器入口的初始風速A，并設定參考值B和C(步驟S2，B和C可以分別設為A的0.45倍和0.85倍)。在隨后的制冷運行當中，風速傳感器101不斷檢測蒸發(fā)器入口的風速(步驟S3)，控制器將檢測到的風速與參考值B進行比較(步驟S4)，如果大于B，則維持制冷運行，并不斷對蒸發(fā)器入口風速進行檢測(步驟S3)，如果入口風速小于B，控制器發(fā)出指令，停止制冷系統(tǒng)壓縮機和風扇轉動，啟動除霜系統(tǒng)電加熱器302、303、304、305和306，開始電熱除霜(步驟S5)。除霜系統(tǒng)啟動后，風速傳感器101仍不斷檢測蒸發(fā)器301入口風速(步驟S6)，控制器將入口風速與參考值C進行對比(步驟S7)，如果小于C，則維持除霜運行，并繼續(xù)檢測蒸發(fā)器入口風速(步驟6)；如果大于C，控制器102發(fā)出指令，停止除霜系統(tǒng)104的5種電加熱器302、303、304、305和306，啟動制冷系統(tǒng)103，開始制冷運行(步驟S1)。
實施例2空氣熱源熱泵蒸發(fā)器(室外側換熱器)熱氣流除霜參見圖4，圖4是空氣熱源熱泵型冷熱風機示意圖，圖中包括蒸發(fā)器(室外側換熱器)401，室外側風機402，壓縮機403，室內側風機404，室內側換熱器405，新風口406，四通閥407。
利用本發(fā)明自動確定除霜起動時刻的方法，在蒸發(fā)器401入口位置a處安裝風速傳感器101，當空氣源熱泵機組開機進入制冷運行后(步驟S1)，風速傳感器101測定蒸發(fā)器401入口的初始風速A，并設定參考值B和C(步驟S2，B和C可以分別設為A的0.5倍和0.9倍)。在隨后的制冷運行當中，風速傳感器101不斷檢測蒸發(fā)器401入口的風速(步驟S3)，控制器102將檢測到的風速與參考值B進行比較(步驟S4)，如果大于B，則維持制冷運行，并不斷對蒸發(fā)器入口風速進行檢測(步驟S3)，如果入口風速小于B，控制器發(fā)出指令，命令四通閥407動作，室外側風機402和室內側風機404停止運轉，蒸發(fā)器暫時成為冷凝器，熱的制冷劑在管內流過，完成管外除霜(步驟S5)。除霜運行啟動后，風速傳感器101仍不斷檢測蒸發(fā)器401入口風速(步驟S6)，控制器將入口風速與參考值C進行對比(步驟S7)，如果小于C，則維持除霜運行，并繼續(xù)檢測蒸發(fā)器401入口風速(步驟6)；如果大于C，控制器102發(fā)出指令，再次命令四通閥407動作，開啟室外側風機402和室內側風機404，開始制冷運行(步驟S1)。
實施例3冷風機蒸發(fā)器的熱氣流除霜參見圖5，圖5是冷風機蒸發(fā)器位置示意圖，圖中包括蒸發(fā)器501，供液電磁閥502，回氣電磁閥503，化霜電磁閥504，單向閥505，供液管506，回氣管507，化霜熱氣管508，風機509。
利用本發(fā)明自動確定除霜起動時刻的方法，在蒸發(fā)器501入口位置a處安裝風速傳感器101，當冷風機開機進入制冷運行后(步驟S1)，風速傳感器101測定蒸發(fā)器501入口的初始風速A，并設定參考值B和C(步驟S2，B和C可以分別設為A的0.55倍和0.95倍)。在隨后的制冷運行當中，風速傳感器101不斷檢測蒸發(fā)器501入口的風速(步驟S3)，控制器102將檢測到的風速與參考值B進行比較(步驟S4)，如果大于B，則維持制冷運行，并不斷對蒸發(fā)器501入口風速進行檢測(步驟S3)，如果入口風速小于B，控制器發(fā)出指令，命令供液電磁閥502和回氣電磁閥503關閉，風機509停止轉動，然后開啟化霜電磁閥504，熱氣流流入蒸發(fā)器501除霜(步驟S5)，凝液經(jīng)單向閥505流出。除霜運行啟動后，風速傳感器101仍不斷檢測蒸發(fā)器501入口風速(步驟S6)，控制器將入口風速與參考值C進行對比(步驟S7)，如果小于C，則維持除霜運行，并繼續(xù)檢測蒸發(fā)器501入口風速(步驟6)；如果大于C，控制器102發(fā)出指令，命令化霜電磁閥504關閉，開啟供液電磁閥502、回氣電磁閥503和風機509，開始制冷運行(步驟S1)。
權利要求
1.一種蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制方法，其特征在于，利用蒸發(fā)器結霜除霜前后流經(jīng)蒸發(fā)器的風速相對變化，控制除霜起動和停止時刻；包括以下步驟1)在制冷機的蒸發(fā)器入口處至少設置一個風速傳感器，和一控制系統(tǒng)，風速傳感器將風速轉變?yōu)殡娪嵦?，送入控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)控制制冷機的除霜系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的起動和停止；2)由風速傳感器測得蒸發(fā)器未結霜時進入蒸發(fā)器的初始流速，并設定起動和停止除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值M1和M2。然后，連續(xù)不斷地測定瞬時流速；3)隨著結霜厚度的逐步增加，控制系統(tǒng)根據(jù)測得的結霜后瞬時風速與結霜前的初始風速之比值，即空氣流速相對變化值，與設定值M1比較，判斷是否開始除霜；改變M1的取值可設定在不同的霜層厚度下控制除霜起動；4)進入除霜運行后，控制系統(tǒng)根據(jù)測得的除霜后瞬時風速與結霜前的初始風速之比值，與設定值M2比較，判斷是否停止除霜；改變M2的取值可設定在不同的霜層厚度下控制除霜停止。
2.根據(jù)權利要求1所述的蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制方法，其特征在于，進入蒸發(fā)器的空氣溫度范圍為-20℃～20℃。
3.根據(jù)權利要求1所述的蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制方法，其特征在于，進入蒸發(fā)器的空氣流速范圍為0m/s～10m/s。
4.根據(jù)權利要求1所述的蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制方法，其特征在于，設定的起動除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值M1的范圍為0.3～0.8。
5.根據(jù)權力要求1所述的蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制方法，其特征在于，設定的停止除霜系統(tǒng)的空氣流速相對變化值M2的范圍為0.8～1.0。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)器除霜起動和停止時刻自動控制的方法，該方法利用蒸發(fā)器結霜除霜前后流經(jīng)蒸發(fā)器的風速相對變化，控制除霜起動和停止時刻。采用本發(fā)明的除霜起動和停止時刻自動控制方法具有以下優(yōu)點不必測定霜層厚度，從而避免了霜層平均厚度難以測量的困難；只需比較不結霜、結霜以及除霜后進入蒸發(fā)器氣流速度的相對變化，即可確定開始和停止除霜的時刻，保證了除霜開始和停止時刻的合理確定，從而保證了蒸發(fā)器的良好傳熱特性，以及制冷系統(tǒng)的高效運行。
文檔編號G01F1/00GK1527010SQ03134599
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權日2003年9月23日
發(fā)明者周晉, 吳青平, 吳業(yè)正, 周 晉 申請人:西安交通大學