製冷循環的除霜控制方法

2023-07-14 10:20:51 1

專利名稱：製冷循環的除霜控制方法
技術領域：
本發明涉及冷凍冷藏庫等的製冷循環的除霜控制方法。
圖6是現有製冷循環的除霜控制方法的一例，即日本專利(公開)昭60-65582號中所公開的冷凍冷藏庫除霜裝置的剖視圖，圖7是表示基本製冷循環的迴路圖。圖中，(1)為冷藏庫箱體，(2)為送風扇，(3)為蒸發器，(4)為設置於蒸發器(3)出口處的儲液罐，(5)為支持蒸發器(3)的端板，(6)為安裝在蒸發器(3)下方的玻璃管加熱器，(7)為設置於玻璃管加熱器(6)的正上方的罩，(8)為設置於蒸發器室最下部的流水槽，(11)為安裝於端板(5)下部的熱對流導板，(12)為壓縮機，(13)為冷凝器，(14)為減壓器，(15)為製冷劑管路。
下面就其工作情形作一說明，首先，由製冷劑管路(15)依次連接壓縮機(12)，冷凝器(13)、減壓器(14)、蒸發器(3)而構成製冷循環，當此製冷循環運轉時，蒸發器(3)即達到極低的溫度。然後，使庫內的空氣與達到極低溫度的蒸發器(3)接觸，進行熱交換使空氣冷卻，用送風扇(2)使此冷卻了的空氣進行強制對流，並再次送入冷凍冷藏庫的庫內，進行庫內的冷卻。庫內空氣中所含的水分在此時的熱交換中即附著於蒸發器(3)及儲液罐(4)表面上而結為霜。這樣的霜在需要進行熱交換的蒸發器(3)與空氣之間形成冰霜層，而防礙熱交換的進行。因此，冷凍冷藏庫通常要定期進行除霜作業。
此種除霜作業是通過加熱使附著於蒸發器(3)及儲液罐(4)表面上的霜經融化而除去的一種作業，因而與製冷運轉中使蒸發器(3)產生的冷氣，即帶走熱量的作業相反，為此通常要停止製冷運轉，也就是要將壓縮機(12)停止後才進行除霜作業，待除霜作業結束後，再開動壓縮機(12)來進行製冷運轉。
這樣的除霜作業是，在壓縮機(12)停止工作後，給玻璃管加熱器(6)通電，玻璃管加熱器(6)被激勵而發熱後便加熱附近的空氣。被加熱的空氣經自然對流而到達上方，與附著於蒸發器(3)表面上的霜進行熱交換而除霜。另外，被加熱空氣中的一部分，通過因玻璃管加熱器(6)的發熱而折向內側的熱對流導板(11)的引導，而上升到儲液罐(4)一側，進行儲液罐表面的除霜作業。
至於除霜作業的完成，則是根據安裝在儲液罐表面上的除霜感知傳感器的感知溫度達到霜的熔點以上10～15℃來判斷。
現有製冷循環的除霜方法中存在的問題是，它只是藉助加熱器所釋放的輻射熱來進行除霜，因此在靠近加熱器一帶的除霜能在較短時間內完成，但當距離加熱器較遠時，則所加熱之空氣的熱量也急劇地減少，從而在距加熱器較遠的蒸發器上部及儲液罐的除霜時間便大大加長，由於加熱器所產生的全部熱量不可能只用於去霜，因此加熱器的加熱時間愈長，便會在與加熱器遠離開的部位上霜融化的同時，導致加熱器的熱傳導到應藉助蒸發器的冷氣來進行冷卻的庫內，使庫內的溫度上升。
本發明的目的在於提供一種除霜控制方法，即是使加熱器發生的熱量能迅速而可靠地傳導到蒸發器的與加熱器遠離開的部位及儲液罐等處，將應予以冷卻的庫內所受到的熱影響控制在最低限度，而得以在短時間內完成除霜的製冷循環。為此，利用壓縮機，使加熱器附近的受加熱器熱能影響而處於局部加熱狀態的蒸發器製冷劑，逐步地移向與加熱器遠離開的蒸發器部位及儲液罐內，此移動的製冷劑即成為各部的新熱源，溶化此製冷劑附近管壁外的霜，而使與加熱器遠離開的部位上的霜也能可靠地在短時間內除去;或在設置有製冷劑控制閥及單向閥的冰箱的除霜作業中，不使製冷劑控制閥與壓縮機的開、關同步，而令其經常處於「開」的狀態，以縮短除霜時間。
此第一發明所涉及的製冷循環的除霜控制方法收到了如下的效果在用加熱器進行的除霜作業中，讓壓縮機按規定的時間間隔作短時間運轉，使加熱器附近的受加熱器熱能影響而處於局部加熱狀態的蒸發器製冷劑，藉助於壓縮機的作用而逐步移向與加熱器遠離開的蒸發器部位及儲液罐內，此移動的製冷劑即成為各部的新熱源，溶化酥評浼糧澆鼙諭獾乃褂爰尤繞髟獨肟課簧系乃材芸煽康卦詼淌奔淠誄ァ 第二發明則是通過下述方法收到了與第一發明相同的效果，即在冷凝器與減壓器之間設置製冷劑控制閥，且在蒸發器與壓縮機之間設置單向閥，在這樣一種冷藏庫中，當進行除霜作業時，不使製冷劑控制閥與壓縮機的開、關操作同步而使之固定在開的狀態。
附圖的簡要說明

圖1是表示第一發明之製冷循環的除霜控制方法的一個實施例的冷凍冷藏庫的主視圖;圖2是表明圖1之實施例中除霜控制的時間表;圖3是第二發明的一個實施例的製冷劑迴路圖;圖4是表示圖3的實施例中除霜控制的時間表，圖5是圖3中在正常運轉條件下進行控制的時間表;圖6是表示現有除霜裝置的冷藏庫的主視圖;圖7是基本製冷劑的迴路圖。
圖中，(1)為冷藏庫箱體，(2)為送風扇，(3)為蒸發器，(4)為儲液罐，(5)為端板，(6)為玻璃管加熱器，(7)為罩，(8)為流水槽，(9)為排水管，(10)為除霜傳感器，(11)為熱對流導板，(12)為壓縮機，(13)為冷凝器，(14)為減壓器，(15)為製冷劑管路，(16)為製冷劑控制閥，(17)為單向閥。
另外，圖中以同一符號表示同一部分或相當的部分。
實施例本發明是在由加熱器進行加熱除霜時，利用停止了的製冷循環來提高除霜能力。
現結合表示冷凍冷藏庫除霜控制一實施例的圖1與圖2，來說明製冷循環除霜控制方法的第一發明。
在圖1中，(1)為冷藏庫箱體，(2)為送風扇，(3)為蒸發器，(4)為設置於蒸發器(3)的出口側的儲液罐，(6)為安裝於蒸發器(3)下部的玻璃管加熱器，(7)為安裝於玻璃管加熱器(6)的正上方的罩，(8)為設置於蒸發器室最下部的流水槽，(9)為排水管，(10)為安裝於儲液罐(4)表面上的除霜傳感器。圖2是表示冷凍冷藏庫在除霜作業中對壓縮機及玻璃管加熱器進行控制的時間表，t表示除霜作業時壓縮機的瞬間運轉時間。a為壓縮機瞬間運轉中止溫度，b為除霜完畢時的溫度。
正常的冷卻運轉與現有的冷凍冷藏庫相同，通過製冷循環的運轉使庫內冷卻，並且根據與現有的冷凍冷藏庫同樣的理由，需要進行定期的除霜作業。
下面利用圖2中的時間表來說明這一除霜控制。
首先，除霜作業一開始，就開始向玻璃管加熱器(6)通電，於是由玻璃管加熱器(6)開始發熱。與此同時，製冷循環中的壓縮機(12)便由正常的連續工作及按照箱內溫度進行有控制的運轉，轉換為按所定間隔T進行短時間t的瞬間運轉。
然後，壓縮機(12)的這種斷續地瞬間運轉一直持續到傳感器(10)的感知溫度達到了判斷出儲液罐(4)表面上的霜已溶化的a點。直到此除霜傳感器(10)的感知溫度達到a點為止，蒸發器內部的壓力是霜溶化的0℃的飽和壓力，即便使壓縮機(12)進行瞬間運轉，也幾乎不會感受到由於壓縮機的吸入作業所引起的壓力降低，蒸發溫度不會降低，能使在玻璃管加熱器(6)附近的蒸發器(3)下部被加熱的製冷劑移動到與蒸發器(3)出口側的玻璃管加熱器(6)遠離開的部位。藉助此已加熱之製冷劑的移動，能使玻璃管加熱器(6)的熱能由管路內部傳導到不易進行自然對流的與玻璃管加熱器(6)遠離開的蒸發器(3)之上部及儲液罐(4)內，在管路內移動的製冷劑便成為該部分的新熱源，從管路的內側去溶化霜，因此，能迅速溶化與玻璃管加熱器(6)遠離開的蒸發器(3)的上部及儲液罐(4)的表面上的霜。
此冷凍冷藏庫的除霜作業一直進行到除霜傳感器(10)的感知溫度達到了高出霜溶化溫度的b點(約10℃)。
之所以如此，是由於溶化了的霜成為水滴後，由蒸發器(3)流到流水槽(8)再流到排水管(9)而需要一段時間，這樣做便能防止溶化的水滴再次在蒸發器(3)的表面上結成冰而殘留下來。從霜溶化到能流動的a點起到b點之間的這段時間內，由於蒸發器(3)的誆墾沽拔露仍諫仙饈保綣寡顧躉興布湓俗鴕艿接捎諮顧躉胱饕刀鷓沽檔偷撓跋歟舴⑽露冉彩畢陸擔⑶一夠嵊跋斕匠釁鰨 0)的感知溫度。因此，壓縮機(12)的瞬間運轉最好由開始除霜時起，一直運轉到霜已被溶化，即除霜傳感器(10)的感知溫度為a點溫度(1～3℃)時為止，利用這種控制方法，便能縮短除霜時間。
由於製冷循環中在蒸發器上產生的霜是因蒸發器內流動的製冷劑所產生的冷氣而形成的，故若以此製冷劑為熱源，就能可靠地將熱源送到有霜的部位，而且可以維持到將霜除掉為止，且不用擔心會將不必要的部分及庫內加熱，在霜已被除掉之時，便停止了以製冷劑作為熱源，亦即停止了玻璃管加熱器的發熱，因此完全不用擔心以製冷劑作為熱源而引起的熱影響。
在此，壓縮機(12)處於停止的時間T，對於玻璃管加熱器(6)附近的蒸發器(3)的製冷劑來說，是它從玻璃管加熱器(6)吸熱所需的時間;對於與玻璃管加熱器(6)遠離開的蒸發器(3)及儲液罐(4)內的製冷劑來說，是它將所吸收的熱能釋放到管壁外部霜上的時間。
因此，如果根據使玻璃管加熱器(6)附近的蒸發器(3)上的霜得以除去後並吸熱後的製冷劑在通過結霜區域後進行散熱的熱能不再殘存而來設定這一時間T，就能完全防止向結霜以外的部位的散熱。
另外，壓縮機(12)進行瞬間運轉的時間t，在玻璃管加熱器(6)的附近，乃是將吸熱後的製冷劑輸送到有霜位置的時間，並且是將用於重新吸熱的製冷劑引導到玻璃管加熱器附近的時間;而在離開玻璃管加熱器(6)的位置上，則是將吸熱後的製冷劑引導到散熱位置的時間。
因此，若根據已吸熱的製冷劑能在同時完全被吸熱前的製冷劑所替換來設定時間t時，就能對全部結霜進行普遍而均勻的除霜。
再有，上述實施例是針對製冷劑迴路中不具備製冷劑控制閥的冷藏庫所作的說明。但是如圖3所示，當在冷凝器(13)的出口與減壓裝置(14)的入口之間設置製冷劑控制閥(16)，並在蒸發器(3)的出口與壓縮機(12)的入口之間設置單向閥(17)時，則如圖5中時間表所示在正常的冷卻運轉中，為了減少壓縮機的開、停損失，便需要與壓縮機(12)的開、關同步地開、閉製冷劑控制閥(16)，在這樣的冷藏庫中，如圖4的時間表所示，當利用玻璃管加熱器(6)進行除霜作業時，使製冷劑控制閥(16)與壓縮機(12)的開、停無關地經常處於開啟狀態，在從除霜開始，直到除霜傳感器(10)的感知溫度達到霜的溶化溫度以上的a(1～3℃)為止的一段時間內，使壓縮機(12)每隔某一段時間(T)便進行短時間(t)的運轉，藉此即可獲得與上述實施例同樣的效果。
權利要求
1.製冷循環的除霜控制方法，其特徵在於由製冷管路依次連接壓縮機、冷凝器、減壓器、蒸發器、儲液罐，在這樣構成的製冷循環中，在上述蒸發器或上述儲液罐上設置除霜傳感器，在上述蒸發器的附近設置加熱器，在從除霜開始直到上述除霜傳感器的感知溫度達到霜的熔點以上為止的時間內，開動上述加熱器，並使上述壓縮機按規定時間間隔進行短時間運轉。
2.根據權利要求書第(1)項所述的製冷循環的除霜控制方法，其特徵在於在蒸發器的製冷劑流入側附近設置加熱器。
3.製冷循環的除霜控制方法，其特徵在於用製冷劑管路依次連接壓縮機、冷凝器、減壓器、蒸發器、儲液罐，在這樣構成的製冷循環中，在上述蒸發器或上述儲液罐上設置除霜傳感器，在上述蒸發器附近設置加熱器，在上述冷凝器及上述減壓器之間的製冷劑管路上設置製冷劑控制閥，在上述蒸發器及上述壓縮機之間的製冷劑管路上設置單向閥，用以阻止製冷劑由上述壓縮機流向上述蒸發器，在從除霜開始直到上述除霜傳感器的感知溫度達到霜的熔點以上為止的時間內，使上述加熱器進行加熱，讓上述壓縮機以所規定的時間間隔進行短時間運轉，而且在此期間內要使上述製冷劑控制閥與壓縮機的開、停無關地經常處於開啟狀態。
4.根據權利要求書第(3)項所述的製冷循環的除霜控制方法涮卣髟謨冢涸謖舴⑵韉鬧評浼亮魅氬喔澆柚眉尤繞鰲
全文摘要
本發明是利用壓縮機使加熱器附近的藉助於加熱器的熱能而處於局部加熱狀態的蒸發器製冷劑逐步地移動到與加熱器遠離開的蒸發器部位及儲液罐內，此移動的製冷劑成為各部的新熱源，溶化此製冷劑附近管壁外的霜，而與此加熱器遠離開的部位上的霜也能可靠地在短時間內除去。或者，在設置有製冷劑控制閥及單向閥的冷凍冷藏庫的除霜作業中，使製冷控制閥不與壓縮機的開、關同步，而經常保持於開啟狀態，藉此得以縮短除霜時間。
文檔編號F25D21/06GK1034052SQ8810861
公開日1989年7月19日 申請日期1988年12月16日 優先權日1987年12月17日
發明者本多功 申請人:三菱電機株式會社