[发明专利]一种用于冷链系统中的冷库融霜方法

说明书

技术领域

本发明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。本发明涉及制冷、电子、电器、和自动控制等领域。

背景技术

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。本发明对提高冷库性能、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℃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、耗电增加。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（0℃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。

发明内容

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，本发明利用分步交互热气融霜的方法创造了一种用于冷链系统中的冷库融霜方法。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。