CN116817499A - 制冷*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷***，包括：冷墙，所述冷墙的内侧位于所述制冷***的循环风道内；载冷剂循环***，其载冷剂管道预埋在冷墙内的部分给墙体供冷；制冷循环***，其蒸发器盘管预埋在所述冷墙内并于所述载冷剂管道缠绕供冷；除霜装置，用于清除所述冷墙内侧的霜层。本发明通过将载冷剂管道和蒸发器盘管预埋在冷墙内，并通过在冷墙的内侧壁设置除霜装置自动铲除冷墙表面的霜层，可以保证速冻库内换制冷效果不变的情况下实现不停机化霜，提高速冻机日产能、节约化霜后重温拉温的能源消耗。

Description

制冷***

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体为一种制冷***。

背景技术

市场上的大多数螺旋速冻机使用蒸发式换热器。然而，由于蒸发器在长时间作业后容易结霜，这会带来一系列问题。首先，结霜会影响蒸发器的换热性能，导致速冻速率下降。其次，结霜还会增加压缩机的运行负担，导致能耗上升。为了应对结霜问题，通常情况下，螺旋速冻机每连续工作6-7小时就会停机进行除霜。然而，由于速冻机是大型冷冻设备，除霜时长至少为1小时。每天需要进行2-3次除霜。除此之外，为确保机组停机时速冻机内的货物均已冷冻完毕，约在除霜前0.5小时就会停止入料。整个除霜过程既耗时又耗能。除霜结束后，库温会回升，需要将库温重新降低至-30℃以下，然后再进行进料，这增加了耗能和时间成本。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中的螺旋速冻制冷***不能连续化霜的技术问题，提出一种制冷***。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种制冷***，包括：

冷墙，所述制冷***的循环风道经过所述冷墙的内侧；

载冷剂循环***，其载冷剂管道预埋在冷墙内给墙体供冷；

制冷循环***，其蒸发器盘管预埋在所述冷墙内并于所述载冷剂管道缠绕供冷；

除霜装置，用于清除所述冷墙内侧的霜层。

本发明还包括获取冷墙内侧图像信息的图像采集装置，根据图像信息计算结霜面积的占比并根据结霜面积的占比与预设结霜面积占比的比较结果控制所述除霜装置清除冷墙内侧霜层的控制器。

所述图像采集装置每间隔预设时间获取一次冷墙内侧的图像信息，所述控制器随机选取预设数量的像素点，计算白色像素点占预设数量的像素点的比例得到结霜面积的占比。

优选地，冷墙的内侧上下分为多个结霜检测区域，当任意结霜检测区域的结霜面积的占比大于预设结霜面积占比时，控制器控制所述除霜装置清除冷墙内侧霜层。

进一步的，所述除霜装置包括：安装在所述冷墙内侧铲除霜层的铲霜组件，驱动所述铲霜组件移动铲除霜层的驱动件。

进一步的，所述铲霜组件包括：贴紧所述冷墙并横向设置有积霜槽的铲霜件，安装在所述积霜槽内将所述积霜槽内霜层推出的推霜滑块。

进一步的，所述铲霜件呈长条状并沿长度方向开设有通向两端的所述积霜槽，所述铲霜件围成所述积霜槽槽壁的一侧顶部设置斜面形成铲霜部。

进一步的，所述制冷剂循环***包括：循环连通的压缩机、冷凝器、节流阀和所述蒸发器盘管。

载冷剂循环***包括：所述载冷剂管道，设置在所述循环风道上用于降低风道温度的载冷剂喷淋回收装置，收集所述载冷剂喷淋回收装置的载冷剂的载冷剂储液箱，将所述载冷剂储液箱的载冷剂经所述载冷剂管道送至所述载冷剂喷淋回收装置的载冷剂泵。

载冷剂管道的进液部分与所述蒸发器盘管，所述载冷剂管道的其余部分呈蛇形布设在所述冷墙的内侧面内。

本发明还包括设置在所述循环风道上用于冷却货物的螺旋塔。

具体的，冷墙的内侧为设置所述制冷***的速冻库的一侧内壁，所述螺旋塔设置在所述速冻库内，所述循环风道的风经过所述螺旋塔吹向所述冷墙后，再通过循环风机吹向所述载冷剂循环***的载冷剂喷淋回收装置后回到所述螺旋塔。

与现有技术比较，本发明具有如下优势：

通过将载冷剂管道和蒸发器盘管预埋在冷墙内，并通过在冷墙的内侧壁设置除霜装置自动铲除冷墙表面的霜层，可以保证速冻库内换制冷效果不变的情况下实现不停机化霜，提高速冻机日产能、节约化霜后重温拉温的能源消耗。通过冷墙和载冷剂循环***的结合，实现了对速冻库内空气的快速制冷，从而提高了速冻效率。

通过随机统计冷墙上白色像素点的比例计算冷墙霜层覆盖的面积占比，判断冷墙结霜程度，实现自动除霜。

在循环空气进入喷淋换热器前，使用冷墙对空气进行除湿，减少了空气中的水汽对载冷剂溶液的稀释作用，避免了喷淋***的结冰、冻管风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的结构示意图；

图2为本发明实施例中冷墙布设管道的结构示意图；

图3为本发明实施例中除霜装置的部分结构示意图；

图4为本发明实施例中的控制流程图；

图5为本发明实施例中的控制框图；

101、冷凝器；102、压缩机；103、节流阀；104、载冷剂泵；105、除霜装置；106、图像采集装置；107、螺旋塔；108、回风口；109、循环风机；110、载冷剂喷淋装置；111、回收托盘；112、挡液板；113、载冷剂储液箱；114、冷墙；115、载冷剂管道；116、蒸发器盘管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

由于速冻机是大型冷冻设备，除霜时长至少为1小时。每天需要进行2-3次除霜。除此之外，为确保机组停机时速冻机内的货物均已冷冻完毕，约在除霜前0.5小时就会停止入料。整个除霜过程既耗时又耗能。除霜结束后，库温会回升，需要将库温重新降低至-30℃以下，然后再进行进料，这增加了耗能和时间成本。对此，本发明提出了一种可实现不停机除霜的连续速冻制冷***，将载冷剂管道与蒸发器盘管预埋在冷墙内，通过除霜装置定期清除墙内侧的霜层。

如图1、2所示，本发明提出了一种制冷***，具体包括：速冻库、冷墙114、载冷剂循环***、制冷循环***和除霜装置105，速冻库的一侧壁为冷墙114，速冻库设置有循环风道，循环风道经过该冷墙114。制冷循环***具体包括冷凝器101、节流阀103、压缩机102、蒸发器盘管，其蒸发器管道能够提供冷量，且蒸发器盘管预埋在冷墙114内供冷。载冷剂循环***包括预埋在冷墙114内与蒸发器盘管缠绕的载冷剂管道以及载冷剂储液箱113，载冷剂喷淋回收装置。蒸发器盘管116与载冷剂管道115均预埋进除霜冷墙114内，蒸发器盘管116流经冷墙114的面积较小，仅用于与缠绕部分的载冷剂管道换热，载冷剂管道115铺设整面冷墙114，使载冷剂流动过程中降低冷墙114表面温度，库内通过循环风道的循环空气在冷墙114上结霜，可以通过冷墙114底部的除霜装置105进行除霜。从而速冻库内可在保证库内换热效果不变的情况下实现不停机化霜，提高速冻机日产能、节约化霜后重温拉温的能源消耗。并通过冷墙114和载冷剂循环***的结合，实现了对速冻库内空气的快速制冷，从而提高了速冻效率。

需要说明的是，上述管道预埋与墙体直接接触没有间隙。使冷量能够顺利传递。

具体的，如图1、4、5所示，本发明还包括图像采集装置106和控制器，图像采集装置106获取冷墙114内侧的图像信息，通过控制器可以计算出大致的结霜面积，然后再根据结霜面积与预设结霜面积的比较结果来控制除霜装置105清除冷墙114内侧的霜层。即结霜面积大于预设结霜面积时，进入除霜程序，控制器直接控制除霜装置105清除冷墙114内侧的霜层。

且在进入除霜程序控制器直接控制除霜装置工作时，图像采集装置停止拍摄，因为除霜装置工作过程中会挡住墙面，此时拍摄的图像信息也不能作为判断依据。

结霜面积的占比具体获取方式为：图像采集装置106每间隔预设时间获取一次冷墙114内侧的图像信息，控制器接收到图像信息后，随机的选取预设数量的像素点，计算白色像素点占预设数量的像素点的比例，将该比例作为结霜面积的占比。用于控制器控制除霜装置105。

图像采集装置106可以每间隔2min获取一次冷墙114内侧的图像信息，控制器接收到图像信息后，随机的选取预设数量的像素点，计算白色像素点占预设数量的像素点的比例，将该比例作为结霜面积的占比。用于控制器控制除霜装置105。

进一步的，冷墙114的内侧上下分为多个结霜检测区域，当任意一个结霜检测区域的结霜面积的占比大于预设结霜面积的占比时，控制器直接控制除霜装置105清除冷墙114内侧霜层。避免某一区域结霜量过大而无法触发除霜装置进行除霜。

具体的，如图2所示，可以将冷墙114的内侧面均分为上下两个结霜检测区域a和b，当位于上方的结霜检测区域a的结霜面积的占比大于预设结霜面积占比或者当位于下方的结霜检测区域b的结霜面积占比大于预设结霜面积占比时，除霜装置105直接从冷墙114的底部向上铲霜运行到冷墙114的顶部，将两个结霜检测区域都清除一遍，通过分区域进行检测，能够避免某一区域的结霜严重而影响整体的制冷情况。

需要说明的是，使用“a”、“b”等词语来限定面积区域，仅仅是为了便于对相应区域进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在具体的实施例中，除霜装置105包括：安装在冷墙114内侧铲除霜层的铲霜组件，驱动铲霜件移动铲除霜层的驱动件。铲霜组件的铲霜部贴近冷墙114的内侧，贴着冷墙114的内侧向上推动可以将冷墙114内壁上的霜层铲落，从而达到除霜的效果。驱动件具体可以采用竖直丝杠套滑块的形式，通过电机驱动丝杠转动，滑块与丝杠螺纹连接，同时与铲霜组件的一端固定连接，转动竖直的丝杠即可带动滑块上下运动，从而带动铲霜组件向上运动进行铲霜以及向下运动回位。

进一步的，如图3所示，铲霜组件包括：铲霜件和推霜滑块1052，铲霜件呈长条状并与墙同宽，沿冷墙114横向设置，并且贴紧冷墙114，铲霜件沿长度方向设有积霜槽1053，积霜槽1053开口朝上并且与铲霜件的两端面连通，铲霜件围成积霜槽槽壁的一侧顶部设置斜面形成带有尖端的铲霜部1051，铲霜部1051的外侧面贴紧冷墙114的内侧壁，铲霜部1051的内侧面为积霜槽1053，使铲霜部铲落的霜层能够直接掉落到积霜槽内。推霜滑块1052设置在积霜槽内的一端，可以从积霜槽的一端向另一端推动，从而将积霜槽内收集的霜层推出积霜槽，推霜滑块具体的驱动装置也可以采用丝杆、驱动电机加滑块的形式，该竖直驱动方式在现有技术中比较常见，不具体赘述。

当***进入化霜时，除霜装置自下而上运动，后回到冷墙底部，霜落入积霜槽，推霜滑块由一侧运动至另一侧，经过除霜出口将霜推向库外，后推霜滑块回到原位置，完成一次自动除霜。

具体的，制冷剂循环***包括：循环连通的压缩机102、冷凝器101、节流阀103和蒸发器盘管。压缩机102、冷凝器101都设置在速冻库外，蒸发器盘管呈螺旋状，预埋在冷墙114内为载冷剂管道以及部分冷墙114的墙面提供冷量。冷墙114的外侧设置隔层用来防止冷量向外流失，使冷量只会从冷墙114内往冷墙114内侧面传递。

载冷剂循环***包括：载冷剂管道，设置在循环风道上用于降低风道温度的载冷剂喷淋回收装置，收集载冷剂喷淋回收装置的载冷剂的载冷剂储液箱113，将载冷剂储液箱113的载冷剂经所述载冷剂管道送至所述载冷剂喷淋回收装置的载冷剂泵104。其中载冷剂管道呈蛇形铺设整面冷墙114内，载冷剂管道的入口段与蒸发器盘管缠绕，吸收蒸发器盘管的冷量，载冷剂流动过程中降低冷墙114表面温度。载冷剂储液箱113设置在载冷剂管道的下方，载冷剂储液箱113与载冷剂管道之间的连接管道上设有载冷剂泵104，将载冷剂储液箱113内的载冷剂送往载冷剂管道。载冷剂喷淋回收装置设置在速冻库的顶部，位于循环风道上，用于给循环风道上的循环空气降温，同时载冷剂喷淋回收装置通过回收管道连接载冷剂储液箱113，将喷淋换热完的载冷剂回收到载冷剂储液箱113。

速冻库的一侧内壁为冷墙114，速冻室内设有位于循环风道上用于冷却货物的螺旋塔107，循环风道的风经过螺旋塔107吹向所述冷墙114后，再通过顶部的循环风机109吹向载冷剂循环***的载冷剂喷淋回收装置后回向下到螺旋塔107完成循环。在循环空气进入喷淋换热器前，使用冷墙对空气进行除湿，减少了空气中的水汽对载冷剂溶液的稀释作用，避免了喷淋***的结冰、冻管风险。

具体的，图像采集装置106设置在螺旋塔107的一侧，其拍摄方向正对冷墙的内侧面，可以直接获取冷墙的图像信息。

速冻库的顶部通过设置与顶面间隔的隔板隔出一条回风风道，为循环风道的一部分，载冷剂喷淋回收装置以及循环风机109都安装在该回风风道内，其中载冷剂喷淋回收装置具体包括：载冷剂喷淋装置110、回收托盘111和挡液板112，载冷剂喷淋装置110设置在速冻库的顶面，回收托盘111位于载冷剂喷淋装置110的正下方的隔板上，载冷剂喷淋装置110与回收托盘111之间为回风风道，挡液板112挡在载冷剂喷淋装置110与回收托盘111的出风侧，载冷剂喷淋装置110将载冷剂喷淋细化，与流经回收风道的空气进行重复换热后落入回收托盘111内，然后经过回收管道回到载冷剂储液箱113，同时挡液板112可以挡住载冷剂避免载冷剂直接随空气流出回风风道，挡液板112具体可以设置成多块从上至下间隔且倾斜向上的挡板，使吹到挡液板112上的载冷剂可以沿着挡液板112向下回流到回收托盘111内。进入下一次载冷剂循环。

本发明提出的制冷剂循环***包括冷凝器、节流阀、压缩机、蒸发器盘管，载冷剂循环***包括与蒸发器盘管缠绕的载冷剂管道、载冷剂储液箱，载冷剂喷淋、回收装置。蒸发器盘管与载冷剂管道均预埋进除霜冷墙内，蒸发器盘管流经冷墙的面积较小，仅用于与缠绕部分的载冷剂管道换热，载冷剂管道铺设整面冷墙，载冷剂流动过程中降低冷墙表面温度，使库内循环空气在冷墙上结霜，通过冷墙底部的自动铲霜/冰装置及控制方法达到智能识别、不停机除霜的目的，载冷剂经过冷墙到达冷库上方喷淋装置，由喷口喷出降低库内循环风的温度，落入载冷剂回收托盘，经管道回收至载冷剂储液箱，进入下一次载冷剂循环。该***应用在速冻库内可在保证库内换热效果不变的情况下实现不停机化霜，提高速冻机日产能、节约化霜后重温拉温的能源消耗。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种制冷***，其特征在于，包括：

冷墙，所述冷墙的内侧位于所述制冷***的循环风道内；

载冷剂循环***，其载冷剂管道预埋在冷墙内给墙体供冷；

制冷循环***，其蒸发器盘管预埋在所述冷墙内并与所述载冷剂管道缠绕；

除霜装置，用于清除所述冷墙内侧的霜层。

2.如权利要求1所述的制冷***，其特征在于，还包括获取冷墙内侧图像信息的图像采集装置，根据图像信息计算结霜面积的占比并根据结霜面积的占比与预设结霜面积占比的比较结果控制所述除霜装置清除冷墙内侧霜层的控制器。

3.如权利要求2所述的制冷***，其特征在于，所述图像采集装置每间隔预设时间获取一次冷墙内侧的图像信息，所述控制器随机选取预设数量的像素点，计算白色像素点占预设数量的像素点的比例得到结霜面积的占比。

4.如权利要求2所述的制冷***，其特征在于，所述冷墙的内侧上下分为多个结霜检测区域，当任意结霜检测区域的结霜面积的占比大于预设结霜面积占比时，控制器控制所述除霜装置清除冷墙内侧霜层。

5.权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述除霜装置包括：安装在所述冷墙内侧铲除霜层的铲霜组件，驱动所述铲霜组件移动铲除霜层的驱动件。

6.如权利要求5所述的制冷***，其特征在于，所述铲霜组件包括：贴紧所述冷墙并横向设置有积霜槽的铲霜件，安装在所述积霜槽内将所述积霜槽内霜层推出的推霜滑块。

7.如权利要求6所述的制冷***，其特征在于，所述铲霜件呈长条状并沿长度方向开设有通向两端的所述积霜槽，所述铲霜件围成所述积霜槽槽壁的一侧顶部设置斜面形成铲霜部。

8.如权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述制冷剂循环***包括：循环连通的压缩机、冷凝器、节流阀和所述蒸发器盘管。

9.如权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述载冷剂循环***包括：所述载冷剂管道，设置在所述循环风道上用于降低风道内空气温度的载冷剂喷淋回收装置，收集所述载冷剂喷淋回收装置中的载冷剂的载冷剂储液箱，将所述载冷剂储液箱的载冷剂经所述载冷剂管道送至所述载冷剂喷淋回收装置的载冷剂泵。

10.如权利要求1所述的制冷***，其特征在于，所述载冷剂管道的进液部分与所述蒸发器盘管缠绕，所述载冷剂管道的其余部分呈蛇形布设在所述冷墙的内侧面内。

11.如权利要求1所述的制冷***，其特征在于，还包括设置在所述循环风道上用于冷却货物的螺旋塔。

12.如权利要求11所述的制冷***，其特征在于，所述冷墙的内侧为设置所述制冷***的速冻库的一侧内壁，所述螺旋塔设置在所述速冻库内，所述循环风道的风经过所述螺旋塔吹向所述冷墙后，再通过循环风机吹向所述载冷剂循环***的载冷剂喷淋回收装置后回到所述螺旋塔。